任务三 三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装

学情分析（1）本班学生在学习车工技能训练前已经完成半个学期的专业理论学习，包括机械基础、机械制图、车工工艺、金属材料等专业课程，掌握一定的机械结构原理理论基础。

（2）学生对车床的机械结构实物、机械装拆从来没有接触过，缺少动手能力，部份学生对机械装拆油污有一定的抵触心理。

（3）由于教具为三爪自定心卡盘，重量和体积较大，存在一定的安全隐患，课前必须注重学生的规范操作和安全意识教育。

教学过程设计
教室布置图
附件表附件1：三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装任务书附件2：小组评价表
附件3：教师评价表
《三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装》教学过程
学习活动教师活动学生活动设计意图
下
达
任
务（20分钟）一、【组织教学】（4分钟）
1.组织学生按之前分组就坐，准备好相关学习
书箱笔记本，考勤并填写考勤记录表。

2.检查教学设备、工具等是否正常齐备。

3.检查学生穿着、防护等是否达到要求，并作
严格要求。

按照座
位就坐，
准备好
相关书
籍、笔记
本、检查
衣着是
否达要
求。

调整情
绪使学
生能更
快的进
入学习
状态。

二、【复习旧课】（5分钟）
引导学生观看右图
【提问】
1.车床溜板箱正面
大手轮轴上的刻度
第转一格表示车床
那个方向移动多大距离？
2.车床尾座由那几部份组成？它们分别有什
么作用？
学生回答 :（略）
【点评】：补充纠正学生的回答。

强调：床鞍
纵向移动1mm。

由底座主体、手轮、尾座固定
手柄、套筒锁紧手柄、套筒等组成，其中底座
主体主要是与床身导轨联接，起到支撑与坚固
作用；手轮作是是将旋转运动通过丝杆变为套
筒的直线运动，从而顶住零件加工；尾座固定
手柄是实现床向与尾座坚固作用；套筒锁紧手
柄是实现套筒与尾座坚固作用。

观察、
思考、
积极回
答问题。

以问题
引入，复
习巩固
上节课
知识，为
进入本
课堂学
习做准
备。

三、【情境分析】（5分钟）
【提问】回忆之前我们学习过的钳工实习，在
装夹零件是所使用的台虎钳工作原理及优缺
点？
学生回答 :（略）
【讲解】台虎钳在装夹零件时的优点是操作方
便快捷、夹紧力大，缺点是夹紧重复精度底低、
夹紧圆柱类的零件不方便。

根据所学
知识积极
思考回答
问题。

理解卡盘
装夹的意
义，尽快
适应课堂
根据情境
分析，说
明项目内
下达任务20分钟
引入车床三爪卡盘
卡盘是机床上用来夹紧工件的重要机械
装置，由于卡盘封闭结构原因，其内部结构和
工作原理对大家一直是个迷，而卡盘的精度直
接影响到零件加工质量，卡盘卡爪属于磨损
件，在使用一段时间后会出现精度下降，需要
重新更换或修整，在更换过程中如何正确安装
卡爪成为大家必须掌握的技能之一。

【PPT展示】
图1-1车床传动机构
图1-2车床主运动和进给运动
【提问】分析图1-1和图1-2简要说明卡盘在
车床加工零件时的重要性？
学生回答 :（略）
【讲解】卡盘是直接作用于车床的零件的加
工，它的精度和质量直接影响零件的加工效率
和质量）
四、【任务布置】（6分钟）
1.分发任务书（附件1）
2.讲解任务书的要点
3.结合任务书给学生解答部份知识要点
教学任
务。

观看PPT
思考图中
表达意
思，积极
思考回答
问题。

接受任务
书，分析
熟悉任务
书内容，
查阅相关
书箱，小
组讨论。

容的重要
性，并按
企业车间
生产模式
下达任
务，让学
生清楚项
目内容项
目，通过
思考初步
对教学内
容有个整
体认识，
小组讨论
可以提高
学生的分
析表达能
力、团队
协助能
力。

学习活动活动内容学生活动设计意图
新授知识30分钟一、【卡盘的用途和分类】（8分钟）
（一）卡盘的用途（4分钟）
【PPT展示】
卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。

利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，
把工件夹紧和定位的机床附件。

不同形式的卡
盘卡爪可以安装夹紧不同类型的零件，如图
1-3。

卡盘一般由卡盘主体、活动卡爪和卡爪驱
动机构几部分组成。

图1-3三爪卡盘夹持零件
（二）卡盘的分类（4分钟）
【提问】车床加工和铣床加工所使用的夹具有
那些不同？
学生回答：（略）
【讲解】(提示：由于车床加工的的旋转类零件一般
使用三爪卡盘四爪卡盘进行装夹，而铣床多用台虎钳
作为装夹工具。

）
卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。

从卡盘爪数上面可以分为两爪卡盘、三爪卡盘、
四爪卡盘、六爪卡盘和特殊卡盘。

从使用动力
上可以分为手动卡盘、气动卡盘、液压卡盘、
电动卡盘和机械卡盘。

从结构上还可以分为中
空型和中实型。

观看PPT
展示，记
录卡盘在
车床加工
中的应用
场景。

根据老
师提出的
问题积极
思考作
答。

通过PPT
展示案例
加强学生
对卡盘的
认知程度，
对车床加
工相关工
艺知识有
初步了解。

通过图片
展示，学生
直观地认
识卡盘的
结构，形象
具体学生
更加容易
掌握。

新
授
知
识（30分钟）【PPT展示】
展示PPT，引导学生观察图片，结合图片分别
讲解三爪卡盘的分类，并指导学生做好任务书
的相关内容填写工作。

两爪卡盘三爪卡盘四爪卡盘
六爪卡盘气动卡盘特殊卡盘
图1-4卡盘的分类
在实际使用过程中根据不同机床型号、加
工零件类别、零件尺寸等按照规格选用合适的
卡盘。

三爪自定心卡盘的的规格及其夹持范围
附表1。

图1-5卡盘的基本尺寸
附表1
观看PPT
展示，观
察卡盘形
态，做好
笔记。

根据老师
提出的问
题积极思
考作答。

根据附表
掌握查阅
相关数
据，做好
笔记。

通过图表，
清楚展示
卡盘有关
数据。

学生
必须掌握
不同的零
件尺寸、形
状能从附
表中找出
能够满足
加工条件
的卡盘。

通过图表，
清楚展示
卡盘有关
数据。

学生
必须掌握
不同的零
件尺寸、形
状能从附
表中找出
能够满足
新授知识30分钟加工条件的卡盘。

新授知识30分钟三、【三爪自定心卡盘结构组成】（10分钟）
【PPT展示】
图1-6三爪自定心卡盘结构组成
展示PPT，引导学生观察图片，结合图片分
别讲解三爪卡盘的结构组成，并指导学生做好任
务书的相关内容填写工作。

【讲解】三爪卡盘由卡盘主体、活动卡爪、大锥
齿轮（背面有端面螺纹）和小锥齿轮机构组成。

三爪卡盘上三个卡爪导向部分的下面，有螺
纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳
手通过四方孔转动小锥齿轮时，带动大锥齿轮转
动，背面的端面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠
近或退出，实现自动定心和夹紧﹐适于夹持圆形
﹑正三角形或正六边形等的工件。

卡盘主体：由前后壳两部份组成，中央有通
孔，以便通过工件或棒料；背部有圆柱形或短锥
形结构，通过法兰盘与机床主轴端部相联接。

a卡盘主体前壳b卡盘主体后壳
图1-7三爪自定心卡盘主体
卡爪：直接作用于夹持工件或把工件夹紧和
定位的零件，其360度均匀分布，使三个卡爪同
仔细观察
图片特
征，做好
笔记并填
写部份任
务书内
容。

根据老师
提出的问
题积极思
考，得出
结论并总
结，做好
笔记。

通过视频
动画，将
卡盘的结
构和工作
原理分
解，学生
通过观看
视频动画
更直观明
了。

新授知识30分钟时向中心靠近或退出完成定位夹紧工作。

a正爪b反爪
图1-8卡爪
大锥齿轮：小锥齿轮带带动大锥齿轮转动，
背面的端面螺纹同时带动三个卡爪向中心运动。

图1-9大锥齿轮（背面有端面螺纹）
小锥齿轮：卡盘主体上360度均匀分布3个
小锥齿轮，用卡盘板手驱动小锥齿轮从而驱动大
锥齿轮，大锥齿轮的背面有阿基米德螺旋槽，与
3个卡爪相啮合驱动卡爪。

图1-10小锥齿轮
仔细观察
图片特
征，做好
笔记并填
写部份任
务书内
容。

根据老师
提出的问
题积极思
考，得出
结论并总
结，做好
笔记。

通过视频
动画，将
卡盘的结
构和工作
原理分
解，学生
通过观看
视频动画
更直观明
了。

新授知识30分钟四、【三爪自定心卡盘卡爪的拆装】（12分钟）
【播放微视频】 《三爪自定心卡盘的拆装》
引导学生观看《三爪自定心卡盘的拆装》，
初步认识三爪自定心卡盘的拆装过程为后面的教
学做好充分的准备。

【提问】请同学从视频中的拆装过程总结归纳要
点进行汇报。

学生回答：（略）
【讲解】由于卡爪的拆装对于初学者存在一定的
安全，包括人身安全、设备安全，所以在拆装前
要要做好相关准备工作。

首先机床处于停机状态，
按下急停开关（图1-11），切断机床设备电源（图
1-12将电源开关由ON切至OFF位置），在靠近
卡盘处的床身导轨上垫上一块木板，以保护导轨
面不爱撞击。

图1-11 图1-12
（一）卡爪的拆卸（4分钟）
【讲解】将卡盘扳手方榫插入小锥齿轮的方孔中
逆时针方向旋转，3个卡爪同步沿径向离心移动，
直至卡爪退出卡盘壳体。

由于卡爪分1、2、3号
认真观看
视频，记
录并总结
操作流
程，完成
部份任务
书内容。

根据视频
内容，回
答老师提
出的问
题，对新
知识，归
纳总结,
作好笔记
为操作做
铺垫。

通过播放
视频的形
式，直观
和完整的
展示操作
流程。

播放一
段不规范
的操作视
频，让学
生对违规
操作有深
刻的认
识。

新授知识30分钟卡爪，卡爪退出卡盘壳体的顺序为3、2、1。

卡
爪退离卡盘壳体时要注意防止卡爪从卡盘壳体中
跌落受损。

图1-13卡爪的拆卸
（二）卡爪的安装（8分钟）
【提问】在安装卡爪时首先安装那个卡爪？如何
辨别卡爪的顺序？
学生回答：（略）
【讲解】卡爪的安装过程，首先将卡盘扳手方榫
插入卡盘壳体圆柱上的方孔中，按顺时针方向旋
转，当大锥齿轮背面的螺纹的螺扣转到将要接近
1槽时，将1号卡爪插入壳体的1槽内，如图1
—13（a），安装好1号卡爪后；继续顺时针旋转
卡盘扳手，当大锥齿轮背面的螺纹的螺扣转到将
要接近2槽时，将2号卡爪插入壳体的2槽内，
如图1—13（b）；继续顺时针旋转卡盘扳手，当
大锥齿轮背面的螺纹的螺扣转到将要接近3槽
时，将3号卡爪插入壳体的3槽内，随着卡盘扳
手的继续转动，3个卡爪同步沿径向向心移动，
直至汇聚于卡盘的中心。

图1-14卡爪的安装
认真观看
视频，记
录并总结
操作流
程，完成
部份任务
书内容。

根据视频
内容，回
答老师提
出的问
题，对新
知识，归
纳总结,
作好笔记
为操作做
铺垫。

通过播放
视频的形
式，直观
和完整的
展示操作
流程。

播放一
段不规范
的操作视
频，让学
生对违规
操作有深
刻的认
识。

新授知识30分钟
（a）1号卡爪的安装（b）2号卡爪的安装
图1-15卡爪的安排顺序
【讲解】在安装过程中首先我们要从3个卡爪中
识别出卡爪的顺序，并将卡爪按顺序摆放好，在
安装过程中按照1、2、3的顺逐一安装，辨别的
方法如下。

图1-16卡爪顺序辨别
【提问】拆装卡盘卡爪时容易出现的安
全问题有那些？
学生回答：（略）
【讲解】安装过程中容易出现的安全问题有如下
几点：
1、缺少用电安全意识，没有将机床电源开关从
ON调至OFF。

认真观看
视频，记
录并总结
操作流
程，完成
部份任务
书内容。

根据视频
内容，回
答老师提
出的问
题，对新
知识，归
纳总结,
作好笔记
为操作做
铺垫。

通过播放
视频的形
式，直观
和完整的
展示操作
流程。

播放一
段不规范
的操作视
频，让学
生对违规
操作有深
刻的认
识。

1 2 3
新授知识30分钟2、安装卡爪时没有辨别出卡爪的顺序，不按顺序安装。

3、没有在端面螺纹旋转一圈内将3个卡爪按顺序安装完毕，导致卡爪错位。

4、完装完毕后，没有将卡盘板手从卡盘上取下。

a没关闭电源b没取下卡盘板手
c卡爪安装出现错位
图1-17 卡爪安装出现的问题
学习活动活动内容学生活动设计意图
任
务
实
施110分钟一、【分组讨论】（5分钟）
按照下发任务书要求，根据教师授课内容通过
小组讨论，制定操作工艺流程。

二、【填写任务书】（8分钟）
1.讲解任务书的要点。

（附件1）
2.要求学生通过小组讨论后完成任务书的填写。

3.对学生填写的任务进行检查、点评。

三、【上机操作】（97分钟）
按照任务书的操作流程，学生以小组完成卡爪
的拆装任务，在操作过程中积极发现问题并作好记
录。

教师巡回指导，检查学生穿着是否规范，拆装
是否按操作流程操作，是否存在安全操作问题并及
时纠正。

在小组合作完成卡爪的拆装后，要求每个学生
能独立完成卡爪的拆装任务。

图1-18卡爪拆装顺序
四、【教师指导】（贯穿整个任务实施过程）
1.学生衣着整齐、规范，否则强调整改。

2.工具使用按照规程摆放，不乱摆乱放。

2.拆装操作是否规范，纠正不正确的操作方法。

小组讨
论，总结
归纳形成
小组意见
完成自己
的任务
书。

学生检查
设备是否
正常，按
照任务书
操作规
程、任务
书的工作
步骤开始
进行折装
学习。

记录操作
心得体
会，归纳
形成总
结。

通过分组
实施，激
发学生小
组合作意
识，培养
团队精
神。

提示学生
操作过程
中不当的
操作行
为，形成
良好文明
的操作习
惯。

板书设计多媒体演示区任务三：三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装
教学重点：三爪自定心卡盘三爪的装拆
教学难点：三爪自定心卡盘的工作原理
一、布置任务（主要内容PPT展示）
二、新授知识（主要内容PPT展示）
（一）卡盘的种类和用途
1.按卡爪数量分：
2.按使用动力分：
3.按组成结构分：
（二）三爪自定心卡盘组成
1.三爪自定心卡盘组成：
2.各零件名称及作用：
（三）三爪自定心卡盘卡爪的拆装
1.卡爪的拆卸：
2.卡爪的安装：安装步骤、卡爪顺序的辨别方法
三、任务实施
分组实施：填写任务书：机操作、注意事项；
四、评价总结
1.小组总结汇报
2.小组互评
3.教师评价
附件1
三爪自定心卡盘结构和卡爪的拆装任务书姓名班级评价
图1-3三爪自定心卡盘图1-4三爪自定心卡盘结构图1-5卡盘板手图1-6三爪自定心卡盘正反爪
图1-7三爪自定心卡盘工作原理
三爪自定心卡
盘工作原理描
述
构件功能描述
构件功能描述构件功能描述构件功能描述构件功能描述构件功能描述
如何辨别自定心卡盘卡爪的顺序
正反爪如何选择
三爪自定心卡盘卡爪的拆装注意事项
附件2
小组评价表
附件3
教师评价表。