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1、机械制造工艺,项目五 键槽零件加工,【知识目标】掌握铣床的结构特点,掌握铣削加工工艺范围会计算铣削用量会选择铣削方式,重点掌握顺铣和逆铣的工艺特点熟悉铣刀的种类和使用特点会选择平面的加工工艺方法 【能力目标】会分析键槽零件技术要求会编制键槽零件加工工艺过程卡 【任务导入】图5-1所示是键槽零件设计图。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,图5-1 键槽零件加工图,【任务导入】图5-1所示是键槽零件设计图。工件材料：45钢，每批次数量为：10件。要求编制零件加工工艺过程卡。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,【相关知识】一、键槽零件分析1.零件结构分析（1）零件表面组成 由基本表面（外圆柱表面和平面（
2、两端面和键槽）（2）确定主要表面与次要表面 主要表面：外圆柱表面（ 、 ）和平面（两端面）。 次要表面：其余表面。（3）零件结构工艺性分析零件结构工艺性合理，切削加工工艺性较好。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,2.零件技术要求（1）精度要求要保证槽宽精度 mm，控制深度尺寸37.5mm，键槽长度20mm，保证键槽与轴心线对称度为0.15mm。（2）表面粗糙度要求键槽侧面表面粗糙度值Ra3.2m，其余Ra6.3m,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,二、X5032铣床 如图5-2所示是X5032型立式铣床。立式铣床的主轴与工作台台面垂直,主轴处于垂直位置。 立式铣床安装主轴的部分称为立铣头,万能立
3、式铣床的立铣头与床身以可以转动的方式结合,并有刻度盘标示立铣头旋转角度。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,图5-2 X5032型立式铣床,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,铣床铣削加工零件，生产效率高，加工范围广，既适用于单件小批生产，又适用于大批量生产；既适用于大型件加工，又适用于小型件加工。 可加工如图53所示各种典型表面。 铣削加工精度范围在IT11IT8之间，表面粗糙度值Ra在12.50.4（1.6）m之间。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,三、铣削运动铣削用量是衡量铣削运动大小的参数,包括铣削速度c、进给量f、铣削深度ap、铣削宽度ae 四个要素,如图5-4所示。,图5-4 周铣和端铣
4、时的铣削用量,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,1.铣削速度c：是指铣刀旋转时的切削速度铣刀直径（mm）铣刀或主轴转速（r/min）表5-1 铣削速度的选取,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,2.进给量f：是指铣削过程中，工件相对于铣刀沿进给方向移动的距离。 每齿进给量（fz） 每转进给量（fr） 进给速度（vf）：单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/min。 Vf=f n=fz n,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,3.铣削深度ap：见表5-3 平行于铣刀轴线方向测量的切削层的尺寸 铣削深度是根据工件的加工余量和精度确定。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,4.铣削宽度ae：见表
5、5-3 垂直于铣刀轴线并垂直于进给方向测量的切削层的尺寸 铣削深度是根据工件的加工余量和精度确定。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,5.铣削用量的合理选择 铣削深度与铣削宽度的选择每齿进给量fz选择原则铣削速度vf的选择,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,四、铣削方式的确定铣削方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动关系,一般有顺铣和逆铣两种。铣削方式对延长铣刀寿命、提高加工精度及合理使用铣床都有相当重要的作用。1.周铣法（1）逆铣的特点（2）顺铣的特点,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,1.周铣法 （1）逆铣的特点：薄厚、工件上抬、振动、磨损 （2）顺铣的特点：厚薄。工作台窜动、打刀,任务一 编制键槽
6、零件工艺过程卡,2.端铣法（1）对称端铣（2）不对称逆铣：适合于铣削普通碳钢和高强度低合金钢。（3）不对称顺铣：适合于加工不锈钢等中等强度和高塑性的材料。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,五、铣刀的选用铣刀是多刃刀具,常用铣刀有圆柱铣刀、端面铣刀、三面刃铣刀、立铣刀、T 形槽铣刀、键槽铣刀、锯片铣刀等,铣床上也可以用铣刀加工孔类零件。1.加工平面用铣刀 （1）圆柱铣刀 选用原则： 粗加工选用粗齿刀； 槽加工选用细齿刀。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,（2）面铣刀：主要用于加工平面，尤其适合大面积平面加工。 粗加工应当选用较小的铣刀直径；精加工时则选用铣刀直径大
7、些，最好能包容加工面的整个宽度。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,2.加工沟槽用铣刀（1）立铣刀：主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面，也可以利用靠模加工成形表面。 主切削刃分布在圆周上，副切削刃分布在端面上，但其不到中心，一般不宜沿轴线方向作进给。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,（2）三面刃铣刀 主要用于加工沟槽和台阶面。 有直齿、错齿和镶齿三种结构。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,（3）键槽铣刀 用于加工圆头封闭键槽。 有两个刀齿，圆柱面和端面都有刀刃，端面刃为主切削刃，强度较高，而圆周刃为副切削刃。 加工时，先轴向进给到槽深，然后沿键槽方向铣出全长。 重
8、磨时只需刃磨端面切削刃，磨后铣刀直径不变,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,六、平面加工工艺方法选择平面加工有铣削、刨削、磨削、刮研和研磨等工艺方法。1.平面加工方法方案选择（见表5-4）2.平面铣削加工方案的选择采用铣削加工平面时可采用如下的加工方案:（1）低精度平面的加工方案：IT12IT11,Ra5012.5m（2）中等精度平面的加工方案半精铣：IT10IT9,Ra6.33.2m（3）高精度平面的加工方案精铣：IT8IT7,Ra3.21.6m,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,【任务实施】一、实施环境理实一体化教学车间或普通教室。二、实施步骤通过对键槽零件工艺分析,制订图5-1所示零件的工艺
9、过程卡。具体步骤如下:1.计算零件年生产纲领,确定生产类型 该键槽零件加工数量为10件，属小批量生产。2.确定毛坯 选用45号钢圆钢。,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,3.制订零件的机械加工工艺路线 （1）加工方法的选择 （2）选择定位基准：粗外圆；精两个中心孔 （3）制订工艺路线 划分为三个阶段 粗加工:钻中心孔、粗车各级外圆； 半精加工：半精加工各处外圆、铣键槽； 精加工：研磨中心孔，粗磨、精磨各外圆。 为小批量生产，采用工序集中方式。 工艺路线:粗车精车铣键槽粗磨精磨。 4.选择机床及刀具、夹具、量具,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,任务一 编制键槽零件工艺过程卡,表5-5 键槽零件机械
10、加工工艺过程卡,任务二 键槽零件铣削加工,【知识目标】熟悉铣刀的装夹方法了解工件安装方法了解铣床夹具的使用方法 【能力目标】会操作铣床具备键槽铣削加工能力 【任务导入】键槽零件在半精加工后,按工艺要求进入铣削工序,要求铣出的键槽达到图纸设计要求。,【相关知识】一、铣刀的装夹1.操作步骤2.直柄键槽铣刀的装夹步骤如图5-17所示,选用外径为12mm 的标准直柄键槽铣刀,装夹步骤如下:3.直柄键槽铣刀装夹后的检测步骤,任务二 键槽零件铣削加工,图5-19 工作台螺栓压板直接装夹,任务二 键槽零件铣削加工,二、工件的装夹方法 1.铣床工作台上用螺栓压板直接装夹大型工件常直接装夹在铣床工作台上用螺栓、
11、压板压紧,这种加工方法可用百分表、划针等工具找正加工面和铣刀的相对位置,如图5-19所示。,2.机用平口虎钳装夹图5-20所示的机用平口虎钳,可用于装夹形状较为简单的如矩形和圆柱形的中、小型工件,是常用的铣床通用夹具。,图5-20 机用平口虎钳装夹,任务二 键槽零件铣削加工,任务二 键槽零件铣削加工,3.分度头装夹分度头又称万能分度头,如图5-23所示,它是铣床的重要附件之一,能将工件作任意的圆周等分或直线移距分度,可把工件轴线装夹成水平或垂直或倾斜的位置。,图5-23 万能分度头的装夹,任务二 键槽零件铣削加工,4.V 形架装夹V形架主要用于装夹轴类零件,这种装夹方式一方面具有良好的对中性,
12、另一方面还可承受较大的切削力,如图5-24所示。,图5-24 V 形架装夹,任务二 键槽零件铣削加工,5.轴用台虎钳上装夹工件在普通立式铣床上铣削键槽零件,常用轴用台虎钳装夹工件,如图5-25所示。,任务二 键槽零件铣削加工,三、铣床夹具使用 专用夹具一般适用于大批量生产,它定位准确、夹紧可靠、加工效率高。 铣床夹具主要使用在加工零件上的平面、键槽、缺口及成形表面等。 按不同的进给方式可分为如下二种类型。1.直线进给式铣床夹具2.圆周进给式铣床夹具这类夹具常用于具有回转工作台的铣床上,工件连同夹具随工作台作连续、缓慢的回转进给运动,装卸工件能在不停车的情况下进行,因而生产效率高,适用于大批大量
13、生产中的中、小工件的加工。,任务二 键槽零件铣削加工,任务二 键槽零件铣削加工,任务二 键槽零件铣削加工,【任务实施】 加工图5-1所示的键槽零件。具体铣削步骤如下:1.识读图样,检验预制件2.铣刀的装夹与安装3.安装并找正工件,任务二 键槽零件铣削加工,4.对刀 （1）竖向槽深对刀 （2）横向对中对刀 （3）纵向槽长对刀,任务二 键槽零件铣削加工,5.铣削键槽 （1）画键槽两端线 （2）选择和调整铣削用量： 主轴转速n=475r/min，vc17.9m/min，vf=23.5mm/min，fz0.025mm/Z （3）铣键槽：对好刀后，先竖向手动进给到槽深，然后纵向进给到两端线。6.工序检验
14、：按设计图样进行检验。,任务二 键槽零件铣削加工,任务三 键槽零件检测,【知识目标】了解键槽零件主要检测项目掌握利用常规量具检测键槽零件的方法 【能力目标】会使用各种量具对键槽零件进行检测 【任务导入】键槽零件质量检测的主要项目是槽宽的测量、键槽槽深和长度的测量以及键槽对称度的测量。,【相关知识】一、槽宽的测量测量槽宽工具可用025mm 内径千分尺或塞规进行测量,如图5-30所示。,图5-30 键槽宽度测量,任务三 键槽零件检测,二、键槽槽深和长度的测量测量槽深尺寸可用游标卡尺或千分尺测量,测量方法如图5-31所示。,图5-31 键槽深度的测量,任务三 键槽零件检测,三、键槽对称度的测量键槽对
15、工件轴线的对称度的测量可在标准平板上用百分表借助V 形架进行测量。对于窄而浅的键槽检测,可参照图5-32所示的方法加以检验。四、键槽表面粗糙度的测量,图5-32 键槽对称度的测量,任务三 键槽零件检测,【任务实施】 实施步骤 1.槽宽的测量：按图5-30操作 2.键槽槽深和长度的测量:按图5-31操作 3.键槽对称度的测量:按图5-32操作; 4.键槽表面粗糙度的测量:用样板比照法测量,任务三 键槽零件检测,任务四 键槽零件质量分析,【知识目标】掌握加工表面质量及其对使用性能的影响 了解影响加工表面冷作硬化的主要因素,掌握磨削烧伤的基本概念掌握提高机械加工表面质量的工艺方法 【能力目标】会分析
16、键槽零件产生质量问题的原因 【任务导入】键槽零件铣削加工质量直接影响产品使用性能、精度和寿命。要能对键槽零件进行质量分析首先需要了解影响表面质量的各种工艺因素、影响表面冷作硬化的主要因素以及提高机械加工表面质量的主要措施与方法。,【相关知识】 一、影响加工表面质量的工艺因素机械加工表面质量是指零件表面机械加工后的表面状态,主要由表面的几何形状特征和表面物理力学性能所构成,它是评定零件加工优劣的重要依据之一。,任务四 键槽零件质量分析,1.加工表面质量的含义加工表面质量的含义可以用表面完整性来概括,它包含以下两个方面的内容。（1）表面的几何特征表面的几何特征如图5-33所示。由以下几部分组成: 表面粗糙度； 表面波度； 表面加工纹理； 伤痕,任务四 键槽零件质量分析,图5-33 表面几何特征的组成,任务四 键槽零件质量分析,（2）表面力学物理性能表面加工硬化表面金相组织的变化表面残余应力,
