叶轮的数控加工子项目教学设计表(范例)

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1、1“模具设计、制造”子项目教学设计表项目编号 (不填写) 项目名称 模具设计、制造 学时 180子项目编号 (不填写) 子项目名称 机器人头部模具设计 学时 282教学目标（该子项目培养的学生知识、能力和素质目标）通过本项目实施有意识的培养学生在知识的理解、运用等方面的能力及职业素质，具体培养目标如下：知识目标：1. 能正确解释描述模具的结构特点及各部件的功能；2. 能根据模具特点合理选择加工所需的夹具、刀具、量具；3. 了解各个参数对制件成型的影响；4. 掌握修模的常规方法；能力目标：1. 能使用 CAD/CAM 软件完成产品的建模及刀具路径的设置2. 能够使用网络、工具书等查阅相关技术资料

2、；3.能够正确依据手册选取合理的切削参数；4. 能够根据工艺文件正确选用夹具、刀具、量具；5. 能够能正确识读零件图、装配图，根据图纸要求合理设置切削参数； 6. 能够根据需要收集相关资料有效的制定工作计划； 7. 能够根据机器人头部生产过程中遇到的问题创新设计零部件和机构；素质目标：1. 具有安全、环保、保证产品质量的良好职业素质2. 在工作过程中严格执行 5S 管理模式的职业素质；3. 具有较好的协作精神，人际交往能力，心理承受能力；4. 能自觉履行各项职责；5. 刻苦钻研、勇于开拓创新；教学载体：风力驱动叶轮 3教学内容（叙述该子项目主要教学内容）“叶轮的数控加工”子项目是机构中最难的一

3、部分，主要表现在零件加工工艺的编排（车铣复合件） ，工艺工装复杂、零件检测手段复杂，通过对该项目的教学让学生熟练应用多轴加工技术，制作叶轮；在制作过程中通过引导学生发现并解决存在的问题刀具与工件产生干涉，让学生主动参与探究，找到解决问题方案，培养学生分析问题、解决问题的能力、以及创新能力。教学内容的排序贯彻了“开发引领、项目驱动、学生主体、行动导向”的理念，让学生在探究行动中发现和解决问题，体验和感受工作过程，实现了从抽象的知识到具体行动的迁移。1. 叶轮零件图分析；2. 叶轮工艺工装及刀具路径设置；3. 在模拟加工环节，根据加工情况，引导学生发现问题； 4. 学生分组探究，找到目前的模拟加工

4、过程中暴露出的问题；5. 各组提出改进方案；6. 教师点评，引导各组修改设计及工艺方案；7. 各组确定本组的问题解决方案，进行工艺调整；8. 用 vericut 数控仿真软件的使用；9. 学生应用多轴加工技术进行叶轮加工，加工完成后，需进行叶轮的检测；10. 考核评价。4重点难点（该子项目中的重点、难点及解决措施）重点：1. “多轴加工技术”的适用场景解决措施：首先以企业生产中的视频实例，引入“多轴加工应用成为企业普遍使用的技术”的主题，激发学生的学习积极性。教师结合三维动画讲解多轴加工技术的工作过程，使学生能直观地了解多轴加工的工作特点；通过学生分组讨论、归纳总结出多轴加工零件的加工工艺规范

5、。2. 叶轮的加工工艺、工装设计解决措施：首先由教师给出常用零件加工工艺规程模板，学生依据叶轮零件图及技术要求查阅资料、小组分析讨论，以小组形式提交叶轮加工工艺文件讨论稿，再由教师进行讲评，使学生经过自主学习后，在教师的引导下进行提升。3. 叶轮刀具干涉检验解决措施：通过教学视频，让学生知道多轴加工技术中刀具路径检查的必要性，教师结合三维动画讲解多轴加工刀具路径设计在 CAD/CAM 软件中的使用，通过利用软件中的刀路模拟功能，从模拟画面中找出不合理路径，对其进行删除。从而实现去除干涉，优化走刀路径的工作过程。4. 利用四轴加工中心完成叶轮的数控加工解决措施：在学生掌握实训车间安全操作规范的基

6、础之上，针对多轴加工设备在使用中的注意事项提出具体要求，学生分组在指定机台上进行操作，期间教师对学生操作过程要进行指导，学生加工出成品零件；难点：1. 叶轮的加工工艺 解决措施：首先由教师给出常用零件加工工艺规程模板，学生依据叶轮零件图及技术要求查阅资料、小组分析讨论，以小组形式提交叶轮加工工艺文件讨论稿，再由教师进行讲评，使学生经过自主学习后，在教师的引导下进行提升。2. 叶轮的数控加工 解决措施：在学生掌握实训车间安全操作规范的基础之上，针对多轴加工设备在使用中的注意事项提出具体要求，学生分组在指定机台上进行操作，期间教师对学生操作过程要进行指导，学生加工出成品零件；3. 引导学生实现对工

7、艺的革新解决措施：在模拟加工环节完成后，根据加工情况，引导学生使其发现使用现有刀具和辅具无法加工出满足图纸要求的零件，在此情况下，以小组探究的方式，充分调动学生的积极主动性，广开思路，各小组给出具体的修改方案，由教师给个组方案进行点评，各小组再进一步优化零件结构设计、完成工艺方案制订。这个过程是以学生为主体的活动，学生通过主动思考、探究找到具体革新工艺的方法并予以实施。 5教学方法（该子项目中运用主要教学方法和场合）在教学过程中，力求将行动和认识结合在一起，将学生作为具有自己需求和兴趣的、积极的行动者来看待。在设计学习行动时，考虑给予学生自由行动空间，让学生为了“行动”来学习，并通过“行动”来

8、学习。因此，在本子项目中，拟采取以下方法来实施行动导向教学：1. 问题牵引教学方法-多轴加工技术对于较难理解的基本概念，主要采用提出问题，启发学生积极思考、分析、讨论，寻找解决途径和问题的答案的方法。2. 任务叠加教学法 叶轮工艺工装及刀具路径设置、叶轮加工后一个任务的布置是基于前一个任务学生已完成的基础之上，由此逐层叠加，像滚雪球一样，最终完成项目任务。学生的方案 三轴联动机床加工如何解决问题？叶轮加工没有被采用也存在问题采用多轴加工实现一个具有复杂型面的叶轮加工 因为存在一个问 题无法解决 复杂型面无法加工刀具与工件产生干涉目前的方案存在“问题” 解决问题叶轮加工任务叶轮零件图分析工艺安排

9、程序编制辅助准备工作零件加工63. 解决认知冲突教学法优化叶轮结构采用此教学方法最重要的就是要设置一个“认知冲突”即圈套、陷阱让学生自己发现问题，学会思维，教师引导学生找出解决问题的方法，进而解决问题。学生知识与能力准备（学生学习该子项目前必须具备的知识与能力）学生能够识读零件图、装配图、进行简单的机构设计、使用 CAD/CAM 软件进行零件的数控加工；在完成加工任务的同时，具有一定的协作精神，人际交往能力，心理承受能力，学生同时应具备一定的查阅资料能力；达到数控中级工的水平。教师知识与能力要求（承担该子项目教学的教师知识与能力要求）知识要求：1 能够精通机械设计知识，了解极限配合与测量知识；

10、2 能正确解释 CAD/CAM 技术，并能独立完成从零件的设计到加工整个过程；3 能够正确说出四轴加工工艺知识；能力要求：1. 能够操作数控加工设备，达到数控高级工水平；2. 能够控制教学全过程，能熟练地使用行动导向教学方法、有效地调动学生的学习积极性与主动性；7场地设施要 求（完成该子项目的教学场地设施要求）数控加工综合实训中心包含教学区和加工区两大板块，学生能在该综合实训中心完成零件从设计到成品的全过程。教学区有教学多媒体设备一套，四张六边形电脑桌及 24 台学生机，便于教师教学和小组进行交流、学习。教学区内部包含讨论区和资料查阅区，讨论区提供白板、白纸、水笔等，为教师讲解和学生讨论、进行

11、可视化展示提供方便；资料查阅区提供与课程相关的资料、工具书等，并提供四台能上网的电脑。加工区有四个工作单元，每个工作单元有一台四轴加工中心、一台装好 CAD/CAM软件的电脑，以及相关工具、量具、夹具等附件。教学组织实施（按照本项目教学组织实施的过程填写实施步骤，并详细填写每个步骤中教师组织教学的内容、学生进行的学习活动任务、教学资源的使用情况、学时的分配等 ，表格可根据需要增减行数。）实施步骤 教师组织 学生活动 教学资源 学时课外学习 布置课外学习任务，说明要求； 每位同学均需要看曲面零件图片及工作视频，增强对曲面零件的认识； 每位同学均需要阅读制图国标，熟悉零件图的画法及相关符号的含义。

12、 曲面类零件图片、工作视频； 制图国标；281. 阅读叶轮零件图，分析叶轮制作中的难点 分发叶轮零件图纸； 对该子项目进行整体介绍； 提出制订工作计划应注意的问题； 组织各小组进行讨论，让各小组归纳出叶轮制作中的难点； 收集整理资料； 确定毛坯尺寸、材料类型； 分析加工位置，确定加工方法； 小组讨论总结归纳出叶轮制作中的难点； 各小组派一名代表汇报讨论结果； 叶轮零件图纸； 零件图分析报告模版； ppt 电子课件； 部件运行模拟动画及运行视频； PC 机等日常教学用品；2课外学习 上网搜索叶轮加工案例，说明要求； 每个小组至少收集 1 套，包括图纸及工艺文件； 读创新故事（车床之父、创新之星、

13、水稻之父） 网络中查找企业相关技术资料； “创新故事”资源 292. 制订加工工艺方案 对各小组的汇报进行点评，引导各组进行工艺工装设计； 讲解制订加工工艺的方法和注意问题； 组织各小组画工艺简图，适时给予指导； 组织各小组进行讨论，设计零件加工工艺； 各小组在教师解析难点后重新修订零件图分析报告； 每个小组完成并提交 5张数控加工工序卡片； 各组展示数控加工工序卡片交流； 加工工艺卡片共 5 张（具体见附件 6）、 PC 机、 ppt 电子课件、 日常教学用品；2课外学习 小组间相互检查工艺卡片，并将修改意见写在明显位置上。 学生必须写出被检查组的工艺过程； 学生必须写出被检查组工艺过程的一

14、个优点和一个缺点； 机械加工工艺学教材、 机械加工切削手册2103. 完成叶轮刀具路径的设置 讲解、演示叶轮刀具路径设置； 学生在使用 CAD/CAM 软件进行刀具路径生成时，对刀路生成方式、切削参数选取给予适时指导； 各组讨论、确定使用机床型号、各工序使用的刀具型号及材料； 每名学生均需要使用CAD/CAM 软件进行刀路模拟； PC 机、 ppt 电子课件、 powermill软件、 仿真软件操作视频、 日常教学用品；2课外学习 小组间相互检查刀具路径，并将修改意见写在明显位置上。 学生必须写出被检查组的工艺过程； 学生必须写出被检查组刀具路径的一个优点和一个缺点； POWERMILL 使用

15、教程教材 CAD/CAM 数字化设计与加工教材 零件模拟加工教学视频2114修改、优化刀具路径、生成 G 代码 讲解使用软件进行刀路验证的方法； 组织各小组针对各自的验证报告进行分析、探究，找出其存在问题的原因及解决方案； 对各小组汇报的产生问题的原因及解决方案进行点评，启发各小组修改其解决方案； 讲解 G 指令的生成方法； 学生在使用 CAD/CAM 软件时，给予适时指导； 使用软件进行刀路验证； 保存各小组验证报告； 各小组认真分析验证报告探究其存在问题的原因及解决方案,各小组有一名代表汇报成果； 在聆听教师的分析讲解基础上，确定本小组的问题解决方案； 以小组为单位对叶轮造型、加工工艺文件

16、进行修改； 重新生成刀具路径、验证； 各小组提交 G 代码文件； PC 机、 ppt 电子课件、 powermill软件、 日常教学用品； 2课外学习 仔细阅读，反复浏览模拟过程，找出不合理刀具路径； 要求大家给出至少一种加工方法解决刀具路径错误； 学生使用 POWERMILL软件体验各种加工方式，给出解决方法； POWERMILL 使用教程、 POWERMILL 软件、 刀具切削手册、 机械加工切削手册4125. 教师点评，引导各组修改设计及工艺方案，各组确定本组的问题解决方案，进行工艺调整 教师分析评价各组学生给出的方案 从众多方案中选出最优的设计 ； 学生依据教师思路进行原设计修改 提交新方案的工艺文