集美大学工程训练中心教案

金工实习教案铣工、刨工（近机类3周型）工程训练中心-1-集美大学工程训练中心教案课程名称铣工、刨工课程类型三周型授课时数0.5天授课教师职称授课年级学期授课专业船舶与海洋工程、车辆工程学生层次本科教学大纲编写单位工程训练中心编写时间2007、08教学方式教学手段教学目的与要求：1）了解铣床、刨床的类别、编号及应用范围。2）了解常用铣床、刨床的组成、运动和用途3）了解有关铣工和刨工安全技术教学内容：课题一、铣削一、铣削概述：1、铣削加工的定义在铣床上用铣刀进行切削加工称为铣削加工。2、铣削的特点：铣削切削速度高，而且又是多刃连续切削，所以生产率高。铣削的加工精度度IT9-IT7,表面粗糙度值Ra为6.3～1.6μm。3、铣削加工的范围：铣床的加工范围很广，可以加工平面、斜面、垂直面、台阶面、各种沟槽和成型面，也可以进行分度工作；有时孔的钻、镗加工，也可在铣床上进行。4、铣床的分类机械加工机床按照用途的不同分了很多类，每一类是按照汉语拼音来分类的，常见的机械加工机床有：车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、锯和齿轮加工机床等。在现代机器制造中，铣床约占金属切削机床的25%左右。铣床的种类很多，常用的是卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、数控铣床及工具铣床等。（1）卧式升降台铣床是铣床中应用最多的一种。他的主轴是水平放置的，与工作台平行。（2）立式升降台铣床和卧式铣床的区别是主轴与工作台台面垂直，有时根据加工需要，可将立铣头（包括主轴）左右扳转一定角度，以便加工斜面等。历史系创由于操作室观察、检查和调整铣刀位置等都很方便，又便于装夹硬质合金端铣刀进行高速切削，生产率较高，故应用也很广。（3）龙门铣床主要用来加工大型或较重的工件。他可以同时用几个铣头对工件的几个表面进行加工，所以生产率高，适合于成批大量生产。龙门铣床有单轴、双轴、四轴等多种形式。（4）数控铣床是综合应用了电子、计算机、自动控制、精密测量等新技术成就而出现的精密、自动化的新型机床。他主要适合于单件和小批量生产，加工表面形状复杂、精度要求高的工件。-2-5、型号的含义（1）在X6132中，字母与数字的含义如下所示：X铣床6卧式铣床1万能升降台铣床32工作台宽度的1/10X6132的旧编号为X62W其中2指的是2号工作台。（2）在X5025A中字母与数字的含义如下所示：X铣床5立式铣床0立式升降台铣床25工作台宽度的1/10A一次重大改进X5025A的旧编号为X51。立式铣床安装主轴的部分称为铣头。铣头与床身连成整体的，称为整体式立式铣床（见教材），其主要特点是刚性好，宜采用较大的切削用量。头与床身分两部分，中间靠转盘相连的，称为回转式立式铣床。其主要特点是根据加工需要，可将铣头主轴相对与工作台台面扳转一定的角度，使用灵活方便，生产中应用较多。6、主要组成部分及其作用X61W型万能卧式铣床主要有下列部件组成。（1）床身：他用来固定和支撑铣床上所有部件。其内部安装主轴、主轴变速箱、电器设备及润滑油泵等部件。（2）主轴：他是一根空心的阶梯轴，前端内部有锥度为7：24的锥孔，用来安装铣刀刀杆。（3）悬梁：他安装在床身上方的燕尾导轨中，可沿着燕尾导轨移动，调节位置。在悬梁上可安装支架，用来支承铣刀刀杆的悬伸端，以增加他的刚性。（4）工作台：他可沿转台上面的燕尾导轨移动，带动安装在工作台上的工件纵向进给运动。（5）转台：他可随横拖板移动，并将工作台在水平面内扳转一个角度（≤45°），以便铣削螺旋槽等工件。没有转台的铣床称为卧式升降台铣床，他不能铣削螺旋槽。（6）横拖板：他可带动转台和工作台沿升降台水平导轨作横向进给运动。（7）升降台：他可沿床身的垂直导轨移动，以调解工作台台面到主轴之间的距离，或者作垂直进给运动。在升降台的内部装有进给运动电动机和进给变速机构。X61W或X52K的传动。X61W的主运动传动路线是由电动机——变速机构——主轴，X61W的传动系统见教材。立式铣床与卧式铣床的区别。立式铣床的主轴是垂直于水平面的，而卧式铣床的主轴是平行于水平面。二、铣床操作讲解与演示1、何谓顺铣、逆铣、各有何优缺点在切削部位刀齿的旋转方向和工件的进给方向相同时称为顺铣，相反时称为逆铣。逆铣时，每个刀齿的切削厚度是从零增大到最大值。由于铣刀刃口处总有圆弧存在，而不是绝对尖锐的，所以在刀齿接触工件的初期，不能切入工件，而是在工件表面上挤压、滑行，使刀齿与工件之间的摩擦加大，加速了刀具磨损，同时也是表面质量下降。顺铣时，每个刀齿的切削厚度是从最大值减小到零，从而避免了上述缺点。逆铣时，铣削力上抬工件，而顺铣时，铣削力将工件压向工作台，减小了工件振动的可能性，尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。2、主体运动、进给运动各种机床进行切削加工时，工件与刀具之间应具有一定的相对运动，即切削运动。根据在切削过程中所起的作用，切削运动可分为主运动和进给运动。在切削过程中，主运动是提供切削可能性的运动，没有这个运动就无法进行切削。在切削过程中，主运动是速度最高、消耗动力最多的一个运动。-3-（1）铣削时刀具作快速的旋转运动叫主运动。（2）工件作缓慢的直线运动叫进给运动。3、铣削三要素与计算铣削三要素：1）铣削速度V：铣削速度即为铣刀最大直径处的线速度，可用下式表示：V=πDn/1000*60（m/s）式中，D为铣刀直径（mm）；n为铣刀每分钟的转数（r/min）。2）进给量铣削进给量有三种表示方式：（1）每齿进给量af（mm/z）指铣刀每转过一个刀齿时，工件沿进给方向所移动的距离。（2）每转进给量f（mm/r）指铣刀每转一转，工件沿进给方向所移动的距离。（3）进给速度Vf（mm/min）铣刀每转一分钟，工件沿进给方向所移动的距离。这三种进给量相互关联，但用途有所不同；每齿进给量是进给量选择的依据；每转进给量反映了进给量与铣刀转速之间的对应关系；而每分钟进给量则是调整机床的使用数据。在实际生产中，按每分钟进给量来调整机床进给量的大小。上述三种进给量的关系如下：Vf=f×n=af×z×n式中，n—铣刀每分钟转数（r/min）；z—铣刀齿数。3）切削深度：是指待加工表面与已加工表面之间的距离。合理选择切削用量：选用较小的切削深度和进给量可减小残留面积，使Ra的值减小。粗加工时，应选择大的切削深度，合适的进给量，较小的切削速度。精加工时，应选择大的切削速度，合适的切削深度及小的进给量。这样才能获得高的加工精度和表面粗糙度。4、铣刀铣刀是一种多刃刀具。在铣削时，每个刀刃不像车刀和钻头那样连续地进行工作，而是每转中只参加一次切削，其余大部时间处于停歇状态，因此有利于散热。加上铣刀在切削过程中是多刃切削，因此生产率较高。1）铣刀的种类和用途。铣刀的分类方法很多，这里仅根据铣刀装夹方法的不同分为两大类，即带孔铣刀和带柄铣刀。带孔铣刀多用在卧式铣床上，带柄铣刀多用在立式铣床上。带柄铣刀又分直柄铣刀和锥柄铣刀。常用的带孔铣刀有圆柱铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、成形铣刀等，常用的带柄铣刀有立铣刀、键槽铣刀、T型槽铣刀和镶齿端铣刀等。2）制作铣刀的材料。常用的铣刀材料有高速钢和硬质合金两种。高速钢是高碳高合金刃具钢，有多种化学成分系列。常用的有：钨系高速钢，典型牌号为W18Cr4V；钨钼系高速钢，典型牌号有W6Mo5Cr4V2。高速钢的允许工作温度均为500～600℃，它广泛用于制造形状复杂的中速切削刀具。如：铣刀、齿轮滚刀、齿轮插刀、麻花钻以及各种成型道具，其缺点是制造工艺复杂，故价格昂贵。硬质合金不是合金钢，而是粉末冶金材料，它具有比高速钢高得多的硬度，更高的工作温度（800～900℃），允许切削速度100～300m/min，缺点是抗弯强度和韧性较差。硬质合金又分钨钴类和钨钛类两种。3）铣刀的安装。（1）带孔铣刀的安装：在卧式铣床上多使用刀杆安装刀具，刀杆的一端为锥体，装入机床前端的锥体中，并用拉杆螺丝穿过机床主轴将刀杆拉紧。主轴的动力通过锥面-4-和前端的键，带动刀杆旋转。铣刀装在刀杆上尽量靠近主轴的前端，以减少刀杆的变形。（2）带柄铣刀的安装：常用铣床的主轴一般采用锥度为7：24的内锥孔，而铣刀的锥柄锥度为莫氏锥度。由于两种锥度的规格不同，所以安装时应根据铣刀锥柄尺寸选择合适的过渡锥套。过渡锥套的外锥是7：24，与主轴孔相配，内锥与锥柄配合，用拉杆将铣刀及过渡锥套一起拉紧在主轴端部的锥孔内。直柄铣刀直径一般很小，多用弹簧夹头进行安装。4）多数铣刀作成螺旋齿形：是为了在切削过程中减少震动和获得比较高的工件表面粗糙度及延长刀具的使用寿命。5）安全注意事项。安装铣刀时一定要注意安全，要把主轴电机停止，切断电源，然后把铣刀安装好，否则会划伤手指，甚至会出现危险。5、铣削平面、斜面、台阶面1）铣平面：用圆柱铣刀铣平面圆柱铣刀有直齿和螺旋齿两种。用螺旋齿圆柱铣刀铣削时，刀驰逐渐切入和切出，切削比较平稳。圆柱铣刀一般只用于铣削水平面。（1）顺铣与逆铣，当铣刀的旋转方向的切线方向与工件的进给方向相反时叫逆铣，相同时叫顺铣。（2）铣削步骤，铣削时一般分六步。a)开车使铣刀旋转，升高工作台使工件和铣刀稍微接触。b)纵向退出工件，停车。c)先将垂直丝杠刻度盘对准零线，再按铣削深度，升高工作台到规定位置。d)开车先手动进给，当工件被稍微切入后，可改为自动进给。e)铣完一刀后，停车。f)退回工作台，测量工件尺寸，并观察表面粗糙度，重复铣削到规定要求。用端铣刀铣平面用端铣刀铣平面多采用镶有硬质合金刀头在立式铣床上铣水平面。也可以在卧式铣床上铣垂直面。2）铣斜面：工件上具有斜面的结构很常见，常用的斜面铣削方法有以下三种。（1）转动工件：此方法是把工件上被加工的斜面转动到水平位置，垫上相应的角度垫铁加紧在铣床工作台上。在圆柱和特殊形状的零件上加工斜面时，可利用分度头将工件转成所需位置进行铣削。（2）转动铣刀：此方法通常在装有立铣头的卧式铣床或立式铣床上进行，将主轴倾斜所需角度，因而可使刀具相对工件倾斜一定角度来铣削斜面。（3）用角度铣刀铣斜面：对于一些小斜面，可用合适的角度铣刀加工，此方法多用于卧式铣床上。3）铣台阶面（1）用盘铣刀铣台阶面在卧式铣床上可以用盘铣刀铣台阶面。（2）用立铣刀铣台阶面在立式铣床上可以用立铣刀铣台阶面。（3）用组合铣刀铣台阶面如果大批量生产，可以用组合铣刀铣台阶面。三、附件（分度头）的使用1、铣床的主要附件铣床的主要附件有平口钳、回转工作台、分度头、立铣头和万能立铣头等。-5-（1）平口钳（结构见教材）主要有底座、钳身、固定钳口、活动钳口、钳口铁以及螺杆所组成。它主要用来安装小型叫规则的零件，如板块类零件、盘套类零件、轴类零件和小型支架等。（2）回转工作台（结构见教材）它一般用于较大零件的分度工作和非整圆弧面的加工。（3）分度头（结构见教材）分度头是能对工件在圆周、水平、垂直、倾斜方向上进行等分或不等分地铣削的铣床附件，可铣四方、六方、齿轮、花键和刻线等。分度头有许多类型，最常见的是万能分度头。2、分度头的结构分度头的基座上装有回转体，回转体内装有主轴。分度头主轴可随回转体在铅垂平面内扳动成水平、垂直或倾斜位置。分度时，摇动分度头手柄，通过蜗轮蜗杆带动分度头主轴旋转即可。3、分度头的传动系统分度头的传动比i=蜗杆的头数/蜗轮的齿数=1/40。当手柄通过速比为1：1的一对直齿轮带动蜗杆转动一周时，蜗轮只能带动主轴转过1/40周。如果工件整个圆周上的等分数Z为已知，则每一等分要求分度头主轴转1/Z圈。这时，分度手柄所需转的圈数N可由下式算出：1：40=1/Z：N，即N=40/Z式中，N-----手柄每次分度时的转数，Z------工件的等分数；40------分度头的定数，即蜗轮的齿数。4、分度头的分度方法分度头分度方法有简单分度法、角度分度法和差动分度法等。角度分度法是利用分度头主轴轴颈上的刻度来分度的。简单分度方法：分度时需利用分度盘，分度头常备有两块分度盘，其两面各有许多孔数不同的等分孔圈。第一块正面各圈孔数为：24、25、28、30、34、37；反面各圈孔数为：38、39、41、42、43。第二块正面各圈孔数为：46、47