談數控車削工件裝夾教學

tags:    時間:2014-03-07 21:03:10
談數控車削工件裝夾教學簡介
數控技術應用專業教學中,數控車削工件裝夾知識是學生重要的學習內容,宜用理論與實踐相結合的教學手段。在學生從初步認識到掌握應用實踐的教學過程中,我們採用分階段教學方法,教學過程是:   第……
談數控車削工件裝夾教學正文

數控技術應用專業教學中,數控車削工件裝夾知識是學生重要的學習內容,宜用理論與實踐相結合的教學手段。在學生從初步認識到掌握應用實踐的教學過程中,我們採用分階段教學方法,教學過程是:

第一階段,在普通車削或數控車削認識實習時,學生在實習教師的指導下,認識並使用車削夾具,對車削裝夾有初步的了解。

第二階段,在車削裝夾的認識實習的基礎上,通過理論教學,學生系統認識數控車床夾具、理解車削裝夾原理、具有一定的工藝選用能力。

第三階段,數控車削中、高級實訓教學時,通過加工工藝分析練習和加工實踐,學生達到能根據具體加工要求和條件熟練分析車床裝夾要求,設計適當裝夾方案並在實踐中應用和檢驗。

下面主要討論第二階段理論教學中的教學思路的設計。

學生通過第一階段認識實習,已經具有一定的實踐經驗,掌握了工件裝夾一些操作方法和要點,但對裝夾原理、裝夾設計較含糊;第二階段的學習,應解決第一階段留下的疑問,並為第三階段的裝夾工藝設計和實踐積累理論基礎,教學目的主要定位於三個方面:

1. 熟悉理解零件車削加工特點下的裝夾和定位要求。

2. 理解適合於車削工件結構特點的裝夾要求。

3. 理解數控車床特點下的裝夾新要求。

4. 熟悉數控車床各類夾具的種類、特點、選用、裝夾要點。

教學過程設計如下:

一、工件定位夾緊常識教學內容回顧

在展開第二階段的教學前引導學生回顧思考的內容有:⑴工件定位原理。⑵迴轉類工件加工面的定位基準選擇。⑶工件粗、精加工時的定位面的選擇及定位元件。⑷工件夾緊時對夾緊力大小、方向、作用點的選擇要點。

二、數車裝夾工藝思考的因素

(1)車削加工對裝夾的基本要求

從第一階段的認識實踐中總結車削加工裝夾特點:

1. 工件都是繞機床主軸的旋轉,實現主運動並提供切削力矩;

2. 工件加工面的迴轉中心應是工件的徑向基準;

3. 車床的夾具主要是指安裝在車床主軸上的夾具,夾具和機床主軸相連接並帶動工件一起隨主軸旋轉;夾具除了各種卡盤、頂尖等通用夾具或其他機床附件外,還包括根據加工的需要設計出各種心軸或其他專用夾具。

4. 車床的夾具應能方便地滿足工件軸向定位、找正迴轉基準中心、加工時保持定位和傳遞切削力矩的夾緊。
(二) 數控車削特點及對車削裝夾提出的新要求
1. 數控車削特點:數控車削具有高效率、高精度、高速切削和自動化的特點。
 2.對裝夾提出的新要求:高效率→結構簡單、通用性強,一次裝夾加工多個表面,便於在機床上安裝夾具及迅速裝卸工件;高精度→夾具應具有較高的定位精度和剛性;高速高速、甚至超高速切削→克服離心力保證夾緊;自動化→工件自動傳輸、定心、定位和夾緊。
 (三)工件特點對車削裝夾提出的新要求 

數控車削工件的長、短、粗、細與數控車夾具的主要分類:短軸類零件和盤類零件→一端夾持的圓周定位夾具,如自定心卡盤;長度尺寸較大或加工工序多的軸類零件→兩頂尖定心定位夾具。

引導學生用裝夾時對工件定位平衡的要求來分析理解,進一步拓展理解:不粗不長工件→宜用卧車,圓周定位夾具一端夾持粗大且重工件→宜用立車,圓周定位夾具一端夾持長工件→宜用卧車,兩頂尖定心定位夾具細長工件→宜用卧車,兩頂尖定心定位,加中心架輔助支撐。

(四)教學思路設計說明 

學生已經具有一定的普通車削和數控車削實訓經驗,但對裝夾原理、裝夾要點較含糊,擬通過引入部分教學,引導學生用剛學過的定位、夾緊原理對實習中的裝夾現象進行分析,把模糊的認識總結疏理成一定的規律,同時為理解新課內容打下良好基礎。教學方法從已知到

 

未知,從現象到本質的教學設計安排,容易使學生進入學習狀態,發生學習興趣,符合認知規律。

三、數控車床各類夾具認識教學

數控車床各類夾具主要分如下兩個部分:

1. 圓周定位夾具,包括:三爪卡盤及軟卡爪、液壓動力卡盤、可調卡爪式卡盤、高速動力卡盤。

2. 軸類零件中心孔定心裝夾包括:主軸頂尖和尾座頂尖,中心孔,自動夾緊撥動卡盤,撥齒頂尖,複合卡盤等。
   (一)圓周定位夾具教學思路設計

首先,以三爪卡盤的裝夾為基本主線分析這類裝夾的共性的基本要求、要點、注意事項。

其次,根據數控車削不同的加工情境、條件變化和要求延伸拓展講述液壓動力卡盤及應用,可調卡爪式卡盤及應用、高速動力卡盤及應用。

最後,總結圓周定位夾具類選用:自定心裝夾最利於數控車削加工,符合數車高效、自動化、迅速裝卸要求,充分發揮機床潛能,當夾持部分與加工部分不同心時選可調卡爪式卡盤;自動化要求高時選液壓動力卡盤,主軸高速加工時選用高速動力卡盤。根據工件定位部分直徑大小對正、反爪的選用;根據工件加工面精度要求對軟、硬爪的選用。
總結如下:   (二)中心孔定心定位夾具教學

首先,分析中心孔定心裝夾的基本要求,中心孔、頂尖選擇注意事項及對定心定位的精度影響。引導學生回顧中心孔定位裝夾對自由度的限定,並對各種形式中心孔應用進行比較。

其次,分析這類裝夾有撥動工件與主軸共同旋轉的要求,注意對撥動與定位的關係分析。

最後,根據數控車削不同的加工情境、條件變化和要求延伸拓展講述撥動工件與主軸共同旋轉的夾具:自動夾緊撥動卡盤、撥齒頂尖、複合卡盤。

四、用案例討論教學探討裝夾要點

在教學中安排討論課題內容,要貼近裝夾實踐,學生已有了在實習中的感性認識,容易激發學生學習興趣,活躍了教學氣氛;舉例說明“一夾一頂”裝夾方案課題討論。“一夾一頂”裝夾如圖1所示。
   (一)討論的論題及過程
   1. 介紹“一夾一頂”裝夾方案形式及應用情境。
   2. 引導討論夾、頂的定位的找心原理?
   3. 引導討論夾持端夾持長長度對定位的影響?
   4. 引導討論夾持端定位面精度對定位的影響?
   5. 引導討論應用“一夾一頂”裝夾方案時,為防止工件由於切削力的作用而產生軸向位移對軸向定位的要求和方案。
   6. 師生共同總結“一夾一頂”裝夾要點和應用方法。
 (二)討論教學的設計說明

討論教學時,引導學生應用定位、裝夾分析裝夾方案,不僅能鞏固已學過的知識,而且能增強了學生優化裝夾方案的思維分析能力,培養學生對知識真正做到活學活用的意識。討論中,應敏銳地觀察到學生論點的可取之處和存在問題,靈活地掌握討論分析的側重點,善於把握討論的方向,層層深入,完成討論教學的任務。

五、作業及輔導設計

作業的內容的精心選擇有利於學生總結和鞏固學過的知識要點,學生很難在有限的課堂時間真正地理解掌握,安排為課後習題有利於學生有足夠的時間研究、討論、交流。作業論題的選擇側重引導學生對學習內容的提升、總結,形成對自己有用的工藝思想。建議設計的作業論題包括如下內容:

1. 總結圓周定位夾具的共性、選用;軸類零件中心孔定心裝夾共性、選用。

2. 從車削特點和被加工工件特點總結車床裝夾的要點。

3. 總結數控車削加工特點對車削裝夾提出的新要求。

在教學時,除了對教學內容和教學過程的精心設計外,還應注意結合學生認知特點的教學方法,主要教學方法總結如下:

啟發教學:由此及彼地從學生已有

 

的知識,啟發學生嘗試推導思考新知識,使學生對知識感到興趣,充分發揮學生自主學習的能力和創新能力。如,完成三爪卡盤講述后,再從數控加工的特點出發,引導學生根據數控車削不同的加工情境、條件變化和要求延伸拓展探究液壓動力卡盤及應用,可調卡爪式卡盤及應用、高速動力卡盤及應用。這樣的教學設計思路,符合邏輯,過渡自然,明確前因後果,容易讓學生進行知識綜合,一以貫之。

案例教學:通過典型案例教學來幫助學生掌握數控工藝的設計能力。教學中,先提出任務,然後教師示範解決方案,充分調動學生學習積極性,培養學生的學習興趣,調動學生的學習積極性。案例應突出實用性,引導學生去研究現實應用問題。

倡導自主、合作、探究的學習方法。堅持課堂上精講的原則,每次授課都有鮮明的主題,每個任務都有明確的目的。在教學中,注意引導學生主動自覺學習。引導同學課餘自己看書,上網查找資料。鼓勵討論,合作,鼓勵開發、創新。

 

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