第一篇：操縱桿支架課程設計舉例..

機械制造工藝學課程設計

題

目：操縱桿支架加工工藝規程設計及

鉆孔夾具設計

姓

名：萬百川 系

別：機電工程系

專

業：機械設計制造及其自動化 年

級：2009 學

號：MDA09087

指導教師：李永鮮

職稱：教授

2012年07月03日

操縱桿支架設計

操縱桿支架加工工藝規程設計及鉆孔夾具設計

[摘要]此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鑄件，外形較小，除2-Φ20孔公差要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據現場實際，在加工過程中要制定工藝基準，并制定出工藝公差，利用工藝基準來加工后續工序。

[關鍵詞] 操縱桿支架 加工工藝 專用夾具 設計

操縱桿支架設計

目錄

第一章 序言.....................................................3 第二章 零件的分析..................................................4

2.1 零件的作用..................................................4 2.2 零件的工藝分析..............................................4 第二章 工藝規程設計.............................................5

3.1 確定生產類型................................................5 3.2 確定毛坯制造形式............................................5 3.3 選擇定位基準................................................5 3.4 選擇加工方法................................................5 3.5 制訂工藝路線................................................6 3.6 確定加工余量及毛坯尺寸......................................7 3.7 工序設計....................................................7 3.8 確定切削用量和基本時間......................................8 第四章 夾具設計...................................................11 4.1 接受設計任務、明確加工要求.................................11 4.2 確定定位方案、選擇定位原件.................................11 4.3 確定加緊方案、設計夾緊機構.................................12 4.4 確定導向方案和導向元件.....................................12 4.5 夾具體設計.................................................13 4.6 夾具精度分析...............................................13 4.7 繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸和技術要求.....................13 結 論.............................................................15 致 謝.............................................................16 參考文獻...........................................................17

操縱桿支架設計

第一章 序言

機械制造工藝學課程設計是我們融會大學所學的《機械制造工藝學》、《機械制造裝備設計》等知識后，將理論與實踐相結合對專業知識的綜合運用訓練，并且為我們以后做好畢業設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計，應該得到下述各方面鍛煉：

1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法，培養分析問題和解決問題的能力。

2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。

3、課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。

操縱桿支架設計

第二章 零件的分析

2.1 零件的作用

題目所給定的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-Φ11孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用Φ20的定位銷固定在支架上，并且在換擋時依靠利用36槽軌跡不會引起偏差。

2.2 零件的工藝分析

操縱桿支架共有4組加工表面，分析如下：（1）2-Φ20孔，（2）支架底面（3）36槽（4）3-Φ11孔

此零件外形較小，圖中除2-Φ20孔，公差要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據現場實際，在加工過程中要制定工藝基準，并制定出工藝公差，利用工藝基準來加工后續工序。

操縱桿支架設計

第二章 工藝規程設計

3.1 確定生產類型

操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號HT250，零件年產量為10000件，已達大批生產的水平[1]。

3.2 確定毛坯制造形式

零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產率、保證加工精度上考慮也是應該的。

3.3 選擇定位基準

定位基準的選擇是工藝規程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質量，縮短工藝過程，簡化工藝裝備結構與種類、提高生產率。

（1）粗基準的選擇：

對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基準。因為銑底面時要保證54±0.5，所以以2-R20外圓表面為粗基準。

（2）精基準的選擇：

精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面及3-Φ11孔。

3.4 選擇加工方法

3.4.1平面的加工

平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um，精度要求較低。故選擇端銑加工方式。3.4.2 孔的加工

孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-Φ11的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2-Φ11的孔，由于精度要求較為嚴格，因此選用立式銑床鉆銑加工。

操縱桿支架設計

3.4.3 槽的加工

槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對于本支架，考慮到經濟性的要求，選用銑床加工。

3.5 制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。

1）工藝路線方案一 工序Ⅰ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅱ 粗精銑底面A。工序Ⅲ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅳ 銑36槽。工序Ⅴ 檢查（2）工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗精銑底面A。工序Ⅱ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅳ 銑36槽。工序Ⅴ 檢查（3）工藝路線方案三 工序Ⅰ 粗精銑底面A。工序Ⅱ 銑36槽。工序Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅳ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅴ 檢查

上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-Φ20孔，再以其為基準，加工出底面，而后以底面為基準，加工底面3-Φ11孔及36槽。方案二是先加工出底面，再以底面為基準，加工出底面3-Φ11孔，2-Φ20孔及36槽，這種方案基準統一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準，加工出36槽及2-Φ20孔，最后以36槽與Φ20做定位基準加工3-Φ11孔。三種方案相比較，可以看出，方案一中，先以毛坯底面為粗基準，加工出2-Φ20孔，再以2-Φ20孔為基準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定位基準，不利于基準統

操縱桿支架設計

一原則。方案二，先加工出底面，后續加工都已底面定位，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。而方案三也存在與方案一同樣的弊端。因此，我們選用方案二做為操縱桿支架的加工路線：

工序Ⅰ 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅱ 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11孔，其中2個孔做為后續工藝定位孔，按工藝尺寸加工。選用Z3040鉆床及專用鉆模。

工序Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆銑2-Φ20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅳ 以底面及2-Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。選用X63臥式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅴ 終檢。

3.6 確定加工余量及毛坯尺寸

“操縱桿支架”零件材料為灰鑄鐵，硬度HB163-229HBW[2]，生產類型為大批生產，采用精鑄件毛坯。

根據上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）底面（A面）

根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-5[9]，鑄件最大尺寸≦120，確定底面毛坯機械加工余量為3mm。粗精銑一次加工完成到尺寸。

（2）3-Φ11 為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。（3）36槽

根據手冊表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銑一次完成。（4）2-Φ20孔

根據手冊表5-58，先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工。

3.7 工序設計

3.7.1 選擇加工設備

選擇加工設備即選擇機床類型。由于已經根據零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現場的設備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。初步

操縱桿支架設計

選擇各工序機床如下：

1）2）3）4）工序Ⅰ 銑底面A：XK7150數控銑床

工序Ⅱ 加工底面上3-Φ11工藝孔：機床：Z3040鉆床 工序Ⅲ 加工36槽：X63臥式銑床 工序Ⅳ 鉆鏜2-Φ20孔：X53立式銑床

對于成批生產的零件，大多采用專用機床家具。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用家具。本機械加工工藝規程中所有工序均采用了專用機床家具，需專門設計、制造。

3、刀具選擇

在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、鏜、等多種加工方式，與之相對應，初選刀具的情況如下： 1）工序Ⅰ 銑底面A：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑φ160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。2）3）4）工序Ⅱ 加工底面上3-Φ11工藝孔：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑Φ工序Ⅲ 鉆鏜2-Φ20孔：采用鉆鏜的形式，先用Φ19高速鋼鉆頭鉆工序Ⅳ 加工36槽：選用可調式三面刃銑刀，直徑Φ120,刀片767，10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀Φ11H9 出底孔，再用Φ20鏜刀精加工。加工鑄鐵件。3.7.2 選擇夾具

3.8 確定切削用量和基本時間

工序Ⅰ 銑底面A（1）加工條件

工件材料：HT200，鑄件 加工要求：粗精銑底面A。機床：XK7150數控銑床。

刀具：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑φ160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。

（2）計算切削用量

毛坯加工余量為3mm左右，根據《組合機床切削用量計算》表9[11]，Vc選60m/min，f=0.3 mm/r。

（3）確定機床主軸轉速

操縱桿支架設計

VcX1000 60x1000 3.14x160=119r/min n=πXDc=按機床說明書，與119r/min相近的機床轉速為95r/min 所以實際切削速度v=47.728r/min（4）計算切削工時 t =4.2min 工序Ⅱ 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11工藝孔。

（1）加工條件

工件材料：HT200，鑄件。加工要求：鉆鉸3-Φ11孔。

機床：Z3040鉆床。

刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑Φ10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀Φ11H9（2）計算切削用量 ① 先用Φ10.5鉆頭鉆底孔。

根據《組合機床切削用量計算》表1[11]選取f=0.20mm/r,v=20m/min 所以n=πD1000v 1000x20

3.14x10.5=606r/min =按機床選取n=630r/min 實際切削速度v=20.77 m/min ② 用Φ11H9鉸刀進行鉸孔

根據《組合機床切削用量計算》表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min 所以n=πD1000v 1000x6

3.14x11.=173.7r/min =按機床選取n=200r/min 實際切削速度v=6.9 m/min（3）計算切削工時 鉆削一孔：t= 0.72min 鉸削一孔：t= 1.8min 總切削時間：0.72x3+1.8x3=7.5min 工序Ⅳ 以一面兩銷定位，鉆鏜2-Φ20孔

（1）加工條件

工件材料：HT250，鑄件。加工要求：鉆銑2-Φ20孔。機床：X53立式銑床。

刀具：采用鉆鏜的形式，先用Φ19高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用Φ20鏜刀精加工。

操縱桿支架設計

① 先用Φ18鉆頭鉆底孔

1000v 1000x40

3.14x19.=670 r/min 根據《組合機床切削用量計算》表9[11]，選取f=0.2 mm/r,v=40m/min 所以n=πD=按機床選取n=600r/min 實際切削速度v=35.796m/min ② 用Φ20成型鏜刀進行鏜孔

根據《組合機床切削用量計算》選取f=0.15mm/r,v=70m/min 所以n=πD1000v 1000x70

3.14x20.==581r/min 按機床選取n=600 r/min 實際切削速度v=37.68 m/min（2）計算切削工時

鉆削時間：t =2.3 min 鉸削時間：t =1.2 min 總切削時間：t=3.5 min 工序Ⅲ 以底面及Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。

（1）加工條件

工件材料：HT200，鑄件。加工要求：銑36槽。

機床：X63臥式銑床。

刀具：選用可調式三面刃銑刀，直徑Φ120,刀片767，加工鑄鐵件。（2）計算切削用量

根據《組合機床切削用量計算》表9[11],選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r 確定機床轉速 n=πXDcVcX1000 60x1000 3.14x120=159.2r/min =按機床說明書，與212.3 r/min相近的機床轉速為150 r/min 所以實際切削速度v=56.52 m/min（3）計算切削工時，t=4min 工序Ⅴ 檢查

操縱桿支架設計

第四章 夾具設計

4.1 接受設計任務、明確加工要求

本次專用機床夾具設計任務是設計用于操縱桿支架上的兩個Φ20孔的鉆孔，是專用的鉆床夾具，具體設計應以前文的工藝規程和后文的工序卡片為依據，有關零件的功用、工作條件方面可參照零件圖樣和工藝規程指定部分。由零件和課程設計任務書中能得到的本工序加工要求如下：（1）2個Φ20mm孔尺寸公差等級為IT12。（2）2個Φ20mm孔表面粗糙度要求為Ra3.2。（3）2個Φ20mm孔都為通孔。

（4）2個Φ20mm孔軸線共線，距工件底面54±0.5mm，距工件后平面19mm。（5）零件毛坯材料為HT250（6）產品生產綱領：10000件/年。

了解了上述信息之后，針對設計任務，可同時搜集另一些設計資料，如相應的標準以及有關的計算公式、同類產品或近似產品的夾具圖樣，有關機床設備的相關尺寸，實現現場中機床設備的位置、空間尺寸等。

4.2 確定定位方案、選擇定位原件

在鉆模的設計中，工件得定位方案和定位基準的選擇一般應與該工件的機械加工工藝規程一致。若工藝規程中的定位方案與定位基準的選擇確有問題時，可重新進行考慮和確定。

有零件圖樣和該圖樣的機械加工工藝規程可知，工件上兩個Φ20mm孔于工件的底面和后垂直面有距離要求，表明這兩個Φ20mm孔的工序基準是工件底面和后垂直面，在定位基準面和定位方案選擇上要盡可能以底面和后垂直面為定位基準以避免基準不重合帶來的加工誤差。

由零件的實際加工情況可知，由于考慮到夾緊方面的因素，工件后垂直面很難用于夾緊。若單獨以底面為定位基準只能限制三個自由度，故必須另選擇定位基準以滿足定位要求。

經綜合分析比較，最終決定選擇用3-Φ11孔中的兩孔作為第二基準，由此可以得到以底面為第一基準限制三個自由度，以3-Φ11孔中的兩孔作為第二基準限制三個自由度。

工件的定位是通過定位基準面與定位元件接觸來實現的，故定位元件的選擇

操縱桿支架設計

應與定位方案和工件定位表面相適應。第一定位基準：工件底面 第二定位基準：3-Φ11孔中的兩孔

4.3 確定加緊方案、設計夾緊機構

根據工件的形狀特點和定位方案，可采用以下兩種加緊方案：一種為手動螺旋夾緊機構，另一種為手動偏心輪夾緊機構。由于零件批量大，為了節約時間和制造成本，現采用偏心輪夾緊的方案較為合適，螺旋夾緊雖有一定優點，但缺點是在拆裝過程中用時較多。經過以上分析，最終確定未增力比大，自鎖性好的偏心夾緊機構。

為了使夾緊可根據零件毛坯實際情況做出調節，現在夾具上蓋與工件接觸的面上挖斜槽，并配置相應的斜塊，由斜塊的深入程度，可調節夾緊力。

在本夾具定位與夾緊方案確定后，現分析夾緊力。擴孔時切削力有兩個，一個是主切削力，它形成扭矩；另一個是軸向進給力，它施加給工件側移力。對于扭矩來說，由于上蓋中斜契塊的壓緊，本身可以承受很強的橫向載荷，故沒有必要校核扭矩。對于軸向進給里，由底座上兩個與3-Φ11孔中的兩孔配合的小銷，小銷本身就與夾具底座剛性連接與一起，類比其他結構可知軸向進給力無法使其發生松動和變形。

4.4 確定導向方案和導向元件

本次加工不僅需要鉆孔，還需要對孔進行鏜孔進行切削余量為1mm的擴孔，故鉆孔精度要求不高，因次采用鏜套導向，這樣可以起到減少精加工過程中的震動的作用，由于可換鏜套磨損后，可以迅速更換，適用于大批量生產，故選用可換鏜套。

可換鏜套的具體結構可參考機床夾具手冊（[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2000。）鏜套中導向孔的孔徑以及其偏差應根據所選取的刀具尺寸來確定。由前文可知本工序采用的是d=18mm的高速鋼錐柄麻花鉆，由課程設計指導書（[13] 王

棟，李大磊，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，機械工業出版社，2010。）中表5-67可知Φ18高速鋼麻花鉆的直徑上偏差為0，下偏差為-0.033，此外在本書表5-39可知Φ20機夾單刃鏜刀刃長上偏差為0，下偏差為-0.25。故導向孔基本尺寸為Φ20，由機床夾具手冊（[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2000。）導向孔偏差應取F7，筒套中和襯套配合部分應取公差k6。

操縱桿支架設計

鉆套和工件之間應該有排屑間隙。由課程設計指導書（[13] 王

棟，李大磊，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，機械工業出版社，2010。）中表5-68，鏜套與工件的間隙距離為h=（0.7~1.5）d=14—30mm，考慮到導向為精鏜，單邊加工余量僅為1mm，因此h值可適當減小。

4.5 夾具體設計

本夾具主要用來鉆工件上2-φ20的孔成，孔加工通，先用Φ19的鉆頭粗鉆后再用Φ20H9的鏜刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，保證工藝要求孔的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙準。

前期方案分析過程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧定位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設計出來的鉆模板要保證2-φ20的位置及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來。

如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，夾具的實用性及勞動強度也要考慮在內。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒有必要使用氣動或液壓夾緊，手動壓緊就可以滿足需要。

夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的四個腰形槽可使整個夾具在機床工作臺上安全加緊，以利于鉆削加工。

4.6 夾具精度分析

根據各工序要求，對本工序的定位誤差、導向誤差進行分析。

（1）2個φ20孔徑尺寸精度，本工序的尺寸精度有擴孔時的鏜刀決定其尺寸，此外有鏜套進行導正，因此不存在定位誤差。

（2）2個φ20孔深尺寸精度，本工序尺寸因孔為通孔，不存在誤差。

4.7 繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸和技術要求

4.7.1 裝配圖上應標注的尺寸和公差

（1）夾具外形的最大輪廓尺寸：長215mm，寬180mm。

（2）夾具與機床連接部分的尺寸：兩耳座中心縱向距離為130mm，橫向距離為160mm.（3）配合尺寸和公差：

鏜模板于襯套配合尺寸φ30H7/m6

操縱桿支架設計

襯套和鉆套配合尺寸φ25F7/k6 φ20軸與底座φ20孔的配合公差φ20F8/h7 φ20軸與連桿φ20孔的配合公差φ20F8/h7 偏心圓柱外伸出桿與連桿的φ12孔的配合公差F8/h7 φ12軸與底座φ12孔的配合公差φ12K7/h6 φ12軸與壓蓋的φ12孔的配合公差φ12 K7/h6 4.7.2 裝配圖上技術要求

兩個φ20鏜模孔同軸度公差為0.05/100。

所有零件在裝配前應清洗干凈，有運動要求處涂潤滑油。有運動要求處應轉動靈活，不得出現卡滯現象。

操縱桿支架設計

結 論

通過這次畢業設計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設計都有了更進一步的認識，也加深了對大學中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理論聯系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，課程設計使我學會了從實際出發加工零件和設計夾具。

在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現時以最低的成本實現最先進的加工。但也有不足之處。無論怎樣，這次的課程設計使我獲益良多，是我在學校的一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。

操縱桿支架設計

致 謝

首先，我要感謝指導課程設計的李永鮮老師。在課程設計中，他給予了很多指導性的意見，并且鼓勵我們通過自己來發現錯誤并改正，讓我們真正學到了知道。在他的課堂上也使我受益匪淺，得到了不少對我論文有幫助的知識和想法。

操縱桿支架設計

參考文獻

[1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業出版社，2004.[2] 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，2004.[3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業出版社，1990.[4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業出版社，1999.[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2000.[6] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，1979.[7] 吳宗澤，機械設計實用手冊[M]，北京：化學工業出版社，2000.[8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987.[9] 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1984.[10] 周永強，高等學校畢業設計指導[M]，北京：中國建材工業出版社，2002.[11] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業出版社，2004.[12] 余光國，馬俊，張興發，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995.[13] 王

棟，李大磊，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，機械工業出版社，2010.操縱桿支架設計

操縱桿支架設計

附錄

1． 操縱桿支架零件圖

操縱桿支架設計

2.操縱桿支架夾具裝配圖

操縱桿支架設計

3.夾具三維圖

操縱桿支架設計

4.零件二維圖

操縱桿支架設計

5.零件三維圖

第二篇：操縱桿支架課程設計 - 副本

機械制造工藝學課程設計

題

目：操縱桿支架加工工藝規程設計及

鉆孔夾具設計

姓

名： 系

別： 專

業： 年

級： 學

號： 指導教師：

目錄

第一章 序言....................................錯誤！未定義書簽。第二章 零件的分析.................................錯誤！未定義書簽。

2.1 零件的作用.................................錯誤！未定義書簽。2.2 零件的工藝分析.............................錯誤！未定義書簽。第二章 工藝規程設計.............................................1

3.1 確定生產類型................................................1 3.2 確定毛坯制造形式............................................1 3.3 選擇定位基準................................................1 3.4 選擇加工方法................................................1 3.5 制訂工藝路線................................................2 3.6 確定加工余量及毛坯尺寸......................................3 3.7 工序設計....................................................3 3.8 確定切削用量和基本時間......................................4 第四章 夾具設計....................................................7

4.1 接受設計任務、明確加工要求..................................7 4.2 確定定位方案、選擇定位原件..................................7 4.3 確定加緊方案、設計夾緊機構..................................8 4.4 確定導向方案和導向元件......................................8 4.5 夾具體設計..................................................9 4.6 夾具精度分析................................................9 4.7 繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸和技術要求......................9 結 論.............................................錯誤！未定義書簽。

操縱桿支架設計

致 謝.............................................錯誤！未定義書簽。參考文獻...........................................錯誤！未定義書簽。

工藝規程設計 確定生產類型

操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號HT250，零件年產量為10000件，已達大批生產的水平[1]。確定毛坯制造形式

零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產率、保證加工精度上考慮也是應該的。選擇定位基準

定位基準的選擇是工藝規程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質量，縮短工藝過程，簡化工藝裝備結構與種類、提高生產率。

（1）粗基準的選擇：

對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基準。因為銑底面時要保證54±0.5，所以以2-R20外圓表面為粗基準。

（2）精基準的選擇：

精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面及3-Φ11孔。選擇加工方法

4.1平面的加工

平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本支架，底端面的粗糙度要求Ra25um，精度要求較低。故選擇端銑加工方式。4.2 孔的加工

孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-Φ11的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2-Φ11的孔，由于精度要求較為嚴格，因此選

操縱桿支架設計

用立式銑床鉆銑加工。4.3 槽的加工

槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對于本支架，考慮到經濟性的要求，選用銑床加工。制訂工藝路線

制訂工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。

1）工藝路線方案一 工序Ⅰ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅱ 粗精銑底面A。工序Ⅲ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅳ 銑36槽。工序Ⅴ 檢查（2）工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗精銑底面A。工序Ⅱ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅳ 銑36槽。工序Ⅴ 檢查（3）工藝路線方案三 工序Ⅰ 粗精銑底面A。工序Ⅱ 銑36槽。工序Ⅲ 鉆銑2-Φ20孔。工序Ⅳ 鉆底面3-Φ11孔。工序Ⅴ 檢查

上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-Φ20孔，再以其為基準，加工出底面，而后以底面為基準，加工底面3-Φ11孔及36槽。方案二是先加工出底面，再以底面為基準，加工出底面3-Φ11孔，2-Φ20孔及36槽，這種方案基準統一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準，加工出36槽及2-Φ20孔，最后以36槽與Φ20做定位基準加工3-Φ11孔。三種方案相比較，可以看出，方案一中，先以毛坯底面為粗基準，加工出2-Φ20孔，再以2-Φ20孔為基

操縱桿支架設計

準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定位基準，不利于基準統一原則。方案二，先加工出底面，后續加工都已底面定位，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。而方案三也存在與方案一同樣的弊端。因此，我們選用方案二做為操縱桿支架的加工路線：

工序Ⅰ 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。選用X53立式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅱ 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11孔，其中2個孔做為后續工藝定位孔，按工藝尺寸加工。選用Z3040鉆床及專用鉆模。

工序Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆銑2-Φ20孔。選用X53立式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅳ 以底面及2-Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。選用X63臥式銑床及專用夾具加工。

工序Ⅴ 終檢。確定加工余量及毛坯尺寸

“操縱桿支架”零件材料為灰鑄鐵，硬度HB163-229HBW[2]，生產類型為大批生產，采用精鑄件毛坯。

根據上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）底面（A面）

根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-5[9]，鑄件最大尺寸≦120，確定底面毛坯機械加工余量為3mm。粗精銑一次加工完成到尺寸。

（2）3-Φ11 為工藝孔，加工時按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。（3）36槽

根據手冊表5-5，確定毛坯余量3mm。粗精銑一次完成。（4）2-Φ20孔

根據手冊表5-58，先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工。工序設計 選擇加工設備

選擇加工設備即選擇機床類型。由于已經根據零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現

操縱桿支架設計

場的設備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。初步選擇各工序機床如下：

1）2）3）4）工序Ⅰ 銑底面A：XK7150數控銑床

工序Ⅱ 加工底面上3-Φ11工藝孔：機床：Z3040鉆床 工序Ⅲ 加工36槽：X63臥式銑床 工序Ⅳ 鉆鏜2-Φ20孔：X53立式銑床

對于成批生產的零件，大多采用專用機床家具。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用家具。本機械加工工藝規程中所有工序均采用了專用機床家具，需專門設計、制造。7.3、刀具選擇

在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、鏜、等多種加工方式，與之相對應，初選刀具的情況如下： 1）工序Ⅰ 銑底面A：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑φ160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。2）3）4）工序Ⅱ 加工底面上3-Φ11工藝孔：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑Φ工序Ⅲ 鉆鏜2-Φ20孔：采用鉆鏜的形式，先用Φ19高速鋼鉆頭工序Ⅳ 加工36槽：選用可調式三面刃銑刀，直徑Φ120,刀片767，10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀Φ11H9 鉆出底孔，再用Φ20鏜刀精加工。加工鑄鐵件。7.2 選擇夾具 確定切削用量和基本時間

工序Ⅰ 銑底面A（1）加工條件 工件材料：HT200，鑄件 加工要求：粗精銑底面A。機床：XK7150數控銑床。

刀具：采用成都成量工具有限公司的面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑φ160。刀片材料P/K，型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。

（2）計算切削用量

毛坯加工余量為3mm左右，根據《組合機床切削用量計算》表9[11]，Vc選60m/min，f=0.3 mm/r。

操縱桿支架設計

（3）確定機床主軸轉速

VcX1000 60x1000 n=πXDc3.14x160=119r/min =按機床說明書，與119r/min相近的機床轉速為95r/min 所以實際切削速度v=47.728r/min（4）計算切削工時 t =4.2min 工序Ⅱ 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-Φ11工藝孔。

（1）加工條件

工件材料：HT200，鑄件。加工要求：鉆鉸3-Φ11孔。

機床：Z3040鉆床。

刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑Φ10.5，鉸刀選取高速鋼機用鉸刀Φ11H9（2）計算切削用量 ① 先用Φ10.5鉆頭鉆底孔。

根據《組合機床切削用量計算》表1[11]選取f=0.20mm/r,v=20m/min 所以n=πD1000v 1000x20

3.14x10.5=606r/min =按機床選取n=630r/min 實際切削速度v=20.77 m/min ② 用Φ11H9鉸刀進行鉸孔

根據《組合機床切削用量計算》表6,選取f=0.5 mm/r,v=6m/min 1000v 1000x6 所以n=πD3.14x11.=173.7r/min =按機床選取n=200r/min 實際切削速度v=6.9 m/min（3）計算切削工時 鉆削一孔：t= 0.72min 鉸削一孔：t= 1.8min 總切削時間：0.72x3+1.8x3=7.5min 工序Ⅲ 以一面兩銷定位，鉆鏜2-Φ20孔

（1）加工條件

工件材料：HT250，鑄件。加工要求：鉆銑2-Φ20孔。機床：X53立式銑床。

刀具：采用鉆鏜的形式，先用Φ19高速鋼鉆頭鉆出底孔，再用Φ20鏜刀精加工。

操縱桿支架設計

① 先用Φ18鉆頭鉆底孔

根據《組合機床切削用量計算》表9[11]，選取f=0.2 mm/r,v=40m/min 所以n=πD1000v 1000x40

3.14x19.=670 r/min =按機床選取n=600r/min 實際切削速度v=35.796m/min ② 用Φ20成型鏜刀進行鏜孔

根據《組合機床切削用量計算》選取f=0.15mm/r,v=70m/min 1000v 1000x70 所以n=πD3.14x20.==581r/min 按機床選取n=600 r/min 實際切削速度v=37.68 m/min（2）計算切削工時

鉆削時間：t =2.3 min 鉸削時間：t =1.2 min 總切削時間：t=3.5 min 工序Ⅳ 以底面及Φ11孔，一面兩銷定位，加工36槽。

（1）加工條件

工件材料：HT200，鑄件。加工要求：銑36槽。

機床：X63臥式銑床。

刀具：選用可調式三面刃銑刀，直徑Φ120,刀片767，加工鑄鐵件。（2）計算切削用量

根據《組合機床切削用量計算》表9[11],選取Vc=60m/min,f=0.2 mm/r 確定機床轉速

VcX1000 60x1000 n=πXDc3.14x120=159.2r/min =按機床說明書，與212.3 r/min相近的機床轉速為150 r/min 所以實際切削速度v=56.52 m/min（3）計算切削工時，t=4min 工序Ⅴ 檢查

操縱桿支架設計

夾具設計 接受設計任務、明確加工要求

本次專用機床夾具設計任務是設計用于操縱桿支架上的兩個Φ20孔的鉆孔，是專用的鉆床夾具，具體設計應以前文的工藝規程和后文的工序卡片為依據，有關零件的功用、工作條件方面可參照零件圖樣和工藝規程指定部分。由零件和課程設計任務書中能得到的本工序加工要求如下：（1）2個Φ20mm孔尺寸公差等級為IT12。（2）2個Φ20mm孔表面粗糙度要求為Ra3.2。（3）2個Φ20mm孔都為通孔。

（4）2個Φ20mm孔軸線共線，距工件底面54±0.5mm，距工件后平面19mm。（5）零件毛坯材料為HT250（6）產品生產綱領：10000件/年。

了解了上述信息之后，針對設計任務，可同時搜集另一些設計資料，如相應的標準以及有關的計算公式、同類產品或近似產品的夾具圖樣，有關機床設備的相關尺寸，實現現場中機床設備的位置、空間尺寸等。確定定位方案、選擇定位原件

在鉆模的設計中，工件得定位方案和定位基準的選擇一般應與該工件的機械加工工藝規程一致。若工藝規程中的定位方案與定位基準的選擇確有問題時，可重新進行考慮和確定。

有零件圖樣和該圖樣的機械加工工藝規程可知，工件上兩個Φ20mm孔于工件的底面和后垂直面有距離要求，表明這兩個Φ20mm孔的工序基準是工件底面和后垂直面，在定位基準面和定位方案選擇上要盡可能以底面和后垂直面為定位基準以避免基準不重合帶來的加工誤差。

由零件的實際加工情況可知，由于考慮到夾緊方面的因素，工件后垂直面很難用于夾緊。若單獨以底面為定位基準只能限制三個自由度，故必須另選擇定位基準以滿足定位要求。

經綜合分析比較，最終決定選擇用3-Φ11孔中的兩孔作為第二基準，由此可以得到以底面為第一基準限制三個自由度，以3-Φ11孔中的兩孔作為第二基準限制三個自由度。

工件的定位是通過定位基準面與定位元件接觸來實現的，故定位元件的選

操縱桿支架設計

擇應與定位方案和工件定位表面相適應。第一定位基準：工件底面

第二定位基準：3-Φ11孔中的兩孔 確定加緊方案、設計夾緊機構

根據工件的形狀特點和定位方案，可采用以下兩種加緊方案：一種為手動螺旋夾緊機構，另一種為手動偏心輪夾緊機構。由于零件批量大，為了節約時間和制造成本，現采用偏心輪夾緊的方案較為合適，螺旋夾緊雖有一定優點，但缺點是在拆裝過程中用時較多。經過以上分析，最終確定未增力比大，自鎖性好的偏心夾緊機構。

為了使夾緊可根據零件毛坯實際情況做出調節，現在夾具上蓋與工件接觸的面上挖斜槽，并配置相應的斜塊，由斜塊的深入程度，可調節夾緊力。

在本夾具定位與夾緊方案確定后，現分析夾緊力。擴孔時切削力有兩個，一個是主切削力，它形成扭矩；另一個是軸向進給力，它施加給工件側移力。對于扭矩來說，由于上蓋中斜契塊的壓緊，本身可以承受很強的橫向載荷，故沒有必要校核扭矩。對于軸向進給里，由底座上兩個與3-Φ11孔中的兩孔配合的小銷，小銷本身就與夾具底座剛性連接與一起，類比其他結構可知軸向進給力無法使其發生松動和變形。確定導向方案和導向元件

本次加工不僅需要鉆孔，還需要對孔進行鏜孔進行切削余量為1mm的擴孔，故鉆孔精度要求不高，因次采用鏜套導向，這樣可以起到減少精加工過程中的震動的作用，由于可換鏜套磨損后，可以迅速更換，適用于大批量生產，故選用可換鏜套。

可換鏜套的具體結構可參考機床夾具手冊（[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2000。）鏜套中導向孔的孔徑以及其偏差應根據所選取的刀具尺寸來確定。由前文可知本工序采用的是d=18mm的高速鋼錐柄麻花鉆，由課程設計指導書（[13] 王

棟，李大磊，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，機械工業出版社，2010。）中表5-67可知Φ18高速鋼麻花鉆的直徑上偏差為0，下偏差為-0.033，此外在本書表5-39可知Φ20機夾單刃鏜刀刃長上偏差為0，下偏差為-0.25。故導向孔基本尺寸為Φ20，由機床夾具手冊（[5] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2000。）導向孔偏差應取F7，筒套中和襯套配合部分應取公差k6。

操縱桿支架設計

鉆套和工件之間應該有排屑間隙。由課程設計指導書（[13] 王

棟，李大磊，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，機械工業出版社，2010。）中表5-68，鏜套與工件的間隙距離為h=（0.7~1.5）d=14—30mm，考慮到導向為精鏜，單邊加工余量僅為1mm，因此h值可適當減小。夾具體設計

本夾具主要用來鉆工件上2-φ20的孔成，孔加工通，先用Φ19的鉆頭粗鉆后再用Φ20H9的鏜刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，保證工藝要求孔的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙準。

前期方案分析過程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧定位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設計出來的鉆模板要保證2-φ20的位置及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來。

如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，夾具的實用性及勞動強度也要考慮在內。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒有必要使用氣動或液壓夾緊，手動壓緊就可以滿足需要。

夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的四個腰形槽可使整個夾具在機床工作臺上安全加緊，以利于鉆削加工。夾具精度分析

根據各工序要求，對本工序的定位誤差、導向誤差進行分析。

（1）2個φ20孔徑尺寸精度，本工序的尺寸精度有擴孔時的鏜刀決定其尺寸，此外有鏜套進行導正，因此不存在定位誤差。

（2）2個φ20孔深尺寸精度，本工序尺寸因孔為通孔，不存在誤差。繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸和技術要求

7.1 裝配圖上應標注的尺寸和公差

（1）夾具外形的最大輪廓尺寸：長215mm，寬180mm。

（2）夾具與機床連接部分的尺寸：兩耳座中心縱向距離為130mm，橫向距離為160mm.操縱桿支架設計

（3）配合尺寸和公差：

鏜模板于襯套配合尺寸φ30H7/m6 襯套和鉆套配合尺寸φ25F7/k6 φ20軸與底座φ20孔的配合公差φ20F8/h7 φ20軸與連桿φ20孔的配合公差φ20F8/h7 偏心圓柱外伸出桿與連桿的φ12孔的配合公差F8/h7 φ12軸與底座φ12孔的配合公差φ12K7/h6 φ12軸與壓蓋的φ12孔的配合公差φ12 K7/h6 7.2 裝配圖上技術要求

兩個φ20鏜模孔同軸度公差為0.05/100。所有零件在裝配前應清洗干凈，有運動要求處涂潤滑油。有運動要求處應轉動靈活，不得出現卡滯現象。

附錄

操縱桿支架設計

1． 操縱桿支架零件圖

操縱桿支架設計

2.操縱桿支架夾具裝配圖

操縱桿支架設計

操縱桿支架設計

4.零件二維圖

操縱桿支架設計

5.零件三維圖

第三篇：機械制造工藝學課程設計(支架)

機械制造工藝制訂實訓課程設計任務書

設計題目：

支架

零件的機械加工工藝規程的編制 生產綱領：

內容：

1、零件圖

1張

2、毛坯圖

1張

3、說明書

1份

4、機械加工工藝過程卡片

1份

5、機械加工工序卡片

注意：(機械加工工藝過程卡片、工序卡片這里沒有，因為文件過大上傳不了??！)

要想下載 只要輸入【機械加工工藝卡片—張林】就可以下載到了，希望能幫到你們！！

班級：機質3101 學生：張林 指導教師：肖全

2012

年

月

2日

第四篇：支架論文

維果茨基支架式教學的教育啟示及學科應用

摘要

“支架式教學”作為建構主義的一種基本教學理念和教學策略，近年來在國內外數學教學理論和實踐領域日益受到重視。“支架式教學” 認為學習過程不是學習者被動地接受知識，而是積極地建構知識的過程，為此，數學教師應該為學生的學習搭建“支架”，通過搭 “腳手架”、創設問題情境、獨立探索、協作學習、效果評價等一系列環節，把管理學習的任務逐漸由教師轉移給學生自己。

關鍵詞 ：支架式教學；數學；學生

一、支架式教學的理論基礎

上個世紀 70 年代, 前蘇聯心理學家維果斯基的理 論被介紹到美國, 美國教育者在其普遍強調兒童中心的 文化背景上, 吸收、發展了維果斯基的理論, 衍生出支 架式教學的思想。因而支架式教學的理論基礎是多樣的, 包括了皮亞杰及建構主義的思想, 但其最重要、最 直接的來源是維果斯基的理論, 特別是其中的文化發展 的一般發生法則及最近發展區這一概念。維果斯基認為人的心理的發展實際上就是掌握憑借 語詞傳遞的全人類經驗的過程, 這一過程是在人們協同 活動和人與人的交往中進行的, 維果斯基之所以強調交 往的作用是源于其內化學說及據此提出的兒童文化 發展的一般發生法則。即在兒童的發展中, 所有的高級 心理機能都有兩次登臺: 第一次作為集體活動、社會活 動, 即心理間的機能;第二次作為個體活動, 即內部心理機能。心理間的機能向內部心理機能的轉化實現了心 理的發展。在教育活動中, 教師作為兒童所要掌握經驗 的傳遞者、代表者, 必須介入到兒童的發展中, 在兒童 新的心理機能發展之初, 教師與兒童交往、合作, 隨著 兒童心理的發展, 這種合作活動逐漸轉移為兒童個人的 活動。這在支架式教學中體現為強調教師必須介入兒童 的發展, 為兒童的學習支架(實際也是一種合作)。維果斯基在談到教學與發展的關系時引入了最近發展區這一概念。對于兒童的學習狀態, 我們可以分 析出兩種水平: 一種是目前已經達到的水平, 一種是潛 在的可能達到的水平, 即兒童必須在更有經驗的人的幫 助下所能達到的水平。這兩種水平之間的距離就是最近發展區。教師要介入兒童的發展, 必須找到適宜的契入 點, 最近發展區就為教師的介入提供了一個理想的時 空。支架式教學強調以最近發展區作為教師介入的時 空, 因此它實際上就是最近發展區內的教與學。在其 中, 幼兒的 學 是在一種支架的扶持下, 力圖跨越最近發展區的學習;教師的教則是在最近發展區內提 供支架, 幫助兒童跨越最近發展區的教。支架式教學由 于是在強調兒童中心的文化背景中提出的, 因此, 它不 僅關注成人在兒童發展中的作用, 而且也強調兒童自身 的主動建構, 即兒童這一學習主體的建構與發展。因而 支架式教學強調成人的支架應是動態的、漸撤的, 教師 應逐步將管理學習的任務轉移給兒童。

基于建構主義的學習理論，當今建構主義者 提出了一系列新的教學思想，其中支架式教學是建構主義者所極力提倡的。應用支架式教學模式進行數學課堂教學。可以促進認知主體積極進行建構，幫助學生實現有意義的發現學習，這在已 進入“學習化社會”的今天，意義尤其重大

二、支架式教學設計的步驟

支架式教學設計由以下幾個步驟組成：

(1)搭腳手架：圍繞當前學習主題，按“最鄰近發展區”的要求建立概念框架。

(2)進人情境：將學生引入一定的問題情境(概 念框架中的某個節點)。(3)獨立探索：讓學生獨立探索。探索內容包 括：確定與給定概念有關的各種屬性，并將各種屬 性按其重要性大小順序排列。

(4)協作學習：進行小組協商、討論。討論的結果有可能使原來確定的、與當前所學概念有關的 屬性增加或減少，各種屬性的排列次序也可能有所 調整，并使原來多種意見相互矛盾、且態度紛呈的 復雜局面逐漸變得明朗、L致起來。在共享集體思 維成果的基礎上達到對當前所學概念比較全面、正確的理解，即最終完成對所學知識的意義建構。

(5)效果評價：對學習效果的評價包括學生個人的自我評價和學習小組對個人的學習評價，評價 內容包括：①自主學習能力。②對小組協作學習所 做出的貢獻。③是否完成對所學知識的意義建構。

三、支架式教學模式在數學教學中的應用

1、構建認知支架(1)背景支架 ：奧蘇伯爾的研究表明, 學習的實質是學習者使具有潛在 意義的新知與其原認知結構建立實質性的聯系, 進而擴建新 認知結構的過程?？梢? 新的知識總是基于學生已有的舊知而 建立起來的。因此, 在教學中設制背景支架, 有利于幫助學生 找準新舊知識的連結點, 喚起與形成新知識相關的舊知, 從而 使學生的原認知結構對新知的學習具有某種“召喚力”。如學習“二面角”的概念時, 可列舉一些實例(修筑水壩、發射衛星 等), 讓學生先產生感性的認識, 然后通過平面幾何中“角”的 概念的回憶(由平面內一點出發的兩條射線構成的圖形), 引 導學生進行二維空間到三維空間的類比思維(平面→空間;點 →直線;射線→半平面)。最后讓學生嘗試自得平面角的定義。通過這樣教學設計, 學生在原有認知結構基礎上, 積極去發 現、建構一個新的認知結構。(2)直觀支架數學是高度抽象化、形式化的科學, 不僅數學的概念、原 理、法則已遠遠脫離了客觀的具體事物, 而且大量采用了形式 化的語言符號, 數學的這種高度的抽象性向學生提出了嚴峻 的挑戰, 同時也要求教師認真研究教材, 創設直觀支架(直觀 教具、計算機課件等)。

2、構建情感支架

德國教育家第斯多惠說: “教學的藝術不在于傳授本領, 而在于激勵、喚醒、鼓舞”。創設適宜情境, 使課堂教學處于最 佳狀態, 正是關于激勵、喚醒、鼓舞的一種教學藝術。因而, 教 師應采取各種手段去創設情感情境, 讓學生以積極飽滿的熱 情去學習。例如, 在學習等差數列時, 可以將德國大數學家高 斯 10歲那年如何聰明解答 1+ 2+ 3+ ?+ 100 的故事以及其 它數學家對等差數列的研究和發展作出的貢獻介紹給學生, 學生會聚精會神了解這些知識, 會不自覺地被數學家那種大 膽探索, 不斷開拓的精神所感染, 從而加強情感教育, 激發學 生學習數學的自覺性和積極性。

3、構建能力遷移支架

加涅曾說“要決定什么知識先學習, 什么知識后學習, 有 必要分析教材中所包含的不同性質的學習。知識的獲得有一 個過積, 在這個過程中, 新的能力建立在先前習得能力的基礎 上??”。考慮到“為遷移而教”的目的, 在數學教學中, 應建筑 能力遷移支架。(1)正向能力遷移支架: 在教學中, 教師要努力創設 支架, 讓學生參與學習活動。如學習一元二次方程的求根公 式;在實數范圍內求一元二次方程的根;在復數范圍內求—元 二次方程的根。

“支架式教學”既強調了學生在學習過程中的實際感受以 及對知識的積極建構，同時也強調了教師在學生學習過程中的 作用，在教與學之間找到了最佳的連接點。但同時也要看到“，支 架式教學” 在具體的使用上還存在著一些局限和操作難度，例 如怎樣在“支架式教學”模式下保持知識的系統性，如何準確 確定學生的“最近發展區”，如何針對學生的個別差異搭建有 效的支架類型等都是有待進一步深入探索的問題。

第五篇：語言支架

基本式一組 計劃制訂

—— A 段視頻腳本（10分鐘）

參加人員：宋巧珍、田苗苗、趙同保、閆愛玲

趙同保：各位老師好！我是趙同保，是基本式一組的研修組長，歡迎參加2013年山東省小學教師雙對接遠程研修。今年課例研究具體的目標任務是：由研究教轉向研究學，就像蔣院長所說的：由研究教學設計轉向研究預設學習生成，由研究教學實施轉向研究實現學生生成，由研究分工觀課轉向研究檢驗學習生成，從研究再次備課轉向研究調整教學預設。我們組采用的是三次備課，兩輪打磨的基本式課例研究方式。本專題的課題是“從新知識學習到新知識運用的支架搭建”，承載的是對搭建語言支架教學問題的研究，貫穿在“發現問題、追蹤問題、解決問題”的整個過程中。

我們今天主要是向大家介紹磨課計劃。對我們組進行指導的專家有山東省教研室小學英語教研員陳元寶老師，泰安市第一實驗學校宋巧珍老師。這位是參與今天討論的宋老師。

宋巧珍：大家好！

趙同保：這位是我們組的指導教師田苗苗老師。

田苗苗：老師們好！

趙同保：這位是承擔此次上課任務的閆愛玲老師。

閆愛玲：大家好！田苗苗：宋老師，今年課例研究的主題是貫徹課程標準，面向學生學習。為了更好地使教學服務于學生的學習，在教學中搭建從新知識學習到新知識運用的有效語言支架是十分關鍵的。請您為老師們解釋一下什么是“語言支架”，好嗎？

宋巧珍：好的?！爸Ъ堋痹从谇疤K聯心理學家維果斯基（Vygotsky）的“最近發展區”理論，他認為教學必須要考慮兒童已達到的水平并走在兒童發展的前面。為此，就要確定兒童發展的兩種水平。一是現有的發展水平，二是在他人的指導、啟發、幫助下可以達到的較高水平。這兩者之間的差距，就是“最近發展區”。根據“最近發展區”理論，在兩人或多人合作解決問題時，通過積極參與，共同合作，使能力稍差學生的水平得到提高。這里所說的他人的指導幫助或者能力較強同伴的合作就是我們所說的“支架”。

其實，教學設計中所說的“支架”不只這一些，還包括學生學習和發展所需要的基礎性、輔助性材料和資源，可以是文本形式的，音像形式的，圖片形式的，情景形式的，情感形式的，語言交流形式的，還可以是活動形式的。

趙同保：也就是說語言支架的形式很多，不僅僅是句型、語篇的框架結構。

宋巧珍：確實如此。田苗苗：通過宋老師的講解我對“語言支架”也有了更清晰的認識。在學生的學習中，我們發現了一些問題，比如：部分學生在學習新語言時存在一些困難；部分學生能夠熟練掌握語言，但不能靈活運用，很難跨越從新知識學習到新知識運用這道坎；語篇學習中語言輸出量過少等。宋老師，請您為大家分析一下原因，好嗎？

宋巧珍：好的，產生以上問題的原因有兩個：一是：搭建語言支架未能根據學生的學情和學習需求。老師沒有分析學生的原有知識儲備、認知特點和水平，或是分析不夠準確，或是分析后采取的行動不夠恰當，導致搭建支架的梯度過高或過低，影響學生對新知識的學習；二是搭建語言支架不能適時適量，也就是搭建支架的時機和數量把握不好，導致學生在語言的思維、加工、建構和輸出等過程中遇到障礙，不能較好地實現學習目標。

實際上教師不僅僅要在教學設計之前分析學生的學情和學習需求，預設如何搭建、拆除語言支架，還要在教學過程中時刻關注學生的學情，了解學生的學習生成，及時調整預設，以便讓學生學得更輕松，更愉悅。

至于說到輸出問題，我們應該有足夠的耐心，靜等學生，靜等他們在有足夠輸入的前提下，自然輸出。

田苗苗：是的，面向學生的學習，由關注教師的教轉向關注學生的學就需要我們加強“學情意識”和“適時適量搭建語言支架”的意識。因此我們把增強教師根據“學情”搭建語言支架的意識和提升教師在高年級語篇教學中，適時、適量地搭建語言支架的意識和能力，確定為課例研究的目標。

閆愛玲：在課例研究計劃討論會上，我們根據日常教學的實際進度，確定以魯科版小學英語教材五年級下冊Unit5 Country Life Lesson3 He goes to school by school bus.作為承載本次研究問題的課例，引導老師們在語篇教學中基于學生的學習需求搭建適當的語言支架，加強“學情意識”為提高學生的閱讀能力提供必要的支撐。

趙同保：老師們，以上為大家呈現的是本組從“發現問題到分析問題，再到確定問題”的主要過程，更多具體內容請大家到磨課平臺上瀏覽全部過程資料。

閆愛玲：在本專題研修過程中，請大家一起來關注和思考：在我們課例研究的過程中，為了基于學生的需求設計合理的語言支架，是如何發現問題、追蹤問題和解決問題的。

田苗苗：對搭建語言支架從陌生到理解，從理解到運用還需要我們在教學中持續探討！希望通過本次課例研究，能夠引導教師在分析學習者的圖式、能力、知識儲備和認知特點的基礎上，結合學生需求、學習優勢分析，搭建相應的語言支架，幫助學生實現從新知識學習向新知識運用的過渡，從而促進學生心智發展和人文素養的提高。趙同保：也期待老師們能夠通過為學生的語篇閱讀搭建適當的語言支架，提高學生閱讀能力的形成，從而最終實現課標要求的終極目標：培養學生的語言交際能力。歡迎大家在接下來的“備課研討”環節中了解相關內容。

感謝宋的指導！感謝大家的關注！