杜森青《“薄壁零件加工”學習任務教學設計》

1、PAGE 廣州市輕工職業(yè)學校杜森青“薄壁零件加工” 學習任務教學設計設計思路：本課涉及的知識點是運用Master CAM X4軟件完成薄壁零件的加工，主要是：在Master CAM X4的外形銑削刀具路徑中，結合薄壁零件加工的工藝要求和加工特點，利用刀具半徑補償功能以及合理的加工參數(shù)完成薄壁零件的加工。我主要采用行動導向教學法進行教學，讓學生在行動中，逐步完成密切聯(lián)系工作過程的知識與技能的學習。以建構主義學習理論為指導，學生通過細心觀察，動手操作，交流討論與自身情感體驗的學習活動。運用發(fā)展性教學評價理論，將過程評價與結果評價相結合，以過程評價為主，關注學生工作過程的質量、完成任務的能力、對學習

2、過程的反思以及學習任務所設定的學習目標能否達成，從而提高教學的有效性和學生學習的主動性，讓學生真正成為學習的“主人”。一、教材內(nèi)容分析1使用教材選用的教材是由機械工業(yè)出版社，胡仁喜等主編MastercamX4標準實例教程。該教材的特點是：知識點清晰、內(nèi)容詳實。在內(nèi)容編寫上，注重理論知識的具體介紹和使用，但缺乏真實的實踐技能訓練。2教材處理參照最新“數(shù)控銑工國家職業(yè)標準”，結合教材內(nèi)容，對這門課程的教學內(nèi)容進行重組，設計了以實際零件加工任務為核心且相互聯(lián)系的三個學習任務。其中每個學習任務都涉及新的數(shù)控加工工藝知識和自動編程刀路，在學習任務的引導下，在實踐融入理論教學，理論運用于實踐加工，從而激發(fā)

3、學生學習的積極性和主動性。3地位、作用外形輪廓加工在數(shù)控銑加工中具有普遍性，如何在軟件中，正確運用外形銑削的刀具半徑補償功能的運用，不僅能進行粗精加工，簡化程序、提高加工效率，而且還是保證尺寸精度重要措施之一。4教學內(nèi)容我制訂以下教學內(nèi)容：（1）學習刀具半徑補償知識（2）制定薄壁加工工藝、編輯程序（3）軟件與機床仿真模擬刀路（4）真實加工5教學重點、難點 教學重點： = 1 * GB3 學習外形銑削加工中刀具半徑補償?shù)倪\用 = 2 * GB3 薄壁零件的實際加工 教學難點： = 1 * GB3 薄壁零件的加工 = 2 * GB3 薄壁零件的精度保證二、學情分析任教的班：10數(shù)控1班，中職二年級

4、。他們已具備如下特點：1在知識能力上： 知道零件精度測量及檢驗方法； 具有一定的數(shù)控銑削加工工藝和編程知識，能熟練運用刀具補償。2在學習能力上： 在真實機床的操作上，能準確選刀、正確對刀、熟練地輸入程序、校驗程序； 軟件運用技巧不熟練。3在學習態(tài)度上： 全班同學喜歡動手實踐，學習比較積極主動； 每個小組都有較好的團隊精神。三、學習目標1 敘述外形銑削加工中的重要參數(shù)的作用；2 根據(jù)任務要求，制定加工工藝和編輯加工程序。3 運用刀具半徑補償?shù)亩x、格式以及功能，在軟件中，進行刀具半徑左右補償?shù)呐袛喾椒ā? 根據(jù)實際情況，合理調(diào)整加工工藝，修改加工程序。4 根據(jù)具體加工情況，分析原因，正確修改刀具

5、半徑補償值，保證零件加工精度。5 正確檢測薄壁零件的加工質量，填寫質量檢測表。四、教學策略 主要以建構主義理論為指導思想，采用行動導向教學法開展教學，運用發(fā)展性教學評價理論，對學生在學習過程中的表現(xiàn)客觀合理地評價。讓學生學習是一個連續(xù)不斷同化新知識，構建新概念的過程，學生通過自身的情感體驗，細心觀察，動手操作，交流討論，思維才能得到培養(yǎng)，知識才能轉化為能力。 用行動導向教學法，讓學生在行動中學習與完成任務聯(lián)系密切的工作過程知識和技能，包括理論知識、操作技能、制訂工作計劃、實施計劃等，此時，學生是學習的主人，教師是學習過程的組織者和支持人，充分體現(xiàn)了教師為主導、學生為主體的教學理念。最終用發(fā)展性

6、教學評價理論認為，將過程評價與結果評價相結合，以過程評價為主，關注學生工作過程的質量、完成任務的能力和對學習過程的反思，關注學習任務所設定的學習目標能否達成，評價的主體是教師、學生個體和小組同學。 五、教學資源1教學資料 教材 工作頁任務書 教學錄像2教學場所 多媒體電腦室 數(shù)控實訓室3教學設備 多媒體教學設備 數(shù)控銑床六、組織形式全班共51人，按照同組異質，組間同質的原則，以三人小組共同學習。參照模具生產(chǎn)企業(yè)的崗位設置，設計了四個崗位，分別有：工藝員、編程員、操作員以及質檢員。其中工藝員安排加工工藝，統(tǒng)領加工全過程。特別說明：這些崗位角色是可以輪換的。課前布置學生調(diào)查任務相關知識、派發(fā)學習材

7、料，讓學生利用課余時間完成資料的搜集、整理和歸納，方便課上師生共同交流討論。七、教學過程環(huán)節(jié)1 布置學習任務 創(chuàng)設問題情境教學場所：多媒體電腦室教學內(nèi)容：布置本次課的學習任務：真實加工（圖1） 圖1 復習舊知： 平面銑削加工參數(shù)； 切削三要素的關系和相互影響； 如何設置刀具的切削參數(shù)。 提出新問題：外形銑削如何設置參數(shù)保證零件的加工質量？教學目標：讓學生理解學習任務，發(fā)現(xiàn)與以前學習任務不同的地方，從而吸引學生學習新內(nèi)容的注意力；學生活動：各小組觀看、聆聽和思索；教師活動：創(chuàng)設情景和問題，提供相關視頻和理論知識。環(huán)節(jié)2 獲取信息仿真模擬 突破難點教學場所：多媒體電腦室教學內(nèi)容：課引入舉例：根據(jù)軟

8、件編程的特點：刀具路徑都是由刀具中心所繪制的刀具軌跡。而外形銑削加工零件外形，如何讓刀具中心路徑偏移輪廓線？(如圖3)。達到零件的尺寸精度，還希望程序可以重復使用，那么在軟件里，該如何設置？ 圖3 討論回答問題:A、如何實現(xiàn)刀具半徑補償功能的使用？B、薄壁加工中要注意哪些加工因素，如何安排加工工藝，保證加工精度方法有哪些？新課講授 分析圖片講授新課：Master CAM軟件中，外形銑削加工中實現(xiàn)刀具補償和圓弧切入切出的參數(shù)設置。如圖4、圖5所示。圖4刀具補償實現(xiàn)的參數(shù)圖5 圓弧切入切出實現(xiàn)辦法薄壁加工變形的加工因素、利用合理工藝的安排保證精度。加工變形的因素主要有：受熱變形、受力變形以及振動變

9、形。合理的工藝安排：1）改變零件的材料性能，增強材料的剛性。2）選擇適當?shù)难b夾方式，盡量避免最弱剛度方向的受力變形。3）選擇合理的刀具幾何參數(shù)和切削用量，減少切削力。C、突破難點（通過觀察分析視頻和圖片，突破軟件中刀具半徑左右補償?shù)呐袛喾椒ā⒀a償過程注意事項以及刀具半徑補償?shù)男薷囊约氨”诹慵庸び绊懸蛩?、保證加工精度的方法等。）仿真模擬座位安排 工藝分析薄壁零件加工工藝安排 A、確定對刀方式和加工順序；B、薄壁零件加工中加工參數(shù)選用保證加工零件的形位公差；C、刀具半徑補償保證加工尺寸精度。生產(chǎn)加工程序完成仿真加工，填寫相應的工藝安排表格。（如圖5）薄壁零件加工工藝卡零件名稱薄壁零件零件圖號A1

10、-07車 間數(shù)控銑車間工 種數(shù)控銑工材 料2A12設 備華中數(shù)控HNC-22M毛坯料尺寸959535件 數(shù)1零件示意圖序號加工步驟工具量具進給速度 mm/min主軸轉速 r/min切削深度mm備注1落料鋸弓、鋸條直尺2加工基準面A墊鐵、刀柄、12立銑刀卡尺、直角尺、百分表.主要工序說明及技術要求精加工時，要注意裝夾面與其他加工面的垂直度，裝夾后應用百分表反復檢驗。精加工時應該盡量使用基準面進行對刀。 = 3 * GB3 根據(jù)實際刀具及加工零件的材料，查閱有關工作手冊確定合理的切削用量。圖5 教學目標：主要采用觀察法、小組合作學習法、討論法等教學方法，師生共同學習Master CAM軟件中外形銑

11、削加工中所需的知識與技能，并突破重點與難點，為制訂工作計劃打下基礎。學生活動： = 1 * GB2 思考薄壁零件中老師所提問題，查閱資料后，并作出回答。根據(jù)刀具半徑補償?shù)倪^程視頻，發(fā)現(xiàn)出刀具半徑補償過程的三個階段以及三個階段的注意事項。 = 3 * GB2 薄壁零件加工中需要注意的加工因素以及相關方法。 = 4 * GB2 小組成員進行分工，明確各自在任務中的職責。教師活動：提供視頻、仿真軟件，協(xié)助學生完成加工前的知識準備環(huán)節(jié)3 制訂工作計劃 做加工前準備教學場所：數(shù)控實訓室教學內(nèi)容：各組制訂工作計劃： 根據(jù)實際的情況（刀具、毛胚等實際情況），合理調(diào)整加工工藝； 選擇最佳加工參數(shù)； 明確各自職

12、責。 做加工前準備：選取工位，領取刀具、工量具等。（如圖6）小組成員各自分工合作。圖6 教學目標：讓學生清晰自己的崗位職責；并能夠安全、規(guī)范操作機床，為零件加工做好準備。 學生活動：各小組的成員分工合作。 = 1 * GB3 工藝員完善工藝卡，安排工藝。 = 2 * GB3 編程員修改程序單、錄入程序、驗證程序。 = 3 * GB3 操作員進行機床回零、安裝刀具、工件裝夾、對刀等加工前的準備工作。教師活動：協(xié)助學生檢查、分析、指導。教師扮演監(jiān)管員和支持者等角色。環(huán)節(jié)4 完成加工任務 分享成果教學場所：數(shù)控實訓室教學內(nèi)容： 進行粗加工。 粗加工后，交流分析，修正錯誤。填寫粗加工操作加工參數(shù)表以及

13、粗加工后零件尺寸分析表交流分析，修正錯誤。 精加工前準備工作。 精加工注意事項。 進行精加工。（4）完成精加工，分享結果。3 教學目標：主要采用行動導向教學法，學生進行角色扮演，在親身體驗過程中，在邊做邊觀察邊思考中，發(fā)現(xiàn)問題，并修正錯誤。加工的完成，讓學生獲得了成功感，構建自己的知識體系，促進了自身職業(yè)能力的發(fā)展。學生活動： 觀察加工過程并做好記錄。 = 2 * GB2 進行實際加工。 = 3 * GB2 討論分析粗、精加工中遇到的問題。 填寫粗、精加工中相應的參數(shù)表和零件尺寸分析表，查找問題的原因。 完成精加工。 根據(jù)檢測表進行自檢。 分享成果。教師活動： 教師扮演安全員和監(jiān)管員等角色，并

14、協(xié)助解決加工過程中學生遇到的問題。 提出加工過程中遇到的注意事項 根據(jù)實際尺寸的變化，修改刀具半徑補償值。 根據(jù)實際加工需要，調(diào)整加工切削用量。 完善零件的裝夾。 根據(jù)一些表填寫情況進行點評。環(huán)節(jié)5 總結評價 引導新知教學場所：數(shù)控實訓室教學內(nèi)容： 以提問的方式總結學習任務。 根據(jù)自評表、互評表進行自評、互評，最后教師評價。 引導新知 = 1 * GB3 Master CAM中，內(nèi)槽或內(nèi)腔加工中，刀具下刀方式該如何設置，需要注意什么？教學目標：采用歸納法，幫助學生鞏固所學知識，并引出新課學習內(nèi)容，激發(fā)學生學習新知識的興趣與熱情；學生通過交流歸納，自評、互評，促進了知識的內(nèi)化。學生活動：針對學習

15、任務完成情況進行自評、互評。教師活動：幫助學生進行歸納、總結和學習拓展。八、教學反思在本課中，根據(jù)學生的特點，以任務驅動為主線，以薄壁加工的學習任務為載體，采用行動導向教學法，讓學生在角色扮演中親身體驗薄壁零件加工的整個過程，理論知識與實踐知識的緊密結合，提高課堂教學的有效性，學生獲得動手和運用知識完成任務的成功喜悅感。提高了學生的學習積極性。教學流程表：附件：相關測評表最終得分：（ ）學習任務測評表學習任務工作安排記錄表學習任務： 工作小組： 老師： 主講教師： 小組成員： 組長： 負責人工藝員編程員操作員衛(wèi)生監(jiān)督員學習任務編程記錄表圖號編程員毛坯尺寸加工工藝安排1、 2、 3、 4、 5、

16、 6、加工所選刀具特征尺寸粗加工半精加工精加工所選刀路刀具尺寸進給速度主軸轉速所選刀路刀具尺寸進給速度主軸轉速所選刀路刀具尺寸進給速度主軸轉速所遇到問題問題城市原因與解決辦法1、小組分析清晰者（80分） 2、需要老師協(xié)助分析(70分) 該項得分為（ ）分是否解決1、通過老師（70分） 2、通過小組討論（80分） 3、通過小組中的 （90分）表格使用說明：1、該表格主要有組長負責安排填寫，在相應選項打“”；2、零件加工過程中，遇到問題的解決計入成績，計分如表，鼓勵小組集體思考與獨立思考。學習任務加工記錄表圖號編程員操機員特征尺寸圖紙公差要求粗加工半精加工余量精加工是否符合圖紙要求刀具尺寸進給速度

17、主軸轉速刀具尺寸進給速度主軸轉速刀具尺寸進給速度主軸轉速加工效率1、在規(guī)定的加工時間范圍內(nèi) （70分）； 2、出現(xiàn)一定的問題，但在規(guī)定時間內(nèi)完成（60分）； 3、超時： 分鐘（酌情給分，可能是機床問題、操作問題或安全問題）。注意：完成者勾選后填寫相應分數(shù)，如超時則請所任教的老師給相應的分數(shù),低于上述兩項。 該項得分為（ ）分所遇到問題問題發(fā)生原因與解決辦法1、小組分析清晰者(80分) 2、需要老師協(xié)助分析(70分) 該項得分為（ ）分是否解決1、通過老師（70分） 2、通過小組討論（80分） 3、通過小組中的 （90分）表格使用說明：1、該表格主要有組長負責安排填寫；2、零件加工過程中，遇到問題的解決計入平時成績，計分如表，鼓勵小組集體思考與獨立思考。3、分數(shù)以分為單位。小 組 評 價成員姓名著裝規(guī)范工作態(tài)度工作頁填寫工具擺放機床清潔零件加工出勤情況最佳組員小組總評最佳組員（教師）組員總評（教師）表格使用說明：1、針對小組成員的各項自評；2、最佳組員只有1名；3、對自己小組評價，評價級別為：A、B、C、D、E。4、學生自評完后，請相應的任教教師對每個學生進行復評等級如上。4、評價級別與對應分數(shù)：A、優(yōu)良（90分） B、良好（85分） C