花键轴铣削的教案.doc

精品机床切削加工专业（铣工方向）学习任务二 加工花键轴 1.能独立阅读生产任务单，明确工时、加工数量等要求，说出所加工零件的用途、功能和分类2.能识读图纸和工艺卡，查阅相关资料并计算，明确加工技术要求，制定加工工步3.根据零件特征，经过查阅切削手册，正确选择刀具材料和结构形式（三面刃铣刀；立铣刀；键槽铣刀；锯片铣刀；成型铣刀）4.能说出常用刀具材料、种类，并能叙述其用途，根据零件材料和形状特征，通过查阅切削手册和刀具手册，合理选择刀具和切削参数5. 综合考虑零件材料、刀具材料、加工性质、机床特性等因素，查阅切削手册，确定切削三要素中的切削速度、每齿进给量和切削深度，并能运用公式计算转速和进给量6.能根据现场条件，查阅相关资料，确定符合加工技术要求的工、量、夹具，辅件及切削液7.能按零件图纸要求，测量（锻件）毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量（长度、直径）8.能检查铣床功能完好情况，按操作规程进行加工前机床润滑、预热等准备工作9.能规范使用常用铣床夹具（分度头和尾座一夹一顶方式），短轴只要分度头装夹，装夹工件，并找正10.能规范装夹刀具，确保刀具安全性，并根据加工要求，运用适当对刀方法，正确对刀11.在加工过程中，能严格按照铣床操作规程操作铣床，按工步切削工件；根据切削状态调整切削用量，保证正常切削；适时检测，保证精度12.加工完毕，进行自检，判断零件是否合格，并进行简单的成本分析13.能按车间现场管理规定，正确放置零件14.能按产品工艺流程和车间要求，进行产品交接并确认15.能按车间规定，整理现场，保养机床，填写保养记录16.能按车间规定填写交接班记录17.能按照国家环保相关规定和车间要求，正确处置废油液等废弃物18.能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行总结反思，能与他人合作，进行有效沟通建议课时 18学时工作流程与活动教学活动1：花键传动轴的加工任务及工艺分析（3课时）教学活动2：花键传动轴剖视图图样的绘制(1课时)教学活动3：花键传动轴的加工（11课时）1、分度头的安装、校正和花键轴轴线的校正方法 （2） 2、花键传动轴的加工 （7）3、轴上键槽的铣削 （2）教学活动4：产品的误差分析及工作总结（3课时）（1）扮演质检员互检，填写检验报告（1）（2）展示成果，本任务自评报告（1）（3）教师点评，总结本任务（1）工作情景描述学校校办厂接外协加工任务，某矿山机械厂要生产勘探机变速箱100台，其中委托我们学校我们班组利用现有设备完成100件花健传动轴的加工任务，由于交货周期只有10天，学校要求我们在9天内完成该批零件的加工。目的是帮助学生建立职业认同感。教学活动1：花键传动轴加工的工作任务及工艺分析1.能独立阅读生产任务单，明确工时、加工数量等要求，说出所加工零件的用途、功能和分类2.根据零件特征，经过查阅切削手册，正确选择刀具材料和结构形式（三面刃铣刀；立铣刀；键槽铣刀；锯片铣刀；成型铣刀）3.能说出常用刀具材料、种类，并能叙述其用途，根据零件材料和形状特征，通过查阅切削手册和刀具手册，合理选择刀具和切削参数4. 综合考虑零件材料、刀具材料、加工性质、机床特性等因素，查阅切削手册，确定切削三要素中的切削速度、每齿进给量和切削深度，并能运用公式计算转速和进给量5.能根据现场条件，查阅相关资料，确定符合加工技术要求的工、量、夹具，辅件及切削液建议学时 3学时学习地点 一体化教学场地学习准备1.多媒体教室2.互联网3.便签教师活动 二、老师发放资料：（20分钟）1.发放零件工作任务单及加工图样（.以情景模拟的形式，教师安排学生扮演角色，从资料室领取相关手册、领料单、刀具卡、工序单、检验卡、交接班记录。）资料目录表（缺失）讲清楚各个任务单的功用，每个任务单要求有人充当角色（管理员、操作员）。让学生充当资料管理员、仓库保管员、质检员、车间管理员。每小组指定资料管理员、仓库保管员、质检员、车间管理员，并展示。填写工作页填写（40分钟） 主要填写工艺卡 展示（20分钟） 评价 （10分钟）学 习 过 程一、任务单信息投放日期： 小组： 材料尺寸： 要求完成任务时间： 天 图号零件名称计划数量完成数量加工成员姓名工序合格数工废数料废数完成时间小组检验抽检总检验图样及尺寸：学生基础 学生已经完成利用分度头进行直接分度对零件外圆柱面进行分度加工的练习，能对分度头进行安装与调试。教学活动关键能力（职业迁移能力）学生学习活动教师活动学习内容资源评价点学时地点学习活动1：花键传动轴加工的工作任务及工艺分析语言组织能力口头表达能力1.观看录像和PPT，之后分组派代表说出花键传动轴的用途2.阅读生产任务单，分组讨论阅读生产任务单所获得有关信息，并派代表上台说出任务单信息3.填写工作页4.制定加工工艺1.准备PPT2.现场讲解3.引导学生积极思考花键轴的用途和加工工艺1. 花键轴的分类和应用2. 花键轴的加工特点分析3.花键轴上键槽的加工特点分析4.花键轴的加工工艺内容1.花键轴的用途图片和录像2.多媒体教室3.花键轴图样4.互联网5.金属切削手册1.工作页填写的规范性、正确性、完整性2.学生表达自己观点时是否自然大方3.花键轴的用途表述是否准确4.工艺卡片填写是否正确和完整6普铣车间、多媒体教室教师巡回指导活动1.检查工作页的完成情况2.检查学生对压板的规定画法及标注方法的掌握情况并纠正学生的理解错误3.点评学生零件加工工艺编制的合理性，对不科学的加工工艺进行指导学生学习活动1识读压板零件图，填写工作页2.查阅资料并分析、比较压板的类别与用途、零件图样中的形位公差含义及技术要求3.查阅资料并表述压板的规定划法及标注方法4分析零件的工艺性5编制零件的加工工艺6填写工艺卡片7填写工作页学生的学习能力：阅读分析能力、手工绘图能力、分析问题能力2.教学组织形式：1.教师组织学生穿好工作服、工作牌、工作帽集队，进行安全的入门指导，才可以进入实习车间。2.以情景模拟的形式，教师安排学生扮演角色，从资料室领取相关手册、领料单、刀具卡、工序单、检验卡、交接班记录。3.以情景模拟的形式，教师安排学生扮演角色，从工具仓库领取工、量、夹、刃具交付及归还工具等项目。4.教师组织学生以小组或个人形式，通过现场操作形式，向全班展示、汇报学习成果。领取资料（金属切削手册、铣工工艺与技能训练、金属工艺与热处理、）填写工作页引 导 问 题（1）请根据任务单的信息，确定选用加工花键轴零件的机床类型和型号，并制定完成花键轴加工任务的计划。 1）选用的机床类型： 卧式铣床 2）选用的机床型号： X6132 3）基准面的制定方法是 工件轴线 4）请写出所选用机床的加工特点以及机床的技术参数。 卧式铣床的主轴与工作台台面平行，工作台面积3201250 ，工作台最 大回转角度45 （2）根据键齿的形状（齿廓）不同，常用的花键分有 矩形齿 和 渐开线齿 两类。（3）矩形花键连接的定心方式有几种，请具体说明?大径定心 ：花键轴与轴套配合时，轴的底径与套的内径配合准确，齿侧和轴的外径与套均有一定间隙； 小径定心 ：花键轴与轴套配合时，轴的外径与套配合准确，轴的底径和齿侧与套均有一定间隙； 齿侧定心：花键轴与轴套配合时，轴的齿侧与套的齿侧配合准确，轴的底径和外径与套均有一定间隙。 图212 矩形花键连接定心方式（4）矩形花键的优缺点？矩形花键的齿廓为矩形，加工容易，所以得到广泛的应用。缺点是花键齿根部的应力集中较大 。 （5）单刀铣削外花键铣刀是怎样选择的？选择三面刃铣刀，铣刀宽度按下式计算：L dsin N-arcsin(Bd) 铣刀的直径在满足铣削深度的情况下尽量选的小一些。 （6）工件装夹和校正方法有哪些？工件的装夹用一夹一顶的方式，校正时要求校正工件的上素线，侧素线和圆跳动。 （7）在铣床上铣削外花键的方法有哪些？ 1.用单刀铣削矩形齿外花键； 2.用组合铣刀铣削矩形齿外花键。 （8)切削位置的调整（对刀）方法有哪几种方法？(并作详细说明)图213 擦侧边对刀法图214 铣削顺序和对称度检测 1.侧面对刀法，先使三面刃铣刀侧面轻轻接触工件侧面的贴纸，然后 垂直向下退出工件，再将工作台向铣刀方向横向移动距离； 2.按划线对刀法，先在工件上划中心线和健宽线，然后用高度尺在工 件外圆柱面的两侧，比中心高健宽的一半，各划线一条，再通过分 度头将工件转过180度，用高度尺各划线一条。 3.试切对刀法，在分度头的三爪自定心卡盘与尾座之间装夹一根直径 与工件直径大致相等的试件，先用侧面对刀法或划线对刀法初步对 刀，如上所示铣出相对的两个齿，转过90度，在水平位置处用杠杆 百分表比较键侧面的高度，若高度一致，说明花键的对称度很好。 （9）用组合铣刀铣削矩形齿外花键的方法是：图215组合铣刀铣削矩形齿外花键用组合铣刀铣削外花键时，工件的装夹和校正方法与单刀铣削相同，但在选择铣刀时，必须选择的两把铣刀规格相同、直径相等，组合时两把铣刀内侧刀刃间的距离等于花键健宽，以保证铣出的健宽符合规定的尺寸要求，一般可用试件试切并对刀校正。 （10）用成形单刀头铣削花键轴槽底圆弧的方法是图216 成形单头刀铣削花键槽底圆弧槽底圆弧面也可以采用凹圆弧形的成形单刀头一次洗出，必必须注意的是用成形单刀头铣削槽底时，对刀不准会造成槽底圆弧中心与工件不同心。 小提示采用组合铣刀铣削花键的键侧和槽底圆弧面，工件可两次装夹分别铣削，因此可避免每一根花键轴都要横向移动工作台和调整切深的麻烦。槽底的铣削可采用成型铣刀铣削。（1）键连接是通过键将 轴 和 轴上零件 结合在一起，实现周向固定，并传递 转矩 的连接。键连接属于可拆卸连接，具有结构简单 、 工作可靠 、 装拆方便 、和 已标准化 等特点，故得到广泛的应用。（2）轴上键槽有封闭槽 、 通槽 和 半通槽 三种。图217 轴上键槽类型（3）轴上键槽铣削常用的装夹方法有 用平口钳装夹、 用V形架装夹 、 和 用分度头装夹 。图218 键槽铣削的装夹方法（4）为保证轴上键槽对称于工件轴线，必须调整铣刀的位置，使键槽铣刀的轴线或盘形槽铣刀的对称平面通过工件的轴线（俗称对中心）。常用的方法有： 1）切痕调整对中心：包括盘形铣刀切痕对中心 和 键槽铣刀切痕对中心 。 图219 铣刀对中心的方法图2110 各种装夹方法用杠杆百分表调整对中心2） 按切痕对中心 。3） 用杠杆百分表调整对中心。（5）轴上键槽的检测方法： 图2111 塞规和塞块检测槽宽1通端 2止端1）键槽宽度的检测，常用 塞规 和 塞块 。图2112 槽深的检测2）轴槽的长度和深度的检测一般都用 游标卡尺 。封闭键槽的深度用 游标卡尺测量时，可在轴槽内放一块比槽深略高的长方体，量的的尺寸减去长方体高度尺寸，即为槽底到圆柱面的尺寸。宽度大于千分尺测量杆直径的轴槽，可用千分尺直接测量。 图2113 键槽平面调整对中心3）轴上键槽的中心平面对轴线对称度是怎样的检测？ 将工件置于V形架内，选择一块与轴槽宽度尺寸相同的塞块塞入轴槽 内， 并将塞块的平面大致处于水平位置，用百分表检测塞块的A面与 平板的平面平行并读数，然后将工件转动180度，用百分表检测塞块B面与平板平面平行并读数，两次读数的差值，就是轴上键槽的对称度误差。 图2114 键槽对称度检测图2115 用V形架装夹校正图2116 用千斤顶支撑和铣刀偏离中心图2117 用盘形铣刀铣削长轴上的键槽1薄铜片 2工件图2118用一个压板装夹请将选用刀具参数填写在表中。表212 刀具参数序号名称材料切削速度m/min主轴转速r/min进给速度mm/min12345根据任务单和零件图样填写以下加工工艺卡。表213 工艺卡（单位名称）施工工艺卡产品名称花键轴图号零件名称花键轴数量100第 页材料种类45材料成份毛坯尺寸180*40共 页工序号工序内容车间设备工具计划工时实际工时夹具量刃具1下料准备锯床平口钳钢板尺2车削车工车间车床三爪卡盘游标卡尺、千分尺3铣削外花键铣工车间铣床平口钳游标卡尺、高度尺、4铣削键槽铣工车间铣床平口钳游标卡尺、塞规更改号拟定校正审核批准更改者日期学生以小组为单位讨论并填写工艺卡片，每小组派代表展示成果并说出工艺编织的合理性。老师进行总结性评价。分析造成不合格的项目的原因： 改进措施： 教师指导意见： 小拓展1. 花键轴的技术要求包括：1) 花键的键宽B、大径D、小径d的尺寸精度要求。2) 花键轴的各键齿应等分于工件圆周。3) 各键齿的键侧应平行且对称于工件轴线。4) 各加工表面的表面粗糙度要求。学习活动2：花键传动轴图样的测绘1.能正确使用测量工具进行测绘2.能按零件图纸要求，测量（锻件）毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量（长度、直径）建议学时 4学时学习地点 一体化教学场地学习准备1. 任务单2. 工作页3. 机械加工手册4. 多媒体5.测绘量具教学活动关键能力（职业迁移能力）学生学习活动教师活动学习内容资源评价点学时地点教学活动2：花键传动轴剖视图样的绘制(4课时)1.空间思维能力2.语言表达能力1.学生独立完成剖视图2.互评和展示1.教师布置绘图任务2.组织学生引导学生进行评比和展示1.剖视图画法2.剖视图的分类1.实习车间2.多媒体教室3.国家制图标准手册4.图片和模型1.画出的剖视图是否符合国家标准2.在展示成果过程中是否有创新点2多媒体教室学 习 过 程根据已有的零件，不用或只用简单的绘图工具，用较快的速度，徒手目测画出零件的视图，测量并注上尺寸及技术要求，得到零件草图。然后参考有关资料整理绘制出供生产使用的零件工作图。这个过程称为 零件测绘 。 零件测绘对推广先进技术，改造现有设备，技术革新，修配零件等都有重要作用。因此，零件测绘是实际生产中的重要工作之一，是工程技术人员必须掌握的制图技能。1.请在下面的图框中根据测量结果画出零件图，请按技术要求进行加工。引 导 问 题1通过查阅国家制图标准，简单叙述标注尺寸时必须遵循的原则。 2通过查阅国家制图标准，写出位置公差的种类和用途，并简单进行手工绘制。 3通过查阅国家制图标准，写出形状公差的种类和用途，并简单进行手工绘制。 4通过查阅国家制图标准和金属切削手册，写出粗糙度的分类及等级。 5通过查阅国家制图标准，简单表述零件图上应该说明的技术要求主要有几个方面。 评价方式：自我评价、 小组评价、教师评价，结果请填写在表中。表221 评价表项目自我评价小组评价教师评价109865110986511098651占总评10%占总评30%占总评60%制图规范性 尺寸标注形位公差标注学习主动性标题栏的填写粗糙度的标注工作页质量纪律观念表达能力工作态度小计总评小拓展零件测绘一、画零件草图1、分析零件为了把被测零件准确完整地表达出来，应先对被测零件进行认真地分析，了解零件的类型，在机器中的作用，所使用的材料及大致的加工方法。2、确定零件的视图表达方案关于零件的表达方案，前面已经讨论过。需要重申的是，一个零件，其表达方案并非是唯一的，可多考虑几种方案，选择最佳方案。3、目测徒手画出零件草图零件的表达方案确定后，便可按下列步骤画出零件草图：确定绘图比例：根据零件大小、视图数量、现有图纸大小，确定适当的比例。定位布局：根据所选比例，粗略确定各视图应占的图纸面积，在图纸上作出主要视图的作图基准线，中心线。注意留出标注尺寸和画其它补充视图的地方。详细画出零件的内外结构和形状。注意各部分结构之间的比例应协调。检查、加深有关图线。画尺寸界线、尺寸线，将应该标注的尺寸的尺寸界线、尺寸线全部画出。集中测量、注写各个尺寸，注意最好不要画一个、量一个、注写一个。这样不但费时，而且容易将某些尺寸遗漏或注错。定并注写技术要求：根据实践经验或用样板比较，确定表面粗糙度；查阅有关资料，确定零件的材料、尺寸公差、形位公差及热处理等要求。最后检查、修改全图并填写标题栏，完成草图。二、画零件工作图由于绘制零件草图时，往往受地点条件的限制，有些问题有可能处理得不够完善，因此在画零件工作图时，还需要对草图进一步检查和校对，然后用仪器或计算机画出零件工作图，经批准后，整个零件测绘的工作就进行完了。三、测量工具及零件尺寸的测量在零件测绘中，常用的测量工具、量具有：直尺、内卡钳、外卡钳、游标卡尺、内径千分尺、外径千分尺、高度尺、螺纹规、圆弧规、量角器、曲线尺、铅丝和印泥等。对于精度要求不高的尺寸，一般用直尺、内外卡钳等即可，精确度要求较高的尺寸，一般用游标卡尺、千分尺等精确度较高的测量工具。特殊结构，一般要用特殊工具如螺纹规、圆弧规、曲线尺来测量。下面介绍几种常见的测量方法、长度尺寸的测量 长度尺寸一般可用直尺或游标卡尺直接量得读数。2、测量直径一般直径尺寸，内、外卡钳和直尺配合测量即可，较精确的直径尺寸，多用游标尺或内、外千分尺测量3.测量壁厚若遇用卡钳或卡尺不能直接测出的壁厚时，可采用测量计算得出壁厚。4.测量深度深度尺寸，可用游表卡尺或直尺进行测量。也可用专用的深度游标尺测量。5.测量孔距及中心高6、测量圆弧及螺距 测量较小的圆弧，可直接用圆弧规，测量大的圆弧，可用托印法，坐标法等方法。测量螺距，可用螺纹规直接测量，也可用其它方法测量。7、测量角度 测量角度可用游标量角器测量。8、测量曲线、曲面测量平面曲线，可用纸拓印其轮廓，再测量其形状尺寸。测量曲线回转面的母线，可用铅丝弯成与其曲面相贴的实形，得平面曲线，再测出其形状尺寸。一般的曲线和曲面都可用直尺和三角板定出曲线或曲面上各点的坐标，作出曲线再测出其形状尺寸。四、 零件测绘注意事项测量尺寸时，应正确选择测量基准，以减少测量误差。零件上磨损部位的尺寸，应参考其配合的零件的相关尺寸，或参考有关的技术资料予以确定。零件间相配合结构的基本尺寸必须一致，并应精确测量，查阅有关手册，给出恰当的尺寸偏差。零件上的非配合尺寸，如果测得为小数，则应圆整为整数标出。零件上的截交线和相贯线，不能机械地照实物绘制。因为它们常常由于制造上的缺陷而被歪曲。画图时要分析弄清它们是怎样形成的，然后用学过的相应方法画出。要重视零件上的一些细小结构，如倒角、圆角、凹坑、凸台和退刀槽、中心孔等。如系标准结构，在测得尺寸后，应参照相应的标准查出其标准值，注写在图样上教学活动2综合评价表项目自我评价小组评价教师评价109865110986511098651占总评10%占总评30%占总评60%工艺分析收集信息回答问题学习主动性协作精神工作页质量纪律观念表达能力工作态度小计总评学生的学习能力：与人沟通能力、信息整合能力3.评价点（教师组织学生以小组或个人形式，通过现场操作形式，向全班展示、汇报学习成果）1.工作页填写的正确性、整洁性2.成本核算方法的正确性3.毛坯购买时安全、适用学习活动3：花键传动轴加工1.能说出常用刀具材料、种类，并能叙述其用途，根据零件材料和形状特征，通过查阅切削手册和刀具手册，合理选择刀具和切削参数2.能按零件图纸要求，测量（锻件）毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量（长度、直径）3.能检查铣床功能完好情况，按操作规程进行加工前机床润滑、低速运转等准备工作4.能规范使用常用铣床夹具（分度头和尾座一夹一顶方式），短轴只要分度头装夹，装夹工件，并找正5.能规范装夹刀具，确保刀具安全性，并根据加工要求，运用适当对刀方法，正确对刀6.在加工过程中，能严格按照铣床操作规程操作铣床，按工步切削工件；根据切削状态调整切削用量，保证正常切削；适时检测，保证精度建议学时 44学时学习地点 实训厂房学习准备1.卧式铣床2.分度头3.三面刃铣刀，成形铣刀4.图样5.安装、调整分度头的工具、量具6.机械工人切削手册7.杠杆表8.铣床安全操作规程辅助工具平口钳或万能虎钳、刀具、扳手、平行等高垫铁、刀柄、铜锤、锉刀等量具游标卡尺、深度卡尺、高度尺、万能量角器、百分表、磁力表座、测量芯棒防护用品防护眼镜、棉纱、工作服、工作帽教学策划表教学活动关键能力（职业迁移能力）学生学习活动教师活动学习内容资源评价点学时地点教学活动3：花键传动轴的加工（11课时）（课时）1、分度头的安装、校正和花键轴轴线的校正方法 （3） 2、花键传动轴的加工 （7）3、轴上键槽的铣削 （1） 分析问题解决问题的能力1.铣床技术参数的查阅2.填写工作页3.选择工夹量具和刀具4.安装并找正工件（旋转轴线装夹误差在规定范围内，一般在0.02以内）5.选择并安装铣刀（第一步：三面刃或者立铣刀、键槽铣刀铣键宽第二步：换刀用锯片铣刀清槽底）6. 切削用量的选择7. 对刀并调整切削深度8.切削过程中要适时测量9.轴上键槽的铣削（过程是换键槽铣刀、对刀铣削并调整铣削深度、铣削过程中适时检测）10.加工完毕后，卸下工件并清理毛刺11.自检后上交质检组1.准备手册2.分组实施工件装夹、校正3.巡回检查学生操作的规范性和正确性4.对发现问题立即停止学生操作5.让学生讨论并引导学生发现自己问题出在何处6.注意学生在操作过程中的安全情况1.根据零件特征，查阅切削手册的方法，2.正确选择铣削花键轴刀具材料和结构形式（三面刃铣刀；立铣刀；键槽铣刀；锯片铣刀；成型刀具）的方法3.合理选择铣削花键轴的刀具和切削参数4.根据现场生产条件，查阅相关资料，确定符合加工技术要求的工、量、夹具，辅件及切削液的方法5.考虑零件材料、刀具材料、加工性质、机床特性等因素，查阅切削手册，确定切削三要素中的切削速度、每齿进给量和切削深度，并能运用公式计算转速和进给量6.依据零件图样要求，测量（锻件）毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量（长度、直径）的方法7.加工前，机床润滑、预热等准备工作作业内容8.规范使用常用分度头和尾座，一夹一顶方式的装夹方法和旋转轴线找正的原理和方法9.分度头装夹短轴的方法，装夹工件并找正的原理和方法10.规范装夹刀具，确保刀具安全的方法11.根据加工要求，正确对刀的方12.在加工过程中，保障按照铣床操作规程操作铣床，按工步切削工件的方法13.根据切削状态调整切削用量，保证正常切削；适时检测，保证精度的方法14.进行自检，判断零件是否合格的方法1.铣床说明书2.铣床3.所用夹具、刀具、工具、量具3.工作页4.多媒体课件1.能够遵守车间出入库制度2.能够安装分度头并利用百分表调整分度头满足加工要求3.能在规定时间