《机械加工技术》教案设计

《机械加工技术》教案设计
授课时间：2007年5月24日上午第三节
授课班级及地点：数0502班、多媒体教室A206
授课老师：高老师
教学课时：40分钟
教学目的：
1．了解车床主轴的结构特点；
2．掌握车床主轴的工艺分析。

教学重点和难点：
1．重点掌握车床主轴加工时定位基准的选择；
2．难点是车床主轴加工顺序的安排。

教学方法：采用幻灯片，启发式讲授法
教学过程：
第五章典型零件的加工（播放幻灯片）
第一节轴类零件加工（播放幻灯片）
✧复习提问：
◆轴类零件的作用？（先由学生回答后老师补充，播放幻灯片）
1．支承传动零件；
2．承受载荷；
3．传递运动扭矩；
4．具有一定的回转精度。

◆轴类零件的分类（播放幻灯片，图形显示，学生共同回答）
1．光滑轴；
2．阶梯轴；
3．空心轴；
4．异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、花键轴）。

◆轴类零件的特点（结合图形，学生回答，播放幻灯片）
1．旋转零件；
2．长度大于直径；
3．加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；
✧新课安排：
二．车床主轴的结构特点及工艺分析（以CA6140车床主轴为例，材料：45钢，中批生产。

播放幻灯片结合图形讲解）
（一）车床主轴的结构特点（播放幻灯片，由学生回答老师补充）
1．既是阶梯轴，又是空心轴，是长径比小于12的刚性轴；
2．不但传递运动和扭矩，而且是工件或刀具回转精度的基础；
3．主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面，次要表面有螺纹、花键、沟槽、端面结合孔等；
4．机械加工工艺主要是车削、磨削，其次是铣削和钻削。

（二）车床主轴的工艺分析（播放幻灯片，着重讲解）
1．定位基准的选择：两顶尖孔(学生先讨论后回答)
分析：
轴类零件的定位基准，最常用的为两顶尖孔。

因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹表面的同轴度以及端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，如果用两顶尖孔定位，就能符合基准重合的原则。

而且，用顶尖孔作为定位基准，能够最大限度地在一次安装中加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。

所以，只要可能，就应尽量采用顶尖孔作为轴加工的定位基准。

但有两种情况不能采用顶尖孔作定位基准。

一是粗加工外圆，为提高零件刚度，则采用轴的外圆表面作为定位基准，或是以外圆和顶尖孔同作定位基准，这就是一夹一顶的情况。

二是当主轴为通孔零件（如本例中主轴通孔），在其加工过程中，作为定位基准的顶尖孔将因钻出通孔而消失。

为了在通孔加工以后
还能用顶尖孔作定位基准，工艺上一般都采用带有顶尖孔的锥堵（闷头）或锥
堵心轴。

如下图所示：（播放幻灯片）
2．加工顺序的安排：（播放幻灯片）
分析：
1)（播放幻灯片告知）主轴加工工序安排大体如下：模锻—正火—切端面打顶尖
孔—粗车外圆—调质—车外短锥、端面及台阶—车小头各部外圆—钻通孔—车小头锥孔—车大头锥孔—钻大头端面各孔—表面淬火—粗磨外圆—磨小头锥孔—磨大头锥孔—精车外圆—铣花键—铣键槽—车螺纹—精磨外圆—粗精磨圆锥面—精磨大头锥孔—定性处理；
2)（由学生回答，播放幻灯片）符合基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔
的工艺原则。

3)加工阶段的划分，分为三个阶段。

（播放幻灯片）
分析原因：
a)分粗、精加工阶段有利于去应力并可适当安排热处理；
b)尽早发现毛坯缺陷；
c)粗、精加工阶段应间隔一定时间，有利于散热；
d)粗、精加工阶段应分粗、精加工机床进行，有利于合理使用设备，保护机床。

3．深孔加工：（播放幻灯片）
分析：
1)深孔加工的难点：（播放幻灯片）
a)刀具细长，刚性差，易振动、易引偏、导向性差；
b)断屑、排屑困难；
c)钻头散热条件差，冷却困难，易失去切削能力。

2)深孔加工安排注意事项：（播放幻灯片）
a)应安排在调质以后进行；（因为调质处理变形较大，深孔加工产生的弯曲变形没
法纠正，不仅影响棒料的通过，而且会引起主轴高速转动的不平衡。

）
b)应安排在外圆粗车或半精车之后；（以便有一个较精确的轴颈作定位基准，确保
孔与外圆同心，使主轴壁厚均匀。

）
分析：如果仅从定位基准考虑，希望始终用顶尖孔定位，避免使用锥堵，深孔加工安排到最后为好，但是深孔加工是粗加工，发热量大，破坏外圆加工的精度，所以深孔加工只能在半精加工阶段进行。

4．热处理工序的安排：（播放幻灯片）
（播放幻灯片告知）热处理工序安排如下：毛坯锻造—正火—粗加工—调质—半精加工—表面淬火—精加工—低温时效。

分析：在主轴加工的整个过程中，安排足够热处理工序的目的。

1)切削前正火（预备热处理）：去锻造应力，细化晶粒；改善切削加工性能和机械
-物理性能；为后续热处理作准备；
2)半精加工前调质：去应力，改善切削加工性能，提高综合机械性能；
3)精加工前表面淬火：提高运动表面耐磨性；
4)精加工后的低温时效：稳定尺寸精度、形位精度，进一步提高加工质量。

✧归纳小结（播放幻灯片）
1．了解车床主轴的结构特点；
2．重点掌握车床主轴加工时定位基准的选择；
3．掌握车床主轴加工时工艺路线的拟定意义。

✧布置作业：P171/3、5（播放幻灯片）
教案设计说明
✧备教材、备学生：第五章典型零件的加工是本课程的的重点，分析了轴类、套
类、箱体类、齿轮类零件的加工工艺，其中轴类零件是机械加工中最常见的典型零件之一。

数0502班学生在去年已经历车工实习，在实习过程中主要加工的零件就是轴类零件，深刻体会了轴类零件加工时定位基准的应用和工艺路线安排。

应用的设备也有CA6140车床，选CA6140车床主轴为例讲解轴类零件的加工工艺比较贴近学生。

在教学时是教师用教材教而不是教教材，不能死抠教科书，应避免让学生死记枯燥的概念。

这节课从学生熟悉的内容引入，选择了学生乐于接受，有价值、有实践性的教学内容为题材在教学过程中密切联系生产实习，让学生自主的学习。

✧备教学方法和手段：教学内容虽重要但较枯燥，采用多媒体幻灯片能增强学生
视觉，采用启发式讲授法可调动学生学习主动性和积极性，进一步提高学生的学习兴趣。

并采用互动、合作、探究的教学方法，放手让学生在有限的时间和空间里，结合自己的车工实习体验，用自己的思维方式通过师生互动，合作，探究等方式，自由地、开放地去探究，去发现，去“再创造”新知识。