车削短外圆锥体-教学设计

山东省精品资源共享课程《车工工艺与技能》一体化教学设计PAGE第23页（共14页）山东省精品资源共享课程《车工工艺与技能》一体化教学设计项目四车削圆锥面

《车削短外圆锥体》教学设计教材：《车工工艺与技能》授课学时：6授课班级：11车工班授课教师：邱兆玲课题§4.1.1车削短外圆锥体课型新授课教材分析教学目标知识目标会正确计算短锥体圆锥角；会操纵小滑板手柄车削锥度表面；会使用圆锥量规、界限量规和万能角度尺检验圆锥角度和尺寸。能力目标会用转动小滑板的方法车削短圆锥体。情感目标通过引导学生参与分析问题解决问题的过程，培养学生的团结协作精神，使其体验成功的感受，激发其学习热情，增强其自信心。重点难点关键重点用转动小滑板的方法车削短圆锥体。难点用转动小滑板的方法车削短圆锥体。关键点加深对旧知的理解，为知识的迁移作准备。教法设计教法以任务驱动法、四步教学法为主，配合使用翻转课堂、分组教学法、示范演示法、课堂讨论法、等教学方法。教具多媒体课件、微课视频、仿真动画、模拟仿真实验台、实时跟踪评价平台、车床、工量夹具。学法指导让学生掌握课本知识仅是教学的第一个境界，还应该教授学生如何获取知识。在本节教学过程中，我主要通过“问题让学生发现，疑难让学生研讨，结论让学生总结，评价让学生参与”的方式提高学生的主体地位，培养学生自主学习、协作学习的好习惯。

教学过程教学内容师生活动课前预习1圆锥体有哪四个参数2.用转动小滑板法车削圆锥体有哪五步3.万能角度尺的使用方法4.圆锥体的检验方法教师将资源上传平台学生自主学习，并完成习题测试情境导入展示车锥面动画，学生思考，如何能车削出符合要求的圆锥面？进而导入本节课内容教师展示视频并设置疑问学生观看视频并思考问题任务内容车削如图4-1所示工件，毛坯尺寸为Ф50×90。图4-1车削外短圆锥体工件图教师展示任务学生分组讨论师生共同总结任务分析短圆锥体零件的锥角一般较大，轴向长度较小，最常采用的加工方法为转动小滑板法。车削外圆锥面的主要方法有转动小滑板法、偏移尾座法、靠模法和宽刃刀车削法四种。本子任务的圆锥长度较短，故采用转动小滑板法。其车削流程如图4-2所示。图4-2车削短外圆锥流程图师生分析教师总结操作步骤①装夹工件、刀具。将硬质合金外圆粗车刀、精车刀装于刀架上，并严格对准工件旋转中心，以避免车出的圆锥表面产生双曲线(圆锥母线不直)误差；用三爪自定心卡盘装夹Φ50外圆，伸出长度约为75mm，并校正工件。②粗车、精车外圆端面。确定主轴转速n=530r/min，进给量f取0.1～0.15mm/r，车平端面，作为测量圆锥角度的基准面，表面粗糙度Ra6.3μm；确定主轴转速n=530r/min，进给量f取0.2～0.8mm/r，粗车Φ45外圆至Φ45.5×70；确定主轴转速n=530r/min，进给量f取0.08～0.2mm/r，精车Φ450-0.1×64至尺寸，表面粗糙度Ra6.3μm。③调整锥角。根据tan(α/2)=(D-d)/(2L)计算得出α/2=5°43'，由于圆锥半角不是整数，故小滑板只能估算转动，将小滑板下面转盘上的螺母松开，逆时针把转盘转至5°30'～6°之间，然后用试切法找正，固定转盘上螺母；调整小滑板镶条(松紧合适)，并调整好小滑板的行程，满足车削时的需要。④对刀。移动床鞍使车刀靠近毛坯端面，使刀尖接触毛坯端面，将滑板的刻度设定到零线；利用中滑板横向退刀，移动床鞍向左50mm，车一条刻痕线(以最小背吃刀量，同时将横向进给手柄设到零线)；固定床鞍，在接下去的加工中不要移动滑板，直至车好圆锥体。⑤粗车圆锥体。用刀架手柄和横向进给手柄退出车刀，使刀尖对准毛坯的外圆端面处，一次的背吃刀量最大为2mm，用双手平稳地转动刀架手柄进行车削，一直车削到离刻痕线约1mm的位置(最后要特别平稳地转动手柄)。⑥检查锥度，切削并调整。用游标万能角度尺检查锥度，调整好锥度测量边(应通过工件中心)，测量工件端面与圆锥面的夹角。如果夹角为90°+5°43'，则小滑板调整合适；若夹角大于90°+5°43'，则将小滑板顺时针调整；反之则将小滑板逆时针调整，逐步找正。当小滑板角度调整基本到位时，只需把紧固螺母稍松一些，用左手拇指紧贴在小滑板转盘与中滑板底盘上，用铜棒轻轻敲小滑板所需校正的方向，凭手指的感觉决定微调量，这样可较快地校正锥度。⑦精车圆锥面。车刀切削刃始终保持锋利，手动进给要小而均匀，工件表面应一刀车出，不要接刀；当切削接近工件长度时，用移动床鞍法控制圆锥长度为50±1，表面粗糙度Ra6.3μm，然后倒角C1。⑧检查工件质量合格后，切断，保证尺寸64。借助仿真动画了解工艺过程借助实时跟踪评价平台进行操作步骤测试借助任务导航模拟实验台进行操作步骤纠正填写任务工艺卡借助仿真动画了解工艺过程借助实时跟踪评价平台进行操作步骤测试借助任务导航模拟实验台进行操作步骤纠正填写任务工艺卡图例如下：《仿真动画》《跟踪评价平台》《仿真实验台》《任务工艺卡》借助仿真动画了解工艺过程借助实时跟踪评价平台进行操作步骤测试借助任务导航模拟实验台进行操作步骤纠正填写任务工艺卡图例如下：《仿真动画》《跟踪评价平台》《仿真实验台》《任务工艺卡》知识解析1．认识圆锥体在机床与工具中，圆锥面配合应用得很广泛。通过该项目的训练，可以学会锥度的车削与测量方法。(1)圆锥体的参数圆锥表面的形成：与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条直线段AB，围绕着该轴线旋转所形成的表面，称为圆锥表面(简称圆锥面)，如图4-3(a)所示。其斜线称为圆锥母线，又称圆锥素线。如果将圆锥体的尖端截去，则成为一个截锥体，如图4-3(b)所示。圆锥是由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。圆锥可分为外圆锥和内圆锥两种。通常把外圆锥称为圆锥体，内圆锥称为圆锥孔。圆锥体的各部分参数符号如图4-3(c)所示，主要有圆锥半角α/2(或锥度C)、最大圆锥直径D、最小圆锥直径d和工件圆锥部分长L四个基本参数。在这四个参数中，只要知道任意三个参数，其他一个未知参数就可以求出，公式为(4-1)图4-3圆锥与圆锥体(2)标准圆锥体为了降低生产成本和使用方便，常用的工具、刀具圆锥都已标准化。也就是说，工具、刀具圆锥的各部分尺寸，通常按照规定的几个号码来制造，使用时只要号码相同，相互就能紧密配合和互换。标准圆锥已在国际上通用，即不论哪一个国家生产的机床或工具，只要符合标准圆锥都能具有互换性。常用的标准工具圆锥有下列两种。①莫氏圆锥。莫氏圆锥是机器制造业中应用最广泛的一种，如车床主轴孔、顶尖、钻头柄、铰刀柄等都用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成七个号码，即0、1、2、3、4、5和6号，最小的是0号，最大的是6号。莫氏圆锥是从英制换算过来的，当号数不同时，圆锥半角也不同。②米制圆锥。米制圆锥有八个号码，即4、6、80、100、120、140、160和200号。它的号码是指大端的直径，锥度则固定不变，即C=1/20。例如100号米制圆锥，它的大端直径是100mm，锥度C=1/20。其优点是锥度不变，记忆方便。2．用转动小滑板法车削圆锥体将小滑板转动一个圆锥半角(圆锥半角可由式(4-1)计算出)，使车刀移动的方向和圆锥素线的方向平行，即可车出外圆锥，如图4-4所示。用转动小滑板法车削圆锥面操作简单，可加工任意锥度的内、外圆锥面，但加工长度受小滑板行程限制；另外还需要手动进给，劳动强度大，工件表面质量不高。图4-4转动小滑板法车削外圆锥图4-5界限套规控制小端直径尺寸转动小滑板车削圆锥体的方法如下。①转动小滑板。将小滑板转盘上的螺母松开，把转盘转至所需要的圆锥半角(α/2)的刻度上，然后固定转盘上的螺母(见图4-4)。如果角度不是整数，例如α/2=2°46'，即转到2°30'～3°之间。车削顺锥圆锥体(左端大右端小)时，小滑板应按逆时针转动；反之，车削倒锥(又称背锥)圆锥体时，小滑板应按顺时针转动。然后，用试切法逐步找正。②调整小滑板镶条的松紧。如调得过紧，手动进给时费力，移动不均匀；调得过松，造成小滑板间隙太大。两者均会使车出的锥面表面粗糙度值较大且母线不平直。③确定小滑板行程。工作行程应大于圆锥加工的长度。将小滑板后退至工作行程的起始点，然后试移动一次，以检查工作行程是否足够。④粗车圆锥体。粗车时应找正圆锥的角度，留精车余量0.5mm。⑤精车圆锥体。提高工件转速，双手缓慢均匀地转动小滑板手柄精车圆锥体至尺寸。3．圆锥尺寸的控制方法(1)控制大端直径尺寸车削圆锥体时，大端直径可用游标卡尺或千分尺测量来控制。(2)控制小端直径尺寸当锥度已找正，而小端尺寸还未能达到要求时，需再车削。这时可通过界限套规来控制小端尺寸(见图4-5)。具体方法是：用界限套规与工件锥体配合，量出界限套规台阶中心到工件小端面的距离a，再用车刀刀尖在工件小端直径处对刀，接着移动小滑板(床鞍不动)，使车刀离开工件端面的距离为a，最后移动床鞍使车刀同工件端面接触，这时虽然没有移动中滑板，但车刀已经切入一个需要的深度；接着用移动小滑板法完成最后一刀的切削。量出界限套规台阶中心到小端面的距离a后，也可用背吃刀量来控制圆锥小端直径。具体计算方法是(4-2)式中，a为界限套规台阶中心到工件小端面的距离(mm)；α/2为工件圆锥半角(°)；C为锥度；ap为背吃刀量(mm)。(3)控制圆锥长度尺寸当工件标注圆锥长度尺寸时，可用深度游标卡尺测量圆锥长度L，然后可用与控制小端直径尺寸相同的方法(即移动床鞍法)控制该尺寸，也可用式(4-2)计算出背吃刀量来控制圆锥长度，即式中，L为工件圆锥长度(mm)；l为实际测出的圆锥长度(mm)。例如，车削锥度C=1：10的圆锥工件，当圆锥长度还差2mm没有车到位时，车刀应车进的背吃刀量为ap=a×C/2=2×(1/10)/2=0.1mm。万能角度尺的使用万能角度尺主要用来测量工件的角度，如图4-6所示。扇形板带动游标可以沿主尺移动，角尺可用卡块9紧固在扇形板上，可移动的直尺又可用卡块1固定在角尺上，基尺与主尺连成一体。图4-6万能角度尺1、9—卡块；2—角尺；3—直尺；4—基尺；5—主尺；6—扇形板；7—制动器；8—游标万能角度尺的刻线原理与读数方法和游标卡尺相同。其主尺上每格一度，主尺上的29°与游标的30格相对应，因而游标每格为58'(29°/30)，主尺与游标每格相差1°-58'=2'，则该尺的最小读数值为2'。测量时应先校对万能角度尺的零位。其零位是当角尺与直尺均装上，且角尺的底边及基尺均与直尺无间隙接触时，主尺与游标的零线对齐。校零后的万能角度尺可根据工件所测角度的大致范围组合基尺、角尺、直尺的相互位置，可测量0°～320°范围内的角度，如图4-7所示。图4-7万能角度尺应用实例（a）测量锥度；（b）测量燕尾；（c）测量斜度；（d）测量燕尾槽5．圆锥体的检验方法(1)用万能角度尺检测角度对于角度工件或精度不高的圆锥表面，可用万能角度尺检测。用万能角度尺测量工件的方法如图4-8所示，测量时，万能角度尺的直尺与工件平面(通过工件中心)靠平，基尺与工件圆锥面接触，通过透光的多少来调整小滑板的角度，反复多次直至达到要求为止。(2)用角度样板检测角度图4-8用万能角度尺检测角度在成批和大量生产时，可用专用的角度样板检测工件，如图4-9所示。图4-9用角度样板检测圆锥体(3)用圆锥套规检测锥度对于配合精度要求较高的锥度工件，在工厂中一般采用涂色检验法(用圆锥套规测量)，以检查接触面积的大小来评定锥度精度，如图4-10所示。具体检验方法是：在工件表面上顺着素线，相隔约120°薄而均匀地涂上三条显示剂。然后把套规轻轻套在工件上转动小半圈(转动多了会造成误判)，取下套规观察工件锥面上显示剂擦去的情况。如果显示剂擦去均匀，说明圆锥接触良好，锥度正确。如果小端擦着，大端没擦着，说明圆锥角小了；反之，则说明圆锥角大了。【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思【翻转课堂教学】①教师课前提供微课课中演示指导课后反馈建议②学生课前微课学习课中分组实践（车工教学与CAD相结合）课后总结反思习题测验1.圆锥体（）直径d可用公式：d=D-2Ltan（α/2）求出。A.小端B.大端C.内孔D.中端2.莫氏工具圆锥在（）通用。A.国内B.机电部内C.国际D.企业内3.用正弦规检验锥度的方法：应先从有关表中查出莫氏圆锥的圆锥角a，算出圆锥（）a/2。A.斜角B.全角C.补角D.半角4.测量外圆锥体时，将工件的（）端立在检验平板上，两量棒放在平板上紧靠工件，用千分尺测出两量棒之间的距离，通过换算即可间接测出工件小端直径。A.大B.小C.外D.后5.使用正弦规测量时，在正弦规的一个圆柱下垫上一组量块，量块组的高度可根据被测工件的圆锥角通过（）获得。A.计算B.测量C.校准D.查表教师结合职业资格考试题库给出相应内容测试实训内容车削如图4-12所示的前顶尖，毛坯尺寸为Ф50×80，材料为45钢。导生带领操作教师巡回指导任务小结①车刀必须对准工件旋转中心，避免产生双曲线(母线不直)误差。②车削圆锥体前对圆柱直径的要求一般应按圆锥体大端直径加余量lmm左右。③车刀切削刃要始终保持锋利，车削时，应调整好小滑板的行程，使工件表面一刀车出，避免接刀。④用转动小滑板法加工时，应两手握小滑板手柄，均匀移动小滑板。在转动小滑板时，应稍大于圆锥半角，然后逐步找正。当小滑板角度调整到相差不多时，只需把紧固螺母稍松一些，用左手拇指紧贴在小滑板转盘与中滑板底盘上，用铜棒轻轻敲小滑板所需找正的方向，凭手指的感觉决定微调量，这样可较快地找正锥度。注意要消除中滑板间隙，同时小滑板不宜过松，以防工件表面车削痕迹粗细不一；还要防止