钳工与装配工部教案
设计人 孔繁征
教学进程表
第1阶段 基本知识训练
（1小时）
一、 教学目标：
1. 概括了解钳工加工的特点和应用，钳工工艺方法；钳工在机械制造中的地位和作用。
2. 认识和了解钳工加工使用的设备、工具、量具。
3. 了解从零件图出发进行钳工工艺设计的基本思想。
4. 了解钳工安全操作规程。
二、 教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2. 体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3. 体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式。
三、 案例、教具和教学手段
1. 案例：羊角锤、减速器等。
2. 挂图：手锯、锉刀等。
3. 实物：设备、主要工具、量具。
4. 板书：加工的特点和应用、钳工包含的各种工艺方法、进一步思考感悟的主要问题
四、 教学要点、过程和时间分配
（一） 导言， 5min
1、 介绍本次课的主题：认识钳工加工方法、工具、设备；装配的概念
2、 介绍任课教师：王宝春、孟庆鹏
3、 展示羊角锤零件图，分析零件结构、技术要求、制造流程，提出需要使用的毛坯。
4、 提出钳工的特点：从毛坯下料，引出钳工从锯削—划线—锉削—钻孔—攻螺纹等基本工艺方法及过程。进一步介绍其他工艺方法——刮削、研磨、扩孔、铰孔。
5、 从工艺过程，引出应用范围，在机械制造中的地位和作用，钳工种类划分。
6、 从加工方法，引出工具、量具、设备的使用方法。
7、 介绍减速器，引出装配方法。
（二） 师傅演示各种工具和设备的使用， 20min
1、 设备：台虎钳、台钻、砂轮机
2、 工具：锯削工具——手锯；锉削工具——锉刀；划线工具：划针、方箱、V型铁、平板、高度尺、角度尺、划线盘、样冲、手锤、直尺等；攻螺纹与套螺纹工具：丝锥与板牙
（三） 学生亲自体验各种工具和设备的使用（教师巡视），30min
1. 识别、体验各种工具。
2. 体验基本设备操作
3. 教师、工程师和师傅巡视，观察学生操作，记录违章或不合理的操作，记录出现的问题。解答学生的问题。
（四） 师生互动——质疑、讨论、总结， 5min
1、质疑讨论
问题1：为什么现代制造技术如此发达还需要手工操作？
总结：引出钳工加工的特殊性——有些机械加工不太适宜或不能解决的工作，还是由钳工完成，比如：设备的组装及维修等。
问题2：划线为什么点样冲孔？
总结：保证零件尺寸的精度：清晰、准确、合理利用材料
问题3：两对面钳工工作台间为什么加隔网？
总结：保证工作安全：引出钳工安全操作规程。
问题4：为什么台钻钻孔时不能用手去停止时钻夹头转动？
总结：保证工作安全：引出钻床安全操作规程。
3、讨论总结——钳工的特点
1）加工灵活、方便，能够加工形状复杂、质量要求较高的零件
2）工具简单，制造刃磨方便，材料来源充足，成本低。
3）劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求较高。
第2阶段 基本训练之一：
划线、锯削、锉削
（6小时）
一、 教学目标：
1. 掌握划线、锯削、锉削的基本技能。
2. 了解零件加工过程中质量检验方法和质量控制
3. 了解从零件图出发设计钳工工艺路线的基本内容和思想。
二、 教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2. 体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3. 体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式
三、 案例、教具和教学手段
1. 案例： 羊角锤制作
2. 挂图：羊角锤的零件图、手锯、锉刀
3. 实物：手锯、划线工具、锉刀、量具
四、 教学要点、过程和时间分配
（一） 导言， 5min
1、 介绍本次课的主题：划线、锯削、锉削操作
2、 展示羊角锤零件图，分析零件结构、技术要求，设计加工过程。
（二） 师傅讲解与演示划线、锯削、锉削操作过程， 1小时
1、划线
（1）讲解
1）划线的特点、划线的作用 、划线的种类
2）划线工具：用途、结构
3）划线前的准备工作
a.工件的清理及检查 b.工件的涂色 c. 在工件孔中心装中心块
4）划线的方法及步骤
a.基准的选择 b.划线基准的选择 c.划线的找正与借料 d.划线的步骤
（2）示范：工具的使用方法、划线操作过程。
2、锯削
（1）讲解
1）锯削的特点
2）手锯的种类及构造
3）锯条
a.锯条的规格 b.锯齿角度，前角γ，楔角β，后角αc.锯路及种类 d.锯齿的粗细及锯条正确选用
4)锯削方法
a.起锯方法 b.锯削速度，压力，往复长度c.各种工件的锯削方法
5）锯条损坏和工件产生废品的原因分析及预防
（2）示范
1) 锯条安装
安装锯条时，锯齿要朝前，不能反装。锯条安装松紧要适当，太松或太紧在锯削过种中锯条都容易折断，太松还会在锯削时锯缝容易歪斜，一般松紧程度以两个手指的力旋紧为止。
2)锯削姿势与操作方法
锯削时，左脚向前半步，右脚稍微朝后，自然站立，重心偏于右脚，右脚要站稳伸直，左脚膝盖关节应稍微自然弯曲，握锯要自热舒展，右手握柄，左手扶弓，运动时右手施力，左手压力不要太大，主要是协助右手扶正锯弓。锯削时的姿势有两种：一种是直线往复运动，适用于锯薄形工件和直糟；另一种是摆动式.这种操作方法，两手动作自然.不易疲劳，切削效率高。锯削时工件应夹在左面，以便操作。工件要夹紧，以免在锯削过程中产生振动
3) 圆棒锯削
圆棒锯削有两种方注：－种是沿着从上至下锯削，断面质量较好，但较费力；一种是锯下一段截面后转一角度再锯削，这样可避免通过圆棒直径锯削，减少阻力，效率高，但断面质量一般较差。
4)平面锯削
为能准确地切入所需要的位置，避免锯条在工表面打滑，起锯时，要保持＜15°的起锯角。起锯时.用左手的大姆指挡住锯条，往复行程要短，压力要轻，速度要慢。起锯好坏直接影响断面锯削质量。
5)簿管锯削
为防止管子夹扁，应把管子夹在两块木制的Ｖ形糟垫块里，锯削时，不断沿锯条推进方向转动。不能从一个方向锯到底，否则锯齿容易崩裂。
3、 锉削
（1）讲解
1）锉削的特点及应用
2）锉刀
a.各部分名称及规格 b. 锉刀的齿纹 c. 锉刀的种类 d.锉刀的粗细及选择e.锉刀的正确使用和保养
3)锉削方法
a.工件的夹持 b.正确锉削方法 c.锉削速度
4)各种表面的锉削方法及检查
a.大平面的锉削方法及检查 b. 内外圆弧面的锉削方法及检查
（2）示范操作
1)锉刀柄的装拆方法
用左手扶柄、右手将锉舌插入锉刀柄内，用右手将锉刀的下端垂直在钳合上轻轻撞紧。拆柄时将柄搁在虎钳口上轻轻撞出来。
2）锉削的姿势与操作方法
锉削时人的站立位置与錾削相似，锉削时要充分利用锉刀的全长，用全部锉齿进行工作。开始时身体要向前顷斜10°左右，右肘尽可能收缩到后方。最初三分之一行程时，身体逐渐前倾到15°左右，使左膝稍弯曲；其次三分之一行程，右肘向前推进.同时身体也逐渐前倾到18°左右；最后三分之一选种，用右手腕将锉刀推进，身体随锉刀的反作用力退回到15°位置。锉削行程结束后，把锉刀略提起一些，身体恢复到起始位置姿势。锉削时为了锉出平直的表面，必须正确掌握锉削力的平衡，使锉刀平稳。锉削时的力量有水平推力和垂直压力两种，推动主要由右手控制，其大小必须大于切削阻力，才能锉去切屑；压力是由两手控制的，其作用是使锉齿深入金属表面。由于挫刀两端伸出工件的长度随时都在变化，因此两手的压力大小必须随着变化，保持力矩平衡，使两手在锉削过程中始终保持水平。
3）平面锉削方法及检查
粗加工时用两个交叉的方向对工件进行锉削，这种交叉锉削方法可以判断锉削面的高低情况，以便把高处锉平，精加工时用锉刀顺着长度方向对工件进行锉削，锉削后可得到正直的锉痕，比较整齐美观；修正平面或修正尺寸可用推锉，以提高精度或降低表面粗糙度。在锉削平面时，要经常检查工件的锉削表面是否平整，一般用钢皮尺或直角尺通过透光法检查，将尺紧贴工面，沿纵向、横向、两对角线方向多处检查。检查角度时，可用直角尺、量角器或样板尺把角度对好，用透光法检查。
4）外圆弧锉削方法及检查
外圆弧面锉削，就是横对着圆弧面锉，把圆弧处部分锉成非常接近圆弧的多边形，这种方法效率较高，适用于圆弧面粗加工阶段。顺着圆弧面锉，也称为滚锉法，锉削时锉刀要同时完成两个运动：前进运动和绕工件圆弧中心作摆动，用于圆弧面的精加工阶段。外圆弧面检查要用圆弧样板尺紧贴加工面用透光法检查。
（三） 学生自主训练，教师巡视，4.5小时
1. 布置任务：自己动手，下料、划线、锉削羊角锤。
2. 学生自己动手进行羊角锤加工。
3. 指导教师巡视，观察学生操作，记录违章或不合理的操作，记录出现的问题。解答学生的问题。
（四） 师生互动——质疑、讨论、总结，20min
1、质疑讨论
问题1：如何锯削薄壁管？
总结：为防止管子夹扁，应把管子夹在两块木制的Ｖ形糟垫块里，锯削时，不断沿锯条推进方向转动。不能从一个方向锯到底，否则锯齿容易崩裂
问题2：当锯躬高度不够时怎么办？
总结：可将锯条转90º安装。
问题3：如何合理分配各加工面的余量？
总结：划线不仅能使加工有明确的界限，而且能及时发现和处理不合格的毛坯，避免造成损失，而在毛坯误差不太大时，往往又可依靠划线的借料法予以补救，使零件加工表面仍符合要求
问题4：使用锉刀时应注意安全事项？
总结：1）不使用无柄或柄已裂开的锉刀，防止刺伤手腕；
2）不能用嘴吹铁屑，防止铁屑飞进眼睛；
3）锉削过程中不要用手抚摸锉面，以防锉时打滑；
4）锉面堵塞后，用铜锉刷顺着齿纹方向刷去铁屑；
5）锉刀放置时不应伸出钳台以外，以免碰落砸伤脚
3、讨论总结
（1）划线是钳工操作的最重要的一个环节，划线的质量直接影响到工件的精度和质量；要掌握划线工具的使用以及划线基准的选择。
（2）锯削各种不同材料时，应选用合理的锯条和锯削方法，以保证尺寸的精确和减少锯条的损坏
（3）锉削时应选用合理的锉刀，正确加工方法，才能保证零件的形状、表面粗糙度；锉削过程中正确使用量具，不断检验以确保尺寸精度。
（五） 进一步的思考和训练任务，5min
1. 如何修整零件的特殊表面？——有各种形状截面锉刀，如人造金刚石是专门应用于锉削硬度较高的金属。
2. 如何保证锉削平面的平面度？
3. 如何保证两平面的相互垂直度？
4. 划线时怎样充分利用材料？
第2阶段——基本训练之二
钻孔、攻螺纹、套螺纹、刮削
（2小时）
一、 教学目标：
1.掌握钻孔、攻螺纹、套螺纹、刮削的基本操作技能。
2.了解钻孔、攻螺纹、套螺纹、刮削特点和质量检验方法
3.从零件图出发对零件进行工艺设计的基本内容和思想。
二、 教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2. 体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3. 体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式
三、 案例、教具和教学手段
1. 案例：羊角锤
2. 挂图：羊角锤的零件图、
3. 实物：丝锥、板牙、台钻、钻头、刮刀等
4. 板书：
四、 教学要点、过程和时间分配
（一） 导言， 5min
1、 介绍本次课的主题：羊角锤螺纹加工、刮削操作
2、 展示羊角锤零件图，分析零件结构、技术要求、螺纹加工过程。
（二） 师傅讲解、演示螺纹加工和刮削操作过程， 25min
1、钻孔
（1）讲解
1）孔加工的几种方法
2） 在钻床上孔加工的特点
3）与其它机床的孔加工的比较
4） 钻床 台式钻床、立式钻床、摇臂式钻床
5）麻花钻
a.各部分名称及作用 b.钻头几何角度分析 c.麻花钻的刃磨
6) 介绍其他钻头
7）钻孔方法
a.钻孔的辅助工具及工件夹持 b. 各种孔的钻削方法
c.切削用量及选择
（2）示范操作；
1）钻头的刃磨
钻头的后刀面接触砂轮进行刃磨，右手绕钻头的轴线作微量的转动.左手作上下少量的摆动，这样钻头的轴心与砂轮圆柱面母线的夹角等于钻头顶角2φ的一半，可同时磨出顶角、后角、横刃斜角，磨好一面再磨另一面，刃磨时，要随时检查角度的正确性与对称性。为防止发热退火，需用水冷却。
2） 钻孔与钻孔十扩孔的比较
3） 铰孔与扩孔的比较
2. 攻螺纹与套螺纹
（1）讲解
1）攻螺纹
a.丝锥的组成部分及种类
b.丝锥的工作原理及几何角度
c.螺纹底孔直径的确定
d.攻丝操作法与取断丝锥的方法
2) 套螺纹
a. 板牙 b.圆杆直径的确定 c.套丝方法
(2)示范操作
1)攻螺纹的方法
在攻丝的端面孔口倒角后，使丝锥与工件的底孔同轴。丝锥的方榫套在铰手方孔中，按顺时针方向扳动铰手，开始攻丝时要加压力，两手用力均匀，保持平衡。当丝锥切入几牙后，只要转动铰手，每正转一圈，要倒转1/4～1/2圈，以利切屑排出。如加冷却液润滑，可减小阻力。在攻盲孔时，尤其要清除切屑，以免堵塞容屑糟损坏丝锥。
2）套螺纹的方法
在套丝的圆杆上要倒角，使板牙的端面与工件轴线垂直。开始套丝时.对板牙要加轴向力，当板牙的切削部分全切入工件后，就不要再加压力。在套丝时，如加冷却液润滑，可减小切削阻力。
3.刮削
1）讲解
a.刮削的定义及用途 刮削的作用 刮削余量
b.刮削工具刮刀 校准工具 显示剂
c.平面刮削方法 曲线刮削方法 刮削精度
2)示范操作
平板的粗刮削方法
先将平板的锐边、锐角去掉，然后沿着45°方向粗刮一遍。刮削时，刮刀与刮削平面要保持25°～30°的角度。刮削要拿稳刮刀.用力要均匀，避免刮刀刃口两端的棱角将工件划伤；然后将显示剂抹在校准平板上薄而均匀，把工件擦干净后，在校准平板上推磨成“8”形，把推磨出来的显示点子刮掉。这祥反复进行，直到达到刮削精度为止。
（三） 学生自主训练，教师巡视，1小时
1. 布置任务：自己动手，钻孔、攻螺纹、套螺纹。
2. 学生自己动手完成钻孔、攻螺纹、套螺纹，体验刮削要领。
3. 教师、工程师和师傅巡视，观察学生操作，记录违章或不合理的操作，记录出现的问题。解答学生的问题。
（四） 师生互动——质疑、讨论、总结，10min
1、质疑讨论
问题1：攻螺纹时怎样计算底孔直径？
总结：攻丝前先钻螺纹底孔，并在孔口处倒角，特殊要求时不倒角。底孔直径的选择，可查有关于手册，也可以用经验公式计算。
脆性材料（铸铁、铸铝、铸铜等）：单位（mm） D=d-1.05p
韧性材料（钢、紫铜等）: 单位（mm） D=d-p
问题2：套螺纹时怎样计算园杆直径？
总结：工件直径应稍小于螺纹的公称尺寸，圆柱直径可查表或按经验公式计算。单位（mm）D=d-0.13p
问题3：钢制圆柱上套螺纹时为什么要加机油润滑？
总结：减小表面粗糙度和延长板牙使用寿命。
问题4：扩孔加工的特点是什么？
总结：切削刃多，提高扩孔钻的刚度和强度，容削槽浅，使切削平稳。扩孔的加工公差精度等级能达到IT10～IT11级，表面粗糙度Ra值能达到6.3～3.2µm。。
问题5：什么是铰孔加工？
总结：用铰刀对工件上已加工的孔进行精加工的一种方法。用铰刀从工件孔内壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和表面质量。铰孔的尺寸精度可达到IT7～IT8级，表面粗糙度Ra值能达到1.6～0.8µm。
问题5：刮削的特点及应用范围？
总结：用刮刀在工件表面上刮去一层微量金属层的精加工方法叫刮削。它用具简单，不受工件形状和位置以及设备条件的限制，具有切削量小，切削力小，产生热量小，装夹变形小等特点，但刮削的缺点是生产率低，劳动强度大。所以刮削常用于零件上互相配合的重要滑动面，如机床异轨面、滑动轴承等。
2、讨论总结
（1）钻削不同材料时应合理选用钻头、切削用量；钻大孔时应选用较低转速；钻小孔时应选用较高转速。
（2）在钳工加工孔时通过钻孔、扩孔、铰孔等工序可以得到不同精度的孔
（3）在机床上不能进行螺纹孔加工时可以用手工的方式加工螺纹孔。
（4）刮削能获得很高的形位精度、尺寸精度、接触精度、传动精度及较低的粗糙度值。表面粗糙度值Ra可达０.４～0.１μm。经过多次反复地受到刮刀负前角的推挤起到了压光作用，因此表面很光，同时表面组织变得比原来紧密。刮削后的工件表面，型成比较均匀的微浅凹坑，创造了良好的存油条件，减少摩擦阻力。
（五） 进一步的思考和训练任务，5min
1、如何在钻床上加工沉孔？
2、在孔将要钻通时应注意什么？
3、丝锥的折断处理方法？
第2阶段——基本训练之三
装配与钣金制作
（4小时）
一、教学目标：
1.掌握装配和钣金制作的基本操作技能。
2.了解装配的特点和质量检验方法
3.了解基本钣金制作的特点
4. 从装配图出发对产品装配过程进行工艺设计的基本内容和思想
5. 从零件图出发对钣金件进行工艺设计的基本内容和思想。
二、教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2.体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3.体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式
三、案例、教具和教学手段
1. 案例：减速器、铁簸箕
2. 挂图：铁簸箕零件图、
3. 实物：减速器
四、教学要点、过程和时间分配
（一）导言， 5min
1．介绍本次课的主题：典型连接件装配、减速器拆装、钣金制作
2．展示铁簸箕零件图，分析零件结构、技术要求、制作过程。
（二）师傅演典型连接件装配过程和钣金件加工操作过程，30min
1.典型连接件装配
（1）讲解
1）装配前准备
2）装配时调整
3）装配后的检验
（2）示范操作；
1）螺纹连接、键连接、齿轮、轴承装配过程
2） 间隙调整
2. 铁簸箕
示范铁簸箕制作操作
（三）学生自主训练，教师巡视，2小时
1. 布置任务：自己动手，制作铁簸箕、典型装配。
2. 学生自己动手完成制作铁簸箕，轴承装配、配键。
3. 教师、工程师和师傅巡视，观察学生操作，记录违章或不合理的操作，记录出现的问题。解答学生的问题。
（四）师生互动——质疑、讨论、总结，20min
1、质疑讨论
问题1：键连接时轴与孔一般采用什么配合？
总结：一般采用过渡配合或间隙配合
问题2：成组螺纹装配时应注意那些问题？
总结：应按一定的顺序来拧紧，而且每个螺钉或螺母不能一次就完全拧紧，应按顺序分2～3次才全部拧紧。
问题3：板料矫正工艺有那些？
总结：主要有板料凸鼓面的矫正、缘翘曲的矫正、对角翘曲的矫正、曲面凸鼓变形的矫正，扁钢扭转的矫正和圆钢变形的矫正。
问题4：轴承装配时应注意那些问题？
总结：轴承压到轴上时，应通过垫套施力于内圈端面；轴承压到机体孔中时，应施力于外圈端面；若同时压到轴上和机体孔中，则内外圈端面应同时加压。
2、讨论总结
（1）装配工作的重要性：
1）装配工作是产品制造过程中最后一道工序，装配工作的好坏，对整个产品的质量起着决定性的作用。
2）零件之间的配合不符合规定的技术要求，机器就不可能正常工作。
3）零部件之间，机构之间的相互位置不正确，不仅影响机器的性能，甚至使机器无法工作。
（2）钣金加工在机械制造业中的应用
（五）进一步的思考和训练任务，5min
（1）什么是装配精度？
（2）在不同装配中，装配精度与零件制造精度关系如何？
第3阶段——拓展训练
（3小时）
一、 教学目标：
1. 巩固已学基本操作技能。
2. 利用已掌握知识自我创新
二、 教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2. 体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3. 体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式
三、 案例、教具和教学手段
1. 案例：自我创新小工艺品
2. 挂图：自己设计的零件图、
3. 实物：所需工具
四、 教学要点、过程和时间分配
（一） 布置拓展训练任务，10min
自己设计小工艺品并制作。
（二） 引导学生制订加工工艺流程，20min
根据学生设计的小工艺品引导制定工艺流程
（三） 学生自主训练，教师和师傅巡视，2小时
1、 制作学生自己设计的小工艺品
2、 教师、工程师和师傅巡视，观察学生操作，记录违章或不合理的操作，记录出现的问题。解答学生的问题。
（四） 师生互动——质疑、讨论、总结，30min
问题1：制作过程中遇到那些问题？
总结：解答学生提出的问题
第4阶段——感悟提高
（1小时）
一、 教学目标：
1. 了解现代制造技术在钳工中的应用。
2. 了解手工操作与现代制造技术的互补。
二、 教学方法和原则
1. 采用研究式教学：启发式、案例式、自主探究、师生互动。
2. 体现“做学融合、知行统一”的教学理念，理论联系实际。
3. 体现“教师+工程师+技术工人三位一体”的指导模式
三、 案例、教具和教学手段
1. 案例：自制作品、羊角锤、铁簸箕
2. 挂图：羊角锤、铁簸箕的零件图
3. 实物：优秀作品
4. 板书：考核内容要点
四、 教学要点、过程和时间分配
(一) 进行考核件任务布置，2min
将已完成作品编号。
(二) 学生完成考核件检验、评定成绩，40min
指导教师检验作品。
(三) 师生互动：质疑、答辩、讲评优秀作品，10min
对优秀作品进行讲评讨论
(四) 总结提高：引导学生进行知识拓展，讲解新技术、新工艺，8min。
主题：现代制造技术在模具制造、钣金成型、钣金放样等方面的应用