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金工实习教案铣 工（近机类4周型）工程训练中心- 22 -集美大学工程训练中心教案课程名称铣工课程类型四周型授课时数0.5天授课教师职称授课年级学期授课专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程、模具设计与制造、数控技术、机电设备维修与管理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、了解铣削加工的特点及加工范围2、了解铣床的种类、结构及主要附件的应用3、能根据零件的特点及机床的类型选择合适的刀具并进行安装4、熟悉零件的装夹、掌握一般的铣削方法教学内容：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6.31.6m。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。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3 2工作台宽度的1/10 X6132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1/10 A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。（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=Dn/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=fn=afzn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500600，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（800900），允许切削速度100300m/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。（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、49、51、53、54；反面各圈孔数为：57、58、59、62、66。公式N=40/Z即为简单分度法计算转数的公式。例如铣削六方螺栓时，每铣一个面手柄转数为：N=40/6=6 4/6（圈）即每加工一面，手柄需转过6 4/6圈，这4/6圈则需通过分度盘来控制。简单分度时，分度盘固定不动。此时应将手柄上的定位销调整到孔数为6的倍数（如孔数为24）的孔圈上。每次加工一面手柄转过六周后，再转过16孔距（N=6 16/24=6 4/6）即可。5、万能铣头：万能铣头是一种扩大卧式铣床加工范围的附件，铣头的主轴可安装铣刀并可根据加工需要在空间扳转成任意方向，其结构见教材。 教学内容分析：重点：1、切削用量的选择 2、刀具的选择与应用3、分度头的使用方法难点：顺、逆铣的选择与应用解决方式：采用课堂讲授、习题练习、分析讨论相结合的方法。教学效果：使学生具有基本的铣工操作技能，并注意培养学生的工程意识和创新能力。集美大学工程训练中心教案课程名称刨工课程类型四周型授课时数0.5天授课教师职称授课年级学期授课专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程、模具设计与制造、数控技术、机电设备维修与管理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、了解刨削加工的特点及加工范围2、了解刨床的种类、结构和传动原理3、能根据加工零件的特点，选择和安装刀具，并能独立调整机床4、熟悉零件的装夹，掌握一般的刨削方法教学内容：课题二、刨削一、牛头刨削概述：1、刨削的定义在刨床上用刨刀对工件进行切削加工称为刨削加工。2、刨削的特点及加工范围刨削时，由于返程要克服惯性力，切削过程中又有冲击现象，故限制了刨削速度的提高，又因返程时刨刀不进行切削，故生产效率低，所以在批量生产中常被铣床等加工方法所代替。但对狭长表面的加工，刨削生产效率较高。由于刨刀的制造和刃磨简单而经济，生产准备时间短，机床调整灵活方便，加工适应性强，故在单件小批量生产及修配过程中，仍广泛应用。刨削加工的尺寸公差等级可达IT9IT8，表面粗糙度Ra可达3.21.6m。刨床可加工平面（水平面、垂直面、斜面）、沟槽（直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽）及某些成形面。3、刨削的主体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。进给运动是提供连续切削可能性的运动，没有进得给运动就不能连续切削。牛头刨床的刀具直线往复运动为主运动，刨削水平面时工件的间歇移动为进给运动。4、刨削用量三要素计算公式切削用量三要素是指切削速度v、进给量f（或进给速度vf）和切削深度ap1） 刨削切削速度为：V=2Lnr/1000(m/min)2） 式中，L-牛头刨床刨刀的往复行程长度(mm) nr-牛头刨床刨刀每分钟往复次数（str/min）3）进给量：为刨刀每往复一次时，工件沿进给运动方向间歇移动的距离（mm/str）。4）切削深度：为待加工表面与已加工表面的距离（mm）。如何选择切削用量：粗加工时，应选择较大的切削深度，合适的进给量，较小的切削速度；精加工时，应选择较小的切削深度， 合适的进给量，较大的切削速度。这样才能获得较高的加工精度和表面粗糙度。5、牛头刨床的分类及组成1）刨床的分类刨削类机床有牛头刨床、龙门刨床和插床等。2）型号的含义（1）牛头刨床B6065 B刨床和插床类机床的类 别代号；60牛头刨床；65最大刨削长度的1/10。（2）龙门刨床B2010A B刨削类机床代号；20龙门刨床；10最大刨削宽度的1/100，即最大刨削宽度为1000mm；A经过一次重大改进。（3）插床B5020 B刨削类机床代号；50插床；20最大插削长度的1/10，即最大插削长度为200mm。3）主要组成部分：B6065型牛头刨床是B6组中的基型刨床，它由于具有形似牛头的滑枕而得名。它主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁、底座等部分组成。 （1）床身： 用于支撑和连接刨床的各部分，其顶面导轨供滑枕做往复运动，侧面导轨供横梁和工作台升降。床身内部装有传动机构。（2）滑枕：用于带动刨刀做直线往复运动，前端装有刀架。（3）刀架： 用以夹持刨刀，并可作垂直或斜向进给。（4）工作台： 用于安装工件，可随横梁上下调整，并可沿横梁导轨横向移动或横向间歇进给。（5）横梁：横梁安装在床身前部垂直导轨上，能作上下移动。工作台安装在横梁的水平导轨上，能作水平移动。（6）底座：支撑机床床身，使机床固定在地面上。4）传动系统（1） 齿轮变速机构：其作用是把电动机的旋转运动以不同的速度传到摇杆齿轮。此变速属于有机变速，是通过几组滑移齿轮的不同组合来改变传动比的。（2）曲柄摇杆机构： 其作用是把摇杆齿轮的旋转运动转变为滑枕的往复直线运动。（3）进给机构：其作用是使工作台在滑枕返回行程终了、刨刀再次切入工件之前的瞬间，作间歇进给。6、刨刀1）刨刀的特点刨刀的几何参数与车刀相似，由于刨削加工的不连续性，刨刀切入工件时，受到较大的冲击力，所以一般刨刀刀杆的横截面均较车刀大1.251.5倍。此外为了增加刀尖的强度，刨刀的刃倾角一般取正值。刨刀往往作成弯头，这是刨刀的一个显著特点，这样是为了当刀具碰到工件表面上的硬点时，刀杆弯曲变形可围绕O点抬离工件，不致损害刀尖及加工表面。而直头刨刀受力变形时易扎入工件，故多用于切削量较小的刨削工作。2）刨刀的种类刨刀的种类很多，按加工形式和用途不同，一般有平面刨刀、偏刀、切刀、角度偏刀、弯切刀及成形刀等。3）各种刨刀所加工的零件形状不同如何选用平面刨刀用来加工水平表面；偏刀用来加工垂直表面或斜面；切刀用来加工槽或切断工件；角度便刀用来加工具有相互成一定角度的表面；成形刀用来加工成形表面4）刨刀的材料：高速钢、硬质合金。5）正确安装刨刀装夹刨刀时，不要把刀头伸出过长，以免产生振动。装刀和卸刀时，必须一手扶刀，一手用扳手夹紧或放松。无论装或卸，扳手的施力方向均需向下。7、刨平面及沟槽1）平面刨削（1）选择刀具、装刀。平面刨刀一般有尖头、圆头和平头三种，尖头刨刀用于粗刨，圆头刨刀用于半精刨，平头刨刀用于精刨。粗刨时，用普通平面刨刀。精刨时，窄的精刨刀（切削刃为615mm半径的圆弧），背吃刀量ap=0.52mm，进给量f=0.12mm/str。为了防止刨削时发生振动或折断刨刀，装刀时直头刨刀的伸出长度一般为刀杆厚度的1.52倍；弯头刨刀以弯曲部分不碰抬刀板为宜。（2）工件的安装。 在刨床上工件的装夹方法根据被加工工件的形状和大小而定。主要有以下几种：A、平口钳装夹：平口钳是一种通用的装夹工具。装夹时先把平口钳钳口找正并固定在工作台上，然后装夹工件。注意事项：工件的被加工表面必须高于钳口否则就要用平行垫铁垫高工件；为了能装夹牢固，防止刨削时工件松动，须把较平整的平面贴紧在垫铁和钳口上；为了不使钳口损害和保持已加工表面，夹紧工件时在钳口处应垫上铜皮；检查夹紧程度，如有松动，应松开平口钳重新夹紧；刚性不足的工件需要支实，以免夹紧力使工件变形。B、压板螺栓装夹：有些工件较大或形状特殊，需要用压板、螺栓和垫铁，把工件直接固定在工作台上进行刨削。注意事项：装夹时，先把工件找正，压板位置要安排得当，压点要靠近切削面，压力大小要合适，以免发生工件移动或工件变形等现象；工件要与垫铁贴紧，压板必须压在垫铁处，以免工件因受夹紧力而变形。C、角铁装夹及专用夹具装夹等等。（3）调整行程长度、行程位置。由曲柄摇杆机构工作原理可知，改变滑块的偏心距，就能改变 滑枕行程。偏心距越大，滑枕的行程长度越长。调整是时，松开行程长度调整方头上的螺母，用方孔摇把摇动方头，顺时针摇动则行程加长；反之，则缩短。起始位置的调整：松开锁紧手柄，使丝杆能在螺母中转动，然后转动方头，通过锥齿轮使丝杆转动。由于螺母固定在摇杆上不能动，所以丝杆的转动使丝杆连同滑枕一起沿导轨作前后移动，从而改变滑枕的起始位置。调整后，再拧紧锁紧手柄。调整时，用用方孔摇把转动滑枕位置调整方头，顺时针转动则起始位置前移；反之，则后移。（4）切削用量、对刀调整。切削用量包括切削速度、进给量和进给方向切削速度：通过变换变速手柄的位置，从而改变齿轮传动比，取得所需的滑枕每分钟往复次数。进给量和进给方向：转动棘轮罩，改变缺口位置，可改变棘爪摆动一次拨动的齿数，从而调整横向进给量。横向进给量的调整范围为0.333.3mm；改变棘轮罩缺口方向，并使棘爪反向转180，则可改变进给方向。对刀调整：对刀时，机床须静止，并摇横向工作台手柄，用刀尖对准工件的最高加工表面，对完后，摇出工作台进吃刀深度进行切削。2）刨垂直面刨垂直面时，刀架应作垂直进给运动，在牛头刨床上刨垂直面需用手动进给。一般在不能或不便于进行水平面刨削时才用，例如加工长工件的两个端面。3）刨斜面的方法工件上的斜面可分为内斜面和外斜面两种。最常用的刨斜面方法是倾斜刀架法。将刀架和刀座分别倾斜一定角度，从上向下倾斜进给进行刨削。教学内容分析：重点：1、切削用量的选择 2、刀具的选择与应用难点：滑枕行程的慢进、快回解决方式：根据牛头刨床传动图详细讲解教学效果：使学生具有基本的刨工操作技能，并注意培养学生的工程意识和创新能力。集美大学工程训练中心教案课程名称磨工课程类型四周型授课时数0.5天授课教师职称授课年级学期授课专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程、模具设计与制造、数控技术、机电设备维修与管理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 了解各手柄的作用和磨床操作方法。2 遵守磨床操作规程，正确使用冷却液。3 能完成圆柱零件的加工。4了解磨削的基本知识5了解砂轮的基本知识，初步会选砂轮。6了解磨床类型、运动、磨削方法。教学内容：课题一、磨床总纲：结合万能外园磨床，内园磨床和平面磨床，示范讲解磨床的主要组成部分及作用，磨削所能达到的加工质量和应用场合；磨床的运动和液压系统基本知识；砂轮的选用，安装和修整。示范表演外园、内孔、平面等磨削操作，介绍磨工安全操作技术及简单经济分析。一、磨床概述：1常见磨床的种类和磨削范围（对照实物和挂图简单介绍，课题二再作较详细介绍）。分为通用磨床和专用磨床。通用有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床（如砂轮机、万能工具磨床）等。专用磨削，如：齿轮、螺纹、曲轴、轴承沟磨床等所用的磨床2M7120D平面磨床（对实物或挂图）。M7120D平面磨床中，M磨床类；71卧轴矩形工作台平面磨床；20工作台宽度的1/10，即200mm；D第四次重大改进。平面磨床另有一常用，也是通用磨床：M7475，特点：74立轴圆台平面磨，工作台直径750mm，加工工件较大、效率较高。顺便解释：卧式与立式设备的的区别a. 组成：床身、工作台、立柱、磨头、砂轮修整器和电器操纵等组成。6个部分，包括液压系统有7个b. 作用床身：设备支架，配有水平纵向导轨，工作台可做纵向运动。工作台：上装有电磁吸盘，用以装夹工件；与工件一起作纵向进给运动。立柱：有垂直导轨，拖板及磨头作上下移动完成垂直进给运动。磨头及拖板：磨头上安装砂轮，砂轮旋转（工作位顺时方向）为主运动；它的上部拖板有横向的V形导轨，磨头可沿导轨作横向进给运动。垂直方向进给运动由拖板带动完成。总结：4个运动的实现方法，各运动的实现的讲解：通过操作与分析完成。3M2110内圆磨床（对实物或挂图）。M2110内圆磨床中M磨床类；21内圆磨床；10最大磨削孔径的1/10，即最大磨削孔径为100mm。a. 组成：床身、工作台、工件头架（床箱）、砂轮架、砂轮修整器、横向进给机构、液压传动系统、电器系统等组成。床身：箱形铸件，内安装：进给机构、液压传动系统、电器系统等；床身上配有纵向及横向导轨，工作台可沿导轨作纵向直线运动，完成纵向进给；磨头拖扳可沿导轨作横向直线运动，完成横向进给。工作台：安装工件头架，即床箱，沿纵向导轨实现纵向进给。磨削时其运动由液压驱动；由下面撞块拨动转向叉从而控制工作台的运动方向，行程由两撞块位置确定。工件头架：固定在工作台上，随工作台带动工件作纵向进给；能相对底板绕轴线转一定角度（最大可90），以便磨削内锥孔零件。床头箱的右侧装有卡盘或其它夹具，带动工作旋转，即工件的旋转进给；床头箱内有变速机构，可实现工件旋转各种需要的较速。砂轮架：砂轮安装砂轮架的主轴上（即砂轮轴）。主轴由电动机经胶带直接传动。整个磨头安装在磨具中，磨具及驱动电机均安装在拖板上。砂轮修整器：在工作台中部；能修整的方向：纵向和横向，内圆磨削一般是纵向；修不整器运动的实现：上下翻转由液压驱动（必要时对砂轮修整必要性进行介绍）。总结：4个运运的实现方法，实现过程讲解配合实际操作细述。归纳总结：通用磨床基本组成部，即由床身、砂轮架、头架、工作台、纵向及横向进给机构等共同组成，包括进给机构及电气系统（必要时重复讲解各部分的作用）。示范操作先介绍各手柄、电钮的用途；再介绍操作步骤。特别要强调砂轮是脆性物质，旋转速度高、怕振、易碎，行程定位块也容易出事故，一定要调整好再开车，一定要重视安全操作，切不可大意。实际操作：平面磨床各运动实现的操作、各手柄及按钮的作用、指出互锁的按钮的必要性、工作台纵向行程调整、工作台横向行程调整、进给刻度盘使用。实物加工：加工量合适判断、砂轮是否利钝的判断、加工后质量判断等按总纲要求讲解磨工安全操作按金工实习守则、金工实习安全制度的要求进行操作设备外，特别强调磨削加工安全操作要求：1、开机前应完成以下操作：检查砂轮安装是否牢固；检查砂轮是否完整，是否存在裂纹；校对线速度是否超过安全工作速度；防护罩是否齐全、可靠；砂轮检查后要紧固防护罩；点动砂轮低速转动。检查砂轮是否偏心，旋转是否平稳；2、磨削前，砂轮应空转2分钟；初开机查，人不可站在砂轮前面；加工过程所有人员尽量不站在砂轮前面。3、磨削前，调整好换向撞块位置并紧固，以免由于撞块松动而使工作台行程过头产生设备事故；初开机时，一定注意砂轮与工作最高点的相对位置，防止冲刀。（特别是万能外圆磨床防止砂轮快进时冲刀，磨外圆后改用磨内圆后一定检查是否锁掉快退功能，以免磨内圆时发生反向冲刀。）4、注意加工时先开砂轮后开冷却液，加工完毕后先关冷却液后停砂轮，避免砂轮（特别是大的砂轮）局部浸水产生重心偏移；5、机床运行时，严禁用手接触工件或砂轮；砂轮旋转时，禁止调整工件；砂轮未后退时，禁止测量工件。6、离开磨床时必须停机。操作步骤（以外圆磨床为例，边讲边操作）实际操作：外圆磨床各运动实现的操作、讲解各手柄及按钮的作用、指出互锁的按钮的必要性、工件转速调整、磨削外锥面调整、工作台纵向行程调整、进给刻度盘使用。实物加工。（1）接通机床电源；（2）检查工件装夹是否可靠；（3）启动液压油泵；（4）启动工作台往复移动；（5）引进砂轮，同时启动工件旋转和切削液泵；简述磨床要求切削液功能，下面磨工基本知识讲解时详细讲述（6）启动砂轮。停车可按上述相反顺序进行。（重复多次后，让学生操作）二 、磨削工艺的基本知识介绍外圆磨床型号、加工范围及组成部分和作用。1）磨削：在磨床上用砂轮对工件表面进行切削加工的方法称为磨削加工，它是零件的精加工方法之一，尺寸公差等级可达IT6IT5，表面粗糙度Ra值可达0.80.2m。精度可达IT4、Ra0.08、镜面磨削Ra0.010圆度达0.12）四个运动：a. 主运动砂轮旋转运动；b. 圆周进给运动工件头架带动工件转动；c. 纵向进给运动工作台带动工件纵向移动；d.横向进给运动砂轮径向切入工件的运动，通常由手动控制。3）外圆磨床（对着实物和挂图讲解）M1420万能外圆磨床。M磨床类；14万能外圆磨床；20最大磨削直径为1/10，即最大磨削直径为200mm。可磨削工件的外圆和锥面、带台阶的轴类零件、内圆柱面、内圆锥也表面、旋转体的平面等。组成和作用由床身、工作台、工件头架、尾架、砂轮架、砂轮修整器和电器操纵板等组成。结合与平面磨床及内圆磨床比较进行讲解。床身：箱形铸件，用来支承磨床各部件；有二组导轨，完成纵向及横向支承，纵向安装工作台，横向是砂轮架；内部安装液压系统、电气系统；工作台：有两层，下层工作台作纵向往复移动，以带动工件纵向进给运动方式可液压及手动驱动；上层工作台相对下工作台可在水平面内转一个不大的角度（顺时方向3，逆时方向9），以便磨削圆锥面。工件头架和尾架：安在工作台上，用于安装工件，带动工件转动作圆周进给运动。头架与工作台也可以转动，实现磨内锥面孔端面。尾架在工作台右端，可在导轨上左右移动，与头架对完成工件顶尖装夹。后端装有弹簧，决定装夹力量，可调节它对工件的压力。砂轮架：砂轮架上装有砂轮主轴，采用动压轴承，砂轮的转动为主运动。可沿床身导轨作横向前后移动。万能外圆磨床的内圆磨具介绍。磨削加工特点主要是和其他机床加工比较。由于砂轮高速旋转，切速很高，一般在35m/s,最高达45m/s，是车削速度20倍以上。产生大量的切削热，温度高达8001000，高温的磨屑在空气中氧化产生火花，容易在工件表面产生二次淬火、二次回火，即烧伤，因此需使用大量的切削液。其目的是减少磨擦和散热，降低切削温度，及时冲走屑末，保证工件的加工质量；必需有冷却液，讲解冷却液的作用、分类、使用方法、注意事项。可以获得很高的精度及很细的表面粗糙度；能加工各种材料。选择不同特性的砂轮，可以加工各种非金属和金属材料。特别是硬度很高的工件，如淬火钢、硬质合金等材料，其它切削加工难以进行的，磨加工都能完成。一次行程中能切除极薄的金属表层。磨削时参与磨削的磨粒（相当刀具）数量多，每个磨粒切下的切屑体积很小，一般只有0.011。结合这点，回答下面问题。取出示教板，表面粗糙度板和样件。提问：为什么磨削能加工硬材料？能加工精度高表面粗糙度低的精密工件？（时间5）砂轮（1）特性：由许多细小而坚硬的磨粒用结合剂粘结而成的多孔物体，是磨削加工的切削工具。其构成的三要素：磨粒、结合剂和空隙。砂轮特性包括：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、强度、形壮、尺寸。磨料：砂轮的主要组成部分，担负切削作用，要求性能必须有：高硬度、耐热性、相当的韧性。常用有：刚玉类磨料、碳化硅磨料、金刚石、立方氮化硼等。粒度：磨料几何尺寸大小组织。对磨削的效率及精度有很大的影响。结合剂：粘结磨料，它决定砂轮的强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等性能。常用是陶瓷结合剂（价低、稳定好、外形保持好、效率高。缺点：脆、弹性差）、树脂结合剂（速度高、弹性好、耐冲击，缺点：外形不稳定）、橡胶结合剂（制作薄的）。硬度：砂轮表面受外力作用时脱落的难易程度。与磨粒的硬度不同回事。硬度高：磨粒不易脱落、磨刃等高性保持好，加工精度高、细的粗糙度，但磨钝的磨料存在，不及时修整降低效率、提高温度，易造成烧伤、裂纹。硬度低：效率高、发热量少，但精度及粗糙度低，一般用在较粗加工段。组织：构成砂轮三要素的比例关系。用牌号表示磨料占砂轮的体积，大的牌号占有体积小。组织号014#，对应磨粒占砂轮体积6234%。强度：强度指受到离心力作用而破裂的难易程度。为安全起见，在砂轮上使用说明上，以工作速度标明。使用是严禁超过允许的工作速度。形状：（见挂图或实物）。平形、单面凹形、薄片形、筒形、碗形、蝶形和双斜边形等等。尺寸：几何尺寸，包括安装尺寸。砂轮特性的表示方法：结合磨床实际使用的砂轮举例。（2）选用原则根据工件表面形状选用合适的形状的砂轮。粗磨和磨削较软的金属，应选用组织较松、磨粒大的砂轮；精磨和磨削较硬的金属（钢材等），应选用组织较为紧密、磨粒小的砂轮。根据工件的机械性能选用合适的磨粒的砂轮。如刚玉磨粒，韧性较大，适宜于磨削钢材；碳化硅磨粒，硬而脆，适用于磨削硬质合金和铸铁等脆性材料。砂轮选择(代替上面的选用原则)对加工效果影响为首要考虑，包括：加工精度、表面质量（粗糙度及不能造成烧伤、裂纹）、加工效率。选择从砂轮的特性选择，兼顾经济性。磨料的选择：根据工件的机械性能选用合适的磨粒的砂轮。如刚玉磨粒，韧性较大，适宜于磨削钢材，（具体细分，含棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉等）；碳化硅磨粒，硬而脆，适用于磨削硬质合金和铸铁等脆性材料。粒度的选择：粗磨、砂轮与工件接触面积大、散热性差材料或工况、工件是韧性材料或软金属，应选择较粗磨粒。结合剂的选择：陶瓷较脆，但在加工中能保持砂轮轮廓，广泛用于成形磨削。树脂结合剂弹性较好，强度较大，用于荒磨、粗磨平面。硬度的选择：砂轮的硬度决定砂轮表面在外力作用下其磨粒脱落的难易程度。软材料选项硬砂轮，硬材料选较砂轮（解释其为什么？）；砂轮转速高、精加工、磨削时接触面积小等要选较硬的砂轮。组织选择：厂家一般提供46#的砂轮（磨粒占：5450%），其它要特殊定货。形状及尺寸选择：与被加工工件形状、磨床型号有关。所有砂轮形状中，P平行砂轮应用最广。条件允许，砂轮外径可选大一些，提高线速度以提高效率和细粗糙度，也提高单个砂轮材料利用率，但不能超过允许的工作速度。强度的选择：生产中，一般采用工作速度在3035m/s，通过计算如超过极限速度，通过选用小外径径砂轮或降低主转速以达到要求。选用经济性：在满足精度要求、达到加工质量前提下，选用磨削效率高、辅助工时短、砂轮利用率高的砂轮。（3）磨削加工常见的质量问题（主要讲解与磨床设备、砂轮有关的因素）造成质量原因分析的着入点：人、机、料、法、环五个因素分析。常见磨加工质量：尺寸公差超差、精度达不到要求、粗糙度超标、外表振纹、烧伤、裂纹、啃伤等。（根据讲解时间是否允许而定）教学内容分析：重点：1、磨削所能达到的加工质量和应用场合 2、能选择磨床和砂轮。难点：合理选择磨床和砂轮解决方式：采用课堂讲授、习题练习、分析讨论相结合的方法。教学效果：使学生对磨削加工有初步了解和感性认识。集美大学工程训练中心教案课程名称齿轮加工课程类型四周型授课时数0.5天授课教师职称授课年级学期授课专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程、模具设计与制造、数控技术、机电设备维修与管理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 了解齿轮加工的主要方法和原理。2 了解滚齿机、插齿机工作原理及组成。3 区分在加工齿轮时单件小批量生产与成批量生产或加工精度等级较高时所采用的加工方法。4 了解滚齿、插齿在加工齿轮通常有哪些运动。5 了解齿形精加工的方法及场合。教学内容：课题二、齿轮加工部份1齿轮的加工方法和原理加工方法：成形法：用与被切齿轮的齿槽形状相同或非常近似的刀具切出齿形的方法。如铣齿、成形法磨齿等。展成法（范成法）：利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等铣齿(gear milling)铣齿加工原理：是用成形铣刀在万能卧式铣床上进行的。m20时，用盘状铣刀；m20时，用指状铣刀。铣刀装在刀杆上旋转作主运动，工件紧固在心轴上，心轴安装在分度头和尾座顶尖之间随工作台作直线进给运动。每铣完一个齿槽，铣刀沿齿槽方向退回，用分度头对工件进行分度，然后再铣下一个齿槽，直至加工出整个齿轮。铣齿的工艺特点：（1）成本较低：齿轮铣刀结构简单，在普通的铣床上即可完成铣齿工作，铣齿的设备和刀具的费 用较低。（2）生产率低：铣齿过程不是连续的，每铣一个齿，都要重复消耗切入、切出、退刀和分度的时间。（3）加工精度低：只能获得近似的齿形，产生齿形误差；另外铣床所用分度头是通用附件，分度精度不高。铣齿不但可以加工直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮,还可以加工齿条、锥齿轮及涡轮等。铣齿应用：适用于单件小批生产或维修工作中加工精度不高的低速齿轮。铣齿的加工精度为9级或9级以下，齿面粗糙度值Ra为6.33.2m。滚齿（gear hobbing）滚齿加工原理：利用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿，其滚切原理是刀具和工件的运动相当于一对螺旋齿轮的啮合。1.主运动：滚刀的旋转运动。2.分齿运动：滚刀与齿坯之间强制保持一对螺旋齿轮啮合运动关系的运动。分齿运动由滚齿机的传动系统来实现，齿坯的分度是连续的。3.垂直进给运动：为切出整个齿宽，滚刀需要沿工件的轴向作进给移动，即为垂直进给运动。4差动传动：刀架进给丝杆工作台（内联）。加工工斜齿轮时，工件必要的附加运动，使滚刀垂直的轨迹与被切齿轮的中心线形成一个“”夹角。滚齿加工工艺特性（1）滚刀的通用性好：一把滚刀可以加工与其模数、压力角相同而齿数不同的齿轮。（2）齿形精度及分度精度高。（3）生产率高：滚齿的整个切削过程是连续的。（4）设备和刀具费用高：