資源簡介

任務(wù)三 探究金工工藝
　　
教學(xué)內(nèi)容：
1．本課是第六章《模型或原型制作》第三節(jié)《工藝的類別與選擇》中任務(wù)三里面的內(nèi)容，任務(wù)一學(xué)習(xí)了工藝的概念及類別，并對工藝重要性及精益求精的中國工匠精神有所強(qiáng)調(diào)，最后拋出制造領(lǐng)域中涉及到的各類加工工藝；生活中最常見的兩種加工工藝就是木工和金工，任務(wù)二對木工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的探究，其常見工藝流程和涉及到的相應(yīng)工量具的使用等已經(jīng)做了詳細(xì)的介紹，而本課探究金工工藝是以任務(wù)一為基礎(chǔ)，任務(wù)二為延伸，介紹了金工工藝常見的加工工序及相應(yīng)工序常用工具設(shè)備的選擇和使用方法等；這些內(nèi)容為學(xué)生提供了大量實(shí)踐操作的機(jī)會，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中切實(shí)提高自己的實(shí)踐操作能力。
2.立足實(shí)踐是本課程的一個特色。結(jié)合本章中大量動手操作的具體內(nèi)容，學(xué)生親歷技能學(xué)習(xí)的實(shí)踐過程，從中可以體驗(yàn)和領(lǐng)悟到技術(shù)操作的要領(lǐng)和方法。根據(jù)操作內(nèi)容，本著減少文字?jǐn)⑹龅乃悸?，文中配置了大量的圖示，直觀形象，可以有效地幫助學(xué)生閱讀和理解。
學(xué)科核心素養(yǎng)要求：
(
榫卯節(jié)點(diǎn)加固方法
圖
1
)1.情景導(dǎo)入：高一、3班王楊一天在移動自己教室座位時發(fā)現(xiàn)自己的椅子椅腿橫桿榫卯節(jié)點(diǎn)松脫，其它節(jié)點(diǎn)也有松動。
2.任務(wù)引領(lǐng)：通過一番觀察并請教相關(guān)老師及維修師傅，王楊決定用不銹鋼邊角料制作不銹鋼金屬角鐵加固榫卯節(jié)點(diǎn)（如圖1），以提高椅子的穩(wěn)定性及強(qiáng)度。
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圖
2
)3.問題嵌入：①結(jié)合木工工藝的操作經(jīng)驗(yàn)，試分析用不銹鋼邊角料制作不銹鋼角鐵（如圖2）需要經(jīng)歷的步驟有哪些？如何確定各步驟的先后順序呢？②各步驟如何選用恰當(dāng)?shù)墓ぞ哌M(jìn)行正確的加工操作呢？
4.活動貫穿：本課的目標(biāo)活動是完成角鐵的加工制作；其中每個步驟的完成過程就是一個小活動，當(dāng)若干個小活動按照合理的順序完成后即可完成目標(biāo)活動。
教學(xué)目標(biāo)：
1. 了解金工常用的工具和設(shè)備；
2. 學(xué)會金屬材料的劃線、鋸割、銼削和鉆孔等加工方法，并能正確、安全地操作；
3. 學(xué)會根據(jù)設(shè)計(jì)方案和已有條件確定合理加工工藝；
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1、教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)會金工工藝中常見的加工方法，并能正確、安全地操作；
2、教學(xué)難點(diǎn)：能根據(jù)設(shè)計(jì)方案和已有條件確定合理的金工加工工藝。
教學(xué)準(zhǔn)備：
（根據(jù)實(shí)作室12個組來準(zhǔn)備）
每組一塊厚度為2mm左右不銹鋼邊角料（要求表面平整并帶兩直角邊，兩直角邊長稍大于工件長寬、面積稍大于工件面積），加工圖紙和導(dǎo)學(xué)單各一份；
每組兩塊廢舊銅片，保護(hù)工件表面不被臺虎鉗夾傷；
每組配裝臺虎鉗至少一個、一把手弓鋸、細(xì)齒平銼、手電鉆（已安裝相應(yīng)直徑的鉆頭）、鋼直尺、劃針、劃規(guī)、樣沖、榔頭、鋼絲鉗。
教學(xué)過程：
展示一把椅腿榫卯接頭松脫的學(xué)生椅子（情景描述、展示榫卯節(jié)點(diǎn)加固示意圖）
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彎折線
圖
3
加工圖
)[教師]（1分鐘） 假如你是王楊，該怎樣按圖紙加工這款不銹鋼角鐵呢？（提示：先分析確定有哪些步驟，再安排合理的加工順序）
[學(xué)生] （1分鐘） 抽學(xué)生回答
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圖
4
邊角料上的劃線
加工余量線
)[教師糾正總結(jié)]（2分鐘） 從加工圖（如圖3）看該角鐵最后由矩形塊沿中線彎折而成；所以在邊角料合適位置需先劃好加工圖所有線條并在相應(yīng)輪廓線外劃出加工余量線（如圖4），然后把矩形框沿加工余量線鋸下來后鉆孔（防止鉆頭滑移鉆偏需先打樣沖眼）、銼削。根據(jù)分析可知涉及到的步驟和順序是：劃線、鋸割、沖眼、鉆孔、銼削、彎折。那么每個步驟該選用什么工具該怎么操作呢？
劃線[教師演示]（4分鐘）用劃針或劃規(guī)在金屬材料等表面上刻劃出痕跡的過程稱為劃線。
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圖
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)（1）劃針操作要領(lǐng)：①鋼直尺或角尺作為導(dǎo)向工具②劃線時針尖保持銳利并緊貼導(dǎo)向工具移動③劃針上端向外傾斜15°～20°，向劃線方向傾斜45°～75°，一條線盡量一次劃成(如圖5）
（2）劃規(guī)操作要領(lǐng)：①劃規(guī)腳尖保持尖銳②劃圓弧時保持圓心不發(fā)生滑移
（3）劃線步驟：（提示：如圖4所示將邊角料兩直角邊作為矩形框相鄰兩條直角邊可減少工作量）①劃基準(zhǔn)線：量好尺寸用劃針鋼直尺劃出基準(zhǔn)線位置，圖4中兩條垂直點(diǎn)劃線即為基準(zhǔn)線；以基準(zhǔn)線交點(diǎn)為參照用劃規(guī)確定四個圓心并劃出交叉線；②劃輪廓線：以基準(zhǔn)線交點(diǎn)為參照用劃規(guī)在基準(zhǔn)線上確定矩形框長和寬尺寸，再用劃針和鋼直尺劃出矩形框另外兩直角邊，最后用劃規(guī)劃出四個直角的圓角線。③劃加工余量線：（切割材料時由于有尺寸損失，所以不能直接切割輪廓線，需沿加工余量線切割）如圖4所示，在矩形框?qū)?yīng)輪廓線外用劃針鋼直尺劃出加工余量線，加工余量線到輪廓線之間的距離即為加工余量，余量留多少要根據(jù)選擇的切割工具來確定，本例留3mm左右比較合適。
討論確定（1分鐘）：如何用鋼直尺、劃針、劃規(guī)在不銹鋼邊角料上完成劃線。
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圖
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鋸條安裝
)鋸割[教師演示]（5分鐘） 用鋸割的方式把原材料或半成品上的多余材料切割下來的方法，此時需沿加工余量線鋸割，這里選擇手鋸作為切割工具，鋸割時工件需在臺虎鉗上固定，為了避免工件表面被夾傷或在鋸割薄板材料時，還需要用銅片將工件包裹后再固定。
1.鋸條安裝：如圖6所示鋸齒應(yīng)朝向鋸弓（朝前）
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圖
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手鋸正確握法
)
2.操作要領(lǐng)：（1）站位和握鋸姿勢要正確（如圖7），正常鋸割時左手把住鋸弓，右手握住手柄，左腳前右腳后成微微弓箭步。
（2）推鋸加壓，回拉布加壓
（3）起鋸時行程短，正常鋸割行程要長且不小于鋸條長度的2/3。
（4）推拉要有節(jié)奏，當(dāng)要鋸斷材料時壓力要逐漸變小，行程逐漸變短
(
圖
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起鋸方法
)3.起鋸的方法：
（1）采用單手遠(yuǎn)起鋸，且鋸條和工件的傾斜角約15°左右（如圖8a所示）；
（2）為了更好的起鋸，常用左手拇指擋住鋸條，使它能正確的鋸在所需位置上；
（3）起鋸時鋸條移動行程要短用力要輕；
（4）當(dāng)鋸條陷入工件2～3mm時才能逐漸正常鋸割；
[學(xué)生]討論拓展（5分鐘）：
(
a
b
圖
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)
（1）討論如何裝夾劃好線的邊角料并準(zhǔn)確的鋸下矩形框；
（2）當(dāng)鋸縫的深度達(dá)到鋸弓的高度時，為了防止鋸弓與工件相碰（如圖9a所示），應(yīng)怎么處理呢？
（3）管狀材料怎樣才能鋸割下來并保持?jǐn)嗝嫫秸兀ㄈ鐖D9b）？
(
垂直
沖眼
斜著對準(zhǔn)
圖
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打沖眼
)三、沖眼[教師演示]（2分鐘） 沖眼是為防止鉆頭滑移而導(dǎo)致鉆孔鉆偏而采取的在圓心處用樣沖打下的定位小孔。
沖眼方法：左手持樣沖斜著尖部對準(zhǔn)圓心，然后豎立與材料垂直右手持鐵錘向下敲擊樣沖頂部（如圖10），操作時注意力集中切勿傷手。
討論（1分鐘）：請利用所學(xué)知識討論怎樣完成該工件的沖眼工序。
四、鉆孔[教師演示]（5分鐘）
用麻花鉆在實(shí)體材料（金屬、木頭等）表面打孔的方法；常用的設(shè)備有手電鉆、臺鉆等，常用的鉆頭為麻花鉆；要根據(jù)被鉆材料情況選擇鉆孔方式，有一定厚度金屬材料一般選擇臺鉆（如圖11）、立鉆（如圖12）等，但薄板金屬還可以選擇手電鉆鉆孔。
臺鉆鉆孔步驟如圖13所示
樣沖定位 其方法之前已講過這里不作累述；
裝夾鉆頭 選擇與孔徑對應(yīng)的鉆頭安裝到自動定心三爪夾頭里，注意此時只能夾持鉆頭的光桿部分，調(diào)整好鉆頭露出部分的長短后用專用鑰匙鎖緊夾頭。
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圖
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臺鉆鉆孔步驟
) (
圖
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手電鉆
) (
圖
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立式鉆床
)
裝夾工件 在臺鉆平臺夾具上安裝固定工件時，工件一定要夾平，被鉆表面與鉆頭處于垂直位置，最后調(diào)整平臺位置，使工件圓心處的沖眼與鉆頭尖部對準(zhǔn)。
鉆孔 先調(diào)整好轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向?yàn)檎D(zhuǎn)，向下（順時針）搬動手柄并向下施加一定的壓力即可完成鉆孔。
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圖
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鉆床安全操作規(guī)程
) 手電鉆鉆薄板金屬材料與臺鉆類似，但若是小工件可以直接用鋼絲鉗夾住即可進(jìn)行鉆孔，但鉆頭與被鉆表面垂直，并用木板作為墊板，避免孔鉆穿時鉆傷桌面。
鉆孔的安全操作規(guī)程
（如圖14）
二要：①要集中注意力；②要戴防護(hù)眼鏡，以防鉆削飛出傷眼。
二不：①不帶手套操作，防止鉆頭卷住手套傷手；②不能用手直接扶持小工件、薄工件，以
免造成傷害事故。
討論：如何利用手電鉆對工件進(jìn)行鉆孔加工。
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圖
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)五、銼削 [教師演示] （8分鐘）
用銼刀在金屬等材料表面上進(jìn)行銼削打磨并去掉多余材料使其表面光滑平整的加工過程；銼削時工件需正確固定在臺虎鉗上（臺虎鉗結(jié)構(gòu)如圖15），若被夾持表面有光潔度要求時需用銅皮等包裹保護(hù)表面，而被銼表面在固定好后其所在外輪廓線與鉗口平行且高出鉗口（露出距離適當(dāng)不能過高或過低，根據(jù)情況適時調(diào)整）。
1.操作要領(lǐng)：
①銼削時右手握手柄，左手握住或扶住銼刀前端；推銼時左手施壓由大變小，右手施壓由小變大使銼刀平穩(wěn)而不上下擺動。
②銼削時不用嘴吹切屑，以防切屑飛入眼中，也不用手去清除切屑以防扎傷手指，應(yīng)使用刷子清除切屑。
(
圖
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銼削方法
)2.銼削方法（如圖16）：
①直銼法：銼削時保持一定方向不變，被加工面上銼痕始終朝著一個方向，不易留下粗糙線痕。
②交銼法：銼削時運(yùn)動方向是交叉的，被銼面存在高低不平點(diǎn)時可用此方法。
③推銼法：按此前所述握持端平銼刀前后來回移動銼削，過程中施加一定壓力，適合被銼面整且余量少時使用。
④滾銼法：適合銼削各類凸圓弧，左右手按照要求施力同時，并作圓弧擺動；如圖d。
(
圖
17
銼刀的類型
)3.銼刀類型：
按銼刀銼齒粗細(xì)分
粗齒銼刀：粗銼平面大，厚度余量較多時使用，但被銼面粗糙；
細(xì)齒銼刀：粗銼后需要進(jìn)一步打磨細(xì)銼平面達(dá)到一定光潔度，適合厚度余量少的情況。
按銼刀橫斷面形狀分（如圖17）
平面銼（斷面矩形）：適合銼削各類平面、凸圓弧、倒角等；
②三角銼（斷面三角形）：適合銼削主要為小于60度角度部分的材料或三角形造型等；
③方銼（斷面為正方形）：適合銼削直角處材料及相應(yīng)造型；
④圓銼（斷面為圓形）：適合銼削凹圓弧及凹圓弧造型等；
⑤半圓銼（斷面為半圓）：適合銼削凹圓弧和凹圓弧造型及平面；
討論：怎樣將工件正確夾持在臺虎鉗上？如何選擇合適的銼刀并采用何種銼削方法對該工件進(jìn)行銼削？
六、彎折[教師]（1分鐘）
對于精度要求不高的工件彎折時不需要專用的彎折工具，本課中的工件彎折可用臺虎鉗固定、鋼絲鉗夾持等工具即可完成，但要注意彎折時勿傷已加工結(jié)構(gòu)并對表面加以保護(hù)。
[學(xué)生思考](2分鐘) 1.如果不銹鋼邊角料沒有兩直角邊，又該如何劃線？其工藝步驟有何變化？
2.如果有攻絲步驟，應(yīng)該加在哪里合適呢？
作業(yè)布置：請小結(jié)每個步驟的加工方法并寫在導(dǎo)學(xué)單上，為下節(jié)課的實(shí)作做好準(zhǔn)備。
教學(xué)總結(jié)
本課由椅子榫卯節(jié)點(diǎn)松脫，為了加固而需要用到角鐵的情景導(dǎo)入，引出了加工角鐵的工藝：劃線、鋸割、沖眼、鉆孔、銼削；對每個步驟所用到的工具設(shè)備的使用方法、對角鐵的加工方法做了詳細(xì)的分析和演示講解，再讓學(xué)生思考其過程從而使每個加工步驟在學(xué)生的頭腦中得以鞏固；本節(jié)課是理論為主實(shí)作為輔的理論演示課，為了避免學(xué)生盲目操作有必要對相關(guān)的理論知識讓學(xué)生有一個系統(tǒng)的了解，以減少學(xué)生在實(shí)作過程中的差錯，連續(xù)的第二節(jié)課就是學(xué)生的實(shí)作課，讓學(xué)生利用所學(xué)把角鐵加工出來，在實(shí)踐中體會到學(xué)習(xí)的快樂。
教學(xué)反思：1.時間緊，如對知識點(diǎn)不熟，一節(jié)課講完很困難；
2.涉及的知識點(diǎn)多一節(jié)課很難讓學(xué)生掌握，還需要在今后的學(xué)習(xí)中不斷完善。

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