氣動部分授課教案

南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目一氣壓傳動概述學時教學目標思政目標：1.通過小組任務(wù)培養(yǎng)團隊協(xié)作意識；2.結(jié)合國內(nèi)氣動技術(shù)發(fā)展案例，增強愛國主義精神。知識目標：1.理解氣壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成；2.了解氣動技術(shù)的發(fā)展動態(tài)與未來趨勢；3.掌握氣壓傳動的基本概念、特性及工程表示方法。能力目標：1.能獨立分析氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理；2.能識別氣壓傳動系統(tǒng)的五大組成部分。教學重點氣壓傳動的工作原理、系統(tǒng)組成及工程表示方法。教學難點職能符號圖的理解與應(yīng)用。教學方法與教學手段教學方法：案例教學法、小組討論法、對比分析法。教學資源：多媒體課件（含氣動剪切機動態(tài)圖、職能符號圖示例）；國內(nèi)外氣動技術(shù)發(fā)展視頻；實物模型（如氣動閥門、氣缸）。布置作業(yè)列舉3種生活中采用氣壓傳動的設(shè)備，并分析其組成部分。課后小結(jié)教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律、課程要求等；講授新課：1.任務(wù)一：認識氣壓傳動系統(tǒng)活動設(shè)計：案例導入：展示“氣動剪切機”工作視頻，提問學生觀察到的動力傳遞過程。原理講解：氣壓傳動的定義：以空氣為工作介質(zhì)，利用壓縮空氣的壓力能傳遞動力。工作原理分解：氣源裝置→控制元件→執(zhí)行元件→輔助元件→工作介質(zhì)。小組任務(wù)：分組繪制氣動剪切機的結(jié)構(gòu)圖，標注五大組成部分（氣源裝置、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、工作介質(zhì)）。思政融入：通過團隊協(xié)作完成任務(wù)，強調(diào)分工與合作的重要性。2.任務(wù)二：氣壓傳動系統(tǒng)的特點活動設(shè)計：對比分析：與液壓傳動對比，討論氣壓傳動的優(yōu)缺點（如環(huán)保性、安全性、效率等）。知識總結(jié)：優(yōu)點：節(jié)能環(huán)保、響應(yīng)快、維護簡單；缺點：輸出力小、噪聲大、精度較低。3.任務(wù)三：氣壓傳動系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用活動設(shè)計：國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：播放國外先進氣動技術(shù)案例（如德國Festo公司），對比我國氣動技術(shù)發(fā)展（如國產(chǎn)氣動元件在高鐵、航天領(lǐng)域的應(yīng)用）。思政融入：通過展示我國技術(shù)突破（如國產(chǎn)氣動機械臂），激發(fā)學生民族自豪感與責任感。趨勢討論：智能化、微型化、綠色化方向；1+X融入：強調(diào)職業(yè)技能證書（如“氣動系統(tǒng)裝調(diào)”）的重要性，鼓勵學生提升技能。課后拓展：推薦閱讀《中國制造2025》中關(guān)于智能裝備的章節(jié)；調(diào)研國產(chǎn)氣動企業(yè)（如亞德客、星辰科技），撰寫300字報告。課后反思：1.是否通過案例教學幫助學生理解抽象概念？2.思政元素是否自然融入，激發(fā)學生愛國情懷與職業(yè)使命感？3.學生能否獨立分析氣壓傳動系統(tǒng)并識別組成部分？南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目二氣壓傳動基礎(chǔ)知識學時教學目標思政目標：1．培養(yǎng)學生具備分析問題、解決問題的能力；2．培養(yǎng)學生良好的學習習慣和自主學習的能力；2．培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際和學以致用的能力和素質(zhì)。知識目標：1．熟悉空氣的組成和黏性；2．熟悉空氣的壓力；3.熟悉空氣的濕度；4.了解空氣的可壓縮性。能力目標：1． 能夠分析空氣濕度對溫度的影響；2． 能分析空氣的性質(zhì)對氣壓傳動的影響；3． 能夠分析幾種簡單的氣體狀態(tài)變化方程。教學重點空氣濕度對溫度的影響；空氣性質(zhì)對氣壓傳動影響；氣體狀態(tài)變化方程。教學難點空氣濕度對溫度的影響；空氣性質(zhì)對氣壓傳動影響。教學方法與教學手段問題導向法：通過生活問題導入知識點（如“大氣壓力有多大？”）。案例分析法：結(jié)合氣壓設(shè)備（如氣動工具、高壓鍋）分析空氣性質(zhì)。實驗演示法：通過簡易實驗觀察空氣壓縮性（如注射器壓縮實驗）。小組討論法：分組討論濕度對氣動系統(tǒng)的影響，提升協(xié)作能力。布置作業(yè)撰寫短文《氣壓傳動在智能制造中的應(yīng)用》（理論聯(lián)系實際）。完成課后計算題（氣體狀態(tài)方程）。課后小結(jié)本次課采用多種教學方法與手段使得學生既能掌握氣動系統(tǒng)核心知識，又能形成安全意識與工匠精神，為未來工程實踐奠定基礎(chǔ)。教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習題問：1.氣壓傳動系統(tǒng)的組成？2.氣壓傳動系統(tǒng)由哪些組成？講授新課：第一學時：任務(wù)一空氣的物理性質(zhì)導入思政融入：提問“潔凈空氣的重要性”，引導學生思考環(huán)保責任。播放視頻《空氣污染的危害》，引發(fā)學生對空氣性質(zhì)的關(guān)注?？諝獾慕M成與壓力知識講解：空氣組成（氮氣、氧氣等）、大氣壓力概念。生活實例：提問：“為什么高壓鍋能快速煮熟食物？”（聯(lián)系壓力與沸點的關(guān)系）。展示氣釘槍工作視頻，分析氣壓傳動原理。實驗觀察：用注射器壓縮空氣，體驗空氣的可壓縮性?？諝獾臐穸扰c黏性案例討論：提問：“南方梅雨天氣如何影響氣動設(shè)備？”（濕度導致元件銹蝕）。分析空氣黏性對氣流阻力的影響（對比潤滑油黏性）。數(shù)據(jù)圖表：展示濕度對照表，引導學生分析濕度對傳動效率的影響。第二學時：任務(wù)二氣體的狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程公式推導：結(jié)合板書推導?PV=nRT，解釋各參數(shù)含義。應(yīng)用案例：計算自行車胎充氣后的壓力變化（等溫過程）。分析氣球升空后的體積變化（溫度與壓力關(guān)系）。小組任務(wù)：設(shè)計一個氣動升降裝置，用狀態(tài)方程驗證可行性。實際氣體狀態(tài)變化對比分析：理想氣體與實際氣體的差異（如高壓下的壓縮性）。勞動教育：強調(diào)工程實踐中需考慮實際氣體特性，培養(yǎng)嚴謹態(tài)度。第三學時：綜合應(yīng)用與總結(jié)計算某氣罐在高溫環(huán)境下的安全壓力（狀態(tài)方程應(yīng)用）。1+X證書融入：結(jié)合“氣動系統(tǒng)裝調(diào)”職業(yè)技能要求，規(guī)范操作流程?？偨Y(jié)與作業(yè)知識梳理：通過思維導圖總結(jié)空氣性質(zhì)與狀態(tài)方程。課堂小結(jié)：1.知識總結(jié)（15分鐘）思維導圖：空氣性質(zhì)→氣體狀態(tài)方程→氣壓傳動應(yīng)用。SEQ（安全、環(huán)保、質(zhì)量）融入：強調(diào)氣動系統(tǒng)設(shè)計需考慮防潮、防爆，培養(yǎng)安全意識與質(zhì)量意識。2.教學反思（5分鐘）學生是否理解氣體狀態(tài)方程的物理意義？是否通過案例教學有效提升學生理論聯(lián)系實際的能力？南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目三氣源裝置及其輔助元件學時教學目標思政目標1.培養(yǎng)嚴謹細致的工作態(tài)度，注重工程細節(jié)與質(zhì)量。2.強化安全意識與工程素養(yǎng)，樹立規(guī)范操作意識。3.提升分析問題、解決問題的邏輯思維能力。知識目標1.掌握氣源裝置的組成、作用及空氣壓縮機的工作原理。2.熟悉氣源凈化裝置、輔助元件的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.理解空氣污染源對氣壓傳動系統(tǒng)的影響。能力目標1.能設(shè)計壓縮空氣凈化流程并分析其合理性。2.能根據(jù)實際需求合理選擇空氣壓縮機。教學重點氣源裝置的組成、空氣壓縮機選型、凈化裝置功能。教學難點氣源凈化流程設(shè)計、輔助元件工作原理分析。教學方法與教學手段案例教學法：通過生活實例（如打氣筒）類比空壓機原理。問題導向法：設(shè)置疑難問題（如儲氣罐設(shè)計）引導學生探究。小組討論法：分組設(shè)計凈化流程，培養(yǎng)合作與創(chuàng)新能力。實踐演示法：展示氣動元件實物，增強直觀認知。布置作業(yè)完成課后題課后小結(jié)本節(jié)課通過生活化案例與工程實踐結(jié)合，掌握氣源裝置與輔助元件的核心知識，同時將安全意識、環(huán)保理念與工匠精神融入教學，為后續(xù)氣動系統(tǒng)設(shè)計與維護打下堅實基礎(chǔ)。教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習舊知：1.什么是絕對濕度和相對濕度？2.相對濕度的物理意義是什么？講授新課：項目三氣源裝置及其輔助元件任務(wù)一氣源裝置1.氣源裝置的作用和工作原理問題：想一想你家的電和水從何來，源頭在哪里，它是如何一步步進入每家每戶的？通過問題導入任務(wù)學習內(nèi)容，使學生將知識內(nèi)容與具體生活體驗結(jié)合，方便學生對知識內(nèi)容的認識理解。2.空氣壓縮機引入生活中打氣筒，增強學生對空氣壓縮機的認識。【案例教學】以活塞式、螺桿式、葉片式空氣壓縮機為例說明空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)及工作原理。3.氣源凈化裝置熟悉常見的氣源凈化裝置。【案例教學】以蛇形管式后冷卻器、撞擊折回式油水分離器、冷凍式干燥器、空氣過濾器等為例說明常見的氣源凈化裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。任務(wù)二輔助元件【案例教學】以油霧器、消聲器為例說明常見的氣源輔助元件的結(jié)構(gòu)及工作原理。探究與拓展：通過兩個疑難診斷問題鞏固本任務(wù)內(nèi)容。疑難診斷：問題1：儲氣罐、后冷卻器進出氣口位置是否交換？問題2：當空氣經(jīng)過凈化后，非常干凈，非常干燥，是否可直接用于氣動系統(tǒng)？課堂小結(jié)：1、空氣壓縮機（活塞式、螺桿式、葉片式）→后冷卻器→儲氣罐→凈化裝置（油水分離器、干燥器、過濾器）。2.關(guān)鍵原理：壓縮空氣的生成、冷卻除濕、雜質(zhì)過濾，保障氣源清潔與穩(wěn)定。南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目四：氣動執(zhí)行元件學時教學目標思政目標1.培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，強化邏輯思維與工程實踐意識。2.培養(yǎng)踏實刻苦、精益求精的工作態(tài)度，樹立愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神。知識目標1.掌握單作用氣缸、雙作用氣缸等典型氣缸的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用場景。2.理解氣-液阻尼缸、沖擊氣缸等特殊氣缸的特點與選用原則。3.掌握氣壓馬達（如葉片式）的結(jié)構(gòu)、工作原理及適用場合。能力目標1.能根據(jù)實際工況需求（如負載、行程、速度）合理選擇氣缸類型。教學重點氣缸的工作原理與選型依據(jù)、氣壓馬達的動力特性。教學難點氣-液阻尼缸的復(fù)合控制邏輯、沖擊氣缸的高速運動分析。教學方法與教學手段案例教學法：結(jié)合工業(yè)機器人、自動化生產(chǎn)線等實例講解元件功能。實物演示法：展示氣缸、氣馬達實物，拆解結(jié)構(gòu)增強直觀認知。任務(wù)驅(qū)動法：設(shè)置選型設(shè)計任務(wù)，模擬真實工程場景。小組討論法：分析故障案例，培養(yǎng)合作與問題解決能力。布置作業(yè)完成課后題課后小結(jié)氣-液阻尼缸的液壓聯(lián)動原理講解較倉促，部分學生反饋“難以想象氣液復(fù)合過程”。大部分學生能掌握單/雙作用氣缸、氣馬達的結(jié)構(gòu)與原理，但對氣-液阻尼缸的復(fù)合控制邏輯理解不夠深入，部分學生需課后補充學習。教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習提問：1.氣源裝置由哪些組成？各有什么作用？2.空氣壓縮機有哪些？3.油霧器有什么作用？第一學時：任務(wù)一——氣缸的結(jié)構(gòu)與原理1.導入問題引導：“生活中哪些機器代替了人類勞動？它們?nèi)绾螌崿F(xiàn)動作？”（如機械臂抓取、自動門開關(guān)）。思政融入（工匠精神）：展示高精度氣缸在航天、高鐵中的應(yīng)用，強調(diào)細節(jié)精度的重要性。2.知識講解典型氣缸：單作用氣缸：結(jié)構(gòu)（彈簧復(fù)位）、原理（單向氣動驅(qū)動），應(yīng)用（夾緊裝置）。雙作用氣缸：雙向驅(qū)動、結(jié)構(gòu)圖解析，應(yīng)用（搬運機械手）。氣-液阻尼缸：氣液復(fù)合控制，實現(xiàn)勻速運動（視頻演示機床進給系統(tǒng)）。特殊氣缸沖擊氣缸：高速沖擊原理，應(yīng)用（鉚接、沖孔）。3.課堂互動小組討論：“汽車生產(chǎn)線中，不同工位應(yīng)選用哪種氣缸？為什么？”（勞動教育：工程師需結(jié)合效率與成本優(yōu)化方案）。第二學時：任務(wù)一（續(xù)）與任務(wù)二導入1.氣缸選型與安裝選型依據(jù)：負載力、行程、速度、環(huán)境（高溫/防塵）。安裝形式：法蘭式、耳環(huán)式、腳座式（實物對比展示）。1+X證書融入：結(jié)合“自動化設(shè)備安裝與調(diào)試”技能標準，強調(diào)標準化選型流程。2.任務(wù)二導入——氣壓馬達結(jié)構(gòu)原理：葉片式氣馬達：結(jié)構(gòu)拆解動畫、扭矩-轉(zhuǎn)速特性曲線。應(yīng)用場景：氣動扳手、礦山機械（案例視頻）。SEQ（安全）融入：強調(diào)氣馬達在易燃易爆環(huán)境中的安全性（對比電動馬達）。第三學時：任務(wù)二——氣壓馬達與綜合應(yīng)用1氣壓馬達選型選型原則：功率需求、轉(zhuǎn)速范圍、工作環(huán)境（防爆、防水）。故障案例分析：“某工廠氣動工具扭矩不足，可能原因是什么？”（如氣源壓力低、葉片磨損）。2.綜合設(shè)計任務(wù)項目實戰(zhàn)：分組設(shè)計自動化包裝線氣動執(zhí)行系統(tǒng)，需包含氣缸類型、安裝方式及氣馬達選型。評價維度：合理性、經(jīng)濟性、安全性（融入工程倫理）。課堂小結(jié)：1.氣缸是氣壓傳動的核心執(zhí)行元件，需根據(jù)負載、速度等參數(shù)合理選型；2.氣馬達適用于高安全性、防爆環(huán)境，需關(guān)注其扭矩與轉(zhuǎn)速特性。南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目五：氣動控制元件學時教學目標思政目標1.通過工業(yè)自動化案例，增強學生對技術(shù)創(chuàng)新的責任感。2.培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和安全操作意識。知識目標1.掌握氣動控制元件的分類及功能（方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥）。2.理解典型氣動控制元件（如電磁閥、節(jié)流閥、減壓閥）的結(jié)構(gòu)與工作原理。3.熟悉氣動控制元件在自動化設(shè)備中的應(yīng)用場景。能力目標1.能夠根據(jù)系統(tǒng)需求選擇合適的控制元件。2.能夠識讀氣動控制元件的圖形符號。3.具備初步的氣動回路分析與設(shè)計能力。教學重點1.氣動控制元件的分類及工作原理。2.方向控制閥的結(jié)構(gòu)與符號識讀。教學難點1.方向控制閥的中位機能分析。2.氣動回路中元件的協(xié)同控制邏輯。教學方法與教學手段多媒體教學：PPT動畫演示元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)及氣流路徑。實物展示：展示電磁閥、減壓閥等實物，結(jié)合拆解模型講解。小組討論：分組分析工業(yè)案例中的氣動回路設(shè)計。虛擬仿真（可選）：使用AutomationStudio9.0等軟件模擬氣動回路運行。布置作業(yè)完成課后題課后小結(jié)教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習提問：1.氣缸的分類？哪些是特殊氣缸？2.氣壓馬達的工作原理？任務(wù)一方向控制閥1.導入情境導入：播放自動化生產(chǎn)線視頻（如汽車裝配線），提問“氣缸如何實現(xiàn)精準動作？”引導學生思考控制元件的作用。復(fù)習舊知：簡要回顧氣動系統(tǒng)組成（氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件）。思政融入（工匠精神）：展示高精度氣缸在航天、高鐵中的應(yīng)用，強調(diào)細節(jié)精度的重要性。2.知識講解任務(wù)一方向控制閥1．單向型方向控制閥單向型方向控制閥包括單向閥、或門型梭閥、與門型梭閥和快速排氣閥等。（1）單向閥圖5-1所示為單向閥的典型結(jié)構(gòu)。圖5－1單向閥（2）梭閥圖5-2所示為梭閥結(jié)構(gòu)，它有兩個輸入口P1、P2，一個輸出口A，閥芯在兩個方向上起單向閥的作用。圖5－2梭閥結(jié)構(gòu)圖圖5－3梭閥應(yīng)用回路（3）雙壓閥圖5－4雙壓閥結(jié)構(gòu)圖圖5－5雙壓閥應(yīng)用回路（4）快速排氣閥快速排氣閥簡稱快排閥，是為了使氣缸快速排氣。圖5-6a所示為快速排氣閥的結(jié)構(gòu)?？焖倥艢忾y常安裝在氣缸排氣口。圖5－6快速排氣閥2．換向型方向控制閥（1）氣壓控制換向閥圖5－7氣壓控制換向閥工作原理圖（2）電磁控制換向閥圖5－8電磁控制換向閥工作原理圖（3）氣壓延時換向閥圖5-11二位三通延時閥（4）機械控制換向閥3.課堂互動小組討論：“汽車生產(chǎn)線中，不同工位應(yīng)選用哪種氣缸？為什么？”（勞動教育：工程師需結(jié)合效率與成本優(yōu)化方案）。任務(wù)一（續(xù)）與任務(wù)二導入任務(wù)二壓力控制閥1．減壓閥（1）直動型減壓閥圖5-13a所示為QTY型直動型減壓閥的結(jié)構(gòu)圖。圖5－13QTY型直動型減壓閥（2）先導型減壓閥圖5-14a所示為內(nèi)部先導型減壓閥結(jié)構(gòu)圖，它由先導閥和主閥兩部分組成。圖5－14內(nèi)部先導型減壓閥2.溢流閥（1）溢流閥的原理圖5－15直動式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理3．順序閥（1）單向順序閥圖5-16所示為單向順序閥的工作原理。圖5-16c為圖形符號。任務(wù)三流量控制閥流量控制閥是通過改變閥的通流截面積來實現(xiàn)流量控制的元件，它包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥和排氣節(jié)流閥等。一、單向節(jié)流閥圖5-17單向節(jié)流閥二、排氣節(jié)流閥圖5－18排氣節(jié)流閥的工作原理圖3.實踐與互動小組任務(wù)：提供簡單氣動回路圖（如雙作用氣缸往復(fù)運動），分析各元件作用并標注符號。故障排查：設(shè)置故障場景（如氣缸不動作），引導學生通過元件狀態(tài)診斷問題。4.總結(jié)與作業(yè)知識總結(jié)：氣動控制元件的“三類三控”（方向、壓力、流量）。方向控制閥選型要點（位數(shù)、通數(shù)、控制方式）。作業(yè)布置：繪制一個氣動夾爪的回路圖，標注元件名稱及符號。調(diào)研工業(yè)中氣動控制元件的常見品牌及技術(shù)參數(shù)。教學評價課堂表現(xiàn)：提問回答、小組討論參與度。作業(yè)反饋：回路設(shè)計的合理性與符號規(guī)范性。課程思政融入案例：國產(chǎn)氣動元件在高鐵制造中的應(yīng)用，強調(diào)核心技術(shù)自主化的重要性。價值觀引導：通過元件精密制造案例，培養(yǎng)“工匠精神”。課堂小結(jié)：1.注重理論聯(lián)系實際，通過工業(yè)案例增強學習興趣。2.采用“問題導向”教學法，引導學生從現(xiàn)象推導原理。3.融入虛擬仿真工具，解決實訓設(shè)備不足的問題。南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目六：氣動基本回路學時教學目標思政目標1.培養(yǎng)團隊協(xié)作意識與精益求精的工匠精神；2.激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新意識與職業(yè)責任感。知識目標1.掌握常用氣動方向控制回路的組成、原理及使用特點2.掌握各種換向回路的功能，學會合理選擇換向回路3.了解常用氣動壓力控制回路的組成、原理及特點4.掌握常用氣動速度控制回路的組成、原理及特點5.初步學會根據(jù)生產(chǎn)實際需要選用氣動回路能力目標1．能夠設(shè)計并連接換向回路；2．能夠設(shè)計調(diào)壓回路、減壓回路、讀懂順序動作回路及簡單氣動系統(tǒng)。教學重點1.常用氣動方向控制回路的組成、原理及使用特點2.常用氣動速度控制回路的組成、原理及特點教學難點1.各種換向回路的功能，學會合理選擇換向回路教學方法與教學手段多媒體教學：PPT動畫展示回路工作原理。實物展示：展示節(jié)流閥、快排閥等元件。小組討論：分組分析不同控制回路的適用場景。虛擬仿真（可選）：使用AutomationStudio9.0等軟件模擬氣動回路運行。布置作業(yè)設(shè)計一個“物料分揀氣動系統(tǒng)”，要求包含順序動作回路和安全保護功能，繪制回路圖并標注元件。課后小結(jié)1.案例教學有效性：是否通過視頻與實驗直觀呈現(xiàn)回路工作原理？2.思政融合自然性：工匠精神、安全意識是否通過案例與實驗自然滲透？3.學生能力達成：能否獨立設(shè)計簡單氣動回路并分析故障？教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習提問：1.氣動控制元件的分類？2.氣控換向閥中位機能對氣缸停止位置的影響？任務(wù)一方向控制回路1.導入情境導入：展示“自動化裝配線氣缸換向”工作視頻，提問：氣缸如何實現(xiàn)伸縮運動？換向閥在系統(tǒng)中起什么作用？引導學生關(guān)注換向閥動作與氣缸運動方向的關(guān)系。復(fù)習舊知：簡要回顧氣動系統(tǒng)組成（氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件）。思政融入（工匠精神）：強調(diào)“細節(jié)決定精度”，在回路設(shè)計中需嚴謹操作，體現(xiàn)工匠精神。2.知識講解一、單作用氣缸換向回路圖6-1所示為單作用換向回路。圖6－1單作用氣缸換向回路二、雙作用氣缸換向回路在圖6-2a所示回路中，對換向閥左右兩側(cè)分別輸入控制信號，使活塞伸出和收縮。在圖6-2b所示回路中，除控制雙作用氣缸換向外，還可在行程中的任意位置停止運動。圖6－2雙作用氣缸換向回路。任務(wù)一（續(xù)）與任務(wù)二導入任務(wù)二壓力控制回路1.情境導入：展示工廠氣源壓力不穩(wěn)導致設(shè)備故障的案例，提問：如何保證氣動系統(tǒng)壓力穩(wěn)定？2.知識講解：一、一次壓力控制回路圖6-3為一次壓力控制回路。它可以采用外控式溢流閥或電接點壓力表來控制。當采用溢流閥來控制時，若儲氣罐內(nèi)壓力超過其調(diào)定值時，溢流閥2開啟，壓縮機輸出的壓縮空氣由溢流閥排入大氣，使儲氣罐內(nèi)壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。當采用電接點壓力表1控制時，用它直接控制壓縮機的停止和運轉(zhuǎn)，這樣也可保證儲氣罐內(nèi)壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)。圖6-3一次壓力控制回路二、二次壓力控制回路為保證氣動系統(tǒng)使用的氣體壓力為一穩(wěn)定值，多用如圖6-4所示的由空氣過濾器—減壓閥—油霧器（俗稱氣動三聯(lián)件）組成的二次壓力控制回路，其輸出壓力的大小由減壓閥來調(diào)整。圖6-4二次壓力控制回路三、高低壓轉(zhuǎn)換回路圖6-5a所示回路利用兩個不同調(diào)定壓力的減壓閥，可同時輸出兩種不同壓力的氣體。圖6-5b是利用兩個減壓閥和一個換向閥構(gòu)成的高低壓力的自動轉(zhuǎn)換回路。圖6-5高低壓轉(zhuǎn)換回路任務(wù)三速度控制回路1.實驗演示：演示雙作用氣缸的進氣節(jié)流與排氣節(jié)流調(diào)速效果，提問：問題：哪種調(diào)速方式更穩(wěn)定？為什么？原理總結(jié)：-進氣節(jié)流易導致“爬行現(xiàn)象”；-排氣節(jié)流通過背壓穩(wěn)定運動速度。2.知識講解：速度控制回路用來調(diào)節(jié)氣缸的運動速度或?qū)崿F(xiàn)氣缸的緩沖等。氣缸活塞的速度控制可以采用進氣節(jié)流調(diào)速和排氣節(jié)流調(diào)速。一、單作用氣缸的速度控制回路圖6-6所示為單作用氣缸速度控制回路。在圖6-6a中，升、降均通過節(jié)流閥調(diào)速。兩個相反安裝的單向節(jié)流閥，可分別控制活塞桿的伸出及縮回速度。在圖6-6b所示的回路中，氣缸上升時可調(diào)速，下降時則通過快排氣閥排氣，使氣缸快速返回。圖6-6單作用氣缸的速度控制回路二、雙作用氣缸速度控制回路1.單向調(diào)速回路雙作用缸有進氣節(jié)流和排氣節(jié)流兩種調(diào)速方式。（1）進氣節(jié)流調(diào)速回路圖6-7a所示為進氣節(jié)流調(diào)速回路，在換向閥處于圖示位置時，進入氣缸A腔的氣流流經(jīng)節(jié)流閥進入氣缸A腔，B腔排出的氣體經(jīng)換向閥排出。當節(jié)流閥開度較小時由于進入A腔的流量較小，壓力上升緩慢，當氣壓達到能克服負載時，活塞前進，此時A腔容積增大，結(jié)果使壓縮空氣膨脹，壓力下降，使作用在活塞上的力小于負載，因而活塞就停止前進。待壓力再次上升時，活塞才再次前進。這種由于負載及供氣的原因使活塞忽走忽停的現(xiàn)象，叫氣缸的“爬行”。進氣節(jié)流調(diào)速的不足之處為：圖6-7雙作用缸單向調(diào)速回路（2）排氣節(jié)流調(diào)速回路在水平安裝的氣缸的供氣回路中常采用如6-7b所示的節(jié)流排氣回路。在換向閥處于圖示位置時，從氣源來的壓縮空氣，經(jīng)氣控換向閥直接進入氣缸的A腔，而B腔排出的氣體必須經(jīng)節(jié)流閥和氣控換向閥后再排入大氣。此時，活塞在A腔與B腔的壓力差作用下右移，因B腔中的氣體就具有一定的壓力，從而減少了“爬行”發(fā)生的可能性。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，就可控制不同的排氣速度，從而也就控制了活塞的運動速度。2.雙向調(diào)速回路在氣缸的進、排氣口均裝設(shè)節(jié)流閥就組成了雙向調(diào)速回路。在圖6-8所示的雙向節(jié)流調(diào)速回路中，圖6-8a所示為采用單向節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路，圖6-8b上所示為采用排氣節(jié)流閥的雙向節(jié)流調(diào)速回路。圖6-8雙向調(diào)速回路三、速度換接回路圖6-9速度換接回路如圖6-9所示的速度換接回路中兩個二位二通閥與單向節(jié)流閥并聯(lián)，當移動部件上的撞塊壓下行程開關(guān)時，發(fā)出電信號使二位二通閥換向，改變排氣通路，從而使氣缸速度改變，行程開關(guān)的位置可根據(jù)需要選定，圖中二位二通閥也可改用行程閥。四、緩沖回路圖6-10緩沖回路當氣動運動部件質(zhì)量較大，動作速度較快時，可采用圖6-10所示的緩沖回路。3.設(shè)計實踐：每組設(shè)計一個“氣缸緩沖回路”，要求實現(xiàn)快速伸出、緩慢縮回功能，并說明元件選型理由。任務(wù)四其他常用控制回路1.情景模擬：展示沖壓機誤操作導致工傷的案例，提問：問題：如何通過氣動回路避免此類事故？2.知識講解：一、安全保護回路1．過載保護回路圖6-11所示為過載保護回路。當。按下閥1按鈕使氣控閥4換至左位，氣缸活塞右移。在活塞伸出的過程中，若遇到障礙6，使無桿腔壓力升高，打開順序閥3，使閥2換向，閥4隨即復(fù)位，活塞立即退回，實現(xiàn)過載保護。若無障礙6，氣缸向前運動時壓下閥5，活塞隨即返回。圖6-11過載保護回路2．互鎖回路如圖6-12所示的為互鎖回路。該回路中，主換向閥的氣控口接三個串聯(lián)的氣動行程閥，只有三個行程閥全部接通時，主換向閥才能實現(xiàn)換向。圖6-12互鎖回路3．雙手同時操作回路圖6-13雙手同時操作回路二、順序動作回路順序動作是指在氣動回路中，各個氣缸按一定順序完成各自的動作。例如單缸有單往復(fù)動作、二次往復(fù)動作，連續(xù)往復(fù)動作等；雙缸及多缸有單往復(fù)及多往復(fù)順序動作等。1．單缸往復(fù)動作回路單缸往復(fù)動作回路可分為單缸單往復(fù)和單缸連續(xù)性往復(fù)動作回路。前者回路指給一個信號后，氣缸只完成一次往復(fù)動作；而后者回路指輸入一個信號后，氣缸可連續(xù)進行往復(fù)動作。圖6-14單往復(fù)控制回路圖6-15連續(xù)往復(fù)控制回路如圖6-15所示的回路是一單缸連續(xù)往復(fù)動作回路，能完成連續(xù)的動作循環(huán)。2．多缸順序動作回路兩個、三個或多個氣缸按一定順序動作的回路，稱為多缸順序動作回路，其應(yīng)用很廣泛。3.1+X融入：結(jié)合“氣動系統(tǒng)裝調(diào)”職業(yè)技能標準，強調(diào)安全回路設(shè)計在職業(yè)實操中的重要性。課堂小結(jié)：1.理實一體化：理論講解與實驗操作緊密結(jié)合，強化動手能力；2.職業(yè)導向：融入1+X證書要求與安全規(guī)范，貼近崗位需求；3.技術(shù)前沿：通過國產(chǎn)技術(shù)案例激發(fā)創(chuàng)新意識與職業(yè)使命感。南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目七典型氣動系統(tǒng)學時教學目標思政目標1.培養(yǎng)系統(tǒng)化思維與工程實踐能力；2.強化安全意識與精益求精的工匠精神。知識目標1．掌握氣動機械手系統(tǒng)與數(shù)控加工中心換刀系統(tǒng)的組成及工作原理；2.理解氣動元件在自動化系統(tǒng)中的功能及選型依據(jù)。能力目標1.能分析氣動機械手的動作流程，設(shè)計簡單抓取回路；2.能診斷數(shù)控換刀系統(tǒng)的常見氣動故障并提出解決方案。教學重點機械手氣壓傳動系統(tǒng)原理圖；診斷數(shù)控換刀系統(tǒng)的常見氣動故障教學難點診斷數(shù)控換刀系統(tǒng)的常見氣動故障教學方法與教學手段案例教學法：某品牌加工中心換刀系統(tǒng)氣動原理圖分析；問題導向法：換刀過程中出現(xiàn)“刀具無法鎖緊”故障，分組討論可能原因（如氣壓不足、密封失效）。小組討論法：分組設(shè)計“物料搬運機械手”氣動回路圖，要求包含順序動作控制。布置作業(yè)完成課后題課后小結(jié)1.是否通過視頻案例直觀呈現(xiàn)系統(tǒng)工作流程？2.學生能否獨立分析典型氣動系統(tǒng)的組成與故障？3.思政元素（如國產(chǎn)技術(shù)案例）是否有效激發(fā)學生職業(yè)使命感？教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習舊知：氣源裝置包含哪些核心部件？其作用是什么？氣動三聯(lián)件（過濾器、減壓閥、油霧器）在系統(tǒng)中起何作用？思政導入：展示“中國制造2025”中智能工廠視頻，引出氣動技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性。講授新課項目七典型氣動系統(tǒng)任務(wù)一氣動機械手系統(tǒng)1.系統(tǒng)作用與工作原理問題導入：“工廠中如何實現(xiàn)物料的自動抓取與搬運？”播放“汽車裝配線氣動機械手”工作視頻，觀察其動作流程（抓取→平移→放置）。原理講解：一、系統(tǒng)組成：-執(zhí)行元件（抓取氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸）；-控制元件（換向閥、邏輯閥）；-輔助元件（限位開關(guān)、傳感器）。二、工作流程：1.氣壓驅(qū)動抓取氣缸夾緊工件；2.旋轉(zhuǎn)氣缸帶動機械臂轉(zhuǎn)向；3.伸縮氣缸實現(xiàn)平移動作。2.案例教學案例1：三自由度氣動機械手（結(jié)構(gòu)圖解析，標注氣缸與閥件）；案例2：國產(chǎn)協(xié)作機械手（如新松機器人），強調(diào)技術(shù)突破與國產(chǎn)化替代。思政融入：通過國產(chǎn)機械手案例，激發(fā)學生技術(shù)自信與創(chuàng)新意識。3.小組任務(wù)分組設(shè)計“物料搬運機械手”氣動回路圖，要求包含順序動作控制；隨機抽取1組展示設(shè)計思路，其他組提出優(yōu)化建議。任務(wù)二數(shù)控加工中心氣動換刀系統(tǒng)1.系統(tǒng)作用與工作原理問題導入：“數(shù)控機床如何實現(xiàn)快速、精準的刀具切換？”播放“加工中心自動換刀”視頻，觀察換刀動作（松刀→換刀→鎖緊）。原理講解：一、系統(tǒng)組成：-動力元件（氣泵、儲氣罐）；-執(zhí)行元件（松刀氣缸、刀庫旋轉(zhuǎn)氣缸）；-控制元件（電磁換向閥、壓力繼電器）。二、工作流程：1.氣動松刀機構(gòu)釋放舊刀具；2.刀庫氣缸旋轉(zhuǎn)至目標刀位；3.氣動鎖緊機構(gòu)固定新刀具。2.案例教學案例1：某品牌加工中心換刀系統(tǒng)氣動原理圖分析；案例2：國產(chǎn)高端機床（如沈陽機床i5系列）氣動換刀技術(shù)突破。1+X融入：結(jié)合“數(shù)控機床裝調(diào)維修工”職業(yè)標準，強調(diào)氣動系統(tǒng)維護技能。3.故障診斷實踐情景模擬：換刀過程中出現(xiàn)“刀具無法鎖緊”故障，分組討論可能原因（如氣壓不足、密封失效）。探究與拓展1.疑難診斷問題1：氣動機械手抓取力不足，如何通過調(diào)整氣動回路解決？問題2：數(shù)控換刀系統(tǒng)換刀速度慢，可能與哪些氣動元件有關(guān)？2.拓展討論未來趨勢：智能化氣動系統(tǒng)（如AI算法優(yōu)化換刀路徑）。課堂小結(jié)：1.知識總結(jié)：氣動機械手系統(tǒng)：抓取→轉(zhuǎn)向→平移，依賴多氣缸協(xié)同控制；數(shù)控換刀系統(tǒng)：松刀→換刀→鎖緊，需高精度與可靠性保障。2.關(guān)鍵點強調(diào)：氣動元件選型需匹配系統(tǒng)壓力與負載；安全保護回路（如過載保護）在自動化系統(tǒng)中的必要性。課后拓展1.調(diào)研任務(wù)：-調(diào)研國產(chǎn)氣動機械手企業(yè)（如埃斯頓、廣數(shù)），總結(jié)其技術(shù)特點與市場應(yīng)用；-撰寫報告：《智能工廠中氣動技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》（300字）。2.實踐任務(wù)：-使用相關(guān)軟件仿真數(shù)控換刀系統(tǒng)氣動回路，提交仿真截圖與說明。南通職業(yè)大學教案第課次項目（章節(jié)）項目八氣動系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護學時教學目標思政目標1.培養(yǎng)嚴謹細致的工匠精神與安全意識；2.強化團隊協(xié)作與問題解決能力。知識目標1.掌握氣動系統(tǒng)安裝的規(guī)范流程與調(diào)試方法；2.熟悉氣動系統(tǒng)常見故障類型及排除策略。能力目標1.能按規(guī)范完成氣動回路的安裝與氣密性測試；2.能診斷并修復(fù)典型氣動故障（如漏氣、氣缸爬行）。教學重點氣動系統(tǒng)安裝的規(guī)范流程與調(diào)試方法；氣動系統(tǒng)常見故障類型及排除教學難點氣動系統(tǒng)常見故障類型及排除教學方法與教學手段案例教學法、問題導向法、小組討論法布置作業(yè)完成課后題課后小結(jié)1.是否通過實踐任務(wù)強化學生的動手能力與故障診斷思維？2.安全規(guī)范教育是否有效滲透至安裝調(diào)試環(huán)節(jié)？3.學生能否獨立完成簡單氣動系統(tǒng)的安裝與故障修復(fù)？教學過程組織教學：學生出勤、課堂紀律的組織；復(fù)習舊知：提問：氣源裝置中后冷卻器、油水分離器的作用分別是什么？氣動三聯(lián)件（過濾器、減壓閥、油霧器）的安裝順序及原理？講授新課項目八氣動系統(tǒng)的安裝調(diào)試與維護任務(wù)一氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試1.安裝規(guī)范與流程