资源简介

普通外螺纹的加工
——刀片的选择及切削参数的确定
【授课对象】 数控技术专业高三年级
【授课课时】 2课时（80分钟）
【授课地点】 数控车实训工场
【授课类型】 专业实训课
【参考教材】 高等教育出版社《数控车床编程与加工技术》 项目五 螺纹的加工 任务一 普通外螺纹的加工
【设计意图】
《数控车床编程与加工技术》是中职数控专业的必修专业课，随着数控加工技术在现代企业的大量应用，实训课教学正是实现专业教学与企业岗位无缝对接的重要环节。本课程教材中，数控加工螺纹刀具的选择比较笼统，没有细化到不同的数控刀片及切削参数，而在企业中，往往以批量生产为主，且选择合适的刀片和合理的切削参数会对企业产品质量、生产效率产生较大的影响。企业员工在选择刀具时首先会选择数控刀柄，其次是细化刀片的选择及切削参数的确定。所以，对于即将走上工作岗位的高三年级学生来说，很有必要拓展教材内容，让他们更具体掌握数控刀片及其切削参数选择的方法。本堂课围绕普通外螺纹加工中刀片的选择及其切削参数的确定为主线，让学生在发现问题→分析问题→解决问题的过程中，通过本堂课的学习能够掌握刀片的选择及切削参数确定的方法。课中，充分利用网络资源京瓷切削工具样本进行切削参数的查找与选择，让学生对不同刀片及不同参数的实践结果进行效果比对，并对学生存在的疑问通过微课等信息化辅助手段进行化解，从而使课堂变得生动、有趣、有效。
【设计理念】
陶行知 “教学做合一”理念。 核心思想：“做”这种实践能力不是通过书本知识的传递来获得发展，而是通过学生自主地运用多样的活动方式和方法，尝试性地解决问题来获得发展的。坚持以“做”为中心，在“做”上教、在“做”上学，才能让学生在“教学做合一”中体验、积累、感悟并有所获得。
【教材分析】
《数控车床编程与加工技术》是中等职业学校数控技术应用专业核心课程，是一门实践性很强的课程。本次课内容选自浙江省课改教材《数控车床编程与加工技术》项目五——螺纹的加工，任务一普通外螺纹的加工。螺纹在实际生产中应用非常广泛，普通外螺纹的加工也是数控技术专业学生学习的必修任务。教材中螺纹的加工过程由图纸分析、刀量具选择、加工方案制订、程序编制、加工检测五个环节组成，而在企业实际生产中，刀片选择及其切削参数的确定对于企业批量生产中提高质量、效率极为关键，显得尤为重要。因此，本课主要针对普通外螺纹实操加工中螺纹刀片的选择及切削参数的确定而设计，是对教材的拓展，让学生通过实践尝试后再重新选择刀片及切削参数，实现了将教学内容与企业工作任务的有效对接，使教学更加贴近岗位实际。
【学情分析】
本次课的授课对象是数控技术专业高三的学生，他们即将进入企业实习。本节课前，他们已经完成了螺纹程序的编制，并在仿真软件上进行了螺纹的模拟加工，具备了学习本堂课的重要必备条件。但是他们缺乏对刀具选择的实际认识，对于切削参数的选择更是停留在理论层面上。同时他们不喜欢被动的接受知识，需要在实践课上产生问题后才会激发起学习的动力，因此，让学生在实践过程中碰到问题、分析问题、解决问题，将所学的知识与技能运用到实际生产中去是关键，以此达到学以致用的教学效果。
【教学目标】
知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观
掌握螺纹刀片的选择及其切削参数确定的方法。能完成外螺纹的加工，会用环规进行检测，保证外螺纹加工精度。 在选择合适的螺纹刀片及其切削参数保证外螺纹加工精度的过程中，通过实践尝试提高加工、检测、分析的能力。 养成大胆实践、认真分析的工作态度和勇于探索的精神。
【教学重点】 掌握螺纹刀片的选择及其切削参数确定的方法。
【教学难点】 选择合适的螺纹刀片及其切削参数保证外螺纹加工精度。
【教学方法】
教 法 学 法
采用任务驱动和和信息化辅助教学为主。通过任务驱动让学生承接外协试样加工，从选择刀具及其参数到完成试样加工，教师引导学生发现问题、分析问题、解决问题。同时，利用微课视频、QQ交流群、手机拍摄传输、网络资源查阅等信息化辅助手段，将教学和现代信息技术有效结合起来，使学生易学、乐学、会学。 采用实践法和小组合作学习法为主。学生从初选刀具及参数 → 试切（先做） → 调整参数 → 完成试样件加工（再做）的实践过程，先做后学。同时通过小组合作，尝试着做、对比分析、角色互换再做等环节，大胆实践、认真分析、积极探索、团队合作共同完成学习任务。
【教学准备】
教师准备 学生准备
分组：本次教学学生按3人/组分8组。 理论学习准备 1．发放学习资料 （1）导学案（附件1） （2）任务书（附件3） （3）过程评价表（附件4） 2. 发布京瓷切削工具样本（电子稿） 将京瓷切削工具样本发布至数控技术专业三年级（1）班的学习群中（QQ群361871367），供学生课前学习。 3. 布置预习任务 预习教师发放的学习资料，完成导学案（见附件1） 实操学习准备 1．将8台数控机床开机检查，保证运行正常。 2．将课堂上所需的工量具放置于机床工具柜上，准备两种型号的刀片供学生挑选。 准备好已经在仿真软件上模拟加工时所用的 图纸及程序（附件2）。 下载京瓷切削工具（电子稿） 完成导学案练习
【教学流程】
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动
创设情境 引入任务
引 引 导 学 生 进 入 角 色 （5分钟） PPT展示情境，陈述任务： 大唐机械有限公司要批量生产一批螺纹轴，需寻找一家外协加工企业合作加工这批螺纹。现在他们拿来了三件半成品件，要求有意向合作的企业完成螺纹的试样任务，从而选择合适的委托方洽谈下一步的合作计划。 PPT展示外协试样单 明确最终将与最优（质量、时间、7S）完成试样任务的小组签订批量生产的合同。 倾听，了解任务要求，进入角色。 接受任务，以企业员工的身份，承接外协试样件，明确本次课的任务。
设计意图：本环节创设实际情境，通过学生承接企业试样任务，激发学生对本堂课内容的兴趣与挑战。任务给出三件半成品，要求每个小组至少要有一件满足质量标准，在提出要求的同时，给予学生更多的空间去探索和验证新学的知识。
做 让 学 生 尝 试 着 去 做 （35分钟） 做 让 学 生 尝 试 着 去 做 （35分钟） 教师活动 学生活动
1.初选刀片
根据京瓷切削工具样本资料， ppt展示两种刀片型号（课前导学案已经布置型号查寻任务）。 16ER150ISO-TF 16ERAG60-TF 给出导学小贴士：先确认两种刀片适用的螺纹范围。 要求各组选择自己认为合适的螺纹刀片。 组长领取一种刀柄，两种刀片，组内观察刀片。 填写刀柄的型号和选择的刀片型号 小组讨论选择哪种刀片适合加工，并思考该刀片切削参数怎么选择？
2．初定参数
1. 要求各小组根据所选取的刀片，完成任务一第一次切削参数的选择。 2. 给出导学小贴士： （1）参考仿真软件选取的参数 （2）转速与切削速度转换的计算公式: 切削速度公式 Vc=πDN/1000 π：3.14 D：工件直径 N：转速 1000：mm转换成m。 1. 结合课前所学及所查的资料，小组讨论设定刀片切削参数。 2. 完成第一次切削参数的填写（见附件3：任务一）。
3．首件试切
1. 要求各小组进行首件试样加工，完成任务书上任务二的填写，思考选择是否合理。 2. 安全教育。要求学生在操作时严格遵守操作规程，规范7S，尤其是安全操作问题。 3. 巡回指导、查看。 4. 接收各组上传的资料，分组整理。 5. 给出导学小贴士： （1）注意实操过程中问题的收集。 （2）拍照时重点拍摄螺纹部分。 按调试员、质检员、监督员，各司其职开始首件试样加工。 调试员：对刀→编程→加工。 质检员：螺纹检测、填写结果（见附件3：任务二、任务三中自测结果），并将螺纹部分拍照，上传QQ群。 监督员：监督加工过程、检查7S规范，填写评价表，并记录加工时间（见附件4过程评价表）。
设计意图：本环节学生通过小组合作，运用所学知识完成刀片的选择及切削参数的确定，并试样加工，培养学生大胆实践、勇于探索的精神。将所学通过实践检验来验证其选择的可行性，由“理论”到“实践”教学做合一。
析 分 析 问 题 所 在 (30分钟) 析 分 析 问 题 所 在 (30分钟) 析 分 析 问 题 所 在 (30分钟) 教师活动 学生活动
1．展现问题
组织学生回到理论教学区。 请各组质检员，展示本组的完成情况。 1. 质检员： （1）汇报本组选择的刀片及切削参数 （2）汇报螺纹加工前后大径变化情况 （3）汇报本组自测互测结果和产生的问题 （4）展示本组完成的螺纹照片 2. 其他同学观察并思考
2．比对效果
教师将学生出现的比较集中的问题进行整理。主要会有以下两种情况： 相近的切削参数但刀片不同产生的区别。 相同的刀片但切削参数不同产生的区别。 对学生可能出现的问题进行预设，一般会提出以下三个疑问： 无修光刃刀片和带修光刀片各有什么加工特点？ 确定刀片后切削参数怎么选择？ 螺纹通止规检测合格标准是什么？ 学生和老师一起观察比对效果。 相近的切削参数但刀片不同产生的区别： 带修光刀片 牙顶圆整，没有毛刺，外圆直径会减小。无修光刃刀片 牙顶很尖，并且 会有毛刺，外圆 直径会增大。
相同的刀片但切削参数不同产生的区别： 背吃刀量ap：分层没有按递减原则，损坏刀片； 切削速度vc：切削速度低，螺纹表面质量差。 小组讨论，提出疑问。
3．解决问题
播放”带修光刃和无修光刃螺纹刀片的区别“微课 精讲：带修光的刀片可以修光牙顶，适合大批量生产、技术要求高的时候。因为该刀片局限于1.5mm导程的螺纹加工，在加工螺纹外圆时可以不必车小尺寸。 无修光刃的刀片虽然会造成挤压，牙顶变尖，但可以通过事先将螺纹外圆车小0.1-0.2mm来解决，因为该刀片适合范围是导程为0.5-3mm，在小批量生产时可减少企业的刀片购置，减轻企业生产成本。 组织和学生一起查阅京瓷切削工具样本。 PPT展现导学案答案 播放环规标准检测手法微视频 精讲：螺纹通规在无法旋入或者很紧的情况下，切不可使用蛮力旋入，这样会损坏环规精度。 播放磨耗修改方法微视频 精讲：用试切法修改磨耗时一定要有耐心，不要一次减少太多，以免螺纹报废。 要求学生对本组产生的问题提出改进意见。 仔细观察修光刃所起到的作用 通过手机下载的京瓷切削工具样本（PDF格式）和教师一起查阅刀片的型号和推荐的切削参数。 学生核对导学案答案，并查找答案在刀具切削工具样本的位置。 仔细观察检测手法，并将手中的螺纹按要求检测。 通规检测标准 止规检测标准 观察，并考虑本组改进意见， 小组探讨，填写改进意见（如还不能解决可寻求教师帮助）
设计意图：本环节通过学生对问题的展现与分析，将不同选择产生的效果比对，学生分析并提出疑问，培养学生善于观察、认真分析的工作态度。通过微课展示、样本查询、教师精讲解决疑问等环节，突破本堂课的难点，从而使学生掌握螺纹刀片的选择及其切削参数的确定。
做 角 色 互 换 再 做 (40分钟) 教师活动 学生活动
角色互换
组织学生进行参数重新选择 组织学生继续回到实操区域，再进行加工。 教师巡回指导，解决个别问题。 要求做第二个试样要注意保证精度，做第三个试样要注意时间效率。 要求学生完成任务书中第二次数据的填写 要求学生完成任务书中第三次数据的填写 将学生的检测结果和时间汇总，做出直观对比。 小组重新选择刀片，并修改切削参数，填写第二次切削参数 ，并填写第二次螺纹外径尺寸（见附件3：任务一、任务二）。 角色互换，完成第二件的加工，注意保证精度，填写第二次质量检测表（见附件3：任务三） 检测螺纹，如有问题再修改参数，填写检测结果。 角色再互换，完成第三件的加工，注意加工时间，提高效率，第三次填写外径检测、切削参数表和检测结果（见附件3）。 图表（略）
设计意图：本环节让学生对螺纹刀片的选择及切削参数的确定有更全面的认识，通过角色转换后，不仅让所有的学生都体验了不同角色，更通过第一个零件侧重问题收集，第二个侧重保证精度，第三个侧重时间效率，让学生体验到了完成企业试样任务的过程。
评 按 企 业 标 准 评 价 （10分钟） 教师活动 学生活动
评价总结
组织学生互测 在板书“综合评价表”中显示各组最后一次完成加工试样的质量、时间和综合素养的得分。 展示合同，以企业经理身份，按企业综合评价标准，与完成最优小组模拟签订合同。 小组间交换互测外螺纹质量，填写结果。 各小组代表填写本组的综合评价结果。 和教师一起评价，评出最优秀的小组。 签订企业批量生产合同。
设计意图： 本环节改变常规的“按完成质量”这单一的评价标准为“按企业标准”，从质量、效率、7S管理三方面进行综合评价。同时，教师以企业经理的身份，学生小组以承接加工任务的企业身份参与评价、签订合同，通过评价过程，增强学生的职业意识。
【课后拓展】 教师提示学生，每一种刀片的设计，都有其独特的意义，在以后的工作中，将要面对企业生产中形式多样的加工材料及刀具的变化。 布置学生课后思考：本次课使用的材料为45#，假设材料改为不锈钢1Cr13，应该如何选择刀片及切削参数？
【教学反馈】
教师通过QQ群发布教学反馈单（设置为匿名投票），让学生完成对反馈问题的投票，收集学生真实想法。并将通过对投票数据的分析和了解，教学相长，以便今后更好的开展教学。 附：教学反馈单 （1）同学们经过今天的学习，你们掌握了今天的学习任务吗？ A、完全掌握 B、基本掌握 C、不能掌握 （2）今天教学活动中哪个环节让你最感兴趣，投入最大？ A、角色扮演 实操加工环节 B、小组探讨 分析问题环节 C、观看微课 解决问题环节 （3）对于老师今天这样的教学设计，你觉得对你以后工作有没有帮助？ A、很大帮助 B、有点帮助 C、没有帮助
【教学反思】
这节课采用任务驱动教学，借助信息化辅助教学手段，流程清晰、任务明确。 整堂课中学生表现积极主动、课堂气氛活跃，教师只是起到引导的作用。 “先做、后学、会用”六个字是我的教学反思，在本次课中我充分相信学生，鼓励学生尝试着去做，让学生在做的过程中去产生问题，然后通过适当的手段去引导学生掌握学习的方法，让学生在解决问题的过程中得到全面的发展，学以致用。 正如陶行知先生所说“教、学、做是一件事，不是三件事。”
【板书设计】
附件1.
导学案
　　　　　　　　　　　　学号 姓名
练习一、认识刀片型号（必做题）
（请同学们下载京瓷切削刀具样本，查找以下两种刀片型号含义。）
1______2______3______4______5______6_____
1______ 2______3______4______5______6_____
练习二、查找刀片加工螺纹的范围（必做题）
（查阅京瓷切削刀具样本。）
16ER150ISO-TF 适用螺纹螺距：
16ERAG60-TF 适用螺纹螺距：
‘
练习三、分析以下两种刀片有什么加工特点？（选做题）
（可查阅京瓷切削刀具样本或上网查询资料。）
16ER150ISO-TF：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
16ERAG60-TF：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
附件2.
螺　纹　轴
仿真切削参数：
刀具号 刀具 背吃刀量ap 切削速度vc 进给速度F
程序号：
程序段号 程序内容 程序注释
N10
N20
N30
N40
N50
N60
N70
N80
N90
仿真程序：
附件3.
任　务　书
组别：_______________
任务一、选择刀片，填写切削参数表。（由小组讨论参数，调试员负责填写。）
小 组 刀柄型号 刀片型号 背吃刀量ap 切削速度vc 进给 速度F
1 2 3 4 5 6 7 8 9
第一次
第二次
第三次
（1）填表人________ 　 （2）填表人________ （3）填表人________
任务二、填写各加工时间段螺纹的大径。（由小组实测得出，质检员负责填写。）
小 组 螺纹加工前外圆尺寸 螺纹加工后大径尺寸 变化情况
第一次
第二次
第三次
（1）填表人________ 　　 （2）填表人________ （3）填表人________
任务三、实操之后，填写检测结果表，不合格的小组填写产生的问题，并进行原因分析，小组探讨改进意见。（由质检员填写，原因和改进意见可通过组内外讨论。）
小 组 自测结果 互测结果 产生问题 分析原因 改进意见
第一次
第二次
第三次
（1）填表人________ 　　（2）填表人________ 　　（3）填表人________
附件4.
过程评价表
组别：_______________
（在实操员操作过程中进行过程打分。监督员不能是本组成员，由同一排的两组对调交换）。
操 作 过 程 序号 检查项目 配分 监督员评分 备注
1 机床操作是否规范 3 提醒一次扣一分
2 刀具有无损坏 1 损坏扣完分数
3 刀具摆放是否规范 1 不规范扣完分数
4 量具摆放是否规范 1 不规范扣完分数
5 量具使用是否规范 1 不符合扣完分数
6 工量具维护、整理 1 不符合扣完分数
7 卫生打扫 1 不符合扣完分数
小组总得分： 10分 时间： 时间： 时间：
填表人________ （2）填表人________ （3）填表人________

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