金属切削加工方法与设备第三节(王茂元).pptx

第三节 铣 削 加 工 一、 铣削的特点和应用 铣削加工是以铣刀的旋转运动为主运动，工件在垂直 于铣刀轴线方向的直线运动为进给运动的切削加工方式。 1.铣削加工采用多齿刀具切削 铣削生产效率高，加工范围广；刀具冷却效果好，耐 用度高。 2.铣削加工属于断续切削 要求机床和夹具具有较高的刚度和抗振性；铣刀刀齿 的散热条件好。 第三节 铣 削 加 工 3.同一种被加工表面可以选择不同的铣削方式和刀具 4.铣削主要用于粗加工和半精加工 铣削加工的精度等级为IT11IT8，表面粗糙度 为Ra1.66.3m。 第三节 铣 削 加 工 图2-45 铣削加工应用 a)、b)、c)铣平面 d)、e)铣沟槽 f)铣台阶 g)铣T型槽 h)铣狭缝 i)、j)铣角 k)、l)铣键槽 m)铣齿形 n)铣螺旋槽 o)铣曲面 p)铣立体曲面 第三节 铣 削 加 工 二、铣削要素 1.铣削用量 (1)铣削速度vc 铣削速度即为铣刀旋转的线速度。 Vc= dn/1000 r/min 铣削用量要素 左) 圆周铣削 右) 端面铣削 第三节 铣 削 加 工 (2)进给量 进给量即为铣刀与工件在进给方向上的相对 位移量。 1) 每齿进给量fz 指铣刀每转过一个刀齿时，铣刀相对工 件在进给运动方向上的相对位移量，单位为mm/z。 2) 每转进给量f 指铣刀每转过一转时，铣刀相对工件在 进给运动方向上的相对位移量，单位为mm/r。 第三节 铣 削 加 工 3)进给速度vf 单位时间内工件与铣刀在进给运动方向 上的相对位移，单位为mm/min。 (3)背吃刀量ap 指垂直于工作平面测量的切削层中最 大的尺寸。 (4)侧吃刀量ae 指平行于工作平面测量的切削层中最 大的尺寸，端铣时，ae为被加工表面宽度；圆周铣削时， ae为切削层深度。 第三节 铣 削 加 工 2.铣削切削层要素 第三节 铣 削 加 工 (1)切削厚度hD 切削厚度是指由铣刀上相邻两个刀齿主切削 刃形成的过渡表面间的垂直距离。 (2)切削宽度bD 切削宽度为主切削刃参加工作的长度。 (3)切削层横截面积ADav 铣刀同时有几个刀齿参加切削，铣 刀的总切削层横截面积应为同时参加切削的刀齿切削层横截 面积之和。 螺旋齿圆周铣削切削层要素 第三节 铣 削 加 工 二、铣床 卧式升降台铣床 1床身 2悬梁 3主轴 4刀杆支架 5工作台 6滑座 7升降台 8底座 1.铣床的种类 (1)升降台式铣床 1)卧式升降台铣床 主轴为水平 布置，它主要用 于单件及成批生 产中加工平面、 沟槽和成型表 面。 第三节 铣 削 加 工 图2-47 卧式万能升降台铣床 1底座 2床身 3悬梁 4主轴 5刀杆支架 6工作台 7回转盘 8床鞍 9升降台 2)卧式万能升降台铣床 与卧式升降台 铣床基本相同，只 是在工作台和床鞍 间增加了回转盘7 。 第三节 铣 削 加 工 图2-48 立式升降台铣床 a)立式升降台铣床 b)万能回转头铣床 1铣头 2主轴 3工作台 1电动机 2滑座 3万能 4床鞍 5升降台 立铣头 4水平主轴 3)立式升降台铣床 立式升降台 铣床与卧式升降 台铣床的主要区 别在于安装铣刀 的机床主轴垂直 于工作台面，主 要适用于单件及 成批生产。 第三节 铣 削 加 工 (2)无升降台铣床 图2-49 无升降台铣床 a)工作台移动 b)工作台转动 第三节 铣 削 加 工 图2-50 龙门铣床 1工作台 2、9水平铣头 3横梁 4、8垂直铣头 5、7立柱 6顶梁 10床身 (3)龙门铣床 第三节 铣 削 加 工 图2-51 万能工具铣床 a)万能工具铣床 b)可倾斜工作台 c)回转工作台 d)平口钳 e)分度装置 f)立铣头 g)插削头 1主轴座 2固定工作台 3 升降台 (4)万能工具铣床 第三节 铣 削 加 工 2.X6132型万能升降台铣床 图2-52 X6132型万能升降台铣床 1底座 2床身 3悬梁 4刀杆支 架 5主轴 6工作台 7床鞍 8升降台 9回 转盘 第三节 铣 削 加 工 1)主变速机构 2)主轴部件 (1)主要技术参数 (2)主要部件及其功能 能变换18种不同的转 速。 三支承结构，提高主轴刚度。 圆锥滚子轴承（承受径向力和轴向力） 单列深沟球轴承（承受径向力） 主轴的回转精度主要由前支承和中间支承来保证。 ） 第三节 铣 削 加 工 图2-53 主轴部件结构 1主轴 2后支承 3锁紧螺钉 4中间支承 5轴承盖 6前支承 7主轴前锥孔 8端面键 9飞轮 10隔套 11螺母 第三节 铣 削 加 工 3)升降台 4)回转盘 5)工作台及顺铣机构 6)进给变速机构 可沿床身垂直导轨上、下移动，用以调 整工作台的高低位置。升降台内部装有 进给用的电动机和进给变速机构。 可在横向溜板上转动，以便工作台能在 水平面内斜置一个角度(45)，来实 现斜向进给。 顺铣机构的目的：避免丝杆间隙造成顺铣时水平切削分 力和工作台产生的跳动（窜动），影响精度，损坏刀 具。 第三节 铣 削 加 工 (3)传动系统 机床的 传动系统分 为主运动传 动系统和进 给运动传动 系统，分别 由主电动机 和进给电动 机驱动。 图2-56 X6132型万能铣床传动系统 第三节 铣 削 加 工 1)主运动(主轴的旋转) 主运动由主电动机(7.5kW、 1450r/min)驱动，经150/290带轮传动至轴，再由轴 轴间和轴轴间两组三联滑移齿轮变速组， 以及轴轴间双联滑移齿轮变速组的传动，将运动 和动力传至主轴，使主轴获得18级转速。 第三节 铣 削 加 工 主运动传动路线 ： 主轴转速的运动平衡方程式： 第三节 铣 削 加 工 图2-58 X6132型万能铣床进给系统框图 2)进给运动(工作台的纵向、横向和垂向移动) 如下图所示为进给传动系统框图。 第三节 铣 削 加 工 图2-59 曲回机构工作原理 第三节 铣 削 加 工 三、铣刀 第三节 铣 削 加 工 1.铣刀的种类 圆柱铣刀 面铣刀 立铣刀 三面刃铣刀 锯片铣刀 键槽铣刀 常用铣刀类型 主要用来铣轴上的键 槽。 主要用于切断工件和在工件上铣狭 槽。 主要加工宽度小于铣刀长度的狭长平 面。 主要用于立铣床上加工平 面。 使用范围最 广。 用于卧式铣床加工台阶面和两端贯通 的浅沟槽。 特种铣刀 第三节 铣 削 加 工 圆柱铣刀 a) 整体式 b)镶齿式 第三节 铣 削 加 工 面铣刀 a)整体式刀片 b)镶焊接式硬质合金刀片 c)机械夹固式可转位硬质合金刀片 1刀体 2定位座 3定位座夹板 4刀片夹板 第三节 铣 削 加 工 立铣刀 第三节 铣 削 加 工 三面刃铣刀 a)直齿 b)交错齿 c)镶齿 第三节 铣 削 加 工 锯片铣刀 第三节 铣 削 加 工 键槽铣刀 第三节 铣 削 加 工 特种铣刀-角度铣刀 a)单角度铣刀 b)双角度铣刀 第三节 铣 削 加 工 特种铣刀-成形铣刀 第三节 铣 削 加 工 特种铣刀-模具铣刀 a) 圆锥形立铣刀 b) 圆柱形球头立铣刀 c) 圆锥形球头立铣刀 第三节 铣 削 加 工 2.铣刀的几何参数 圆柱铣刀的标注角度 第三节 铣 削 加 工 面铣刀的标注角度 第三节 铣 削 加 工 图2-69 刀杆的结构和应用 1刀杆 2铣刀 3悬梁 4主轴 5拉杆 6固定环 7定位衬套 8键槽 第三节 铣 削 加 工 3.铣刀的安装 1).带孔铣刀的安装 (1)刀杆 带孔类铣刀一般都是利用刀杆装在铣床主轴上 的，刀杆由刀轴、垫圈、止动键、衬套和螺母五部分组 成，如图所示。 (2)拉杆 刀杆装在主轴上之后，必须用拉杆拉紧后方能 使用，拉杆的形状和使用如图所示。 (3)铣刀安装 先将刀轴装入主轴孔中，并用拉杆拉紧。 第三节 铣 削 加 工 两种刀杆 拉杆 第三节 铣 削 加 工 2).带柄铣刀的安装 带柄铣刀安装 a)拉紧铣刀 b)拆卸铣 刀 c) 用钻夹头安装直 柄铣刀 d)用弹簧夹头 安装直柄铣刀 第三节 铣 削 加 工 (1)锥柄铣刀安装 锥柄铣刀的锥度一般都是莫氏锥度， 若铣刀柄部锥度和主轴锥孔锥度相同，可以直接装在主 轴孔内，若铣刀柄部锥度和主轴锥孔锥度不同，则不能 直接装在主轴孔内，必须利用中间套筒过渡安装，再用 拉杆拉紧。 (2)直柄铣刀的安装 当铣刀为直柄时，则要利用钻夹头 或弹簧夹头安装。 第三节 铣 削 加 工 3).硬质合金面铣刀的安装 硬质合金面铣刀的安装 第三节 铣 削 加 工 (1)周铣和端铣 用铣刀的圆周刀齿 进行切削的称为周铣； 用铣刀的端面齿加工垂 直于铣刀轴线的表面称 为端铣，如右图所示。 周铣和端铣 背吃刀量 侧吃刀量 四、铣削加工方法 1.铣削方式 第三节 铣 削 加 工 逆铣与 顺铣的 区别 (2)顺铣和逆铣 顺铣：周铣时，铣刀接触工件时的旋转方向和工 件的进给方向相同的铣削方式叫顺铣。 逆铣：铣刀接触工件时的旋转方向与进给方向相 反的铣削方式叫逆铣。 第三节 铣 削 加 工 1)铣削厚度的变化 逆铣时刀齿的切削厚度是由薄到厚 ，开始时侧吃刀量几乎等于零，刀齿不能立刻切入工件，而 是在已加工表面上滑行，待侧吃刀量达到一定数值时，才真 正切入工件。 2)切削力方向的影响 逆铣时作用于工件上的垂直切削分 力Fz向上，有将工件从工作台上挑起的趋势，影响工件的夹 紧，铣薄工件时影响更大。 一般情况下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯时， 多采用逆铣。精加工时，加工余量小，铣削力小，不易引起 工作台窜动，可采用顺铣。 第三节 铣 削 加 工 1)不对称顺铣 当面铣刀轴线偏置于铣削弧长对称中心的 一侧，且顺铣部分大于逆铣部分，这种铣削方式称为不对称 顺铣。 图2-75 不对称、对称端铣 a) 不对称顺铣 b) 不对称逆铣 c) 对称铣 (3)不对称端铣和对称端铣 端铣时，面铣刀与工件相对 位置的不同，可分为对称端铣、不对称顺铣和不对称逆 铣。 第三节 铣 削 加 工 2)不对称逆铣 当面铣刀轴线偏置于铣削弧长对称中心一 侧，且逆铣部分大于顺铣部分时，这种铣削方式称为不对称 逆铣，如图2-75b所示。 3)对称端铣 铣削过程中，面铣刀轴线始终位于铣削弧长 的对称中心位置，顺铣部分等于逆铣部分，这种铣削方式称 为对称端铣，如图2-75c所示。 第三节 铣 削 加 工 图2-76 铣螺旋槽的传动关系 2.铣削加工方法 第三节 铣 削 加 工 图2-77 螺旋线及其导程 第三节 铣 削 加 工 五.铣床附件 1.平口钳 尽量选取较大的平面做夹持面，保证定位准确。 尽量使工件位于钳口中心位置，保证夹紧可靠。 调整工件位置要用木锤轻轻敲打，避免损伤工件。 夹紧时不用加长板手，避免夹紧变形过大。 第三节 铣 削 加 工 2.回转工作台 3.万能分度头 使工件绕轴线回转一定的角度，完成等分和不等分的圆周 分度工作。如加工六角头、方头、齿轮、花键轴，以及等分 和不等分刀齿的铰刀等。 第三节 铣 削 加 工 通过配换挂轮，由分度头带动工件连续旋转，并与工作台 的纵向进给运动相配合，进行螺旋槽、螺旋齿和阿基米德螺 线凸轮的加工等。 用卡盘夹持工件，使工件轴线相对于铣床工作台倾斜到所 需角度，加工和工件轴线成一定角度的平面和沟槽等。 直接分度法。松开主轴的锁紧机构，脱开蜗杆与蜗轮的啮 合后，用手直接转动主轴，由刻度盘3直接读出主轴所需角 度数。