铣削加工简述

铳削加工简述

一、铳削加工概述

在铳床上用铳刀加工工件叫铳削，是金属切削加工中常用的方法之一。铳削

加工的精度为IT9〜IT8,表面粗糙度Ra值为1.6〜6.3um。钱削可用于加工平

面、沟漕、V形槽、T形槽、螺旋槽、燕尾槽及成型表面，还可用于钻孔、加工

黄轮和钱孔等，一些典型的4光削加工如图6.30以示。

铳削时，铳刀旋转，做主运动；工作台带动二件移动，做进给运动。

(1)钱削刃速度外

切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度，一般指铁刀最大直径处的线速

度(m/s或m/min)。

(2)进给量千

工件在进给的方向上，相对刀具的位移量，有三种表述和量度方法。

①每齿进给量fz：饶刀每转过一个齿时，工件相对铳刀沿进给方向的位移(mm

/z)o

②每转进给量f:诜刀每1转工件相对于铳刀沿进给方向的位移(mm/r)。

③每分进给量Vf：每分钟工件相对铳刀沿进给方向的位移(mm/min)。

铁床标牌上所标出的进给量为每分进给量5。

图6.30铳削加工

(3)背吃刀量a。

平行于铳刀轴线方向测量的切削层尺寸，即铳削深度(mm)。

(4)侧吃，刀量a。

垂直于铳刀轴线方向的切削层尺寸，即铳削宽度(mm)。

铳刀是多刃刀具。钱削中，每个刀齿依次切削工件，大部分时间在散热冷却,

因此，可以选用较高的切削速度，获得较高的生产率。但铳削过程不平稳，有一

定的冲击和振动。

二、铳床简介

1.机床的型号

铁床的型号和车床相似，是由汉语拼音和阿拉伯数字组成，比如型号X6I32:

X表示铁床类别代号；6表示卧式升降台铁床；1表示万能升降台铳床；32表示

工作台工作面宽度的1/10,即320mm。再如型号X5032:X表示铁床类机床，50

表示立式升降台铁床，32表示工作台面宽度的1/10,即320mm。

2.常用的机床

钱床有许多品种，如：卧式铳床、立式铳床、工具铳床、龙门铳床、键槽铳

床、仿形铳床、数控钱床等。

(1)卧式铁床

卧式钱床是铳床中应用最多的一种，它的主轴是水平放置的，与工作台面平

行。

X6132卧式万能钱床的外形及各部分名称如图6.31所示。它由床身、横梁、

升降台、纵向工作台、横向工作台、主轴、底座等部分组成。

①床身是铳床的主体，用来连接安装机床的其他部件。它呈箱形，前壁有燕

尾形垂直导轨，供升降台上下移动使用，床身顶部有燕尾形水平导枕，供横梁前

后移动，床身内部装有主轴传动系统和主轴变速机构。

②横梁通过挂架支承刀杆，减少切削中的振动。

③升降台带动工件做升降进给，内部做成空腔，装有进给佶动系统和进给变

速机构。

④纵向工作台安装工件，带动工件做纵向进给。

⑤横向工作台带动工件做横向进给。

⑥主轴是空心轴，是传递机床动力的主要部件，它带动刀具做旋转主运动。

⑦底座支承整个机床的重量，它通过地脚螺钉将机床固定在地面上，内部做

成空腔，装有切削液。

(2)立式铳床

立式铳床与卧式铳床的主要的区别是主轴与二作台台面垂直。有时根据加工

的需要，可将立钱(包括主轴)左右扳转一定的角度，以便加工斜面等。图6.32

所示为X5032立式升降台铁床。

立式铳床由于操作时观察、检查和调整铳刀位置等都比较方便，又便于装夹

硬质合金端铳刀进行高速铁削，生产效率较高，故应用广泛。

(3)落地龙门钱铳床

落地龙门镇铳床主要用来加工大型或较重的二件。它可以同时用多个铳头对

工件的多个表面进行加工，故生产率较高，适合成批大量生产。落地龙门钱铳床

有单轴、双轴、四轴等多种形式，图6.33是四轴落地龙.门钱钱床.

图6.31卧式万能铳床的结构

0

图6.33四轴落地龙门镂铳床

三、铳床附件及工件的安装

1.钱床附件及安装

(1)万能铳头

万能铳头用于卧式铳床，它不仅能完成立铳工作，还可以根据铳削的要求把

钱头的主轴扳转为任意角度。

图6.34(a)所示为万能铳头外膨图，其底座用螺栓固定在铳床垂直导轨上。

铁床主轴的运动通过钱头内两对锥齿轮传到铳头主轴上，因此主轴的转速级数与

铳床的转速级数相同。铳头的壳体可绕铳床主轴轴线偏转任意角度，如图6.34

(b)所示。铳头主轴壳体还能在壳体上偏转任意角度，如图6.34(c)所示。

因此，钱头主轴能偏转所需要的任意角度，这样就可以扩大卧式铳床的加工范围。

其可以通过回转工作台和分度头等安装。

图6.34万能铳头

1—底库：2一螺捺：3—铁头主轴壳体：4—铁头壳体；5—铳头主轴

(2)回转工作台

回转工作台又称转台或圆工作台，可以铳削圆形表面和曲线槽。有时用来做

等分工作，在圆工作台上配上三爪自定心卡盘，就可以钱削四方、六方等工件，

圆工作台有手动和机动等形式，如图6.35所示。回转工作台是立式铁床的标准

附件，工作时转动手轮，通过蜗杆，即可使转台做旋转运动。在转盘的圆周上刻

有360°角度，在手轮上也装一个刻度环，可以月来观察和确定转台的位置。

如图6.36所示，就圆弧槽时，工件安装在回转工作台上绕铳刀旋转，用手

均匀缓慢地摇动回转工作台，而使工件铳出圆弧槽。

图6.35回转工作台

图6.36在回转工作台上饶圆弧槽

(3)万能分度头

分度头是铳床的重要附件，可加工需要的各种工件。分度头的种类很多，有

简单分度头、万能分度头、光学分度头、自动分度头等，其中用得较多的是万能

分度头。

①万能分度头的结构

万能分度头由底座、转动体、主轴和分度盘等组成，其结构示意图如图6.37

所示。工作时，它的底座用螺钉紧固在工作台上，并利用导向键与工作台中间一

条T形槽相配合，使分度头主轴轴心线平行于工作台纵向进给。分度头的前端锥

孔内可安放顶尖，用来支撑工件；主轴外部有一段定位锥体与三爪自定心卡盘的

法兰盘锥孔相连接，以使用三爪自定心卡盘装夹工件。其安装位正如图6.38所

7Po

1：1端施齿轮传动

(a)外形(b)结构

图6.37万能分度头结构

1一基座；2一分度叉；3一分度盘；4一手柄；5一回转体；6一分度头主轴；7—

40齿蜗轮；8一单头蜗杆；9—三爪自定心卡盘；10一主轴；11一刻度环；12—

挂轮轴；13一定位销

图6.38分度盘的安装位置

分度头的传动系统如图6.37(b)所示。分度时，摇动分度手柄，通过齿轮

和蜗杆蜗轮传动带动分度头主轴和工件旋转进行分度。齿轮传动比为1：1,蜗

轮齿数为40,因此，手柄转一圈时，工件只转1/40圈。若工件圆周需分z等

份，每分一份要求工件转过1/z圈。则分度手柄的转数n可以由下列比例关系

得

1•~~=w•-~

10之

因此

n=—40

②分度方法

在分度头的分度工作中，分度方法有直接分度法、简单分度法、角度分度法

和差动分度法等。

分度盘也叫眼盘、孔盘，一般情况下，每台分度头带两块，而每块分度盘有

两个面，所以四个面上有孔，共有孔圈22种，其孔教第一块正面：24,25,28,

30,34,37,第一块反面：38,39,41,42,43,第二块正面：46,47,49,51,

53,54,第二块反面：57,58,59,62,66。分度盘是用来解决分度中手柄须转

分数转的。

在分度过程中，由于手柄的转数不可能都是整数，常出现分数转，如几整转

另加几个孔距的情况。为了避免在转分数转时每分一次度都要数孔和减少数孔的

错误，可利用分度叉。分度叉的内圈部分是两层装在一起的，用螺钉紧固，松开

后两股就可以张开和合并，用时，只要将需要的扎(距)数置于两股之间，然后

用螺钉紧固即可，如图6.39所示。

I

图6.39价和分度叉

1,2一分度叉；3一分度盘

2.专用夹具的安装

为了保证零件的加工质量，常用各种专用夹具安装工件。专用夹具就是根据

工件的几何形状及加工方式特别设计的工艺装备。它不仅可以保证加工质量、提

高劳动生产率、减轻劳动强度，并使许多通用机末可以加工形状复杂的零件。

06.40(a)所示是钱床夹具的实例，用来在一套筒零件上[06.40(b)]

钱一条宽14mm的槽，以工件的外形。A和端面B作为主要定位基准，放在夹具

的定位套筒内。为了保证所加工的槽和工件上原有四个孔之间的角向相对位置，

还采用了一小孔作为免向定位基准，与夹具上的角向定位销相配。工件在被加工

檐槽侧的凸缘上夹紧，夹紧机构采用螺旋杠杆联动机构，安装在夹具体上。夹具

底面有两个定向键，以保持夹具和铳床工作台的相对位置。

(a)(b)

图6.40用专用夹具安装工作

1一类具体；2—定位套筒；3一定位销；4一定向键

3.用组合夹具安装工件

现代工业发展迅速，产品种类繁多，结构形式变化很快，产品多属中、小批

和试制生产。这种情;兄要求夹具既能适应工件的变化，保证加工质量的不断提高，

又要尽量缩短生产准备时间。组合夹具就是为了解决专用夹具的专用性和产品品

种的多变性之间的矛盾，按“积木”的方法而设想发展起来的。

组合夹具是由一套预先准备好的各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件所

组成。可以根据工件形状和工序要求，装配成各种夹具。当每个夹具用完以后，

便可拆开，并经清洗、油封后存放起来，需要时再重新组装成其他夹具。这种方

法给生产带来极大的方便。

四、铁刀及其安装

1.铁刀的种类

铁刀的种类很多，应用范围相当广泛，可用来加工各种平面、沟槽、斜面和

成型表而。以下介绍几种常用的铁刀形状和用途。

(1)圆柱铳刀

圆柱铁刀如图6.41所示，用在卧式钱床上加工平面，是以圆柱表面上的刀

齿进行切削的)刀齿有直齿和斜齿(螺旋吉)两种。由于斜齿圆柱铳刀的每个刀

齿工作时都是逐渐地切入和脱离工件的加工表面，所以工作平稳，铳出的工件表

面光洁度好，应用比较普遍。直齿圆柱铳刀工作时，每个刀齿在其全部宽度上同

时切入或脱离工件，由于切削力的不断变化，容易引起振动，使加工不够平稳,

铳出的工件表面光洁度差，故应用较少。

(a)直齿圆柱铳刀(bl斜齿胧柱铁刀

图6.41圆柱铳刀

(2)端铳刀

端铳刀如图6.42所示，适用于卧式或立式锐床上加工平面。其刀齿排列在

刀体的端面上，刀杆部分很短，故刚性较好，常用于高速切削，能得到较好的光

洁度，生产率也较高。

图6.42端钱刀

图6.43立铳刀

(3)立铳刀

立铁刀如图6.43所示，它相当于一把带柄的圆柱铳刀，主要以分布在圆柱

表面的刀齿进行切削。底面的刀齿(直径4mm以下的不开齿)，可起修光作用。

立铳刀可分为直柄和锥柄两种。它除了可铳一般台阶面外，特别适用于两端不通

的沟槽加工。

(4)圆盘铳刀

圆盘铁刀如图6.44所示，它一般用在卧式铳床上加工沟槽、台阶和较窄的

平面。它的直径大而厚度小，圆柱面和侧面均有刀齿，可以同时进行切削，故又

称为三面刃铳刀。在钱床上做切断工作时，可用侧面没有刀刃的锯片铳刀，如图

6.45所示。

6.44圆盘铳刀

⑶铳直槽(b)铳台阶(c)铳侧面(①切断

图6.45圆盘铁刀的加工方式

(5)角度铳刀

角度铁刀如图6.46所示，可分为单角铳刀和双角铳刀两种，用于加工具有

一定角度的构槽，如V形槽等。

(a)单角铳刀(b)对角铳刀(c)不对称双角铳刀

图6.46角度铳刀

(6)键槽铳刀和T形铳刀

如图6.47及图6.48所示，是专门用来加工键槽和T形槽的铁刀。

图6.47键槽铁刀

小

图6.48T形铳刀

(7)成型铁刀

成型铳刀，如图6.49所示，用来加工具有特殊外形的表面，如凸半圆，凹

半圆和齿轮等。

2.铁刀的安装

(1)带孔铳刀的安装

带孔铁刀中的圆柱形、圆赤形铁刀多用长刀杆安装，如图6.50所示.长刀

杆一端有7：24维度，是与铁床主轴孔配合，安装刀具的刀杆部分。根据刀孔的

大小分几种型号，常用的有。16,Q22,Q27,032等。用长刀杆安装带孔铳

刀时，要注意以下两点：

①铳刀应尽可能地靠近主轴或吊架，以保证铳刀有足够的刚性；套筒的端面

与铁刀的端面必须擦干净，以减小铁刀的端跳：拧紧刀杆的压紧螺母时，必须先

装上吊架，以防刀杆受力弯曲。

图6.50圆盘铳刀的安装

1一拉杆；2—铳床主轴；3一端面键；4一套筒;5—铳刀；6一刀杆；7一螺母；8

一刀杆支架

②斜齿圆柱铳刀所产生的轴向切削力应指向主轴轴承，主轴转向与铳刀旋向

的选择见表6.2。

表6.2主轴转向与斜齿圆柱铳刀旋向的选择

图6.51端铳刀的安装

(a)锥柄线刀的安装(b)直柄铁刀的安装

图6.52带柄铳刀的安装

(2)带柄铳刀的安装

①锥柄铳刀的安装，如图6.52(a)所示，根据铳刀椎柄的大小，选择合适

的变锥套，将各配合表面擦净，然后用拉杆把铳刀及变锥套一起拉紧在主轴上。

②直柄立铳刀的安装。这类铁刀多为小直径钱77,一般不超过20mm,多用弹

簧夹头进行安装，如图6.52(b)所示。铳刀的柱柄插入弹簧套的孔中，用螺母

压弹簧套的端面，使弹簧套的外锥面受压而孔径缩小，即可将铁刀抱紧。弹簧套

上有3个开口，故受力时能收缩。弹簧套有多种孔径，以适应各种尺寸的铁刀。

五、铳削操作

1.铳平面

铳平面可以用圆柱铳刀、端铳刀或三面刃盘铁刀，在卧式钱床或立式铳床上

进行铳削。

(1)圆柱铳刀铳三面

圆柱铳刀一般用于卧式铁床钱平面。铁平面用的圆柱铁刀一般为螺旋齿圆柱

铳刀，铳刀的宽度必须大于所铳平面的宽度，螺旋线的方向应使铳削时所产生的

轴向力将铁刀推向主轴轴承方向。

圆柱铳刀通过长刀杆安装在卧式铳床的主轴上，刀杆上的锥柄与主轴上的锥

孔相配，并用一拉杆拉紧。刀杆上的键槽与主轴上的方键相配，用来传递动力。

安装铳刀时，先在刀杆上装几个垫圈，然后装上铳刀。应使铳刀切削刃的切削方

向与主轴旋转方向一致，同时铁刀还应尽量装在靠近床身的地方。再在铳刀的另

一侧套上垫圈，然后用手轻轻旋上压紧螺母。再安装吊架，使刀杆前端进入吊架

轴承内，拧紧吊架的紧固螺钉。初步拧紧刀杆螺母，开车观察铳刀是否装正，然

后用力拧紧螺母。

根据工艺卡的规定调整机床的转速和进给量，再根据加工余量来调整铳削深

度，然后开始铳削。铳削时，先用手动进给使工作台纵向靠近铁刀，而后改为自

动进给；进给行程尚未完毕时不要停止，否则铳刀在停止的地方切入金属就比较

深，形成表面深啃现象；钱削铸铁时不加切削液(因铸铁中的石墨可起润滑作用),

钱削纲料时通常用含硫矿物油作切削液O

用螺旋齿铳刀钱削时，同时参加切削的刀齿数较多，每个刀齿工作时都是沿

螺旋线方向逐渐地切入和脱离工作表面的，切削比较平稳。在单件、小批量生产

的条件下，用圆柱铁刀在卧式铳床上铳平面仍是常用的方法。

(2)端铁刀铳平面

端铳刀一般用于立式铳床上铳平面，有时也用于卧式铳床上铳侧面，如图

6.53所示。瑞铁刀一般中间带有圆孔。通常先将铁刀装在短刀轴上，再将■刀轴

装入机床的主轴上，并用拉杆螺丝拉紧。

用端铳刀铳平面与用圆柱铁刀铳平面相比，其特点有：切削厚度变化较小，

同时切削的刀齿较多，因此切削比较平稳：端铳刀的主切削刃担负着主要的切削

工作，而副切削刃又有修光作用，所以加工的平面表面光整；端铳刀的刀齿易于

镶装硬质合金刀片，可进行高速钱削，且其刀杆匕圆柱铁刀的刀杆短些，刚性较

好，能减少加工中的振动，有利于提高铳削用量。因此，端铳既提高了生产率，

又提高了表面质量。所以在大批量生产中，端铳已成为加工平面的主要方式之一。

2.铳斜面

工件上具有斜面的结构很常见，铳削斜面的方法也很多，下面介绍常用的几

种方法。

工件

(b)卧式铳床

图6.53端铳平面

(1)倾斜垫铁铳斜面

在零件设计基准的下面垫一块倾斜的垫铁，则铁出的平面就与设计基准而成

倾斜位置。改变倾斜垫铁的角度，即可加工不同再度的斜面，如图6.54(a)所

O

(2)万能钱头钱斜面

万能铳头能方便地改变刀轴的空间位置，可以转动钱头以使刀具相对工件倾

斜一个角度来铳斜面，如图6.54(b)所示。

(3)角度铁刀铳斜面

较小的斜面可用合适的角度铳刀加工。当加工零件批量较大时，则常采用专

用夹具铳斜面，如图6.54(c)所示。

(4)分度头钱斜面

在一些圆柱形和特殊形状的零件上加工斜面时，可利用分度头将工件转成所

需位置而铳出斜面，如图6.54(d)所示。

但)用斜空铁快斜面(b)用万能蜕头加斜回(C)用九度快刀诜斜闿(d)用分度头胱斜圆

图6.54铳斜面的几种方法

3.铳沟槽

在铳床上能加工的沟槽种类很多，如直槽、角度槽、T形槽、燕尾槽和键槽

等。

(1)钱键槽

常见的键槽有封闭式和敞开式两种。在轴上钱封闭式键槽，一般用键槽铳刀

加工，如图6.55所示，键槽铁刀一次轴向进给不能太大，切削时要注意逐层切

下。敞开式键槽多在卧式铳床上用三面刃铁刀进行加工，如图6.56所示。注意

在铳削键槽前，做好对刀工作，以保证键槽的对称度。

由于立4先刀中央无切削刃，不能向下进刀，若用立铳刀加工，必须预先在槽

的一端钻一个落刀孔。对于直径为3〜20nlm的直柄立铳刀，可用弹簧夹头装夹，

弹簧夹头可装入机床主轴孔中；对于直径为10〜50mm的锥柄铳刀，可利用过渡

套装入机床主轴孔中。对于敞开式键槽，可在卧式钱床上进行，一般采用三面刃

铳刀加工。

图6.56铳敞开式键槽

(2)铳T形槽及燕尾槽

T形槽应用很多，如钱床和刨床的工作台上用来安放紧固螺栓的槽就是T形

槽。要加工T形槽或燕尾槽，首先必须用立铳刀或三面刃铁刀铳出直角槽，线后

在立铳上用T形槽铳刀钱削T形槽，或用燕尾槽铳刀铁削成型，如图6.57所示。

由于T形槽铳刀工作时排屑困难，因此切削用量应选得小些，同时应多加冷为液,

最后再用角度铳刀铳出倒角。

(b)铳I形槽⑹铳燕尾槽

图6.57加工T形槽和燕尾槽

4.铳成型面

零件的某一表面在截面上的轮廓线是由曲线和直线所组成，这个面就是成型

面。成型面一般在卧式铳床上用成型铁刀来加工，如图6.58(a)所示，成型铳

刀的形状要与成型面的形状相吻合。若零件的外形轮廓是由不规则的直线和曲线

组成，这种零件称为具有曲线外形表面的零件。这种零件一般在立式铳床上钱削，

加工方法有按划线用手动进给铳削、用圆形工作台铁削、用靠模铳削，如图6.58

(b)所示。

对于要求不高的曲线外形表面，可按工件上划出的线迹移动工作台进行加

工，顺着线迹将打出的样冲眼铳掉一半。在成批及大置生产中，可以采用靠模夹

具或专用的靠模铳床来对曲线外形面进行加工。

5.铁齿形

齿轮齿形的加工原理可分为两大类：展成法(又称范成法)，利用齿轮刀具

与被切齿轮的互相啮合运转切出齿形的方法，如插齿和滚齿加工等；成型法(又

称型钱法)，利用仿照与被齿轮齿槽形状相符的盘状铳刀或指状铁刀切出齿膨的

方法，如图6.59所示。在钱床上加工齿形的方法属于成型法。

铳削时，常用分度头和尾架装夹工件，可用盘状模数铳刀在卧式钱床上铳齿，

也可用指状模数铳刀在立式铳床上钱齿。

圆柱形齿轮和圆锥齿轮可在卧式铳床或立式铳床上加工；人字形齿轮在立式

钱床上加工：蜗轮则可以在卧式铁床上加工。卧式铳床加工齿轮一般用盘状铳刀，

而在立式铳床上，则使用指状铳刀。

靠模