模块二金属切削加工课题三铣削加工

1、 模块二模块二 金属切削加工金属切削加工 图图2-33为为V形块精加工前工序图，试选择加工方法和说明形块精加工前工序图，试选择加工方法和说明加工要点。加工要点。图图2-33 V形块形块 V形块为机加工常用形块为机加工常用，在机床夹具定位元，在机床夹具定位元件中应用较多，如外圆柱面的定位，因此一般加工表件中应用较多，如外圆柱面的定位，因此一般加工表面都有较高的技术要求（当然本工序只是为精加工准面都有较高的技术要求（当然本工序只是为精加工准备的，因此加工精度要求并不高）。备的，因此加工精度要求并不高）。 因为因为V形块由平面及沟槽等表面组合而成，而平面形块由平面及沟槽等表面组合而成，而平面和沟槽的

2、加工多选用铣削加工。铣削加工是最常用的和沟槽的加工多选用铣削加工。铣削加工是最常用的加工方法，在金属切削加工中有很重要的地位。加工方法，在金属切削加工中有很重要的地位。 图图3-1 铣削的主要内容铣削的主要内容a、b）铣平面）铣平面 c）铣阶台）铣阶台 d）铣沟槽）铣沟槽 e）铣成形面）铣成形面 f）铣齿轮）铣齿轮 铣削用量是指铣削过程中选用的铣削速度铣削用量是指铣削过程中选用的铣削速度vc、进给量、进给量f 和铣削和铣削宽度宽度ae和铣削深度和铣削深度ap。铣削用量的选择对提高铣削的加工精度、改。铣削用量的选择对提高铣削的加工精度、改善加工表面质量和提高生产率有着密切的关系。善加工表面质量和

3、提高生产率有着密切的关系。 铣削时切削刃上选定点在主运动中的线速度，即切削刃上离铣削时切削刃上选定点在主运动中的线速度，即切削刃上离铣刀轴线距离最大的点在铣刀轴线距离最大的点在1min内所经过的路程。铣削速度与铣刀内所经过的路程。铣削速度与铣刀直径、铣刀转速有关，计算公式为直径、铣刀转速有关，计算公式为 （m/min） 式中式中d铣刀直径，铣刀直径，mm； n铣刀转速，铣刀转速，r/min。1000dnvc 铣刀在进给运动方向上相对工件的单位位移量。铣削中的进给量铣刀在进给运动方向上相对工件的单位位移量。铣削中的进给量根据实际需要可用三种方法表示：根据实际需要可用三种方法表示： 1）每转进给量

4、）每转进给量f 铣刀每回转一周在进给运动方向上相对工件的铣刀每回转一周在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为位移量，单位为mm/r。 2）每齿进给量）每齿进给量fZ 铣刀每转中每一刀齿在进给运动方向上相对工铣刀每转中每一刀齿在进给运动方向上相对工件的位移鳖，单位为件的位移鳖，单位为mm/z。 3）每分钟进给量（即进给速度）每分钟进给量（即进给速度）v f 铣刀每回转铣刀每回转1min在进给运在进给运动方向上相对工件的位移量，单位为动方向上相对工件的位移量，单位为mm/min。 三种进给量的关系为三种进给量的关系为 式中式中n铣刀（或铣床主轴）转速，铣刀（或铣床主轴）转速，r/min； z铣刀

5、齿数。铣刀齿数。 铣削时，根据加工性质先确定每齿进给量，然后根据铣刀的齿数铣削时，根据加工性质先确定每齿进给量，然后根据铣刀的齿数z和铣刀的转速计算出每分钟进给量和铣刀的转速计算出每分钟进给量vf，并以此对铣床进给量进行调整，并以此对铣床进给量进行调整（铣床铭牌上进给量用每分钟进给量表示）。（铣床铭牌上进给量用每分钟进给量表示）。znffnvzf 指在垂直于铣刀轴线方向和工件进给方向上测得的指在垂直于铣刀轴线方向和工件进给方向上测得的铣削层尺寸。铣削层尺寸。 指在平行于铣刀轴线方向上测得的铣削层尺寸。指在平行于铣刀轴线方向上测得的铣削层尺寸。 铣削时，采用的铣削方法和选用的铣刀不同，铣削宽度铣

6、削时，采用的铣削方法和选用的铣刀不同，铣削宽度ae和铣削深和铣削深度度ap的表示也不同。用圆柱形铣刀进行圆周铣与用端铣刀迸行端铣时，的表示也不同。用圆柱形铣刀进行圆周铣与用端铣刀迸行端铣时，铣削宽度与铣削深度的表示。不难看出，铣削宽度铣削宽度与铣削深度的表示。不难看出，铣削宽度ae都表示铣削弧深，都表示铣削弧深，因为不论使用哪一种铣刀铣削，其铣削弧深方向均垂直于铣刀轴线。因为不论使用哪一种铣刀铣削，其铣削弧深方向均垂直于铣刀轴线。图图2-7铣削时运动与铣削用量铣削时运动与铣削用量a.用圆柱形铣刀铣削用圆柱形铣刀铣削 b.用端铣刀铣用端铣刀铣图图3-1 铣削时运动与铣削用量铣削时运动与铣削用量a

7、.用圆柱形铣刀铣削用圆柱形铣刀铣削 b.用端铣刀铣用端铣刀铣图图3-3 X6132卧式铣床卧式铣床1-床身床身 2-主轴主轴 3-横梁横梁 4-挂架挂架 5-工作台工作台6-转台转台 7-转向溜板转向溜板 8-升降台升降台 9-底底座座 立式升降台铣立式升降台铣床又称立铣，是一床又称立铣，是一种主轴为垂直布置种主轴为垂直布置的升降台铣床，主的升降台铣床，主轴可安装立铣刀、轴可安装立铣刀、端铣刀等刀具。端铣刀等刀具。 铣刀旋转为主运铣刀旋转为主运动。铣头可绕水平动。铣头可绕水平轴线扳转一个角度。轴线扳转一个角度。工作台结构与卧式工作台结构与卧式铣床相同。铣床相同。 龙门铣床主要用于大中型工件的平

8、面、沟槽加工，可以对工龙门铣床主要用于大中型工件的平面、沟槽加工，可以对工件进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣加工。由于龙门铣床上可件进行粗铣、半精铣，也可以进行精铣加工。由于龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工几个表面，所以它的生产效率很高，在成以用多把铣刀同时加工几个表面，所以它的生产效率很高，在成批和大量生产中得到广泛的应用批和大量生产中得到广泛的应用。 图图85 手动回转工作台手动回转工作台图图8-6 8-6 机动回转工作台机动回转工作台 l-l-圆工作台圆工作台 2-2-离合器手柄离合器手柄 3-3-传动轴传动轴 4-4-挡铁挡铁 5-5-底座底座 6-6-螺母螺母 7-7-偏心环偏心环

9、8-8-手轮手轮轴轴 9-9-手轮手轮 机动式回转工作台的结构与手动式基本相同，主要差别在于其机动式回转工作台的结构与手动式基本相同，主要差别在于其传动轴传动轴3 3可通过万向联轴器与铣床传动装置连接，实现机动回转进铪，可通过万向联轴器与铣床传动装置连接，实现机动回转进铪，离合器手柄离合器手柄2 2可改变圆工作台可改变圆工作台1 1的回转方向和停止圆工作台的机动进给。的回转方向和停止圆工作台的机动进给。 回转工作台主要用于中小型工件的分度和回转曲面的加工，如回转工作台主要用于中小型工件的分度和回转曲面的加工，如铣削工件上的圆弧形周边、圆弧形槽、多边形工件和有分度要求的槽或铣削工件上的圆弧形周边

10、、圆弧形槽、多边形工件和有分度要求的槽或孔等。孔等。图图87 万能分度头万能分度头a）外形）外形 b）分盘度放大图）分盘度放大图1-手柄手柄 2-分度盘分度盘 3-顶尖顶尖 4-主轴主轴 5-回转体回转体 6-基座基座 7-主轴主轴 8-分度叉分度叉 万能分度头是铣床的重要精密附件，用于多边形工件、花键、万能分度头是铣床的重要精密附件，用于多边形工件、花键、齿式离合器、齿轮等的圆周分度和螺旋槽的加工。常用的万能分齿式离合器、齿轮等的圆周分度和螺旋槽的加工。常用的万能分度头按夹持工件的最大直径分为度头按夹持工件的最大直径分为FW200，FW250和和FW320三种，三种，其中以其中以FW250型

11、万能分度头应用最为普遍。型万能分度头应用最为普遍。 位于分度头前端的主轴上有螺纹，可安装卡盘，主轴标准锥位于分度头前端的主轴上有螺纹，可安装卡盘，主轴标准锥孔可插入顶尖孔可插入顶尖3，用以装夹工件。转动手柄，用以装夹工件。转动手柄1，可通过分段头内部，可通过分段头内部的传动机构，带动主轴转动。手柄在分度盘的传动机构，带动主轴转动。手柄在分度盘2孔圈上转过的圈数与孔圈上转过的圈数与孔数，应根据工件所需的等分要求，通过计算确定。孔数，应根据工件所需的等分要求，通过计算确定。 。图图3-4铣刀的类型铣刀的类型 a)圆柱铣刀圆柱铣刀 b)端面铣刀端面铣刀 c)槽铣刀槽铣刀 d)两面刃铣刀两面刃铣刀 e

12、)三面刃铣刀三面刃铣刀 f)错齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀 g)立铣刀立铣刀 h)键槽铣刀键槽铣刀 i)单角度铣刀单角度铣刀 j)双角度铣刀双角度铣刀 k)T槽铣刀槽铣刀 l)成形铣刀成形铣刀 分粗齿与细齿两种，主要用于粗铣及半精分粗齿与细齿两种，主要用于粗铣及半精铣平面。铣平面。 有整体式、镶齿式和可转位（机械夹固）式三有整体式、镶齿式和可转位（机械夹固）式三种，用于粗、精铣各种平面。种，用于粗、精铣各种平面。 此外，加工较小的平面时可使用立铣刀和三面刃铣刀。此外，加工较小的平面时可使用立铣刀和三面刃铣刀。图图2-5（1）立铣刀）立铣刀 用于铣削沟槽、螺旋槽及工件上各种形状的孔，铣削阶台平用于

13、铣削沟槽、螺旋槽及工件上各种形状的孔，铣削阶台平面、侧面，铣削各种盘形凸轮与圆柱凸轮，以及通过靠模铣削内、外曲面。面、侧面，铣削各种盘形凸轮与圆柱凸轮，以及通过靠模铣削内、外曲面。（2）键槽铣刀）键槽铣刀 它只有两个刃瓣，兼有钻头和立铣刀的功能。铣削时先它只有两个刃瓣，兼有钻头和立铣刀的功能。铣削时先沿铣刀轴线对工件钻孔，然后沿工件轴线铣出键槽的全长。用于铣削键槽。沿铣刀轴线对工件钻孔，然后沿工件轴线铣出键槽的全长。用于铣削键槽。（3）三面刃铣刀）三面刃铣刀 分直齿、错齿和镶齿等几种。用于铣削各种槽、阶台平分直齿、错齿和镶齿等几种。用于铣削各种槽、阶台平面、工件的侧面及凸台平面等。面、工件的侧

14、面及凸台平面等。（4）槽铣刀）槽铣刀 用于铣削螺钉槽及工件上其他槽。用于铣削螺钉槽及工件上其他槽。（5）锯片铣刀）锯片铣刀 用于铣削各种槽及板料、棒料和各种型材的切断。用于铣削各种槽及板料、棒料和各种型材的切断。（6）T形槽铣刀形槽铣刀 用于铣削用于铣削T形槽。形槽。（7）燕尾槽铣刀）燕尾槽铣刀 用于铣削燕尾糟。用于铣削燕尾糟。（8）角度铣刀）角度铣刀 用于铣削角度槽和斜面。用于铣削角度槽和斜面。 键槽铣刀键槽铣刀硬质合金三面刃铣刀硬质合金三面刃铣刀立铣刀立铣刀硬质合金镶齿圆柱铣刀硬质合金镶齿圆柱铣刀硬质合金齿轮铣刀硬质合金齿轮铣刀圆周铣削有顺铣与逆铣两种方式。圆周铣削有顺铣与逆铣两种方式。铣

15、刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。向相同的铣削方式。铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。向相反的铣削方式。 图图 3-6 顺铣和逆铣顺铣和逆铣 图图3-7 圆周铣时的切削力及其分力圆周铣时的切削力及其分力 2）逆铣时，切削厚度由零逐渐增加到最逆铣时，切削厚度由零逐渐增加到最大，由于刀刃不可能刃磨得绝对锋利，因此，刀刃在切削开始时不能大，由于刀刃不可能刃磨得绝对锋利，因此，刀刃在切削开始时不能立即切入工件，对工件表面存在挤压与摩擦，这会加剧工

16、件加工表面立即切入工件，对工件表面存在挤压与摩擦，这会加剧工件加工表面的硬化，降低表面加工的质量。此外，刀齿磨损加快，降低铣刀的耐的硬化，降低表面加工的质量。此外，刀齿磨损加快，降低铣刀的耐用度。用度。 3）逆铣时，当铣刀中心进入工件端面后，刀刃沿逆铣时，当铣刀中心进入工件端面后，刀刃沿已加工表面切入工件，工件表层的硬皮和杂质等对刀刃影响较小。已加工表面切入工件，工件表层的硬皮和杂质等对刀刃影响较小。4）顺铣时，）顺铣时，Fc的水平方向分力的水平方向分力Ff与工作台进给方向相同，当工作台进给与工作台进给方向相同，当工作台进给丝杠与螺母间隙较大时，丝杠与螺母间隙较大时，Ff会拉动工作台使工作台产

17、生间隙性窜动，导致会拉动工作台使工作台产生间隙性窜动，导致刀齿折断、刀轴弯曲、工件与夹具产生位移甚至机床损坏等严重后果。逆刀齿折断、刀轴弯曲、工件与夹具产生位移甚至机床损坏等严重后果。逆铣时，铣时，Ff与工作台进给方向相反，不会拉动工作台。与工作台进给方向相反，不会拉动工作台。5）消耗在进给运动上的功率，逆铣大于顺铣。）消耗在进给运动上的功率，逆铣大于顺铣。 综合上述比较，在铣床上进行圆周铣削时，一般都采用综合上述比较，在铣床上进行圆周铣削时，一般都采用逆铣，只有下列情况才选用顺铣：逆铣，只有下列情况才选用顺铣： 图图2-11a为端铣的一种方式。它切入、切出时，切削厚度为端铣的一种方式。它切入

18、、切出时，切削厚度相同，有较大的平均切削厚度。铣淬硬钢时应采用这种方式。相同，有较大的平均切削厚度。铣淬硬钢时应采用这种方式。 图图2-11b为端铣的另一种方式。切入时厚度最小，切为端铣的另一种方式。切入时厚度最小，切出时最大。铣削碳钢和合金钢时，可减小切入冲击，提高使用寿命。出时最大。铣削碳钢和合金钢时，可减小切入冲击，提高使用寿命。 图图2-11c即为此种铣削方式。切入时厚度较大，切出时即为此种铣削方式。切入时厚度较大，切出时厚度较小。实践证明不对称顺铣用于加工不锈钢和耐热合金时。可使切削厚度较小。实践证明不对称顺铣用于加工不锈钢和耐热合金时。可使切削速度提高速度提高4060，并可减少硬质

19、合金的热裂磨损。，并可减少硬质合金的热裂磨损。图图2-54 用圆柱形铣刀铣平面用圆柱形铣刀铣平面图图2-55 用端铣刀铣平面用端铣刀铣平面图图2-56 用立铣刀铣平面用立铣刀铣平面图图2-57 按划线加工斜面图按划线加工斜面图 图图2-58 用倾斜垫铁装夹工件铣斜面用倾斜垫铁装夹工件铣斜面 图图2-60 用铣刀铣倾斜平面用铣刀铣倾斜平面a）用立铣刀铣斜面）用立铣刀铣斜面 b）用端铣刀铣斜面）用端铣刀铣斜面图图2-62 用三面刃铣刀铣阶台用三面刃铣刀铣阶台a）用一把三面刃铣刀铣阶台）用一把三面刃铣刀铣阶台 b）用组合三面刃铣刀铣阶台）用组合三面刃铣刀铣阶台图图2-63 用端铣刀铣阶台用端铣刀铣阶

20、台图图2-64 用立铣刀铣阶台用立铣刀铣阶台图图2-65 直角沟槽的种类直角沟槽的种类a）通槽）通槽 b）半通槽）半通槽 c）封闭槽）封闭槽图图2-66 铣铣V形槽形槽图图2-67 铣铣T形槽形槽a）铣下部宽槽局部放大）铣下部宽槽局部放大 b）铣）铣T形槽的步骤形槽的步骤图图2-68用立铣刀按划线用立铣刀按划线铣削曲线回转面铣削曲线回转面图图2-69用成形铣刀铣削用成形铣刀铣削简单特形面简单特形面1.加工方法及机床选用加工方法及机床选用 V形块由平面及沟槽等表面组合而成，故选用铣削形块由平面及沟槽等表面组合而成，故选用铣削加工。加工。 铣削加工可以用立铣和和卧铣来完成，立铣时水铣削加工可以用立铣和和卧铣来完成，立铣时水平面的加工用端面铣刀完成，卧铣时水平