模块二-金属切削加工-课题三-铣削加工课件

机械制造工艺与装备模块二金属切削加工课题三铣削加工机械制造工艺与装备模块二金属切削加工课题1知识点铣削加工概述铣床铣床附件及工件装夹方法铣刀铣削方式技能点了解铣床的种类、结构及运动特点熟悉铣刀的种类、结构及切削特点掌握铣削方式课题三铣削加工知识点铣削加工概述技能点了解铣床的种类、结构及运动特点课题2一、任务引入图2-33为V形块精加工前工序图，试选择加工方法和说明加工要点。图2-33V形块一、任务引入图2-33为V形块精加工前工序图，试选3二、任务分析V形块为机加工常用定位元件，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）。

因为V形块由平面及沟槽等表面组合而成，而平面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。二、任务分析V形块为机加工常用定位元件，在机床夹具定4铣削是铣刀旋转作主运动、工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。

铣削是加工平面的主要方法之一。在铣床上使用不同的铣刀可以加工平面（水平面、垂直平面、斜面）、阶台、沟槽（直角沟槽、V形槽、燕尾槽、T形槽等）、特形面和切断材料等。此外，使用分度装置可加工需周向等分的花键、齿轮、螺旋槽等。

在铣床上还可以进行钻孔、铰孔和铣孔等工作。所以铣削加工在切削加工中占有非常重要的地位，特别是模具加工等中等精度的平面加工。三、相关知识铣削是铣刀旋转作主运动、工件或铣刀作进给运动5（一）铣削加工概述铣削加工的应用和特点

铣削时一般情况下，铣刀作旋转的主运动，工件作直线或曲线的进给运动。铣削加工可以对工件进行粗加工和半精加工，其加工精度可达IT7～IT9，精铣表面粗糙度Ra值可达3.2～1.6μm。铣削的工艺特点：

(1)生产率较高多刃切削,切削宽度较大；铣削的主运动是铣刀的旋转，有利于采用高速铣削，所以铣削的生产率一般比刨削高。(2)容易产生振动铣刀的刀刃切入和切出时刀刃的切削厚度是变化的，这将使切削力发生变化。因此，铣削过程不平稳，易产生振动。(3)散热条件较好铣刀刀刃间歇切削，因而散热条件较好。

(4)加工成本较高铣床结构比较复杂，铣刀的制造和刃磨较困难。（一）铣削加工概述铣削加工的应用和特点6图3-1铣削的主要内容a、b）铣平面c）铣阶台d）铣沟槽

e）铣成形面f）铣齿轮图3-1铣削的主要内容71.铣削用量

铣削用量是指铣削过程中选用的铣削速度vc、进给量f和铣削宽度ae和铣削深度ap。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。(1)铣削速度vc

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1min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

（m/min）

式中d——铣刀直径，mm；n——铣刀转速，r/min。1.铣削用量8（2）进给量f

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：1）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位移量，单位为mm/r。2）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件的位移鳖，单位为mm/z。3）每分钟进给量（即进给速度）vf

铣刀每回转1min在进给运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式中n——铣刀（或铣床主轴）转速，r/min；z——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z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（铣床铭牌上进给量用每分钟进给量表示）。（2）进给量f9（3）铣削宽度ae

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。（4）铣削深度ap

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ae和铣削深度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，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，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2-7铣削时运动与铣削用量a.用圆柱形铣刀铣削b.用端铣刀铣图3-1铣削时运动与铣削用量a.用圆柱形铣刀铣削b.用端铣刀铣（3）铣削宽度ae指在垂直于铣刀轴线方向和工件进给方向10（二）铣床铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。铣床的主要类型有升降台式铣床。床身式铣床，龙门铣床，工具铣床，仿形铣床以及近年发展起来的数控铣床等。卧式铣床又可分为万能升降台铣床和卧式升降台铣床。

1．X6132型万能升降台铣床的组成图3-3X6132卧式铣床1-床身2-主轴3-横梁4-挂架5-工作台6-转台7-转向溜板8-升降台9-底座（二）铣床铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。铣11模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件12（1）床身用来安装和连接铣床其他部件。床身正面有垂直导轨，可引导升降台上、下移动；床身顶部有 燕尾形水平导轨，葫芦用以安装横粱并按需要引导横粱水平移动；床身内部装有主轴和主轴变速机构。（2）主轴是一根空心轴，前端有锥度为7：24的圆锥孔，用以插入铣刀杆。电动机输出的回转运动和动力，经主轴变速机构驱动主轴连同铣刀一起回转，实现主运动。（3）横梁可沿床身顶面燕尾形导轨移动，按需要调节其伸出长度，其上可安装挂架。（4）挂架用以支承铣刀杆的另一端，增强铣刀杆的刚性。（1）床身用来安装和连接铣床其他部件。床身正面有垂直导13（5）工作台用以安装需用的铣床夹具和工件。工作台可沿转台上的导轨纵向移动，带动台面上的工件实现纵向进给运动。（6）转台可在横向溜板上转动，以便工作台在水平面内斜置一个角度（－45°～＋45°），实现斜向进给。（7）横向溜板位于升降台上水平导轨上，可带动工作台常向移动，实现横向进给。（8）升降台可沿床身导轨上、下移动，用来调整工作台在垂直方向的位置。升降台内部装有进给电动机和进给变速机构。如果将横梁移至床身正面以内（退离工作台上方），再在床身导轨上安装立铣头，卧式铣床可当作立式铣床使用。（5）工作台用以安装需用的铣床夹具和工件。工作台可沿转台142.立式铣床立式升降台铣床又称立铣，是一种主轴为垂直布置的升降台铣床，主轴可安装立铣刀、端铣刀等刀具。铣刀旋转为主运动。铣头可绕水平轴线扳转一个角度。工作台结构与卧式铣床相同。2.立式铣床153.龙门铣床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。3.龙门铣床龙门铣床主要用于大中型工件的平面16（二）铣床附件及工件装夹方法机床用平口虎钳有非回转式和回转式两种，两者结构基本相同。但回转式平口虎钳底座设有转盘，可绕其轴线在360°范围内任意转动，平口虎钳外形如图8-4所示。1、机床用平口虎钳（二）铣床附件及工件装夹方法机床用平口虎钳17

机床用平口虎钳的固定钳口本身精度及其相对于底座底面的位置度均较高。底座下面带有两个定位键，用以在铣床工作台T形槽定位和连接，以保持固定钳口与工作台纵向进给方向垂直或平行。

当加工工件精度要求较高时，安装平口虎钳要用百分表对固定钳口进行校正。

机床用平口虎钳适用于以平面定位和夹紧的中小型工件。按钳口宽度不同，常用的机床用平口虎钳有100，125，136，160，200，250mm等6种规格。

机床用平口虎钳的固定钳口本身精度及其相对于底座18回转工作台又称圆转台，分手动进给和机动进给两种。以手动进给式（图8－5）应用较多。按工作台直径不同，回转工作台有200，250，320，400，500mm等规格。直径大于250mm的均为机动进给式（图8－6）。2、回转工作台图8－5手动回转工作台回转工作台又称圆转台，分手动进给和机动进给两种19图8-6机动回转工作台

l-圆工作台2-离合器手柄3-传动轴4-挡铁5-底座6-螺母7-偏心环8-手轮轴9-手轮机动式回转工作台的结构与手动式基本相同，主要差别在于其传动轴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，离合器手柄2可改变圆工作台1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孔等。图8-6机动回转工作台机动式回转工作台的结构203、万能分度头图8－7万能分度头a）外形b）分盘度放大图1-手柄2-分度盘3-顶尖4-主轴5-回转体6-基座7-主轴8-分度叉3、万能分度头图8－7万能分度头21万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。常用的万能分度头按夹持工件的最大直径分为FW200，FW250和FW320三种，其中以FW250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，主轴标准锥孔可插入顶尖3，用以装夹工件。转动手柄1，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2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。万能分度头是铣床的重要精密附件，用于多边形工22万能分度头的主轴可随回转体5一起回转一定角度，以满足将工件倾斜一定角度并进行分度的需要。图8－8所示为铣削花键轴时工件的安装情况，工件夹持在分度头主轴前端的三爪自定心卡盘和尾架顶尖之同，工件中部下方用千斤顶支承以增加刚度。图8－9所示为铣削锥齿轮时工件的安装情况，分度头主轴需仰超一个角度；，即锥齿轮的根圆锥角。万能分度头的主轴可随回转体5一起回转一定角度，以满足23将万能分度头的侧轴7（又称挂轮轴）与铣床工作台丝杠之间挂上一组齿轮，使工作台丝杠按一定传动比带动分度头主轴回转，可实现螺旋槽的铣削，如图8－10所示。将万能分度头的侧轴7（又称挂轮轴）与铣床工作24

立铣头安装于卧式铣床主轴端，由铣床主轴以传动比i=1驱动立铣头主轴回转，使卧式铣床起立式铣床的功用，从而扩大了卧式铣床的工艺范围。立铣头主抽在垂直平面内最大转动角度为±45°，其转速与铣床主轴转速相同。

万能铣头与立铣头的区别是增加了一个可转动的壳体1，它与铣头壳体2的轴线互成90°的角度，因此，铣头主轴可实现空间转动。4、立铣头与万能铣头立铣头安装于卧式铣床主轴端，由铣床主轴以传动比25模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件26（三）铣刀图3-4铣刀的类型

a)圆柱铣刀b)端面铣刀c)槽铣刀d)两面刃铣刀e)三面刃铣刀f)错齿三面刃铣刀g)立铣刀h)键槽铣刀i)单角度铣刀j)双角度铣刀k)T槽铣刀l)成形铣刀铣刀是多刃刀具，其刀刃分布在铣刀外圆表面或端面上。铣刀的每一个刀齿都相当于一把车刀。（三）铣刀图3-4铣刀的类型铣刀是多刃刀具271.加工平面用铣刀（1）圆柱形铣刀

分粗齿与细齿两种，主要用于粗铣及半精铣平面。（2）端铣刀

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。此外，加工较小的平面时可使用立铣刀和三面刃铣刀。图2-51.加工平面用铣刀图2-528模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件292.加工沟槽用铣刀（1）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。（3）三面刃铣刀分直齿、错齿和镶齿等几种。用于铣削各种槽、阶台平面、工件的侧面及凸台平面等。（4）槽铣刀用于铣削螺钉槽及工件上其他槽。（5）锯片铣刀用于铣削各种槽及板料、棒料和各种型材的切断。（6）T形槽铣刀用于铣削T形槽。（7）燕尾槽铣刀用于铣削燕尾糟。（8）角度铣刀用于铣削角度槽和斜面。2.加工沟槽用铣刀30模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件31键槽铣刀键槽铣刀32硬质合金三面刃铣刀硬质合金三面刃铣刀33立铣刀立铣刀34硬质合金镶齿圆柱铣刀硬质合金镶齿圆柱铣刀35硬质合金齿轮铣刀硬质合金齿轮铣刀36模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件37模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件38（四）铣削方式圆周铣削有顺铣与逆铣两种方式。顺铣——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。逆铣——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。（1）顺铣和逆铣图3-6顺铣和逆铣（四）铣削方式圆周铣削有顺铣与逆铣两种方式。（1）顺铣和逆铣39图3-7圆周铣时的切削力及其分力

圆周铣时顺铣与逆铣的比较如下：1）顺铣时，铣刀对工件的作用力Fc。在垂直方向的分力FN始终向下，对工件起压紧作用（图a）。因此，铣削平稳，对铣削不易夹紧或细长的薄板形工件尤为适宜。逆铣时，Fc在垂直方向的分力FN始终向上，工件需要较大的夹紧力（图b）。图3-7圆周铣时的切削力及其分力圆周铣时顺铣与逆铣的比402）顺铣时，铣刀刀刃切入工件初，切削厚度最大，以后逐渐减小到零。因此，铣刀后刀面与工件已加工表面的挤压、摩擦小，刀刃磨损慢，工件加工表面质量较好。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，降低铣刀的耐用度。3）顺铣时，刀刃从工件外表面切入工件，表层的硬皮和杂质，容易使刀具磨损和损坏。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。2）顺铣时，铣刀刀刃切入工件初，切削厚度最414）顺铣时，Fc的水平方向分力Ff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，Ff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。逆铣时，Ff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。4）顺铣时，Fc的水平方向分力Ff与工作台进给方向相同，当工42模块二---金属切削加工-课题三-铣削加工ppt课件43

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：

1）工作台丝杠、螺母传动副有间隙调整机构，并可将轴向间隙凋整到足够小（0.03～0.05mm）；2）Fc在水平方向的分力Ff小于工作台与导轨之间的摩擦力；3）铣削不易夹紧和薄而长的工件。综合上述比较，在铣床上进行圆周铣削时，一般都441)对称铣削图2-11a为端铣的一种方式。它切入、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。2)不对称逆铣图2-11b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。

3)不对称顺铣图2-11c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。可使切削速度提高40％～60％，并可减少硬质合金的热裂磨损。2.端铣1)对称铣削图2-11a为端铣的一种方45（五）铣削方法1.平面铣削图2-54用圆柱形铣刀铣平面（五）铣削方法1.平面铣削图2-54用圆柱形铣刀铣平面46图2-55用端铣刀铣平面图2-56用立铣刀铣平面图2-55用端铣刀铣平面图2-56用立铣刀铣平面47图2-57按划线加工斜面图图2-58用倾斜垫铁装夹工件铣斜面图2-57按划线加工斜面图图2-58用倾斜48图2-60用铣刀铣倾斜平面a）用立铣刀铣斜面b）用端铣刀铣斜面图2-60用铣刀铣倾斜平面492．阶台铣削图2-62用三面刃铣刀铣阶台a）用一把三面刃铣刀铣阶台b）用组合三面刃铣刀铣阶台2．阶台铣削图2-62用三面刃铣刀铣阶台50图2-63用端铣刀铣阶台图2-64