学习目标
（1）能说出鲁班锁的种类、功能。
（2）能描述出铣直角通槽、半通槽的加工步骤，并能独立完成鲁班锁的加工。
（3）能描述出直角通槽、半通槽的检测方法，将加工好的鲁班锁部件装配。
内容结构
鲁班锁的制作内容结构如图6-1 所示。
图6-1 鲁班锁的制作内容结构
学习任务描述
学校要制作一批鲁班锁（见图6-2）作为工艺品进行展示，现将该任务交由铣工车间，数量为20 件，工期10 天。学生需查阅资料，明确鲁班锁的结构特点；通过识读图纸（见图6-3～图6-8），分析工艺，确定加工步骤，制定鲁班锁工艺卡和工序卡；准备本次任务所需工量刃具；按要求完成鲁班锁的加工和装配，并提交订单。
扫码观看鲁班锁的任务描述
图6-2 六柱鲁班锁
图6-3 零件图LBS-01
图6-4 零件图 LBS-02
图6-5 零件图LBS-03
图6-6 零件图LBS-04
图6-7 零件图LBS-05
图6-8 零件图LBS-06
学习准备
一、鲁班锁简介
鲁班锁相传由春秋末期的鲁班发明（另传说由三国时期诸葛亮发明），也叫八卦锁、孔明锁，是广泛流传于民间的智力玩具。它是中国古代传统的土木建筑固定结合器，民间还有“别闷棍”“六子联方”“莫奈何”“难人木”等叫法。它不用钉子和绳子，完全靠自身结构的连接支撑形成一个整体，展现了一种看似简单，却凝结着不平凡的智慧。
1. 鲁班锁的种类
民间按照榫卯结构逐渐触类旁通，又在标准鲁班锁的基础上派生出了许多其他高难度的鲁班锁，如图6-9 所示。
2. 鲁班锁的主要功能
鲁班锁对放松身心，开发大脑，灵活手指均有好处，是老少皆宜的休闲玩具。鲁班锁看上去简单，其实内中奥妙无穷，不懂要领，很难完成拼合。
图6-9 鲁班锁种类
二、直角沟槽的种类
通常直角沟槽有通槽、半通槽（亦称半封闭槽）和封闭槽三种形式，如图6-10 所示。通过观察，大家会发现制作鲁班锁中有直角通槽、半通槽。
图6-10 直角沟槽的种类
三、铣削直角沟槽的铣刀
铣削直角沟槽常用的铣刀有三面刃铣刀、立铣刀、键槽铣刀等，此为还有合成铣刀和盘形槽铣刀。
三面刃铣刀又分直齿三面刃、错齿三面刃（见图6-11）。直齿三面刃——刀齿在圆柱面上与铣刀轴线平行，铣削时振动较大。错齿三面刃——刀齿在圆柱面上向两个相反的方向倾斜，具有螺旋齿铣刀铣削平稳的优点。
大直径的错齿三面刃铣刀多为镶齿式结构，当某一刀齿损坏或用钝时，可随时对刀齿进行更换。
图6-11 三面刃铣刀
1. 立铣刀
立铣刀（见图6-12）的主切削刃是圆柱面上，端面上的的切削刃是副刀刃。没有中心刃的立铣刀工作时不能沿着铣刀的轴向做进给运动。按照国家标准规定：立铣刀直径为2～50 mm，可分为粗齿与细齿两种。
2. 键槽铣刀
键槽铣刀（见图6-13）主要用于加工键槽与槽。如6 mm 的立铣刀跟键槽铣刀6 mm 比铣槽时，立铣刀容易断刀，而键槽铣刀能一刀完成。
图6-12 立铣刀
图6-13 键槽铣刀
键槽铣刀的切削量要比立铣刀大。键槽铣刀不能加工平面，而立铣刀可以加工平面。
3. 合成铣刀
合成铣刀（见图6-14）由两半部镶合而成。切削性能较好，生产效率也较高，但制造复杂，使用受限。
图6-14 合成铣刀
四、铣削直角沟槽的方法
1. 铣削直角通槽的方法
扫码观看铣削半通槽的方法与检测
直角通槽主要用三面刃铣刀铣削，也可以用立铣刀、合成铣刀铣削。
（1）用三面刃铣刀铣削直角通槽。
① 铣刀的选择。
所选择的三面刃铣刀的宽度L 应等于或小于所加工工件的槽宽B，即L≤B。三面刃铣刀的直径D 应大于刀杆垫圈直径d 与2 倍的沟槽深度H 之和，即D>d+2H，如图6-15 所示。对于槽宽B 的尺寸精度要求较高的沟槽，通常选择宽度小于槽宽的三面刃铣刀，采用扩刀法，分两次以上铣削至要求的尺寸。
图6-15 铣刀选择
② 工件的装夹。
一般情况下采用平口钳装夹工件。铣窄长的直角通槽时，平口钳固定钳口应与铣床主轴轴线垂直；在窄长工件上铣削与工件长度方向垂直的直通槽时，平口钳固定钳口应与铣床主轴轴线平行。这样可保证铣出的直角通槽两侧面与工件的基准面平行或垂直。工件装夹如图6-16 所示。
图6-16 工件的装夹
③ 对刀方法。
平行于侧面的直角通槽工件，在装夹校正之后，将回转的三面刃铣刀的侧面刀刃轻擦工件侧面，垂直降落工作台。使工作台横向移动一个等于铣刀宽度L 加槽侧面距离C 的位移量A（A＝L＋C）。将横向进给紧固后，按槽的铣削深度上升调整工作台，即可对工件进行铣削。对刀方法如图6-17 所示。
图6-17 对刀方法
（2）用立铣刀或合成铣刀铣削直角通槽。
当直角通槽宽度大于25 mm 时，一般用立铣刀采用扩刀法进行加工（见图6-18），或采用合成铣刀铣削。采用合成铣刀铣削时，工件装夹、对刀的方法与三面刃铣刀基本相同。
图6-18 立铣刀铣削直角通槽
2. 用立铣刀或键槽铣刀铣削半通槽
半通槽多采用立铣刀进行铣削，如图6-19 所示。用立铣刀铣削半通槽时，所选择的立铣刀直径应等于或小于槽的宽度。由于立铣刀的刚度较低，铣削时容易产生“偏让”现象，甚至使铣刀折断，因此在铣削较深的槽时，可采用分层铣削的方法，先粗铣至槽的深度尺寸，用扩铣至槽的宽度尺寸，扩铣时应尽量避免顺铣。(www.xing528.com)
图6-19 立铣刀铣削半通槽
3. 直角沟槽的检测
直角沟槽的长度、宽度和深度一般使用游标卡尺、游标深度尺检测。工件精度较高时，槽的宽度尺寸可用极限量规（塞规）检测。其对称度或平行度可用游标卡尺或杠杆百分表检测。检测时，分别以工件两侧面为基准面靠在平板上。然后使百分表的测量触头触到工件的槽侧面上，平移工件检测，两次检测所得百分表读数的差值，即其对称度（或平行度）误差值。
扫码观看铣削直角通槽的方法及检测
五、鲁班锁的装配
经典款的六柱鲁班锁，在没有任何提示的情况下装配困难。本小节参照图6-20 和图6-21以图文结合的方式，说明鲁班锁的装配方法。
图6-20 鲁班锁零件
扫码观看鲁班锁的装配
图6-21 鲁班锁装配步骤
任务实施
一、零件工艺分析
1. 阅读生产任务单（见表6-1），明确加工任务
表6-1 生产任务单
（1）本生产任务需要加工的产品名称：___________；材料：___________；加工数量：___________。
（2）本生产任务加工周期为10 天，你准备如何分配任务完成零件的加工？
（3）结合学习内容，查阅相关资料，写出鲁班锁的种类与功能。
2. 识读零件图
（1）鲁班锁零件图LBS-06（图6-8）中，未注尺寸公差按GB/T 1804—2000m 级加工、未注几何公差按GB/T 1184—1996H 级加工表示什么？
（2）通过查阅资料，绘制鲁班锁零件图（带有尺寸公差）。
3. 读工艺卡（见表6-2）
表6-2 鲁班锁加工工艺卡
（1）在鲁班锁的加工中，需要在铣床上完成的是哪几道工序？
（2）从工艺卡中可以看出，鲁班锁的制作需要用到盘铣刀、立铣刀等刀具。立铣刀分为和 两种。
二、工量刃具准备
1. 填写领料单（见表6-3），并领取材料
表6-3 领料单
2. 填写工量具清单（见表6-4）并领取工量具
表6-4 工量具清单
三、鲁班锁的制作
（1）铣削六面体。
根据之前学习的内容，参照图6-22 写出铣削六面体的步骤。
图6-22 六面体加工步骤
（2）根据鲁班锁零件图，采用立铣刀分别铣削零件LBS-01～LBS-06。
四、鲁班锁的装配及质量分析
1. 观看鲁班锁装配视频，写出装配步骤
2. 检测工件
对工件进行检测，并将结果填写在表6-5 中。
表6-5 测量结果
3. 误差分析（见表6-6）
表6-6 误差分析
五、总结与评价
1. 个人及小组评价
把个人制作好的鲁班锁分组展示，再由小组推荐代表作必要的介绍。在展示过程中，以小组为单位进行评价。评价完成后，根据其他小组成员对本组展示成果的评价意见进行归纳总结，并完成以下项目：
（1）展示的鲁班锁符合技术标准吗？
合格□ 不良□ 返修□ 报废□
（2）与其他小组相比，你认为本小组的鲁班锁工艺：
工艺优化□ 工艺合理□ 工艺一般□
（3）本小组成果介绍表达是否清楚？
很好□ 一般，常补充□ 不清楚□
（4）本小组演示的鲁班锁检测方法操作正确吗？
正确□ 部分正确□ 不正确□
（5）本小组演示操作时遵循了“7S”的工作要求吗？
符合工作要求□ 忽略了部分要求□ 完全没有遵循□
（6）本小组的成员团队创新精神如何？
良好□ 一般□ 不足□
自我评价（心得体会）
2. 教师评价
教师对展示的作品分别作评价。
（1）找出各组的优点进行点评。
（2）对展示过程中各组的缺点进行点评，并提出改进方法。
（3）对学生在整个任务完成中出现的亮点和不足进行点评。
表6-7 学习评价
3. 学习反馈
（1）鲁班锁种类和功能有哪些？
（2）铣削直角通槽、半通槽的方法及注意事项有哪些？
（3）简述鲁班锁的制作步骤及装配要点。
（4）如何保证尺寸精度？
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