铣床基本操作.doc

教 案
课程名称：《铣工工艺与技能训练》
授课教师
姜思鹏
所在部门
职教
课程类别
专业技能方向课程
授课日期
年 月 日
授课时数
理论6+实践6
授课内容
项目一 铣床基本操作
授课对象
数控专业班级
教
学
目
标
知识目标
通过本项目的学习 ，明确铣床的使用常识、安全文明生产要求；掌握铣床操作方法。
能力目标
能正确和较熟练地安排铣削加工工艺、工序、工步，掌握各种工装、刀具、夹具的安排和使用技能。
情感目标
培养学生按照机床的操作规程、激发学生对铣工工作重要性的认识和对铣工工作的热爱；通过相互协作，提高团队意识。
教学重点
与 难 点
重点：具有熟练应用机床进行操作的能力。
难点：掌握其基本铣削加工思路和加工工艺方法。
学情分析
本课程是机械加工类学生学习机械零件加工的一门重要专业课。是学生接触铣削加工的关键过程，为进一步学习数控铣削编程做准备。
教学方法
引导教学法、示范演示法
教具
在理实一体的实训室
教学过程及内容提要
时间分配及备注
教学过程设计注意以下环节：
组织教学 点名，考查学生的出勤情况
复习环节 1.铣床的作用是什么？
2.铣床的种类有哪些？
3.对铣削加工的初步理解？
4.铣床各部分组成及作用？
导入新课环节：
铣工工艺学是一门研究铣床铣削技术与零件加工和贯彻国家机械加工有关标准为主要内容的课程，它研究应用铣床对机械零件加工与铣削实训自动加工的原理和方法，为培养学生的应用铣床的操作能力和实训加工操作能力打下必要的基础。
互动环节：
在课堂讲授操作步骤基础上，与学生们在实训机床上进行操作练习，要时实纠正学生在操作中出现的错误，机床操作过程为保证零事故率，基本实现手把手式教学。
课堂小结环节：
将课堂过程中出现的问题总结出来，例如对刀的原理与步骤等问题，研讨出一种更合适的教学方法方式。

教 案
课程名称：《铣工工艺与技能训练》
教学过程及内容提要
时间分配及备注
项目描述
明确铣床的使用常识、安全文明生产要求；掌握铣床操作方法。
能正确和较熟练地安排铣削加工工艺、工序、工步，掌握各种工装、刀具、夹具的安排和使用技能。
项目目标
通过本项目的学习 ，明确铣床的使用常识、安全文明生产要求；掌握铣床操作方法。能正确和较熟练地安排铣削加工工艺、工序、工步，掌握各种工装、刀具、夹具的安排和使用技能。
在本项目的学习过程中，学生要按照机床操作规程、注重产品的质量、严格遵守劳动纪律、培养团结合作的职业素质。
一. 安全操作规程教育
1、进入工场地必须穿戴工作服,操作时不准戴手套，女同学必须戴上工作帽。
2、开车前，检查机床手柄位置及刀具装夹是否牢固可靠，刀具运动方向与工作台进给方向是否正确。
3、将各注油孔注油，空转试车(冬季必须先开慢车)2分钟以上，查看油窗等各部位，并听声音是否正常．
4、切削时先开车，如中途停车应先停止进给，后退刀再停车．
5、集中精力，坚守岗位，离开时必须停车，机床不许超负荷工作．
6、工作台上不准堆积过多的铁屑，工作台及道轨面上禁止摆放工具或其他物件，工具应放在指定位置 。
7、切削中，禁止用毛刷在与刀具转向相同的方向清理铁屑或加冷却液。
8、机床变速、更换铣刀以及测量工件尺寸时，必须停车。
9、严禁两个方向同时自动进给。
10、铣刀距离工件10毫米内，禁止快速进刀，不得连续点动快速进刀。
11、通常不采用顺铣，而采用逆铣。若有必要采用顺铣，则应事先调整工作台的丝杆螺母间隙到合适程度方可铣削加工，否则将引起“扎刀”或打刀现象。
12、在加工中，若采用自动进给，必须注意行程的极限位置；必须严密注意铣刀与工件夹具间的相对位置。以防发生过铣、撞铣夹具而损坏刀具和夹具。加工中，严禁将多余的工件、夹具、刀具、量具等摆在工作台上。以防碰撞、迭落，发生人身、设备事故。中途停车测量工件，不得用手强行刹住惯性转动着的铣刀主轴。铣后的工件取出后，应及时去毛刺，防止拉伤手指或划伤堆放的其它工件。
13、发生事故时，应立即切断电源，保护现场，参加事故分析，承担事故应负的责任。
14、机床在运行中不得擅离岗位或委托他人看管。不准闲谈、打闹和开玩笑。
15、两人或多人共同操作一台机床时，必须严格分工分段操作，严禁同时操作一台机床。

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教学过程及内容提要
时间分配及备注
16、经常注意各部润滑情况，各运转的连接件，如有发现异常情况或异常声音应立即停车报告。
17、工作结束后，将手柄摇到零位，关闭总电源开关，将工卡量具擦净放好，擦净机床，做到工作场地清洁整齐。收拾好所用的工、夹、量具，摆放于工具箱中，工件交检。
二. 铣床简介
1、铣削基本知识
铣床有多种形式，并各有特点，按照结构和用途的不同可分为：卧式升降台铣床、立式升降台铣床（图1）、龙门铣床（图2）、仿形铣床、工具铣床、数控铣床等。其中，卧式升降台铣床和立式升降台铣床的通用性最强，应用也最广泛。这两类铣床的主要区别在于主轴轴心线相对于工作台水平和垂直安置。
图1 立式升降台铣床
1—立铣头； 2一主轴；3一工作台；4一床鞍；5一升降台
图2 龙门铣床
1—工作台；2,6一水平铣头；3一横梁
4,5一垂直铣头
2、铣床的型号
铣床的型号由表示该铣床所属的系列、结构特征、性能和主要技术规格等的代号组成。
例如：

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时间分配及备注
铣床种类虽然很多，但各类铣床的基本结构大致相同。现以X6132型万能升降台
铣床（如图3所示）为例，介绍铣床各部分的名称、功用及操作方法。

图3 X6132型万能升降台铣床
3、铣床的基本部件
（1）底座
底座是整部机床的支承部件，具有足够的强度和刚度。底座的内腔盛装切削液，供切削时冷却润滑。
（2）床身
床身是铣床的主体，铣床上大部分的部件都安装在床身上。床身的前壁有燕尾形的垂直导轨，升降台可沿导轨上下移动；床身的顶部有水平导轨，悬梁可在导轨上面水平
移动；床身的内部装有主轴、主轴变速机构、润滑油泵等。
（3）悬梁与悬梁支架
悬梁的一端装有支架，支架上面有与主轴同轴线的支承孔，用来支承铣刀轴的外端，以增强铣刀轴的刚性。悬梁向外伸出的长度可以根据刀轴的长度进行调节。
（4）主轴
主轴是一根空心轴，前端有锥度为7∶ 24的圆锥孔，铣刀刀轴一端就安装在锥孔中。主轴前端面有两键槽，通过键联接传递扭矩，主轴通过铣刀轴带动铣刀作同步旋转运动。

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时间分配及备注
（5）主轴变速机构
由主传动电动机（7.5kW 1450r/min）通过带传动、齿轮传动机构带动主轴旋转，操纵床身侧面的手柄和转盘，可使主轴获得18种不同的转速。
6）纵向工作台
纵向工作台用来安装工件或夹具，并带动工件作纵向进给运动。工作台上面有三条T形槽，用来安放T形螺钉以固定夹具和工件。工作台前侧面有一条T形槽，用来固定自动挡铁，控制铣削长度。
（7）床鞍
床鞍（也称横拖板）带动纵向工作台做横向移动。
（8）回转盘
回转盘装在床鞍和纵向工作台之间，用来带动纵向工作台在水平面内作±45°的水平调整，以满足加工的需要。
（9）升降台
升降台装在床身正面的垂直导轨上，用来支撑工作台，并带动工作台上下移动。升降台中下部有丝杠与底座螺母联接；铣床进给系统中的电动机和变速机构等就安装在其内部。
（10）进给变速机构
进给变速机构装在升降台内部，它将进给电动机的固定转速通过其齿轮变速机构，变换成18级不同的转速，使工作台获得不同的进给速度，以满足不同的铣削需要。
三. X6132型铣床的操作
（1）主轴变速操作
将各进给手柄及锁紧手柄放在空位，练习主轴的起动、停止及主轴变速。先将变速手柄向下压，使手柄的榫块自槽1内滑出，并迅速转至最左端，直到榫块进入槽2内，然后转动转速盘，使盘上的某一数值与指针对准，再将手柄下压脱出槽2，迅速向右转回，快到原来位置时慢慢推上，完成变速，如图4所示。转速盘上有30～1500 r/min共l8种转速。
图4主轴变速操作

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时间分配及备注
（2）手动进给操作
用手分别摇动纵向工作台、床鞍和升降台手柄，做往复运动，并试用各工作台锁紧手柄。分别顺时针、逆时针转动各手柄时，观察工作台的移动方向。控制纵向、横向移动的螺旋传动的丝杆导程为6mm，即手柄每转一圈，工作台移动6 mm，每转一格，工作台移动0.05 mm。升降台手柄每转一圈，工作台移动2 mm，每转一格，工作台移动0.05 mm。
（3）自动进给操作
工作台的自动进给，必须起动主轴才能进行。工作台纵向、横向、垂向的自动进给操纵手柄均为复式手柄。纵向进给操纵手柄有三个位置，如图5所示。横向和垂向由同一手柄操纵，该手柄有五个位置，如图6所示。手柄推动的方向即工作台移动的方向，停止进给时，把手柄推至中间位置。变换进给速度时应先停止进给，然后将变速手柄向外拉并转动，带动转速盘转至所需要的转速数，对准指针后，再将变速手柄推回原位。转速盘上有23.5～1180 r/min共8种进给速度。

工作台纵向进给手柄 工作台横向、垂直进给手柄
自动进给时，按下快速按钮，工作台则快速进给，松开后，快速进给停止，恢复正常进给速度。
四.铣削运动和铣削用量
1、铣削运动
主运动：铣刀的旋转运动。
进给运动：工件的移动或回转、铣刀的移动等。
2、铣削用量的要素
（1）铣削用量的概念
在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。它包括铣削宽度、铣削深度、铣削速度和进给量。
1）铣削宽度（） 它是指工件在一次进给中，铣刀切除工件表层的宽度，通常用符号B来表示。

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2）铣削深度（） 它是指工件在一次进给中，铣刀切除工件表层的厚度，通常用符号ap来表示。
3）铣削速度（vc） 它是指主运动的线速度，单位是m/min。铣削速度即铣刀切削刃上离中心最远点的圆周速度，其计算公式为

式中：d0——铣刀外径，mm；
n——铣刀转速，r/min。
4）进给量（f） 它是指工件相对于铣刀进给的速度，有以下三种表示方法：
每齿进给量（fz）——铣刀每转过一齿工件相对于铣刀移动的距离，mm/z；
每转进给量（fr）——铣刀每转过一转工件相对于铣刀移动的距离，mm/r；
每分进给量（fmin）——每分内工件相对于铣刀移动的距离，mm/min。
每齿进给量是选择进给量的依据，而每分进给量则是调整铣床的实用数据。这三种进给量相互关联，关系式为
fmin = fr×n = fz×n×z
式中：n——铣刀转速，r/min；
z——铣刀齿数。
（2）选择铣削用量
选择铣削用量的依据是工件的加工精度、刀具耐用度和工艺系统的刚度。在保证产品质量的前提下，尽量提高生产效率和降低成本。
粗铣时，工件的加工精度不高，选择铣削用量应主要考虑铣刀耐用度、铣床功率、工艺系统的刚度和生产效率。首先应选择较大的铣削深度和铣削宽度，当铣削铸件和锻件毛坯时，应使刀尖避开表面硬层。加工铣削宽度较小的工件时，可适当加大铣削深度。铣削宽度尽量一次铣出，然后再选用较大的每齿进给量和较低的铣削速度。
半精铣适用于工件表面粗糙度要求在Ra值为6.3～3.2 mm之间。精铣时，为了获得较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，铣削深度应取小些，铣削速度可适当提高，每齿进给量宜取小值。一般情况下，选择铣削用量的顺序是：先选大的铣削深度，再选每齿进给量，最后选择铣削速度。铣削宽度尽量等于工件加工面的宽度。

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四、切屑液
切削液具有冷却和润滑作用，能迅速带走切削区的热量，减小刀具与工件之间的摩擦，降低切削力，提高工件表面质量和刀具耐用度。此外，切削液还具有清冼作用、防锈，能把工件表面碎屑、污物冲走，保持工件表面干净。常用切削液有水溶液、乳化液（水基）和切削油（油基）等。选用切削液主要根据工件材料、刀具材料和加工性质来确定。一般粗加工时，因发热量大，宜选用冷却为主的切削液；精加工时宜选用润滑为主的切削液；当加工铸铁、使用硬质合金刀具时，可不加切削液。硬质合金铣刀作高速切削时一般不用切屑液，以免刀片因骤冷而碎裂。

加工材料
铣削种类
粗铣
精铣

碳钢

乳化液、苏打水
乳化液(低速时质量分数10%~15%,高速时质量分数5%)、极压乳化液、复合油、硫化油等

合金钢

乳化液、极压乳化液
乳化液(低速时质量分数10%~15%,高速时质量分数5%)、极压乳化液、复合油、硫化油等

不锈钢及耐热钢

乳化液、极压切削油硫化乳化液
极压乳化液
氯化煤油
煤油加25%植物油
煤油加20%松节油和20%油酸、极压乳化液
硫化油（柴油加20%脂肪和5%硫磺）、极压切削油
铸钢
乳化液、极压乳化液、苏打水
乳化液、极压切削油
复合油
青铜
黄铜
一般不用，必要时用乳化液
乳化液
含硫极压乳化液
铝
一般不用，必要时用乳化液、复合油
柴油、复合油
煤油、松节油

铸铁
一般不用，必要时用压缩空气或乳化液
一般不用，必要时用压缩空气或乳化液或极压乳化液
表1-1

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五、铣刀
1、铣刀切削部分的材料
（1）.铣刀切削部分对的材料的要求
1）高的硬度 60HRC以上
2）良好的耐磨性
3）足够的强度和韧性
4）良好的热硬性
5）良好的工艺性
（2）.常用的铣刀材料
1)高速工具钢 HSS
2)硬质合金钢
①钨鈷类K
②钨钛类P
③钨钛钽（铌）鈷类M
2、铣刀的种类
（1）. 铣刀的种类
铣刀的种类很多，可以用来加工各种平面、沟槽、斜面和成形面。铣刀的分类方法很多，常用的分类方法如下。
1）按铣刀切削部分的材料分类
按铣刀切削部分的材料分类，可分为高速工具钢铣刀和硬质合金铣刀。高速工具钢铣刀一般形状较复杂，有整体和镶齿两种；硬质合金铣刀大都不是整体的，硬质合金铣刀片以焊接或机械夹固的方式镶装在铣刀刀体上，如硬质合金端面铣刀等。
2）按铣刀的结构分类
按铣刀的结构分类，可分为整体铣刀、镶齿铣刀和机械夹固式铣刀等类型。
3）按铣刀用途分类
按铣刀用途分类可分为平面铣刀、沟槽铣刀、成形面铣刀等类型。平面铣刀主要有端铣刀、圆柱铣刀；沟槽铣刀主要有立铣刀、三面刃铣刀、槽铣刀和锯片铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀和角度铣刀等；成形面铣刀是根据成形面的形状而专门设计的成形铣刀。
（2）.铣削加工工艺范围
一般情况下，铣削加工的精度范围在IT11～IT8之间，表面粗糙度Ra值在12.5～0.4μm之间。铣削加工效率高，范围广。如图7所示为铣床加工的各种典型表面。

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图7 铣床加工的典型表面
3、铣刀的组成部分及作用
(1)铣削时工件上形成的表面
(2)辅助平面
(3)铣刀的主要刀面和几何角度
(4)圆柱形铣刀
(5)三面刃铣刀
4、铣刀的安装
(1)带孔铣刀的安装
(2)套式端铣刀的安装
(3)带柄铣刀的安装
(4)铣刀安装后的检查

课后作业
P59.1.2.5.6.9.12.13.15.
课后反思
学生理论基础相对薄弱，计算能力欠缺，但他们动手能力较强，及项目评价环节，增强了他们学习信心，同时培养了学生对铣工工作重要性的认识和对铣工工作的热爱；通过相互协作，提高团队意识。

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