第二章 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IT11 IT8 表面粗糙度为Ra1 6 6 3 m 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 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 52X6132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 56X6132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 58X6132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 第三节铣削加工 万能