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1、机械制造工程训练金工实习-第三讲铣削加工铣削加工2特 点w生生产产率率较较高高使使用用旋旋转转的的多多齿齿刀刀具具加加工工工工 件，同时有数个刀齿参加切削件，同时有数个刀齿参加切削w容容易易引引起起机机床床振振动动每每个个刀刀齿齿的的切切削削过过程程是是断断续续的的，且且每每个个刀刀齿齿的的切切削削厚厚度度变变化化，切切削削力相应发生变化力相应发生变化w要求要求：在结构上要求有较高的刚度和抗振性。：在结构上要求有较高的刚度和抗振性。3铣削用量铣削用量w在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量。w包括：铣削包括：铣削 速度（速度（）、进给量（进给量（）背
2、吃刀量（背吃刀量（ap）、）、侧吃刀量（侧吃刀量（ae）w铣削用量的选择，对提高生产效率，改善工件表面铣削用量的选择，对提高生产效率，改善工件表面粗糙度和加工精度都有密切的关系。粗糙度和加工精度都有密切的关系。41.铣削速度铣削速度(m/min)主运动的线速度主运动的线速度,也就是铣刀刀也就是铣刀刀刃上离中心最远的一点刃上离中心最远的一点,在在1分钟内所转过的长度分钟内所转过的长度.V=Dn/1000 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).2.进给量进给量 f f(mm)在铣削过程中在铣削过程中,工件相对铣刀的进给工件相对铣刀的进给速度速度.其表示方法有三种其
3、表示方法有三种:(1)每分钟进给量每分钟进给量 Vf (mm/min)在在1分钟内分钟内,工件工件 沿进给方向所移动的距离沿进给方向所移动的距离.(2)每转进给量每转进给量 f (mm/r)在铣刀转过一转的时间内在铣刀转过一转的时间内,工件沿进给方向所移动的距离工件沿进给方向所移动的距离.(3)每齿进给量每齿进给量af（毫米（毫米/齿）齿）指铣刀每转过一个刀齿指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣时，工件对铣刀的进给量（即铣 刀每转过一个刀齿，刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离）。工件沿进给方向移动的距离）。它们三者之间的关系式为：它们三者之间的关系式为：af=f/Z=Vf/
4、Znt 式中式中nt为铣为铣 刀每分钟转数（刀每分钟转数（r/min),Z为铣刀齿数为铣刀齿数。53、背吃刀量、背吃刀量ap（mm）即铣削中待加工表面与已加即铣削中待加工表面与已加 工表面之间的垂直距离。工表面之间的垂直距离。4、侧吃刀量侧吃刀量ae（mm）即铣削一次进给过程中测得）即铣削一次进给过程中测得 的已加工表面宽度。的已加工表面宽度。铣削加工的尺寸公差等级一般为铣削加工的尺寸公差等级一般为IT9IT8，表面粗，表面粗糙度糙度Ra为为6.31.6m。6铣削用量的选择铣削用量的选择w选择铣削用量，是在保证铣削加工质量和工艺系统选择铣削用量，是在保证铣削加工质量和工艺系统刚性所允许的前提下
5、进行的。首先应选用较大的背刚性所允许的前提下进行的。首先应选用较大的背吃刀量吃刀量ap和侧吃刀量和侧吃刀量ae，再选用较大的每齿进给量，再选用较大的每齿进给量af，最后确定铣削速度，最后确定铣削速度v。wap根据工件的加工余量和加工表面的精度来确定。根据工件的加工余量和加工表面的精度来确定。当加工余量小，尽量一次铣去。当加工精度要求较当加工余量小，尽量一次铣去。当加工精度要求较高或表面粗糙度小于高或表面粗糙度小于Ra6.3时，才分粗、精铣。时，才分粗、精铣。粗铣一般选大粗铣一般选大ap和较大和较大af；精铣一般选小；精铣一般选小ap和小和小af。wae一般可根据加工面宽度决定，尽量一次铣出。一
6、般可根据加工面宽度决定，尽量一次铣出。7铣床基本知识铣床基本知识w铣床是机械制造行业的重要设备，是一种应铣床是机械制造行业的重要设备，是一种应用广、类型多的金属切削机床。用广、类型多的金属切削机床。w铣床的种类有很多，常用的有下面几种：卧铣床的种类有很多，常用的有下面几种：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、万能工具式升降台铣床、立式升降台铣床、万能工具铣床、数控铣床、龙门铣床、仿形铣床、圆铣床、数控铣床、龙门铣床、仿形铣床、圆台铣床、各种专业铣床等。台铣床、各种专业铣床等。89万能工具铣床万能工具铣床 10立式铣床与卧式铣床的主要区别立式铣床与卧式铣床的主要区别w卧式铣床卧式铣床:主轴平行于工作
7、台面主轴平行于工作台面w立式铣床立式铣床:主轴垂直于工作台面主轴垂直于工作台面卧式万能升降台铣床卧式万能升降台铣床立式升降台铣床立式升降台铣床1112卧式升降台铣床和万能升降台铣床卧式升降台铣床和万能升降台铣床w卧铣卧铣w特点：主轴位置水平。特点：主轴位置水平。w组组成成：1-1-床床身身、2 2一一悬悬梁梁、3 3一一主主轴轴、4 4一一铣铣刀刀心心轴轴、5-5-工工作作台台、6 6一一床床鞍鞍、7 7一一升升降降台台、8 8一底座一底座w应用：铣削平面、沟槽和多齿零件等。应用：铣削平面、沟槽和多齿零件等。13以以X6132为例为例 X铣床铣床 6卧式卧式 1万能万能 32工作台工作面宽度的
8、工作台工作面宽度的1/10，即，即320mm。1底座底座 2床身床身 3横梁横梁 4主轴主轴 5吊架吊架 6纵向工作台纵向工作台 7转台转台 8横向工作台横向工作台 9床鞍床鞍14w立式升降台铣床的主轴是垂直安置的。立式升降台铣床的主轴是垂直安置的。w组组成成：1 1一一铣铣头头、2 2一一主主轴轴、3 3一一工工作作台台、4 4一一床床鞍鞍、5-5-升升降台降台w铣铣头头1 1可可根根据据加加工工要要求求在在垂垂直直平平面面内内调调整整角角度度，主主轴轴可可沿其轴线方向进给或调整位置。沿其轴线方向进给或调整位置。w刀具刀具端铣刀或立铣刀端铣刀或立铣刀w加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮等
9、。加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮等。w主参数主参数工作台面宽度（工作台面宽度（1/10）151 立铣头立铣头2 主轴主轴3 纵向工作台纵向工作台4 横向工作台横向工作台5 升降台升降台以以X5032为例为例 X铣床铣床 50 立式升降台铣床立式升降台铣床 32工作台面宽度的工作台面宽度的1/10，即，即320mm。16万能升降台铣床万能升降台铣床w结构与卧式升降台铣床基本相同结构与卧式升降台铣床基本相同w但但在在工工作作台台5 5和和床床鞍鞍6 6之之间间增增加加了了一一层层转转盘盘w转转盘盘相相对对于于床床鞍鞍在在水水平平面面内内可可调调整整角角度度（士士4545范范围围内内），以以
10、便便加加工工螺螺旋旋槽槽时时工作台作斜向进给。工作台作斜向进给。17龙门铣床龙门铣床w大型高效能铣床大型高效能铣床w主主要要加加工工各各类类大大型型工工件件上上的的平平面面和和沟沟槽槽，借借助助于于附附件件还还可完成斜面、内孔等加工可完成斜面、内孔等加工w组成：工作台、水平铣头、横梁、垂直铣头、立柱、顶组成：工作台、水平铣头、横梁、垂直铣头、立柱、顶梁、床身梁、床身w主参数主参数工作台面宽度（工作台面宽度（1/100）1819w一般有一般有3 34 4个铣头个铣头w每个铣头都是一个独立部件，包括单独的驱动电每个铣头都是一个独立部件，包括单独的驱动电动机、变速传动机构、主轴部件及操纵机构等机动机
11、、变速传动机构、主轴部件及操纵机构等机构。构。w横梁横梁3 3上的两个垂直铣头，可在横梁上沿水平方上的两个垂直铣头，可在横梁上沿水平方向（横向）调整位置向（横向）调整位置w横梁本身以及立柱上的两个水平铣头可沿立柱上横梁本身以及立柱上的两个水平铣头可沿立柱上导轨调整其垂直方向上的位置。导轨调整其垂直方向上的位置。20w各铣刀的切削深度均由主轴套筒带动铣刀主轴沿各铣刀的切削深度均由主轴套筒带动铣刀主轴沿轴向移动来实现。轴向移动来实现。w加工时加工时,工作台连同工件作纵向进给运动。工作台连同工件作纵向进给运动。w龙门铣床可用多把铣刀同时加工几个表面龙门铣床可用多把铣刀同时加工几个表面生产生产率较高。
12、率较高。w应用应用成批和大量生产。成批和大量生产。21铣刀的基本知识铣刀的基本知识w一一 铣刀切削部分材料的基本要求铣刀切削部分材料的基本要求w 1、高硬度和耐磨性、高硬度和耐磨性;2、好的耐热性、好的耐热性;3、高的强度和好、高的强度和好的韧性的韧性;4、工艺性能好、工艺性能好,能制造各种形状和尺寸的刀具能制造各种形状和尺寸的刀具.w二二 铣刀的常用材料铣刀的常用材料w1 高速工具钢高速工具钢(简称高速钢锋钢等简称高速钢锋钢等),有以下特点有以下特点:w(1)合金元素钨铬钼钒的含量较高合金元素钨铬钼钒的含量较高,淬火硬度可达淬火硬度可达HRC6270,在在600度高温下度高温下,仍能保持较高
13、的硬度仍能保持较高的硬度.w(2)刃口强度和韧性好刃口强度和韧性好,抗振性强抗振性强w(3)工艺性能好工艺性能好,锻造加工和刃磨都比较容易锻造加工和刃磨都比较容易,还可以制造形状还可以制造形状较复杂的刀具较复杂的刀具.w(4)与硬质合金比与硬质合金比,硬度较低硬度较低,红硬性和耐磨性差。红硬性和耐磨性差。u常用牌号有常用牌号有W18Cr4V W6Mo5Cr4V2和和W14Cr4VMnRe等等通常用来制造整体式铣刀通常用来制造整体式铣刀22w2 硬质合金硬质合金 是金属碳化物碳化钨是金属碳化物碳化钨 碳化钛和以钴为碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉末冶金工艺制造而成的主的金属粘结剂经粉末冶金工艺制
14、造而成的,其主要其主要特征如下特征如下:w(1)能耐高温能耐高温,在在8001000度左右仍能保持良好的切削性能度左右仍能保持良好的切削性能.可可选用比高速钢高选用比高速钢高48倍的切削速度倍的切削速度.w(2)常温硬度高常温硬度高,耐磨性好耐磨性好.w(3)抗弯强度低抗弯强度低,冲击韧性差冲击韧性差,刀刃不易磨得很锋利刀刃不易磨得很锋利.w常用的硬质合金一般可以分为三大类常用的硬质合金一般可以分为三大类:w1)钨钴类钨钴类(YG)它由硬质相碳化钨和金属粘结剂组成它由硬质相碳化钨和金属粘结剂组成.常用的常用的牌号有牌号有YG3 YG6和和 YG8等等.w2)钨钛钴类硬质合金钨钛钴类硬质合金(Y
15、T)它由硬质相碳化钨它由硬质相碳化钨 碳化钛和金属碳化钛和金属粘结剂钴组成粘结剂钴组成.常用的牌号有常用的牌号有YT5 YT15和和YT30等等.w3)通用硬质合金通用硬质合金.在上述两种材料中加入适量稀有金属的碳在上述两种材料中加入适量稀有金属的碳化物化物,如碳化旦和碳化铌等如碳化旦和碳化铌等.其牌号有其牌号有YW1 YW2和和YA6等等.w通常用于制造铣刀上的切削部分的镶块通常用于制造铣刀上的切削部分的镶块23铣刀的特点及种类铣刀的特点及种类w铣刀是一种多齿刀具铣刀是一种多齿刀具,切削时每齿周期性切入切削时每齿周期性切入和切出工件和切出工件,对散热有利对散热有利,铣削效率较高铣削效率较高.
16、w铣刀的种类很多铣刀的种类很多,根据铣刀的安装方法分为根据铣刀的安装方法分为：（1）带孔铣刀带孔铣刀带孔的铣刀需要装在铣刀带孔的铣刀需要装在铣刀心轴上心轴上,多用于卧式铣床多用于卧式铣床.（2）带柄铣刀带柄铣刀又分为直柄和锥柄两种又分为直柄和锥柄两种,多多用于立式铣床用于立式铣床.w常用铣刀的形状及用途如图所示常用铣刀的形状及用途如图所示:24铣平面用铣刀铣平面用铣刀 25262728铣刀的安装铣刀的安装w一一.带孔铣刀的安装带孔铣刀的安装 这类铣刀由于中心都有一个孔这类铣刀由于中心都有一个孔,所以须安所以须安装在铣刀刀杆上装在铣刀刀杆上,圆柱形圆柱形 圆盘形铣刀多用长刀杆安装圆盘形铣刀多用长
17、刀杆安装.注意以注意以下几方面下几方面:w(1)铣刀应尽可能地靠近主轴铣刀应尽可能地靠近主轴,以保证铣刀的刚度以保证铣刀的刚度.w(2)套筒的端面和铣刀的端面必须擦干净套筒的端面和铣刀的端面必须擦干净,以减小铣刀的跳动以减小铣刀的跳动.w(3)拧紧刀杆的压紧螺母时拧紧刀杆的压紧螺母时,必须先装上吊架必须先装上吊架,以防刀杆受力弯曲以防刀杆受力弯曲.29二二 带柄铣刀的安装带柄铣刀的安装 这类铣刀是靠柄部定心来安装或夹持的这类铣刀是靠柄部定心来安装或夹持的.(1)直柄铣刀因直径较小直柄铣刀因直径较小,可以用通用夹头和弹簧夹头安装在铣床上可以用通用夹头和弹簧夹头安装在铣床上.(2)锥柄铣刀的锥柄尺
18、寸和锥度与铣床主轴相符时锥柄铣刀的锥柄尺寸和锥度与铣床主轴相符时,可用拉紧螺杆从可用拉紧螺杆从主轴孔的后面直接拉紧铣刀即可主轴孔的后面直接拉紧铣刀即可;若不符时若不符时,用一个内孔与铣刀锥用一个内孔与铣刀锥柄相符而外锥与主轴孔相符的过渡套将铣刀装入主轴孔内即可柄相符而外锥与主轴孔相符的过渡套将铣刀装入主轴孔内即可.3031铣床附件铣床附件1、平口钳平口钳 铣削一般的长方体零件的平面、台阶面、铣削一般的长方体零件的平面、台阶面、斜面及轴类零件的沟槽时，都可以用平口钳装夹工斜面及轴类零件的沟槽时，都可以用平口钳装夹工件。件。2、万能铣头万能铣头 用于卧式铣床，它不仅能完成各种立铣用于卧式铣床，它不
19、仅能完成各种立铣工作，还可以根据铣削要求把铣头的主轴扳转为任工作，还可以根据铣削要求把铣头的主轴扳转为任意角度。意角度。3、回转工作台回转工作台 简单分度（如铣四方、六方等工件）简单分度（如铣四方、六方等工件）以及铣圆形表面和曲线槽。以及铣圆形表面和曲线槽。4、万能分度头万能分度头 是铣床的重要附件，可铣四方、六是铣床的重要附件，可铣四方、六方、齿轮、花键、刻线、加工螺旋槽及球面等。方、齿轮、花键、刻线、加工螺旋槽及球面等。3233343536373839简单分度法简单分度法分度时，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
20、旋转进行分度。齿轮传动比为轴和工件旋转进行分度。齿轮传动比为1：1，蜗轮齿数为，蜗轮齿数为40，因，因此，手柄转一圈时，工件只转此，手柄转一圈时，工件只转1/40圈。若工件圆周需分圈。若工件圆周需分Z等份，等份，每分一份要求工件转过每分一份要求工件转过1/Z圈。则分度手柄的转数可以由比例关圈。则分度手柄的转数可以由比例关系求得系求得 分度盘第一块正面：分度盘第一块正面：24、25、28、30、34、37；反面：反面：38、39、41、42、43；第二块正面：第二块正面：46、47、49、51、53、54；反面：反面：57、58、59、62、66。例题：要铣一齿轮，其齿数为例题：要铣一齿轮，其齿
21、数为Z=11，问每铣一齿后，分度手柄应，问每铣一齿后，分度手柄应转多少圈？转多少圈？解：解：将将Z=11代入公式代入公式 n=40/z=40/11=3选用选用66的孔圈，则分子与分母同时扩大的孔圈，则分子与分母同时扩大11倍即倍即42/66即每铣完一个齿后，分度头的定位销须在即每铣完一个齿后，分度头的定位销须在66的孔圈上转的孔圈上转3圈另加圈另加42个孔距。个孔距。71140铣削工艺范围w平面（水平面、垂直面等）平面（水平面、垂直面等）w沟槽（键槽、沟槽（键槽、T T型槽、燕尾槽等）型槽、燕尾槽等）w多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）等）w螺
22、旋形表面（螺纹和螺旋槽）螺旋形表面（螺纹和螺旋槽）w各种曲面各种曲面w回转体表面及内孔回转体表面及内孔w切断切断41a 铣平面铣平面b 铣台阶面铣台阶面 c 铣键槽铣键槽 d 铣铣T型槽型槽e 铣燕尾槽铣燕尾槽f 铣齿轮铣齿轮g 铣成形面铣成形面h 铣螺旋槽铣螺旋槽 i 铣圆弧曲面铣圆弧曲面 j 铣凹平面铣凹平面42 a 铣平面铣平面 b 铣台阶面铣台阶面 c 铣直槽铣直槽 d 切断切断 e 铣键槽铣键槽 f 铣等份件铣等份件g 刻线刻线 h 铣花键铣花键 I 铣成型面铣成型面 j 铣齿轮铣齿轮k 铣斜齿轮铣斜齿轮l 铣孔铣孔4344铣削方式铣削方式w铣削可分为铣削可分为端铣和周铣端铣和周铣分
23、别在立式铣床和卧式铣床上进行分别在立式铣床和卧式铣床上进行1、端铣、端铣刀杆粗而短，刚性好，而且端铣刀直径大，刀杆粗而短，刚性好，而且端铣刀直径大，通常镶嵌硬质合金刀片，所以不但容易实现高速铣削或通常镶嵌硬质合金刀片，所以不但容易实现高速铣削或 强力铣削，而且每一行程的铣削宽度可达数百毫米（取强力铣削，而且每一行程的铣削宽度可达数百毫米（取决于铣刀直径）决于铣刀直径）（1）对称铣削：铣刀的轴线位于工件的中心时的铣削。）对称铣削：铣刀的轴线位于工件的中心时的铣削。（2）不对称铣削：铣刀的轴线偏于工件一侧时的铣削。）不对称铣削：铣刀的轴线偏于工件一侧时的铣削。452、周铣：即用圆周刀刃铣削，铣刀刀
24、杆细长，刚性很差；、周铣：即用圆周刀刃铣削，铣刀刀杆细长，刚性很差；铣刀直径小；铣切宽度较窄（取决于铣刀宽度）铣刀直径小；铣切宽度较窄（取决于铣刀宽度）（1）逆铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。）逆铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反。（2）顺铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。）顺铣：铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。w端铣生产率高于周铣端铣生产率高于周铣w大批、大量生产中加工平面一般都采用端铣大批、大量生产中加工平面一般都采用端铣46端铣的加工质量略优于周铣端铣的加工质量略优于周铣w周铣时通常只有周铣时通常只有12个刀齿同时在进行切削个刀齿同时在进行切削工作，并且切削厚度的变
25、化也较大，当刀齿工作，并且切削厚度的变化也较大，当刀齿切入和切出时，切削力波动较大，并产生一切入和切出时，切削力波动较大，并产生一定的冲击定的冲击w端铣同时参加切削的刀齿常多于端铣同时参加切削的刀齿常多于2个，切削厚个，切削厚度的变化也较小，所以切削过程比周铣平稳度的变化也较小，所以切削过程比周铣平稳47w端铣的切削工作是由沿铣刀外圆排列的主切端铣的切削工作是由沿铣刀外圆排列的主切削刃完成的，端面方向的副切削刃对已加工削刃完成的，端面方向的副切削刃对已加工面起修光作用，故可获得较小的表面粗糙度面起修光作用，故可获得较小的表面粗糙度w周铣不仅没有修光刃，而且被加工表面实际周铣不仅没有修光刃，而且
26、被加工表面实际上是由一连串圆弧所组成，故其加工的表面上是由一连串圆弧所组成，故其加工的表面粗糙度稍大于端铣；粗糙度稍大于端铣；w 端铣的刀杆刚度远高于周铣，故切削振动较端铣的刀杆刚度远高于周铣，故切削振动较小小48铣削生产率高于刨削铣削生产率高于刨削w在多数情况下，铣削的生产率明显地高于刨在多数情况下，铣削的生产率明显地高于刨削削w铣刀是多刃刀具，在同一时刻有若干刀齿进铣刀是多刃刀具，在同一时刻有若干刀齿进入切削部位；入切削部位；w且每一刀齿的大部分时间都在冷却；且每一刀齿的大部分时间都在冷却；w冲击现象也较刨削轻微冲击现象也较刨削轻微w铣削时没有回程时间损失铣削时没有回程时间损失49w对于狭长平面（如导轨、长槽等），刨对于狭长平面（如导轨、长槽等），刨 削生产削生产率甚至高于铣削。率甚至高于铣削。w因为铣削进给量因为铣削进给量mmmin并不因工件变狭而改并不因工件变狭而改变；变；w而刨削则因工件变狭而减少横向走刀的次数而刨削则因工件变狭而减少横向走刀的次数w因此在成批生产中加工狭长平面时还经常采用刨因此在成批生产中加工狭长平面时还经常采用刨削削50此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢