Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu giúp giáo viên Công nghệ phổ thông định hướng phương pháp dạy học phù hợp với từng nội dung trong kĩ thuật cơ khí bằng các hoạt động cụ thể. Mặt khác bồi dưỡng thêm kiến thức chuyên ngành về chế tạo cơ khí, gia công cơ khí.
CHẾ TẠO CƠ KHÍ VẬT LIỆU CƠ KHÍ VÀ CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO PHƠI VẬT LIỆU CƠ KHÍ I MỤC TIÊU Sau này, HS có thể: - Trình bày số tính chất học vật liệu độ bền, độ dẻo, độ cứng (định nghĩa, công thức tính ý nghĩa chúng) số loại vật liệu thường dùng ngành khí - Từ tính chất vật liệu suy ứng dụng chúng sản xuất khí - Có ý thức tìm hiểu loại vật liệu kỹ thuật đời sống II PHÂN TÍCH NỘI DUNG VÀ CẤU TRÚC BÀI DẠY Bài gồm hai nội dung, xếp theo trình tự: Một số tính chất đặc trưng vật liệu dùng chế tạo khí Trong phần cần giới thiệu ba tính chất học đặc trưng vật liệu: độ bền, độ dẻo, độ cứng (định nghĩa, đơm vị đo ý nghĩa chúng) làm sở cho việc tìm hiểu ứng dụng vật liệu sản xuất khí Tính chất học (cơ tính) khả biến dạng chống biến dạng vật liệu, biểu thị khả vật liệu chịu tác dụng lực bên a) Độ bền vật liệu Để nghiên cứu độ bền độ dẻo vật liệu, người ta thường dùng phương pháp thử kéo với nội dung là: dùng máy kéo để kéo mẫu thử tiêu chuẩn (hình 04a, có chiều dài ban đầu L0) mẫu bị đứt (có chiều dài L 1) Qúa trình tăng tải gây biến dạng mẫu lượng ∆ l Mối quan hệ lực P biến dạng tuyệt đối ∆ l biểu diễn giản đồ + Độ bền (tính bền) tính chất vật liệu chống lại phá hỏng tác dụng ngoại lực Có hai dạng phá hỏng tương ứng với hai loại độ bền (độ bền đứt tương đương với dạng phá hỏng giòn, độ bền trượt tương đương với dạng phá hỏng dẻo) Do đó, độ bền coi khả chống lại biến dạng dẻo hay phá huỷ vật liệu tác dụng ngoại lực Độ bền ký hiệu chữ σ (N/mm2) Tuỳ theo ngoại lực tác động mà ta có loại độ bền tương ứng: độ bền kéo, độ bền nén độ bền uốn Trong sách giáo khoa giới thiệu loại độ bền kéo với đặc trưng giới hạn bền σ b; tính cơng thức: σ b = P* /Fo (N/mm2); đó: P* lực kéo lớn tác dụng lên mẫu, Fo tiết diện ngang ban đầu mẫu (Fo = do2/ 4) b) Độ dẻo vật liệu + Độ dẻo (tính dẻo), đánh giá qua độ dãn dài tương đối vật liêu; xác định bằng: L1 – L0 δ = 100% L0 c) Độ cứng vật liệu Độ cứng (tính cứng) khả chống lại biến dạng cục vật liệu tác dụng ngoại lực thông qua vật cứng (hình 2.1 anh Bình) Theo cách đo, thường dùng loại độ cứng: độ cứng Brinell (số đơn vị độ cứng tính tỉ số lực nén P diện tích bề mặt chỏm cầu F vết lõm, ký hiệu HB) dùng để đánh giá vật liệu có độ cứng nhỏ 4500 (N/mm 2); độ cứng Rocwell (được đo chiều sâu h vết lõm hình b, ký hiệu HRC) để đánh giá vật liệu có độ cứng trung bình lớn; độ cứng Vicker (ký hiệu HV) để để đánh giá vật liệu có độ cứng cao (Muốn cắt được, phần cắt dao phải có độ cứng cao độ cứng vật liệu gia cơng ĐCDC đánh giá hai cách đo: độ cứng Brinell HB đo đường kính vết lõm bề mặt vật cần đo sau nén viên bi thép tác dụng tải trọng quy định; độ cứng Rocoen HRC, HRA đo kích thước đường chéo vết lõm bề mặt đo mũi kim cương hình tháp để lại Độ cứng tối thiểu dụng cụ ≥ 60 HRC) Một số loại vật liệu thường dùng ngành khí - Phân loại vật liệu thường dùng ngành khí (sơ đồ ) Vật liệu khí Vật liệu kim loại Kim loại đen (gang, thép) Kim loại màu (đồng, nhôm) Vật liệu phi kim loại Gỗ Cao su Vật liệu kết hợp (compozit) Chất dẻo Sơ đồ Một số loại vật liệu thường dùng ngành khí Trong chương trình Cơng nghệ lớp giới thiệu nhóm vật liệu kim loại vật liệu phi kim loại (gỗ, cao su, chất dẻo) Vì giới thiệu khái quát số loại vật liệu khác (bảng 15.1 SGK thành phần, tính chất ứng dụng số loại vật liệu) như: vật liệu vô cơ, vật liệu hữu (polyme) vật liệu compozit III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐẠO Phương tiện dạy học - Tranh vẽ (hình 15 SGK) - Một số đồ dùng, chi tiết máy chế tạo từ loại vật liệu khác (kim loại, phi kim loại); chẳng hạn: bút viết, kẹp giấy, đồng hồ đeo tay Phương pháp dạy học chủ đạo Vấn đáp, thuyết trình có minh họa giải thích IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Đặt vấn đề Trong chương trình Cơng nghệ lớp (phần Cơ khí, 18, 19) nghiên cứu “Vật liệu khí”, có nội dung vật liệu khí phổ biến (vật liệu kim loại kim loại đen, kim loại màu, vật liệu phi kim loại chất dẻo, cao su) tính chất vật liệu khí (tính chất học, tính chất vật lý, tính chất hóa học, tính chất cơng nghệ) Em cho biết: - Tính chất học vật liệu khí gì? bao gồm tính chất cụ thể nào? - Tính chất cơng nghệ vật liệu khí gì? bao gồm tính chất cụ thể nào? Trong chế tạo khí, việc lựa chọn phương pháp gia công, chế tạo sản phẩm phụ thuộc vào tính chất cơng nghệ vật liệu; tính chất cơng nghệ vật liệu lại thường phụ thuộc vào tính chất học Vì cần nghiên cứu cụ thể số tính chất học vật liệu để hiểu ứng dụng vật liệu chế tạo khí Tổ chức hoạt động dạy – học Hoạt động dạy học Nội dung Hoạt động Giới thiệu số tính I Một số tính chất học đặc trưng chất học đặc trưng vật liệu; có vật liệu thể gồm công việc sau: Độ bền Giới thiệu độ bền vật liệu Độ bền coi khả chống lại Yêu cầu HS đọc nội dung tương ứng biến dạng dẻo hay phá huỷ vật liệu SGK, trả lời câu hỏi: tác dụng ngoại lực Độ bền ký hiệu chữ σ (N/mm2) + Độ bền vật liệu ? Độ bền kéo với đặc trưng giới hạn bền ( σ b): σ b = P* /Fo (N/mm2); đó: P* lực kéo lớn tác dụng lên mẫu, Fo tiết diện ngang ban đầu mẫu (Fo = do2/ 4) Giới thiệu độ dẻo vật liệu Độ dẻo Yêu cầu HS đọc nội dung tương ứng Được đánh giá qua độ dãn dài tương đối vật liêu; xác định bằng: SGK, trả lời câu hỏi: δ = 100% + Độ dẻo vật liệu ? + Giới hạn bền (độ dẻo) vật liệu phụ thuộc vào yếu tố ? Giới thiệu độ cứng vật liệu Độ cứng (tính cứng) - Giải thích khái niệm độ cứng nêu - Là khả chống lại biến dạng dẻo sơ lược cách xác định độ cứng của lớp bề mặt vật liệu tác dụng vật liệu tải trọng thông qua dụng cụ coi không biến đổi - Giới thiệu số đơn vị đo độ cứng: - Đơn vị đo độ cứng + Độ cứng Brinell + Độ cứng Rocwell + Độ cứng Vicker Hoạt động Giới thiệu số loại vật II Một số loại vật liệu thông dụng liệu thông dụng; gồm cơng (bảng 15.1 SGK) việc sau: Vật liệu vô - GV giới thiệu sơ đồ phân loại vật liệu Vật liệu hữu (như nêu mục II) - Yêu cầu HS đọc nội dung bảng 15.1 a) Nhựa nhiệt dẻo SGK; trả lời câu hỏi sau: b) Nhựa nhiệt cứng + Nêu thành phần, tính chất ứng Vật liệu compozit dụng vật liệu vô ? a) Vật liệu compozit kim loại + Nhựa nhiệt cứng nhựa nhiệt dẻo b) Vật liệu compozit vật liệu hữu giống khác chỗ (về thành phần tính chất) ? + Trong thực tế, em biết dụng cụ, đồ dùng làm từ vật liệu vô cơ/vật liệu nhựa nhiệt cứng/ nhựa nhiệt dẻo ? Hướng dẫn tự học a) Củng cố Có thể sử dụng câu hỏi sau : Mơ tả thí nghiệm cách xác định độ bền, độ dẻo vật liệu ? Độ cứng vật liệu ? Vì người ta phải dùng nhiều loại đơn vị đo khác để đo độ cứng vật liệu ? Việc tìm hiểu độ bền, độ dẻo độ cứng vật liệu có ý nghĩa thân em ? b) Bài tập nhà Tìm ví dụ thực tế để chứng tỏ rằng: loại vật liệu dược dùng để làm loại đồ dùng, thiết bị khác ngược lại thiết bị, đồ dùng làm từ nhiều loại vật liệu khác Đọc phần Thông tin bổ sung sách giáo khoa CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÔI I MỤC TIÊU Sau này, HS có thể: - Trình bày chất, ưu nhược điểm ứng dụng công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc, gia công áp lực, hàn sản xuất khí - Từ chất công nghệ suy ứng dụng chúng sản xuất khí - Có ý thức tìm hiểu phương pháp chế tạo phôi thực tế II PHÂN TÍCH NỘI DUNG VÀ CẤU TRÚC BÀI DẠY Bài gồm ba nội dung, xếp theo trình tự: Công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc Trong phần cần làm rõ hai ý: a) Kkái quát phân loại phương pháp gia cơng kim loại - Chế tạo khí thương bao gồm hai giai đoạn thiết kế (xác định sản phẩm, tính tốn, lập vẽ) thi cơng (gia cơng, chế tạo sản phẩm q trình tác động vào vật liệu ban đầu nhằm làm thay đổi hình dạng, kích thước, tính chất vật liệu, biến thành sản phẩm cần thiết) Các sản phẩm chế tạo máy công cụ (máy tiện, máy khoan…) tay (mài, dũa…) cách dùng dụng cụ cắt (dao cắt, dao tiện, dao phay, dao bào, dũa…) cắt bỏ phần vật liệu dư thừa (lượng dư gia công) vật liệu ban đầu (phơi) tạo phoi q trình gia công Các dạng gia công gọi gia công có phoi - Có thể có nhiều cách phân loại phương pháp gia công kim loại Trong sách giáo khoa phân loại dựa vào tượng có tạo thành phoi q trình gia cơng hay khơng; chia thành hai loại chính: + Gia cơng khơng phoi: q trình chế tạo vật phẩm, phoi khơng xuất (ví dụ: đúc, rèn, hàn, dập…) Vật phẩm phương pháp sử dụng phải qua gia công tiếp (gọi phôi; ví dụ phơi đúc, phơi rèn…) + Gia cơng có phoi (gia công cắt gọt): tiện, phay, bào, mài… b) Bản chất, ưu nhược điểm công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc - Bản chất: Đúc phương pháp chế tạo sản phẩm kim loại cách rót kim loại lỏng vào khn đúc có hình dạng kích thước xác định; sau kim loại kết tinh, đông đặc nguội, người ta tháo dỡ khuôn thu vật đúc có hình dạng, kích thước theo yêu cầu Như đúc phương pháp gia công không phoi Vật đúc dùng qua gia công gọi chi tiết đúc Vật đúc phải qua gia công để đạt độ xác u cầu gọi phơi đúc - Ưu nhược điểm phương pháp đúc: chế tạo vật phẩm có hình dạng kết cấu phức tạp, kích thước khối lượng lớn; tốn kim loại, sản phẩm lỗi c) Công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc khuôn cát Đúc khuôn cát phương pháp đúc truyền thống sử dụng nhiều sản xuất khí Q trình sản xuất vật phẩm phương pháp đục khn cát mơ tả tóm tắt sơ đồ sau: Hỗn hợp làm khn Làm khuôn Bộ mẫu Hỗn hợp làm lõi Nấu chảy kim loại (hợp kim) Sấy khn Lắp khn, rót kim loại lỏng vào khuôn Dỡ khuôn Làm vật đúc Làm lõi Sấy lõi Kiểm tra sản phẩm Sơ đồ q trình đúc dùng khn cát Cơng nghệ chế tạo phôi phương pháp gia công áp lực Gia công kim loại áp lực với chất dùng ngoại lực tác dụng thông qua dụng cụ, thiết bị (búa tay, búa máy) làm cho kim loại biến dạng trạng thái dẻo theo hướng đinh trước nhằm tạo vật phẩm có hình dạng, kích thước theo u cầu Có nhiều phương pháp gia cơng áp lực khác : - Rèn tự : kim loại làm biến dạng trạng thái nóng theo hướng định trước (bằng búa, đe, kìm hình 16.2 SGK) để thu vật phẩm có hình dạng theo u cầu - Dởp thể tích (rèn khn) : kim loại làm biến dạng (bằng búa máy máy ép) trạng thái nóng lòng khn (làm thép, có độ bền cao) Gia cơng kim loại rèn, dập thường không làm thay đổi thành phần khối lượng vật liệu; tiết kiệm, có khả làm tăng tính vật liệu; dễ khí hóa tự động hóa nên suất cao Tuy nhiên phương pháp không chế tạo sản phẩm có hình dạng kết cấu phức tạp, sản phẩm lớn từ vật liệu có độ dẻo (ví dụ gang, gốm, sứ ) Rèn, dập thường dùng để sản xuất đồ dùng dao, cuốc, kéo, ca, cốc, đinh… Công nghệ chế tạo phôi phương pháp hàn Hàn phương pháp nối chi tiết kim loại với cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái nóng chảy, sau kim loại kết tinh tạo thành mối hàn Bằng phương pháp hàn tạo sản phẩm có kết cấu phức tạp tạo thành từ loại vật liệu kim loại có tính chất khác Bảng 16.3 giới thiệu hai phương pháp hàn thông dụng (hàn hồ quang hàn hơi) Tuy nhiên phương pháp làm biến dạng vật hàn, mối hàn thường có độ bền khơng cao Phương pháp hàn thường dùng ngành chế tạo xe đạp, ôtô, xây dung, cầu đường gia cơng vật liệu kim loại mỏng, nhỏ (gò, nối dây dẫn điện…) Mỗi phương pháp nói ứng dụng để chế tạo sản phẩm khác ngược lại, sản phẩm làm nhiều công nghệ khác III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐẠO Phương tiện dạy học - Tranh vẽ (hình 16.1 đến 16.5 SGK) - Một số phôi, chi tiết máy chế tạo phương pháp đúc, rèn, dập, hàn; chẳng hạn: kính đeo mắt, bấm móng tay, kéo, kẹp giấy, đồng hồ Phương pháp dạy học chủ đạo Vấn đáp, thuyết trình có minh họa giải thích IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Đặt vấn đề Trong chương trình Cơng nghệ lớp (phần Cơ khí, 21, 22, 23) nghiên cứu số phương pháp gia cơng khí “đo vạch dấu”, “cưa đục kim loại”, “dũa khoan kim loại” Đặc điểm chung phương pháp việc chế tạo sản phẩm chủ yếu thực tay (thủ công) thông qua dụng cụ thiết bị khí với số lượng sản phẩm không lớn Trong công nghiệp, phải sản xuất số lượng sản phẩm lớn người ta thường chế tạo phơi từ gia cơng tiếp để sản phẩm có hình dáng, kích thước, tính chất theo u cầu Có thể có nhiều phương pháp khác để chế tạo phôi Bài hôm nghiên cứu phương pháp thông dụng: đúc, rèn, dập, hàn Tổ chức hoạt động dạy – học Hoạt động dạy học Nội dung Hoạt động Tìm hiểu cơng nghệ chế I Cơng nghệ chế tạo phôi tạo phôi phương pháp đúc; gồm phương pháp đúc công việc sau : Bản chất, ưu nhược điểm cơng Tìm hiểu chất, ưu nhược điểm nghệ chế tạo phôi phương pháp công nghệ chế tạo phôi đúc phương pháp đúc - Bản chất: Đúc phương pháp chế tạo - Yêu cầu HS đọc nội dung tương ứng sản phẩm kim loại cách rót kim loại lỏng vào khn đúc có hình dạng SGK ; trả lời vấn đề sau: kích thước xác định; sau kim loại + Bản chất đúc gi? kết tinh, đông đặc nguội, người ta + Chi tiết đúc phôi đúc khác tháo dỡ khn thu vật đúc có nào? hình dạng, kích thước theo u cầu - GV giải thích thuật ngữ: khn Như đúc phương pháp gia công không phoi Vật đúc dùng không đúc, gia công không phoi; phải qua gia công gọi chi tiết + Vì đúc chế tạo vật đúc Vật đúc phải qua gia cơng để phẩm có hình dạng kết cấu phức tạp, đạt độ xác yêu cầu gọi kích thước khối lượng lớn? phơi đúc + Vì đúc lại tốn kim loại, sản phẩm dễ bị khuyết tật? - Ưu nhược điểm phương pháp đúc: chế tạo vật phẩm có hình dạng kết cấu phức tạp, kích thước khối lượng lớn; tốn kim loại, sản phẩm dễ bị khuyết tật Công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc khn cát (hình 16.1 SGK) Giới thiệu công nghệ chế tạo phôi phương pháp đúc khuôn cát Dùng sơ đồ khối, GV mơ tả, giải thích rõ bước giải thích thuật ngữ: mẫu, thao (lõi), xương thao, hòm khn, đậu rót, đậu ngót, lòng khn, vật liệu nấu… Hoạt động Tìm hiểu cơng nghệ chế II Cơng nghệ chế tạo phôi tạo phôi phương pháp gia công phương pháp gia công áp lực áp lực; gồm công việc sau: Giới thiệu chất công nghệ Công nghệ chế tạo phôi chế tạo phôi phương pháp gia phương pháp gia công áp lực công áp lực Rèn, dập dạng cụ thể nhóm - Yêu cầu HS đọc nội dung SGK, trả lời phương pháp gia công kim loại vấn đề sau : áp lực với chất dùng ngoại + Bản chất phương pháp chế tạo lực tác dụng thông qua dụng cụ, phôi phương pháp gia công áp lực thiết bị làm cho kim loại biến dạng gì? trạng thái dẻo theo hướng đinh trước + Thế kim loại biến dạng trạng nhằm tạo vật phẩm có hình dạng, kích thước theo u cầu thái dẻo? Bảng 16 SGK + Rèn tự khác với dập chỗ nào? - Ưu nhược điểm phương pháp rèn, dập kim loại Chú ý giải thích: + Tại gọi rèn tự do? dập thể tích? Các phương pháp khơng chế tạo + Tại gia công kim loại rèn, sản phẩm có hình dạng dập thường không làm thay đổi thành kết cấu phức tạp, sản phẩm lớn phần khối lượng vật liệu? từ vật liệu có độ dẻo + Tại cách rèn, dập kim loại (ví dụ gang, gốm, sứ…) lại có khả làm tăng tính vật liệu? + Tại với phương pháp rèn, dập lại dễ khí hóa tự động hóa? + Tại phương pháp không chế tạo sản phẩm có hình dạng kết cấu phức tạp, sản phẩm lớn từ vật liệu có độ dẻo kém? Ứng dụng Giới thiệu ứng dụng chất công Rèn, dập thường dùng để sản xuất nghệ chế tạo phôi phương pháp đồ dùng dao, cuốc, kéo, ca, gia công áp lực cốc, đinh… + Em biết loại dụng cụ, đồ dùng chế tạo phương pháp III Công nghệ chế tạo phôi rèn, dập? phương pháp hàn Hoạt động Giới thiệu chất ứng dụng công nghệ chế tạo phôi - Bản chất: phương pháp hàn Hàn phương pháp nối chi tiết kim - Yêu cầu HS đọc nội dung SGK, trả lời loại với cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái nóng chảy, sau vấn đề sau : kim loại kết tinh tạo thành mối hàn + Bản chất phương pháp hàn kim - Một số phương pháp hàn: loại gì? - GV dùng Bảng 16.1 giới thiệu hai Hàn hàn hồ quang phương pháp hàn thông dụng (hàn hồ Bảng 16.1 SGK quang hàn hơi) Chú ý giải thích - Ưu nhược điểm ứng dụng vấn đề sau: phương pháp hàn kim loại + Hàn hồ quang khác với hàn điểm nào? + Vì phương pháp hàn tạo sản phẩm có kết cấu phức tạp tạo thành từ loại vật liệu kim loại có tính chất khác nhau? + Vì phương pháp làm biến dạng vật hàn? + Trong thực tế em biết sản phẩm gia công phương pháp hàn? Hướng dẫn tự học a) Củng cố 10 + Tốc độ cắt gì? + Tốc độ cắt tiện phụ thuộc vào yếu tố nào? - Chú ý giải thích: + Chuyển động chuyển động làm việc thường có tốc độ lớn chuyển động phụ (tiến dao, lùi dao, lùi dao vị trí ban đầu) Tốc độ chuyển động gọi tốc độ cắt (minh họa qua hình vẽ); cắt) Để lấy phần nhỏ vật liệu, tạo thành phoi dụng cụ cắt phải cứng vật liệu gia công Tốc độ cắt đường dịch chuyển tương đối dụng cụ cắt phôi đơn vị thời gian Tốc độ cắt tiện xác định theo số vòng quay đường kính phơi: V = dn/1000 (m/phút) Giới thiệu dao cắt Dùng hình vẽ “Dao tiện” để minh c) Dao cắt họa sau cho HS quan sát loại Mỗi loại dao cắt (tiện, phay, bào, dao tiện thật để nhận dạng phận mài, khoan ) có dạng hình học dao giới thiệu hình vẽ khác Dao tiện loại tương đối + Tại dụng cụ cắt phải cứng vật điển hình Cấu tạo chung dao tiện (hình 17.2 SGK); gồm: liệu gia công? - Các mặt (mặt trước, mặt sau, mặt sau phụ) - Các lưỡi cắt (lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ) - Mũi dao Hoạt động Giới thiệu gia công Gia công máy tiện máy tiện; gồm công việc sau: a) Máy tiện Giới thiệu máy tiện (hình 17.3 sách giáo khoa) Có nhều loại máy tiện khác nhau, dùng hình 17.3 sách giáo khoa hình giới thiệu để giới thiệu hình dạng bên ngồi số phận máy tiện; Giới thiệu chuyển động tiện Dùng hình 17.4 SGK: mơ tả loại chuyển động nêu tác dụng b) Các chuyển động tiện chúng + Chuyển động cắt + Chuyển động tiến dao (hình 17.4 SGK, gồm: chuyển động tiến dao ngang 16 Sng, chuyển động tiến dao dọc Sd chuyển động tiến dao phối hợp) Giới thiệu khả cơng nghệ tiện; dùng số sản phẩm có dạng mặt tròn xoay, côn, ren để minh họa cho công việc thực máy tiện c) Khả công nghệ tiện Dùng gia công chi tiết có dạng mặt tròn xoay, mặt cơn, ren (ngoài trong) Hướng dẫn tự học a) Củng cố : Ngoài câu hỏi SGK, tóm tắt lại số nội dung theo dang sơ đồ sau: Công nghệ cắt gọt kim loại Bản chất, Nguyên lý cắt dao cắt Bản chất gia công cắt gọt kim loại Nguyên lý cắt Gia công máy tiện Máy tiện Dao cắt Quan sát xe đạp cho biết : 17 Các chuyển động tiện Khả công nghệ tiện Chiếc xe đạp gồm phận, chi tiết ? Chúng thường làm từ loại vật liệu ? Các phận, chi tiết chế tạo phương pháp gia công ? b) Hướng dẫn tự học Để nâng cao suất lao động gia cơng tiện dùng biện pháp nào? Bài 18 Thực hành: LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MỘT CHI TIẾT ĐƠN GIẢN TRÊN MÁY TIỆN (1 TIẾT) I MỤC TIÊU Sau này, HS có thể: - Lập quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm khí đơn giản máy tiện; II PHÂN TÍCH NỘI DUNG VÀ CẤU TRÚC BÀI DẠY Để hiểu quy trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm khí đơn giản máy tiện SGK thể thơng qua ví dụ cụ thể: lập quy trình chế tạo chi tiết chốt (hình 18.1 SGK) Do đó, gồm hai nội dung, xếp theo trình tự: Tìm hiểu sản phẩm cần chế tạo Chi tiết cần chế tạo chốt, làm thép; chốt có dạng hình trụ tròn (chiều dài 40), gồm hai phần với đường kính khác (phần đường kính 20 có chiều dài 25 phần đường kính 25 có chiều dài 15); vát hai đầu với độ vát x 450 (dài 1, góc vát 45 độ) 18 Lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết Bước 1: Chọn phôi dạng trụ tròn có đường kính lớn 25, dài 45; Trường hợp khơng có phơi trên, giáo viên cần chuẩn bị trước Bước 2: Lắp phôi lên mâm cặp máy tiện; Bước 3: Lắp dao lên đài gá dao máy tiện; Bước 4: Tiện khoả mặt đầu (hình 18.2 SGK); Bước 5: Tiện phần trụ 25, dài 45 (hình 18.3 SGK); Bước 6: Tiện phần trụ 20, dài 25 (hình 18.4 SGK); Bước 7: Vát mép x 450 (hình 18.5 SGK); Bước : Cắt đứt đủ chiều dài 40 (hình 18.6 SGK); Bước 9: Đảo đầu, vát mép x 450 (hình 18.7 SGK); Có thể chọn chi tiết để minh hoạ III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐẠO Phương tiện dạy học Nếu chọn chi tiết chốt SGK cần chuẩn bị: - Tranh vẽ (các hình 18.1, 18.7 SGK); - Chi tiết mẫu, phơi vật liệu cắt theo kích thước chi tiết cần chế tạo, dụng cụ có liên quan để học sinh quan sát lựa chọn cho bước gia công - Bảng kê vật liệu, dụng cụ (Bảng 1) TT Bước Chọn phôi Lắp phôi Lắp dao Tiện khoả mặt đầu Tiện phần trụ 25, dài 45 Tiện phần trụ 20, dài 25 Vát mép x 450 Cắt đứt đủ chiều dài 40 Đảo đầu, vát mép x 450 Vật liệu, dụng cụ Phương pháp dạy học chủ đạo Vấn đáp kèm theo giải thích minh họa 19 IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Đặt vấn đề - GV nêu mục tiêu dạy: lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết đơn giản theo mẫu (chốt trụ); lập bảng kê vật liệu, dụng cụ cần thiết cho việc gia công chi tiết - Đặt tốn: lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết cho hình 19.1 SGK từ phơi thép trụ tròn, đường kính 28, dài 45 lập bảng kê vật liệu, dụng cụ cần thiết cho việc gia cơng chi tiết theo mẫu bảng (có thể chọn chi tiết mẫu phù hợp với điều kiện dạy học cụ thể) Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động dạy học Nội dung Hoạt động Tìm hiểu việc Phân tích chi I Phân tích chi tiết tiết - Cơng dụng: dùng để định vị chi - Yêu cầu HS đọc nội dung SGK tiết nối ghép với nhau; (hình 19.1 19.2) quan sát vật mẫu; - Yêu cầu: trả lời vấn đề sau: - Vật liệu thép trụ tròn, kích + Chốt dùng để làm gì? Trong thực thước 28 x 45 tế em thấy chốt dùng đâu? + Nêu yêu cầu chốt cho hình vẽ? - GV bổ sung kết luận Hoạt động Tìm hiểu việc Lập quy II Lập quy trình cơng nghệ chế tạo trình cơng nghệ chế tạo chi tiết chi tiết; gồm bước: - Yêu cầu HS làm việc theo bàn (nhóm): thảo luận bước gia cơng chi tiết; sau mời đại diện nhóm trình bày ý kiến nhóm Bước 1: Chọn phơi dạng trụ tròn có đường kính lớn 25, dài 45; Bước 2: Lắp phôi lên mâm cặp máy tiện; - GV nhận xét, bổ sung kết luận: với Bước 3: Lắp dao lên đài gá dao chi tiết lập quy trình máy tiện; công nghệ khác (tuỳ theo điều kiện Bước 4: Tiện khoả mặt đầu (hình 18.2 cụ thể) SGK); Bước 5: Tiện phần trụ 25, dài 45 (hình 18.3 SGK); Bước 6: Tiện phần trụ 20, dài 25 (hình 18.4 SGK); 20 Bước 7: Vát mép x 45 (hình 18.5 SGK); Bước : Cắt đứt đủ chiều dài 40 (hình 18.6 SGK); Bước 9: Đảo đầu, vát mép x 45 (hình 18.7 SGK); Hoạt động Hướng dẫn Lập bảng kê III Lập bảng kê dụng cụ, vật liệu dụng cụ, vật liệu cần thiết cần thiết - GV giao cho nhóm HS mẫu bảng 1; - Tuỳ thuộc đầu vào vật liệu, phôi), yêu cầu HS quan sát tranh vẽ vật đầu (sản phẩm) liệu dụng cụ vật thật, điền nội - Theo mẫu bảng kê dung cần thiết vào mẫu bảng; đại diện nhóm trình bày kết - GV nhận xét, bổ sung đánh giá kết Hướng dẫn tự học a) Củng cố Có thể tóm tắt lại số nội dung theo dang sơ đồ sau: Phân tích chi tiết - Cơng dụng; - Cấu tạo u cầu KT; - Vật liệu Lập quy trình cơng nghệ: - Các bước; - Trình tự Lập bảng kê dụng cụ, vật liệu cho bước; b) Bài tập nhà Lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết (sản phẩm) khí đơn giản mà em biết BÀI 19 TỰ ĐỘNG HÓA TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ (1 TIẾT) I MỤC TIÊU Sau này, HS có thể: - Trình bày khái niệm máy tự động; máy điều khiển số, người máy công nghiệp; biện pháp bảo đảm phát triển bền vững sản xuất khí - Có ý thức tìm hiểu biểu khái niệm học thực tế thực biện pháp có liên quan để bảo vệ mơi trường 21 II PHÂN TÍCH NỘI DUNG VÀ CẤU TRÚC BÀI DẠY Bài gồm hai nội dung, xếp theo trình tự: Máy tự động, người máy công nghiệp dây chuyền tự động Trong phần cần giải thích rõ ba ý: a) Máy tự động - Khái niệm Máy tự động máy hồn thành nhiệm vụ theo chương trình định trước mà khơng có tham gia trực tiếp người - Phân loại Có nhiều cách phân loại máy tự động Sách giáo khoa phân loại theo tính chất chương trình điều khiển; theo đó, máy tự động chia làm hai loại chính: + Máy tự động cứng Là máy tự động hoạt động theo chương trình định trước (nghĩa khơng thay đổi chương trình được) Ví dụ, máy tự động cứng điều khiển khí nhờ cấu cam đĩa cam thing Cam coi dạng lưu trữ chương trình điều khển trình làm việc máy Khi thay đổi loại chi tiết cần gia công phải thay đổi cam điều khiển; tốn thời gian chuẩn bị sản xuất (bao gồm thời gian thiết kế, chế tạo lại cam cho phù hợp với đối tượng cần gia công, thời gian điều chỉnh lại máy…) Máy tự động cứng khơng lưu trữ khơng sửa đổi chương trình gia công + Máy tự động mềm Là máy tự động thay đổi chương trình hoạt động cách dễ dàng để gia công loại chi tiết khác Ví dụ máy tiện tự động mềm Có hai loại máy tiện tự động mềm: * Máy điều khiển số Máy điều khiển số (Numerical Control, viết tắt NC) loại máy tự động mềm mà chương trình điều khiển số hố Để gia cơng chi tiết máy điều khiển số người ta phải viết chương trình gia cơng ngơn ngữ cài đặt sẵn máy, sau ghi chương trình gia cơng lên vật mang tin đưa chương trình vào máy Máy tự động làm việc theo chương trình lập để chế tạo sản phẩm theo u cầu mà khơng có tham gia trực tiếp người công nhân Vật mang tin băng đục lỗ, bìa đục lỗ băng từ 22 Máy NC có hạn chế khơng có chức lưu trữ chương trình, khơng sửa đổi chương trình lập khơng chạy thử mơ để kiểm tra chương trình lập * Máy cơng cụ điều khiển só trợ giúp máy tính Máy cơng cụ điều khiển só trợ giúp máy tính (Computer Numerical Control, viết tắt CNC) loại máy tự động mềm Máy tiện CNC Muốn gia cơng chi tiết máy CNC phải viết chương trình ngơn ngữ cài đặt máy Chương trình ghi vào ổ cứng đĩa mềm, máy lưu trữ chương trình cần thiết sửa đổi chương trình cách dễ dàng Do máy CNC khắc phục hạn chế nêu máy NC Ngồi ra, trước gia cơng kiểm tra chương trình viết cách chạy thử mơ q trình gia cơng hình máy tính Nếu chương trình có sai sót nhận biết tiến hành chỉnh sửa b) Người máy công nghiệp - Khái niệm: Người máy cơng nghiệp (còn gọi rơbơt cơng nghiệp) thiết bị tự động đa chức hoạt động theo chương trình định trước nhằm phục vụ việc tự động hố q trình sản xuất 23 Rơbơt cơng nghiệp có khả thay đổi chuyển động, có khả xử lí thơng tin … - Phân loại Theo phối hợp trục chuyển động người ta chia rôbôt thành loại sau đây: Rơbơt tọa độ vng góc (hình 3a) ; Rơbơt tọa độ trụ (hình b); Rơbơt tọa độ cầu (hình 3c); Rơbơt liên kết lề (hình 3d) Các mũi tên hình hướng chuyển động phận rơbốt Hình 3a Ngun lý hoạt động, khơng gian làm việc sơ đồ động học robôt tọa độ vng góc Hình 3b Ngun lý hoạt động, không gian làm việc sơ đồ động học rơbơt toạ độ trụ 24 Hình 3c Ngun lý hoạt động, không gian làm việc sơ đồ động học rơbốt tọa độ cầu Hình 3d Ngun lý hoạt động, không gian làm việc sơ đồ động học rôbôt liên kết lề - Rôbôt sử dụng vào công việc sau đây: + Rôbôt dùng để phục vụ việc cấp phôi rự động cho máy dây chuyền sản xuất, dùng trình hàn tự động dùng dây chuyền lắp ráp… + Rôbôt thay cho người làm việc môi trường nguy hiểm độc hại thám hiểm mặt trăng, thám hiểm đáy biển, làm việc hầm lò thiếu dưỡng khí có nhiều khí độc c) Dây chuyền tự động Dây chuyền tự động tổ hợp máy thiết bị xếp theo trật tự xác định phù hợp với qui trình cơng nghệ để thực cơng việc khác nhằm chế tạo hồn chỉnh chi tiết sản phẩm 25 Ví dụ: Dây chuyền tự động hãng Muratamachinery (Nhật Bản) để phục vụ trình sản xuất tự động xếp sản phẩm vào kho Hình Dây chuyền tự động hãng Muratamachinery Sáu máy tự động để thực nguyên công khác nhau; Băng tải; Kho chứa sản phẩm; Xe rùa tự động Dây chuyền sản xuất hoạt động sau: Phôi cấp cho máy tự động Mỗi máy thực nguyên công khác Sau nguyên cơng máy hồn thành, phơi xe rùa vận chuyển sang máy Khi tất ngun cơng hồn thành, chi tiết xe rùa vận chuyển tới băng tải đưa vào kho chứa tự động xếp vào kho theo trật tự xác định Các biện pháp đảm bảo phát triển bền vững sản xuất khí a) Ơ nhiễm mơi trường sản xuất khí - Sự nhiễm mơi trường sống nói chung sản xuất khí nói riêng gì? b) Các biện pháp đảm bảo phát triển bền vững sản xuất khí - Phát triển bền vững cách phát triển nhằm thoả mãn nhu cầu hệ mà không ảnh hưởng đến khả thoả mãn nhu cầu hệ tương lai - Biện pháp đảm bảo phát triển bền vững sản xuất khí + Sử dụng công nghệ cao để tiết kiệm lượng nguyên liệu; + Sử dụng công nghệ để giảm lượng CO2 thải môi trường; 26 + Xử lý tốt nguồn nước khí thải; + Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường qua nội dung cụ thể III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ ĐẠO Phương tiện dạy học - Tranh vẽ (các hình 19.1 đến 19.3 SGK) - Số liệu, hình ảnh có liên quan Phương pháp dạy học chủ đạo Vấn đáp, thuyết trình có minh họa giải thích IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Đặt vấn đề Trong chương trình Cơng nghệ lớp vừa học “Chế tạo khí” khái qt đặc điểm chung sản xuất khí sau: sản xuất khí lĩnh vực khơng thể thiếu sản xuất xã hội nói chung; sản xuất khí lĩnh vực lao động nặng nhọc, cần nghiên cứu cải tiến theo hướng tự động hóa để nâng cao suất, chất lượng sản phẩm cải thiện điều kiện sống người xã hội Vậy chất tự động hóa sản xuất khí gì? Sản xuất khí có ảnh hưởng đến người mơi trường? Cần làm để hướng tới phát triển bền vứng lĩnh vực sản xuất khí? Bài hơm giải tiếp vấn đề Tổ chức hoạt động dạy – học Hoạt động dạy học Nội dung Hoạt động Tìm hiểu máy tự I Máy tự động, người máy công động, người máy công nghiệp dây nghiệp dây chuyền tự động chuyền tự động; gồm công việc Máy tự động sau: a) Khái niệm Tìm hiểu máy tự động Máy tự động máy hoàn thành a) Yêu cầu HS tự đọc nội dung nhiệm vụ theo chương SGK ; trả lời vấn đề sau : trình điều khiển định trước mà khơng có tham gia trực tiếp người - Máy tự động gì? - Dấu hiệu thể chất b) Phân loại máy tự động? Có nhiều cách phân loại máy tự động b) Giới thiệu việc phân loại máy tự Theo tính chất chương trình điều động theo tính chất chương trình khiển, máy tự động chia làm hai loại chính: điều khiển 27 - Giới thiệu giải thích dấu hiệu chất máy tự động cứng minh họa máy tự động cứng điều khiển khí: máy tự động cứng điều khiển khí nhờ cấu cam đĩa cam thùng Cam coi dạng lưu trữ chương trình điều khển trình làm việc máy Khi thay đổi loại chi tiết cần gia công phải thay đổi cam điều khiển; tốn thời gian chuẩn bị sản xuất (bao gồm thời gian thiết kế, chế tạo lại cam cho phù hợp với đối tượng cần gia công, thời gian điều chỉnh lại máy…) + Máy tự động cứng: Là máy tự động hoạt động theo chương trình định trước (nghĩa khơng thay đổi chương trình được) Ví dụ, máy tự động cứng điều khiển khí + Máy tự động mềm Là máy tự động thay đổi chương trình hoạt động cách dễ dàng để gia công loại chi tiết Máy tự động cứng không lưu trữ khơng sửa khác đổi chương trình gia cơng Ví dụ máy tiện tự động mềm Có hai Có thể hỏi: Em biết loại máy loại máy tiện tự động mềm: thực tế thuộc loại máy tự động cứng? * Máy điều khiển số - Giới thiệu giải thích dấu hiệu chất máy tự động mềm (điều Máy điều khiển số (Numerical Control, khiển số điều khiển số có trợ giúp viết tắt NC) loại máy tự động mềm máy tính) minh họa loại mà chương trình điều khiển số hố máy tiện CNC * Máy công cụ điều khiển số trợ giúp máy tính (máy tiện CNC) Người máy công nghiệp Giới thiệu người máy công nghiệp a) Giới thiệu khái niệm người máy công nghiệp a) Khái niệm Người máy cơng nghiệp (còn gọi rôbôt công nghiệp) thiết bị tự Yêu cầu HS tự đọc nội dung động đa chức hoạt động theo SGK; trả lời vấn đề sau : chương trình định trước nhằm phục vụ + Người máy cơng nghiệp gì? việc tự động hố trình sản xuất + Dấu hiệu thể chất Rơbơt cơng nghiệp có khả thay người máy công nghiệp so với người đổi chuyển động, có khả xử lí máy nói chung? thông tin … b) Giới thiệu ứng dụng người máy b) ứng dụng: công nghiệp số lĩnh vực: Rôbôt sử dụng vào công việc Trong chế tạo, lắp ráp, vận chuyển sản mà người khó hoạt động nguy phẩm; hoạt động thăm dò, hiểm thám hiểm; hoạt động môi Dây chuyền tự động trường độc hại - Dây chuyền tự động tổ hợp 28 Giới thiệu dây chuyền tự động máy thiết bị xếp theo - Yêu cầu HS tự đọc nội dung trật tự xác định phù hợp với qui trình cơng nghệ để thực công SGK; trả lời vấn đề sau : việc khác nhằm chế tạo hoàn + Dây chuyền tự động gì? chỉnh chi tiết sản phẩm + Dấu hiệu thể chất dây chuyền tự động so với dây chuyền - Ví dụ sản xuất khơng tự động? - GV giới thiệu dây chuyền tự động sản xuất Hoạt động Giới thiệu biện II Các biện pháp bảo đảm phát pháp bảo đảm phát triển bền vững triển bền vững sản xuất khí sản xuất khí; gồm hai cơng việc sau: Sự nhiễm mơi trường nói chung a) Giới thiệu nhiễm mơi trường sản xuất khí nói riêng nói chung sản xuất khí nói - Mơi trường riêng Chú ý giải thích thuật ngữ : Môi - Sự ô nhiễm môi trường trường; Sự ô nhiễm môi trường; Sự ô - Sự ô nhiễm môi trường sản xuất nhiễm môi trường sản xuất khí; khí Sự phát triển bền vững - Sự phát triển bền vững b) Giới thiệu số biện pháp đảm bảo phát triển bền vững b) Một số biện pháp đảm bảo phát Chú ý giải thích thuật ngữ cơng triển bền vững sản xuất khí nghệ cao, cơng nghệ sạch, đa dạng sinh + Sử dụng công nghệ cao để tiết kiệm học lượng nguyên liệu; - Ngồi biện pháp giới thiệu trên, có biện pháp nữa? + Sử dụng công nghệ để giảm lượng CO2 thải môi trường; + Xử lý tốt nguồn nước khí thải; + Giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường 29 Hướng dẫn tự học a) Củng cố Ngồi câu hỏi SGK, tóm tắt lại số nội dung theo dang sơ đồ sau: Tự động hóa chế tạo khí Máy tự động, người máy cơng nghiệp dây chuyền tự động Máy tự động Người máy công nghiệp Biện pháp bảo đảm phát triển bền vững sản xuất khí Sự nhiễm mơi trường Dây chuyền tự động Biện pháp bảo đảm b) Bài tập nhà Hãy tìm thực tế ví dụ máy tự động dây chuyền tự động ? Em biết biện pháp thực tế nhằm bảo đảm phát triển bền vững ? 30 ... tự động mềm: * Máy điều khi n số Máy điều khi n số (Numerical Control, viết tắt NC) loại máy tự động mềm mà chương trình điều khi n số hố Để gia cơng chi tiết máy điều khi n số người ta phải viết... thuộc loại máy tự động cứng? * Máy điều khi n số - Giới thiệu giải thích dấu hiệu chất máy tự động mềm (điều Máy điều khi n số (Numerical Control, khi n số điều khi n số có trợ giúp viết tắt NC) loại... mơ để kiểm tra chương trình lập * Máy cơng cụ điều khi n só trợ giúp máy tính Máy cơng cụ điều khi n só trợ giúp máy tính (Computer Numerical Control, viết tắt CNC) loại máy tự động mềm Máy tiện