9-2 插削（教案）《机械制造工艺基础》上好课（劳动版·第八版）

《机械制造工艺基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 9-2 插削 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 学生在前一节课已经学习刨削加工，掌握牛头刨、龙门刨结构、往复切削规律、刨削工艺特点，明白水平往复主运动；中职学生具象识图能力强、乐于实操，但容易混淆刨削（水平往复）、插削（垂直往复）运动区别，对内孔键槽、方孔等分分度加工逻辑理解吃力，授课依托插床结构图、加工工序示意图，采用和刨削类比对照的方法降低理解难度。 背景分析 插削可看作立式刨削，承接上节刨削知识，内容包含插床结构、插刀、典型插削工艺、工艺特点四大模块；主打内孔沟槽、型孔加工，是箱体、齿轮坯内键槽零件加工必备工艺，也是后续拉削学习的前置铺垫，在孔类非标沟槽加工工艺体系中承上启下。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 通过内孔键槽、方孔插削工艺学习，养成规范找正、分段粗精插的工匠精神； 2. 养成根据零件内/外沟槽，合理选用刨削/插削工艺的工艺分析习惯。 1. 熟记插床各组成部件名称，分清插床主运动、三类进给运动； 2. 掌握尖刃插刀、平刃插刀结构、几何角度与适用场景； 3. 熟记插键槽、方孔、花键孔加工工艺步骤。 1. 对照图纸区分插床部件，对比刨床说出二者运动异同； 2. 根据加工内容（粗插型孔 / 精插沟槽）正确选用插刀； 3. 能口述键槽、四方内孔分步插削加工工序。 学习任务 描述 1. 识记插床组成：床身、立柱、滑枕、圆工作台、上下滑座、分度机构、变速机构； 2. 梳理插削运动：滑枕垂直往复为主运动，工作台纵向、横向、回转分度为进给； 3. 区分尖刃、平刃插刀结构、前角后角参数与适用加工； 4. 整理插键槽、插方孔、插花键孔的加工步骤与粗精加工要求； 5. 归纳插削工艺特点、经济加工精度 IT9~IT7、粗糙度 Ra6.3~1.6μm。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 1. 插床的组成结构，插削主运动、三种进给运动的运动形式。 2. 尖刃插刀、平刃插刀几何参数与各自适用加工范围。 3. 插键槽、插方孔、插花键孔的工艺加工步骤与粗精分工要求。 教学难点 1. 对比刨削，厘清插削（立式垂直往复）与刨削（水平往复）运动、适用加工对象的本质区别。 2. 方孔四边分步插削顺序、花键孔圆周等分分度加工原理。 3. 根据内孔结构、加工精度，合理选用插刀与插削工艺方案。 教学难点突破方法 1. 图示分析法 2. 类比教学法 3. 分步引导法 4. 案例诊断法 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、问答法； 学法 观察归纳法、练习巩固法、背诵记忆法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械制造工艺基础》，人力资源社会保障部教材办公室组织编写。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 1. 展示插床的图片。 2. 提问：请对比我们上节课学习的刨床，思考二者在结构和运动方式上有哪些相似点与不同点？它的刀具做的是垂直的往复直线运动，结合这个特点，大家尝试推测一下，它最适合加工什么样的工件表面呢？ 3. 引出课题：9-2 插削。 1. 播放PPT，创设情境。 2. 提出问题，引导学生思考插削含义。 3. 板书课题，明确本节学习目标。 1. 观察图片，思考问题。 2. 尝试回答，产生求知欲。 3. 记录课题，明确学习内容。 通过直观对比，激发学生兴趣，自然引入插削主题，为学习具体方法做铺垫。 探索 新知（20分钟） 一、插床 1.插床的结构 （1）插床的结构原理与牛头刨床极为相似，在功能上可将其视为“立式刨床”。其主运动为滑枕带动插刀的直线往复运动，工件则做间歇的进给运动。 （2）核心组成部件 整机主要由床身、立柱、滑枕、圆工作台、上滑座、下滑座等基础部件构成；同时配备分度机构以实现工件的圆周分度，变速机构用于调整切削速度与进给量，各部件协同工作保障加工精度与效率。 2.插削的主要内容 （1）切削共性 插削与刨削的切削方式基本一致，均属于断续切削，刀具在切削过程中存在空行程，加工时有冲击和振动特性。 （2）核心区别：切削方向 刨削以水平方向切削为主，刀具做往复直线运动；插削则是在铅垂方向切削，刀具运动轨迹为垂直往复，类似“立式刨削”。 （3）应用差异：加工对象 刨削适合加工外表面，如平面、沟槽等外部轮廓；插削擅长加工内表面，如键槽、方孔等内部结构，是成型内表面加工的重要手段。 二、插刀 1. 定位：插刀属于典型的单刃刀具，其切削原理与普通车刀、刨刀同属一类，但在结构形态上针对特定加工场景做了针对性优化，是加工内孔、键槽等表面的重要刀具类型。 2. 核心结构特点：与刨刀相比，插刀的结构存在显著差异：其刀具的前面与后面位置发生对调，且主切削刃并非正对刀杆，而是偏离刀杆正面设置，同时刀杆整体设计得更为粗壮厚实。 3. 特殊设计目的：该结构设计的核心目的是为了规避加工干涉：在插削加工的回程阶段，能有效避免刀杆与工件已加工的孔壁，同时也能保护刀具不受损坏。 3. 几何角度；前角参考范围 插刀的前角一般选取 0°-12°。前角主要影响切削变形和切削力，增大前角可使切削更轻快，但过大则会削弱刀头强度，降低散热能力。 后角参考范围：插刀的后角通常设定4°-8°。后角用于减少刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦，同时避免刀具磨损加剧。 4.尖刃插刀：多用于粗插、多边形内孔插削加工； 平刃插刀：多用于精加工、工件内部直角沟槽的插削。 1. 结合插床实物 / 结构示意图，对比牛头刨床讲解插床的组成、运动原理，明确插床作为 “立式刨床” 的核心特点，演示主运动与进给运动的工作过程。 2. 结合插刀实物与结构图纸，讲解插刀的结构特点、几何角度及类型差异，对比刨刀分析插刀的设计优化目的，演示插刀的装夹与调整方法。 1. 对照插床结构图，识别床身、立柱、滑枕、圆工作台等部件，复述插床的主运动、进给运动形式，对比牛头刨床的结构差异。 2. 观察插刀实物，区分尖刃插刀与平刃插刀，结合结构特点分析插刀与刨刀的区别，理解插刀特殊设计的作用。 1. 通过对比讲解 + 结构演示，帮助学生建立插床与牛头刨床的关联认知，突破 “立式刨床” 的结构与运动原理难点，夯实基础理论知识。 2. 通过实物观察 + 对比分析，让学生直观理解插刀的结构优化设计，掌握插刀的类型、角度及适用场景，为后续实操奠定刀具认知基础。 学 习 新 知（20分钟） 一、插削方法 1. 插键槽 工件按划线找正固定，预先调整滑枕行程；加工分粗插、精插两道工序，保证键槽尺寸精度与轴线对称度。 2. 插方孔 （1）小孔插削工艺 对于尺寸较小的方孔，可直接采用整体方头插刀进行一次插削成型。这种方法效率高，能一次性保证方孔的尺寸精度和形状精度，适用于孔径较小、加工余量不大的场合。 （2）大孔插削工艺 大尺寸方孔需采用单边分次插削法。首先进行粗插加工，每边预留0.2~0.5mm的精加工余量；随后使用90°尖角插刀，对四个内角处粗插残留的未加工部分进行精修，确保方孔内角的直角精度与表面质量。 3. 插花键孔 插花键孔的基础操作流程与插键槽大致相同，均需通过插床刀具的往复运动配合工件进给完成切削，但花键孔涉及多键齿加工，流程更复杂。 在工件端面上，使用高度尺、划针等工具，依据图纸尺寸精确画出各键齿的位置线，为后续的校正与加工提供清晰的视觉基准，保证各齿槽位置偏差控制在允许范围内。 二、插削工艺特点 1. 生产批量的适应性 插床与插刀的结构简单，设备准备和操作调整较为方便，但插削加工存在明显的冲击载荷和空行程损失，加工效率偏低，因此该工艺主要适用于单件、小批量生产场景，而非大规模流水线作业。 2. 具工作条件受限 插床无抬刀与让刀机构，插刀在回程向上运动时，刀齿会与工件已加工表面发生硬性摩擦。这不仅会降低工件的表面加工质量，还会加剧刀具的磨损，缩短刀具使用寿命，是插削工艺的主要局限性。 3. 经济加工精度概述 插削的经济加工精度是指在正常生产条件下，该工艺方法所能达到的加工精度范围，是衡量插削工艺适用性的重要指标，可满足多数通用机械零件的加工要求。能够有效保证工件关键尺寸的一致性与准确性，适用于非配合尺寸或一般配合尺寸的加工。 1. 结合加工案例，讲解插键槽、插方孔、插花键孔的加工流程，通过分步演示说明粗插、精插的工艺要点，强调尺寸精度与对称度的控制方法。 2. 对比刨削工艺，分析插削加工的工艺特点，结合实际生产场景讲解插削的适用范围，梳理插削与刨削的异同点。 3.知识背诵： （1）插削定义 用插刀对工件做垂直相对直线往复运动的切削加工，插削本质是立式刨削。 （2）插床结构 床身、立柱、滑枕、变速机构、分度机构、圆工作台、上滑座、下滑座。 （3）刀具类型 单刃刀具，分尖刃插刀（粗插、多边孔粗加工）、平刃插刀（精插、直角沟槽精加工）。 （4）结构特点 和刨刀对比，前、后面位置对调；主切削刃偏离刀杆正面，防止回程刀杆蹭刮已加工工件。 4.师生互动： 出示题目：某零件有两种加工需求：方案 A 在工件外圆表面开直槽，方案 B 在工件预制内孔中加工内键槽，现有牛头刨床、插床两种设备可选。请从切削运动方向、加工适用表面两个角度分析两种工序分别选用哪种设备更合理，并说明理由。 结合刨削与插削的运动特点、加工适用范围，从切削方向、加工内外表面两方面分析选型依据。 教师总结： （1）从切削运动方向：牛头刨床刨刀做水平往复主运动，适合水平面、外沟槽加工。 （2）从加工适用表面：方案 A 外圆直槽选用牛头刨床，刨削擅长工件外表面沟槽；方案 B 内孔键槽选用插床，插削以工件内表面键槽、方孔加工为主。 1. 分组讨论插键槽、插方孔的加工步骤，结合案例分析粗插与精插的工艺要点，总结不同内表面加工的操作注意事项。 2. 小组对比插削与刨削的工艺特点，梳理两者的共性与差异，结合生产场景分析插削加工的适用场景与局限性。 3.合书默背，同桌互背。 4小组讨论，代表回答，其他人补充。 1. 通过案例讲解 + 分步演示，帮助学生掌握插削典型内表面的加工流程与工艺要点，培养工艺分析与流程梳理能力。 2. 通过对比分析 + 场景讨论，引导学生主动梳理插削工艺的特点与适用范围，形成完整的刨削 / 插削工艺知识体系，提升知识迁移能力。 3.强化记忆。 4.帮助学生在课堂上掌握核心知识点。 课堂 总结（2分钟） 1. 插削相当于立式刨削，主运动为滑枕（插刀）的垂直直线往复运动，进给运动为工作台的水平移动与回转运动，可加工键槽、方孔、多边形孔、花键孔等内表面。 插刀属于单刃刀具，前角 0°~12°、后角 4°~8°，分尖刃插刀（粗插 / 多边形孔）2. 和平刃插刀（精插 / 直角沟槽），结构上前面与后面位置对调，主切削刃偏离刀杆正面，避免加工干涉。 3. 插削工艺特点：设备与刀具结构简单，操作方便，但存在冲击和空行程损失，主要用于单件、小批量生产；经济加工精度为 IT9~IT7，表面粗糙度值为 Ra6.3~1.6μm。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1. 默写本节课学习的插床运动原理、插刀类型及其应用。 2. 巩固题：比较插削与刨削在加工范围上的根本区别，分析各自的工艺特点。 3. 预习任务：自主预习下节内容，了解拉削的基本概念与适用场景。 板书 设计 text 9-2 插削 一、插削基础 定义：用插刀对工件做垂直相对直线往复运动的切削加工，相当于立式刨削。 插床结构：由床身、立柱、滑枕、圆工作台、分度机构、变速机构、上滑座、下滑座组成，结构原理与牛头刨床相似。 运动形式： 主运动：滑枕（插刀）的垂直直线往复运动 进给运动：上滑座 / 下滑座的水平移动、圆工作台的水平回转运动 二、插刀 类型与特点：单刃刀具，前角 γ₀=0°~12°，后角 α₀=4°~8°；前面与后面位置对调，主切削刃偏离刀杆正面，避免加工干涉。 尖刃插刀（尖刀）：粗插、插削多边形孔 平刃插刀（切刀）：精插、插削直角沟槽 三、插削方法 插键槽：划线找正，分粗插、精插两道工序，保证尺寸精度与轴线对称度。 插方孔： 小孔：整体方头插刀一次成型 大孔：单边分次插削，粗插留 0.2~0.5mm 余量，再用 90° 尖角插刀精修内角 插花键孔：划线确定键齿位置，结合分度盘实现圆周等分分布，保证对称度与等分性。 四、插削工艺特点 设备与刀具结构简单，操作调整方便，但存在冲击和空行程损失，适用于单件、小批量生产。 插刀行程受刀杆刚度限制，槽长尺寸不宜过大；无抬刀 / 让刀机构，回程易与工件摩擦。 经济加工精度：IT9~IT7，表面粗糙度值 Ra6.3~1.6μm，可加工键槽、方孔、多边形孔、花键孔及圆柱齿轮、凸轮等。 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $