单元标题：

螺纹轴的数控车削加工

单元学时

4

所属课程

机械零部件数控加工技术

在整体设计中的位置

第10次

一、教学分析

1.课程分析

本课程属于数控技术专业的专业核心课程。通过本课程的学习，要求学生具备零件数控加工工艺分析、数控编程与操作的能力，能胜任数控机床操作、数控工艺与编程岗位。

本课程前续课程为《机械零部件设计基础》、《机械工程材料》等；后续课程为《CAM数控加工技术》《数控机床故障诊断与维修》等。

2.学生特征分析

（1）已掌握轴类零件加工指令G00/G01/G02/G03/G71/G73/G70的用法；

（2）已掌握数控仿真软件的使用；

（3）已熟悉数控车床的基本操作；

（4）对螺纹轴零件的编程加工不熟悉，需要进一步学习；

（5）内容抽象繁琐，不愿意动手操作，实训过程存在不安全隐患。

3.教学目标

能力目标:

①能根据螺纹零件图纸，正确分析制定加工工艺；

②能够利用螺纹编程指令编制加工程序；

③能规范操作数控车床完成螺纹轴零件的加工；

④能规范操作数控车床完成螺纹轴零件的加工；

⑤能对螺纹进行合格性检测。

知识目标:

①掌握螺纹加工相关的工艺知识以及工艺方案制定方法；

②掌握螺纹加工指令G92的指令格式与运用方法；

③掌握螺纹背吃刀量的计算与分配方法；

④掌握螺纹件的检测方法；

素质目标:

①养成良好的安全操作意识，能够自觉按规范操作机床设备；

②养成良好的团队协作精神，主动适应团队工作要求;

③养成文明操作意识，保持工作环境的整洁。

④培养良好的语言沟通能力；能准确描述制定好的加工工艺等计划。

⑤培养良好的查阅、整理技术资料的能力。

重点：G92指令的格式、功用和走刀路线；

难点：螺纹编程计算以及如何有效的监控学生，保证上机操作的安全。

二、教学设计

1.教学环境、教学资料的选择

（1）教学地点：数字化的数控车实训室

             （包括：一体化讨论学习区和上机操作实训区）

（2）教学资料：

  ①资料：引导文、任务单、《机械零部件数控加工技术》教材、电子课件、《机械零部件数控加工技术》省级精品课等网上资源。

  ②设备：FANUC0i系统数控车床8台。

  ③工具：游标卡尺8把、塑料棒8根、刀台卡盘扳手8套、外圆车刀8把、切槽刀8把、螺纹塞规环规两套。

      ④软件：宇龙数控仿真软件、CAXA数字化教学管理系统。

2.教学组织过程的设计

基于工作过程的教学设计，本单元安排了四个工作任务，依次为任务一工艺准备、任务二数控编程、任务三零件加工与检测、任务四数控机床日常保养。

（1）在资讯-计划阶段：将学生分成学习小组（一般4个人一个小组），给出产品零件图，根据图纸要求提出任务目标，学生在课前利用学院图书馆的图书资源、网络资源查阅资料，广泛地收集信息，完成前期的准备工作。

（2）决策阶段：利用小组讨论学习的方法，各小组分别提出自己的工艺方案和数控程序，在教师的启发引导下，师生共同讨论判定方案的科学性以及合理性，修改并完善至最佳方案。同时利用仿真软件校验程序，不能解决的问题及向老师咨询。

（3）实施阶段 各组学生按照制定的工艺方案和数控程序，操作数控机床，完成零件加工，对于在加工中出现的问题，及时找老师解决，教师现场分析，找出问题答案并给出解决办法。

（4）检查-评估阶段：零件加工完成后，学生根据图纸的要求对零件进行检验，进行自我评价，对误差大的地方，进行分析和修改。教师根据学生在各工作任务中表现进行阶段性评定。

3.教学方法的设计

本单元中用到的教学方法主要有启发引导法、比较分析法、分组讨论法、角色扮演法以及现场分析法。

这些教学方法贯穿于具体教学过程中，其中，知识准备中用到的主要有启发引导以及比较分析方法。项目布置阶段采用案例分析法，工艺准备阶段采用的是分组讨论法，数控编程阶段采用虚拟仿真，零件加工与检测阶段主要用的是角色扮演法，现场分析法主要用在第三和第四个工作任务中

4.信息化教学手段的应用

本单元的教学准备了丰富的信息化教学资源，并运用了多项信息化教学手段。教师开发的《机械零部件数控加工技术》资源共享课，包括：微课视频、课件、教案、引导文、任务单、动画等资源。 并将云班课、qq、微信、网络传输、虚拟仿真软件、CAXA数字化教学管理系统、在线交流与测试等信息化教学手运用于各个教学环节。具体如下：

（1）网络教学资源

课前学生可以通过网络资源查资料进行自学。如：《机械零部件数控加工技术》省级精品课网上资源，包括：课件、电子教案、动画、视频等资源。

（2）多媒体课件

多媒体课件用在整个教学环节中。

（3）QQ、微信、在线交流、在线测试。

（4）网络传输

在工艺准备和数控编程阶段，各组学生可以通过网络传输将工艺方案和程序传送到教师机，进行教学展示。

（5）虚拟仿真教学

在数控编程阶段，学生可以利用宇龙数控仿真软件验证程序的正确性，辅助学习。

（6）CAXA数字化教学管理系统

在零件加工阶段，利用CAXA数字化教学管理系统，教师可以只在一台一床上操作演示，通过网络及大屏幕投影技术，对所有学生进行现场教学。同时还可以实时监控学生的操作过程。

5.教学考核方案的设计

采用过程考核的方式，本单元的考核包括：

（1）程序与工艺（20%）；

（2）安全文明生产（20%）；

（3）工件质量（40%）；

（4）教师与学生评价（20%）。

  详见附件2：《机械零部件数控加工技术》课程任务单。

三、实施过程

教学环节

教学内容及能力/知识目标

教师活动

学生活动

时间

信息化教学手段

1

（项目导入）

教学内容：

螺纹轴的特征。

能力目标：

能对给定任务进行初步判断

知识目标：

了解生活中螺纹轴类零件的特征。

引入：毕业后，你通过招聘进入一家汽车零部件制造企业的数控加工生产车间，领导分配你的岗位是数控车床加工，你们的生产班组接到一个订单，要求加工仿形轮廓的轴类零件，生产量是150件，两天内完成。并设问如果让生产班组长，将这个任务交给了你，你如何完成这项任务？要经历哪些环节？

引导：学生说出如下四个环节，工艺分析、数控编程、零件加工与检测和机床保养。

下面将让同学们跟我一起来感受一下生产车间的各个角色吧。

看一看：观看。

想一想：思考、讨论教师的问题。

5

分

钟

利用多媒体课件、

视频导入

介绍：本次课的教学内容和教学目标，考核评价标准。

听一听：明确任务，并分工。

2

（分析图纸，讨论 加工工艺）

教学内容：

编写零件的工艺方案，填写工艺卡、刀具卡。

能力目标：

（1）能编制项目零件的数控加工工艺。

（2）具有团队协作、独立分析问题的能力。

知识目标：

掌握项目零件的数控加工工艺。

引导设问：教师引导设问，

（1）该零件图上有哪些技术要求？

（2）加工该零件应该采用何种装夹方案？

（3）该零件的加工工艺路线应该怎样安排？

（4）选择什么样的刀具？

（5）选择什么样的切削用量？

想一想：结合零件技术要求，选择装夹方案，设计工艺路线，选择刀具，切削用量等。

20

分

钟

多媒体课件

巡回指导：教师在学生讨论的过程中进行巡回指导。

做一做：结合任务单和教师的引导设问，学生分组完成零件的工艺方案。

3

（工艺方案展示）

教学内容：

确定项目零件的数控工艺方案。

能力目标：

（1）学会项目零件的数控加工工艺；

（2）具有良好的口头表达能力和独立思考辨析问题的能力。

知识目标：

掌握项目零件的数控加工工艺。

点评：教师参与点评，并给出各组相应的等级。

展示：各组的工艺方案；

讲一讲：小组代表陈述各自的工艺方案；

评一评：自评和互评，填写任务单。

20

分

钟

利用网络传输技术将工艺方案传送到教师机，并进行展示。

总结：教师总结工艺制定中存在的问题以及注意事项。

改一改：修正各自的工艺方案，并填写任务单相关内容。

4

（编写加工程序）

教学内容：

G92指令编制轴类零件的数控加工程序的方法。

能力目标：

能用G92指令编写轴类零件的加工程序；

知识目标：

了解G92指令的格式、功用和走刀路线；

引导设问：学生能不能利用已经学过的指令完成该零件的程序编制？

想一想：学生分组讨论，并认为现已学的指令不够完成项目零件的程序编制。

20

分

钟

利用网络传输和数控虚拟仿真技术验证程序的正确性。

介绍：教师以一个具体的实例为载体，介绍如何用G92指令完成轴类零件的的程序编写；

做一做：各组学生结合教材相关知识内容，学习G92指令；并跟随教师思路共同完成示例程序的编制。

巡回指导：学生编写程序中的注意事项，并指导学生验证程序。

做一做：各组学生利用刚学习的G92指令完成项目零件的数控加工程序编制；

验证：利用数控仿真软件验证程序的正确性。

5

（程序展示）

教学内容：

项目零件的数控加工程序。

能力目标：

（1）能用92指令编写项目零件的加工程序；

（2）具有交流沟通能力；善于发现问题并解决问题的能力；

知识目标：

（1）掌握G92指令的格式、功用和走刀路线；

（2）掌握螺纹指令编程计算。

点评：教师点评各小组的加工程序，以及存在的问题，给出等级。

展示：各组的程序；

讲一讲：小组代表陈述各自的程序；

评一评：自评和互评，填写任务单。

20

分

钟

教师利用多媒体课件、flash动画示范讲解知识点，解决教学重难点。

引导设问：螺纹轴类零件的编程中最常用指令G32和G92，它们之间到底有什么区别呢？都适用于什么场合？

想一想：G32和G92在实际应用中的区别；

讲一讲：学生结合已学内容讲一讲两者的不同点。

动画展示：G32和G92加工指令的动画。

看一看：学生观看动画

讲一讲：结合动画请学生再讲一讲两者的区别。

总结：教师总结G32和G92指令的使用范围，并总结程序编写中存在的问题以及注意事项。

改一改：修正各自程序，并填写任务单相关内容。

6

（操作机床，加工零件）

教学内容：

项目零件的加工

能力目标：

（1）能操作数控车床完成项目零件的加工；

（2）具有良好的心理素质和克服困难的能力。

知识目标：

（1）掌握数控车床的操作规程；

（2）刀卡量具的使用方法。

展示：上机操作的步骤和注意事项。

看一看：学生看上机操作的步骤和注意事项。

50

分

钟

多媒体课件展示安全操作规范学生。

巡回指导：教师巡回指导。主要关注一下问题：

①关注开机前的检查、设备润滑和冷却液使用是否到位；

②工件装夹、找正、刀具安装、对刀、参数设置是否正确；

③关注程序编制是否正确，程序输入是否正确；

④程序验证是否正确；

⑤关注加工过程是否正常。

记录：通过CAXA数字化教学管理系统或者手机记录不规范的操作。

做一做：学生分组上机床加工零件。

①开机并检查；

②工件装夹、刀具安装、找正、对刀；

③输入程序并验证程序；

④确保安全后加工零件。

（1）利用CAXA数字化的教学管理系统传送加工程序，监控加工过程。

（2）示范操作过程中，教师可以只在一台机床上操作，利用数字化教学管理系统的网络及大屏幕投影技术，对所有学生进行现场教学。解决教学难点。

7（零件精度检验）

教学内容：

零件精度检验。

能力目标：

（1）能用游标卡等量具正确检验零件的尺寸精度。

（2）具有科学严谨的工作态度和处理分析问题的能力。

知识目标：

（1）掌握游标卡尺等量具使用方法；

（2）掌握螺纹塞规、环规的使用方法

点评：教师逐一检查点评各工件情况。

自测：学生先自己测量零件尺寸。

20

分

钟

填写：根据工件评分表并给出相应的等级；填写工件质量评分表。

上交：零件

8（维护保养机床）

教学内容：

数控机床维护与保养。

能力目标：

具有数控机床基本维护与保养的能力。

知识目标：

了解基本的机床保养知识。

检查：教师逐一检查各组机床，督促填写好使用日志以及保养记录。

清扫机床；

保养机床；

填写使用日志以及维护记录。

15

分

钟

利用数字化教学管理系统监控。

9

（项目评价与总结）

教学内容：

自评互评

能力目标：

能正确进行自我评价，客观评价别人

知识目标：

对任务学习和实施情况进行总结，表彰优秀小组和优秀个人。

评一评：自评和互评，谈角色扮演感受，填写任务单。

10分钟

作业

1.上网查找日常生产和生活中能用G92编写程序的实物，并画图零件图纸，编写加工程序。

2.总结你在学习过程中遇到的问题，下次课交流讨论。

3.完成任务工单中的其他内容。

4.布置下次的任务，下发引导文。

四、教学反思

1.学习资源的网络化：课程网站有丰富的课件、动画、视频等资源可供学生随时在线查阅，满足了学生课下的自主学习。

2.学习过程的角色化：搭建企业工作场景，学习过程基于工作过程，引入工艺、编程、管理等角色，提高学生综合职业能力。

3.技能训练的虚拟化：应用虚拟仿真软件教学，可以节约实训耗材，大大减少实训过程中的不安全因素。

4.教学管理的数字化：应用CAXA数字化教学管理系统，将机床面板操作视频及内部加工视频采集到一体化讨论区，解决学生“看不清”的问题，提升教学质量；杜绝围观，实时监控学生的操作过程，有效保障理实一体化教学的安全。

教学建议：

（1）教学采用分组学习的学习形式，充分发挥学生的自主学习能力，通过小组交流，形成团队学习的情景，使学生在学习过程中能够进行互补学习，放大了教学效果，也增强了学生的团队合作能力。

（2）教师针对每一个具体的任务指导答疑解惑，贯彻“以学生为本”、“以能力为本”的教学理念，引导学生在完成任务的过程中不断的进行分析，从而达到培养学生能力和使学生掌握知识技能的目标。

（3）对于学生的班组分配，要经常进行调整，调整时要注意“好”“中”“后进”学生搭配，并且要时常关注“后进”学生群体，使他们融入小组交流、团队学习，从而使学生整体的知识与技能水平得到最优化的提高。