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铣削教材
[工程实践中心]  [手机版本]  [扫描分享]  发布时间:2016年9月28日
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铣削概述

铣削加工是在铣床上利用铣刀对工件进行切削加工的方法,是平面加工的主要方法之一。铣削加工是一种高生产车的加工方法,在大批量生产中,除加工狭长的平面外,铣削几乎可取代刨削,成为平面、沟槽和成形表面加工的常用方法。

1.1 铣削的特点

1)铣削加工的特点

①铣刀是多齿刀具,切削过程中同时参加工作的刀刃数多,切削刃总长度较长,并可采用较大的切削用量,故属于较高生产率的平面加工方法。

②铣刀上的每个刀齿是间歇地参加工作,刀齿与工件接触时间短,冷却条件较好,有利于延长铣刀使用寿命。

②铣削过程中,由于切削参数是变化的,因而有振动和冲击,使刀齿磨损加快;切削过程不平稳,限制切削速度的提高,也影响工件加工质量。

④铣削加工范围较广,铣刀制造和刃磨较困难。平面加工精度由于铣刀安装误差及磨损,受力变形大等影响,较刨削稍差,特别是大型或薄壁平面更为明显。

一般说来,铣削属于粗加工和半精加工范畴。

1.2 铣削的应用

铣削加工主要用于加工平面、斜面、各种沟槽、成形表面、齿轮和螺旋槽等,如图8.1所示。在铣床上还能钻空和锪孔。

 

1.3 铣削运动及铣削用量

1.3.1 铣削运动

铣削必须具有以下运动:①铣刀的高速旋转——主运动;②工件随工作台缓慢的直线移动——进给运动,该进给运动可分为垂直、横向和纵向运动,如图6-2所示。

 

1.3.2 铣削用量

通常将铣削速度、进给量、铣削深度(或铣削宽度)称为铣削用量三要素,铣削精度一般为IT9-IT7,表面粗糙度Ra6.3-1.6μm

 

1.铣削速度

铣刀旋转时的切削速度为:

vc=πd0n/1000

式中:vc——铣削速度,mmin

d0——铣刀直径,mm

n——铣刀转速,r/min

2.进给量

指工件相对铣刀移动的距离,分别用三种方法表示:ffzvf

1)每转进给量f。指铣刀每转动一周,工件与铣刀的相对位移量,单位为mm/r

2)每齿进给量fz。指铣刀每转过一个刀齿,工件与铣刀沿进给方向的相对位移量,位为mm/z

3)进给速度vf。指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。通常情况下,铣床加工时的进给量均指进给速度vf

二者之间的关系为:

vf=f×nfz×z×n

式中:z——铣刀齿数。

n——铣刀转数,r/min

3.铣削深度ap

指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。

4—铣削宽度ac

指垂直于铣刀轴线并垂宜于进给方向度量的切削层尺寸。

 

铣削设备及工具

2.1 铣床

铣床的种类很多,有立式、卧式,龙门铣床,万能工具铣等,最常见的是卧式(万能)铣床和立式铣床。两者的区别在于前者:轴为水平设置,后者主轴为竖直设置。

 

X6132型号中字母和数字的含义


①床身。床身支承并连接各部件,顶部水平导轨支承横梁,前侧导轨供升降台移动之用。床身内装有主轴和主运动变速系统及润滑系统。

②横梁。它可在床身顶部导轨前后移动,吊架安装其上,用来支承铣刀杆。

③主抽。主铀是空心的(见图4-3),前端有锥孔,用以安装铣刀杆和刀具。

④转台。转台位于纵向工作台和横向工作板之间,下面用螺钉与横向工作板相连,松开螺钉可使转台带动纵向工作台在水平面内回转一定角度(左右最大可转过45°)。

⑤纵向工作台。纵向工作台由纵向丝杠带动在转台的导轨上作纵向移动.以带动台面上的工件作纵向进给。台面上的T形槽用以安装夹具或工件。

⑥横向工作台。横向工作台位于升降台上面的水平导轨上,可带动纵向工作台一起作横向进给。

⑦升降台。升降台可沿床身导轨作垂直移动,调整工作台至铣刀的距离。

这种铣床可将横梁移至床身后面,在主轴端部装上立铣头,能进行立铣加工

2.1.2 立式升降台铣床

立式升降台铣床简称立式铣床。图7-4所示为X5032立式铣床。


 

 

 

 

 

 

 

X5032型号说明


X5032立式铣床的编号中,“X”为铣床,“5”为立式铣床,“0”为立式升降台铣床,“32”

为工作台面宽度的1/10,即此型号铣床工作台面宽度为320mm

立式铣床与卧式铣床的主要区别是其主轴与工作台面垂直,铣刀安装在主轴上,由主轴带动作旋转运动,工作台带动零件作纵向、横向、垂直方向移动。

根据加工的需要,可以将铣头(包括主轴)左、右倾斜一定角度,以便加工斜面等。

立式铣床生产率比较高,可以利用立铣刀或面铣刀加工平面、台阶、斜面和键槽,还可加工内外圆弧、T形槽及凸轮等。

2.2 铣床附件/夹具

2.2.1 平口钳

机用平口虎钳如图所示,使用时松开钳座上的螺母,可将上钳座转到任意角度的位置。平口虎钳常用于安装矩形和圆柱形工件,使用平口虎钳安装工件的方法和主要事项如下:

1)平口虎钳固定到工作台面上后,两钳口与工作台面应该垂直。因此,在安装时一定要把钳口面、虎钳底面、工作台面擦干净,防止有切削或其他杂物影响虎钳安装的位置。

2)平口虎钳的钳口面应根据需要使其处于与某一轴垂直、平行或倾斜的位置。当需要转动上钳座时,所转动角度可根据回转盘上的刻度进行控制。

3)铣垂直面时,要使工件上的基准面与固定钳口面接触好,这时可使用一根圆棒放在钳口面处,当夹紧工件时,圆棒和工件呈直线接触,这样工件基准面与固定钳口能够贴合好,保证了工件铣出后垂直面的准确。

4)在工作台上固定虎钳时,要选择好安装方向,应使切削中的铣削力方向指向固定钳口,如果使铣削力指向活动钳口,容易引起振动和切削中的不稳定。

5)夹紧手柄的长度足以将工件夹紧,不能使用加力棒,否则会损坏虎钳的丝杆。

6)应将工件放在虎钳中间,不应放在某一头,否则会损坏虎钳的夹持精度。

 

2.2.2 万能分度头

1.万能分度头的结构

在铣削加工中常会遇到铣四方、六方、齿轮、花键和刻线等工作,分皮头是能对工件在圆周、水平、垂直、倾斜方向上等分或不等分地进行分度工作的铣床附件,分度头有许多类型,最常用的是万能分度头,如图89所示

万能分度头由底座、转动体、主轴和分度盘等组成。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;主轴外部有一短定位能体与卡盘的法兰盘锥孔相连接,以便用卡盘来装夹工件。分度头的侧面有分度盘和分皮手柄。分皮时摇动分度手柄,通过蜗杆、蜗轮带动分度头主轴旋转进行分度。

 

2.万能分度头的传动系统

分度头的转动体内装有传动系统,如图8.13所示。主轴上固定有齿数为40的蜗轮,它与单头蜗杆配合。工作时,拔出定位销,转动手柄,通过一对齿数相等的齿轮传动蜗杆便带动蜗轮主轴旋转。

根据图6-15所示的分度头传动图可知,传动路线是:手柄齿轮副(传动比为1:1蜗杆与蜗轮(传动比为1:40主轴。可算得手柄与主轴的传动比是1:1/40,即手柄转一圈,主轴则转过l40圈。

手柄每转动一周时,蜗轮带动主轴转过1/40周。如果工件要作z等分,则每一等分要求主轴转1/z周,则分度手柄所转的圈数n,即为n40/z

 

3.万能分度头的使用方法

使用分度头进行分度的方法很多,有直接分度法,简单分度法、角度分度法和差动分度法等,这里介绍常见的简单分度法。

n40/z所表示的方法即为简单分度法,例如铣齿数z35的齿轮,每一次分齿时手柄转数为:

 

也就是说,每分一齿,手柄需要转过一整圈再转1/7圈,这1/7圈一般通过分度盘来控制。分度头通常配有两块分度盘,如图8.14所示。分度盘的两面各钻有许多圈孔,各圈孔数均不相等。而同一孔圈上的孔距是相等的。

第一块分度盘正面各圈孔数依次为:242528303437;反面各围孔数依次为:3839414243

第二块分度盘正面各圈孔数依次为:464749515354;反面各国孔数依次为:5758596266。简单分度时,分度盘固定不动,再将分度手柄上的定位销调整到孔数为7的倍数的孔圈上(即在孔数为28的孔圈上)。此时手柄转过一周后,再沿孔数为28的孔圈转过4个孔距,即:

 

为了确保手柄转过的孔距数可靠,可调整分度盘上的扇股(又称扇形条或扇形叉)12间的夹角,使之正好等于4个孔距,这样依次进行分度时就可准确无误,如图8.14所示。

 

2.2.3 回转台

回转工作台又称为转盘或圆工作台。它分为手动和机动进给两种,主要功用是大工件的分度及铣削带圆弧曲线的外表面和圆弧沟槽的工件。手动回转工作台如图8.7所示。它的内部有一套蜗杆、蜗轮,摇动手轮,通过螺旋轴,就能直接带动与转台连接的蜗轮传动。转台周围有0°-360°刻度,可用来观察和确定转台位置。拧紧固定螺钉,转台就固定不动。转台中央有一基准孔,利用它可方便的确定工件的回转中心。铣圆弧槽时(如图8.8所示),工件安装在回转工作台上绕铣刀旋转,用手均勾缓慢的摇动回转工作台,在工件上铣出圆弧槽来。

 

2.2.4 万能铣头

万能铣头装在卧式铣床上,不仅能完成各种立铣工作,而且还可以根据铣削的需要,将铣头主轴扳转成任意角度.其底座用4个螺栓固定在铣床垂直导轨上,如图8.6a)所示。铣床主轴传递到铣头主轴,因此铣头主轴的转速级数与铣床的转速级数相同。

铣头的壳体可绕主轴轴线偏转任意角度,如图8.6b)所示。铣头主轴的壳体还能在铣头的壳体上偏转任意角度,如图8.6c)所示。因此,铣头主轴能在空间偏转成所需的任意角度,这样就可以扩大卧式铣床的加工范围。

 

2.2.5 压板

对于形状尺寸较大或不便于用机用虎钳装夹的工件,常用压板将其安装在铣床工作台面上进行加工。当卧式铣床上用端铣刀铣削时,普遍采用压板装夹工件进行铣削加工。

压板的结构如图4-10所示。压板通过T形短栓、螺母和台阶垫铁将工件压紧在工作台面上,螺母和压板之间应垫有垫圈。压紧工件时,压扳应至少选用两块,将压板的一端压在工件上,另一端压在台阶垫铁上。压板位置要适当,以免压紧力不当而影响铣削质量或造成事故。

 

2.3 铣刀

2.3.1 铣刀的种类

铣刀的种类很多,按铣刀结构和安装方法的不同可分为带柄铣刀和带孔铣刀。其中,带孔铣刀多用于卧式铣床上,带柄铣刀多用于立式铣床上。

1.带孔铣刀

带孔铣刀多用于卧式铣床。常用的带孔铣刀有圆柱铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀、角度铣刀和半圆弧铣刀等,如图7-7所示。

 

2.带柄铣刀

带柄铣刀有直柄利锥柄之分,这种铣刀多用于立铣加工,如图8.6所示。一般直径小于20mm的较小铣刀做成立柄,如图8.6b);直径较大的铣刀多做成锥柄,如图8.6a)。

 

2.3.2 铣刀的安装

1.带孔铣刀的安装

1)直柄铣刀的安装。直柄铣刀常用弹簧夹头来安装,如图11-3a所示,安装时,收紧螺母,使弹簧会作径向收缩而将铣刀的柱柄夹紧。

2)锥柄铣刀的安装。当铣刀锥柄尺寸与主轴端部锥孔相向时,可直接装入锥孔并用拉杆拉紧。否则要用过渡锥套进行安装,参见图11-3b

 

2.带柄铣刀的安装

如图11-4所示,带孔铣刀要采用铣刀杆安装。先将铣刀杆锥体一端插入主轴锥孔,用拉杆拉紧。通过套筒调整铣刀到合适位置,刀杆为一端用吊架支承。

 

3.铣刀的选择

铣刀刀齿材料有高速钢和硬质合金钢两种,铣刀直径通常根据铣削用量进行选择,一些常用铣刀的选择方法见表6-1、表6-2

 

铣削的操作

3.1 铣削平面

3.1.1 铣平面的方法

用铣削方法加工工件的平面称为铣平面。铣平面主要有周铣和端铣两种,也可以用立铣刀加工平面。

1.周铣

利用分布在铣刀圆柱面上的刀刃进行铣削并形成平面的加工称为圆周铣,简称周铣。周铣主要在卧式铣床上进行,铣出的平面与工作台面平行。圆柱形铣刀的刀齿有直齿与螺旋齿两种,由于螺旋齿在铣削时是逐渐切入工件的,铣削较平稳,因此铣削平面时均采用螺旋齿圆柱形铣刀,如图4-28所示。

周铣时,保证加工平面质量的方法如下。

①从表面结构方面考虑,工件的进给速度小些,铣刀的转速高些,可以减小表面结构值,保证表面质量。

②从平面度方面考虑,选择合理的装夹方案和较小的夹紧力可减小工件的变形,而较小的刀具圆柱度误差和锋利的切削刃都可以提高工件的平面度。

 

2.端铣

利用分布在铣刀端面上的刀刃进行铣削并形成平面的加工称为端铣或立铣。用端铣刀或立铣刀铣平面可以在卧式铣床上进行,铣出的平面与铣床工作台面垂直,如图4-29所示。端铣也可以在立式铣床上进行,铣出的平面与铣床工作台面平行,如图4-30所示。

 

端铣时,保证加工平面质量的方法如下。

①较小的进给速度和较高的铣刀转速等都可以减小表面结构值,从而保证工件的表页质量。

②平面度主要取决于铣床主轴轴线与进给方向的垂直度误差。平面时,应进行铣床主轴轴线与进给方向垂直度的校正。

3.顺铣与逆铣

铣削有顺铣与逆铣两种方式,如图11-14所示。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,称为顺铣;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反的铣削方式,称为逆铣。

 

顺铣时,刀齿切入的切削厚度由大变小,易切入工件,工件受铣刀向下压分力FV的作用,不易振动,切削平稳,加工表面质量好,刀具耐用度高,有利于高速切削。但这时的水平分力FH方向与进给方向相同,当工作台丝杠与螺母有间隙时,此力会引起工作台不断窜动,使切削不平稳,甚至打刀。所以,只有消除了丝杠与螺母间隙才能采用顺铣;此外还要求工件表面无硬皮,方可采用这种方法。

逆铣时,刀齿切入切削厚度是由零逐渐变到最大的,由于刀齿切削刃有一定的钝圆,所以刀齿要滑行一段距离才能切入工件。因刀刃与工件摩擦严重,工件已加工表面粗糙度增大,且刀具易磨损。但其切削力始终使工作台丝杠与螺母保持紧密接触,工作台不会窜动.也不会打刀。因铣床纵向工作台丝杠与螺母间隙不易消除,所以在一般生产多用逆铣进行铣削。

3.1.2 铣平面的加工步骤

1.确定铣削方法,选择刀具

1)粗铣加工

粗铣加工时应选用粗齿铣刀,铣刀的直径按工件的切削层深度大小而定,切削层深度大,铣刀的直径也应选大些,端铣刀的直径一般应大于工件的加工面宽度的1.2-1.5倍,铣刀宽度要大于工件加工面的宽度。

2)精铣加工

精铣加工时应选用细齿铣刀,铣刀直径应取大些,因为其刀柄直径相应较大,刚性较好,铣削时平稳,能够保证加工表面的质量。

2.确定工件装夹方案

铣削中小型工件的平面时,一般采用机用虎钳装夹;铣削尺寸较大或不便于用机用虎钳装夹的工件时,可采用压板装夹。装夹应按相应要求和注意事项完成。

3.确定铣削用量

①端铣时的背吃刀量ap和周铣时的侧吃刀量ac:在粗加工时,若加工余量不大,可一次切除;精铣时,每次的吃刀量要小一些。

②端铣时的侧吃刀量ac和周铣时的背吃刀量ap:一般与工件加工面的宽度相等。

③每齿进给量fz:通常取每齿进给量fz0.02-0.03mm/z,粗铣时每齿进给量要取大一些,精铣时每齿进给量则应取小一些。

④铣削速度vc:根据工件材料及铣刀切削刃材料等的不同,所采用的铣削速度也不同。

4.对刀

在铣床上,移动工作台有手动和机动两种方法。手动移动工作台一般用于切削位置的调整和工件趋近铣刀的运动,机动移动工作台用于连续进给实现铣削。在调整工件或对工时,如果不小心将手柄摇过位置,则应将手柄倒转一些后(一般转1/2-1周),再重新摇动手柄到规定位置上,从而消除螺母丝杠副的轴向间隙,避免尺寸出现错误。

3.2 铣削垂直面

与基准面垂直的面称为垂直面。铣削工件上相互垂直的平面时,常用台虎钳或角铁装夹。在台虎钳上装夹工件时,必须使工件基准面与固定钳口贴紧,以保证铣削面与基准面垂直,因为固定钳口与工作台面是相互垂直的。装夹V形工件时常在活动钳口与工件之间垫一根圆棒或窄平铁,如图4-31a)所示,否则在基准面的对面为毛面(或不平行)时,便会出现如图4-31b)、(c)所示的情况,将影响加工面的垂直度。

 

3.2.1 周铣加工垂直面

铣削基准面比较宽而加工面比较窄的工件时,在卧式铣床上用角铁装夹铣削垂直面。在立式铣床上用立铣刀加工垂直面,如图4-32所示。

 

在卧式铣床上周铣垂直面(用机用虎钳装夹)原因及保证垂直度的方法如下。

1.工件基准面与固定钳口不贴合

避免工件基准面与固定钳口不贴合现象的方法是修去毛刺,擦净固定钳口和基准面,再在活动钳口处安置一根圆棒,也可放一条窄长而较厚的铜皮。

2.固定钳口与工作台面不垂直

机用虎钳的固定钳口与工作台面不垂直的校正方法如下。

①在固定钳口处垫铜皮或纸片。当铣出的平面与基面之间的夹角小于90°时,铜皮或纸片应垫在钳口的上部,反之则垫在下部,这种方法只作为临时措施和用于单件生产。

②在机用虎钳底平面垫铜皮或纸片。当铣出垂直夹角小于90°时,则应垫在靠近固定钳口的一端;若大于90°,则应垫在靠近活动钳口的一端。这种方法也是临时措施,但加工一批工件只需垫一次。

③校正固定钳口。先利用百分表检查钳口的误差,然后用百分表读数的差值乘以钳口铁的高度再除以百分表的移动距离,把此数值厚度的铜皮垫在固定钳口和钳口铁之间。若上面的百分表读数大,则应垫在上面,反之则垫在下面,也可把钳口铁拆下并按误差的数值磨准。把钳口铁垫准或磨准后,还需再做检查,直到准确为止。用于检查的平行垫铁要紧贴固定钳口的检查面,且固定钳口的检查面必须光洁平整。若钳口铁是光整平面,且高度方向尺寸较大时,可用百分表直接校正钳口铁。

④夹紧力太大会使固定钳口变形而向外倾斜,从而产生垂直度误差,特别是在精加工时,夹紧力更不能太大,所以不能使用较长的手柄夹紧工件。

3.2.2 端铣加工垂直面

1.在立式铣床上端铣垂直面

在立式铣床上端铣垂直面(用机用虎钳装夹)与在卧式铣床上周铣垂直面的方法基本相同,不同之处如下。

①用端铣刀端铣垂直面时,影响加工面与基准面之间垂直度的主要原因是铣床主轴轴线与进给方向的垂直度误差。

②如果立铣头的零位不准确,加工平面会出现倾斜的现象;如果在不对称端铣纵向进给时,加工的平面会出现略带凹面且不对称的现象。

2.在卧式铣床上端铣垂直面

在卧式铣床上端铣垂直面(用压板装夹)的方法适用于铣削较大尺寸的垂直面,如图4-33所示。当采用升降台作垂直方向进给时,由于不受工作台零位准确性的影响,精度很高。

3.2.3 保证垂直面和平行面加工质量的注意事项

影响垂直面和平行面加工质量的因素有垂直面的垂直度、平行面的平行度、平行面之间的尺寸精度。

1.保证垂直度和平行度的注意事项

①夹紧力不能过大,不然会造成工件变形,使加工平面与基准面不垂直或不平行。

②端铣时要注意机用虎钳固定钳口的校正,不然会影响加工端面与基准面的垂直度。

③周铣时要注意铣刀本身的形状误差或平行垫铁是否平行,不然会影响加工平面与基准面的垂直度或平行度。

2.保证平行面之间尺寸精度的注意事项

①工件在单件生产时,一般都采用铣削测量铣削循环进行,一直到尺寸准确为止。需要注意的是,在粗铣时对铣刀抬起或偏让量与精铣时不相等,在控制尺寸时要考虑这个因素。

②当尺寸精度的要求较高时,则需在粗铣后再进行一次半精铣,余量以0.5mm左右为宜,再根据余量决定精铣时工作台上升的距离。在上升工作台时,可借助百分表来控制移动量。

③粗铣或半精铣后测量工件尺寸时,在条件允许的情况下,最好不把工件拆下来,而在工作台上测量。

3.3 铣削斜面

3.3.1 斜面的铣削方法

斜面是指工件上相对基准平面倾斜的平面,即与基准平面相交成所需角度的平面。

1.斜面的铣削方法

斜面的铣削方法有工件倾斜铣斜面、铣刀倾斜铣斜面和用角度铣刀铣斜面三种。

在立式或卧式铣床上,铣刀无法实现转动角度的情况下,可以将工件倾斜所需角度安装进行铣削斜面。常用的方法有以下几种。

①在单件生产中,常采用划线校正工件的装夹方法来实现斜面的铣削,如图4-34所示。

②利用机用虎钳钳体调转所夹工件的角度实现斜面的铣削。安装机用虎钳时必须要校正固定钳口与主轴轴线的垂直度与平行度(卧式铣床),或与工作台纵向进给方向的垂直度与平行度,然后再按角度要求将钳体转到刻度盘上的相应位置,就可以铣削所要的斜面,如图4-35所示。

③利用倾斜垫铁和分度头装夹工件加工斜面,如图4-36和图4-37所示。

 

 

在立铣头可偏转的立式铣床、装有立铣头的卧式铣床、万能工具铣床上均可将端铣刀、立铣刀按要求偏转一定角度进行斜面的铣削,分别如图4-38和图4-39所示,图中。角为工件斜面的倾斜角。

 

综上所述,铣削斜面时,工件、铣床及铣刀三者之间必须满足以下几个条件。

①工件的斜面应平行于铣削时铣床工作台的进给方向。

②工件的斜面应与铣刀的切削位置相吻合,即用圆周铣刀铣削时,斜面与铣刀的外圆柱面相切;用端面铣刀铣削时,斜面与铣刀的端面相重合。

3.3.2 保证斜面加工质量的注意事项

影响斜面铣削质量的主要因素有斜面倾斜角度、斜面尺寸和表面结构。

1)保证斜面倾斜角度

保证斜面倾斜角度的注意事项如下。

①周铣时,要注意铣刀本身的形状误差。

②采用角度铣刀加工斜面时,要注意铣刀角度的准确性。

②在装夹工件时,要注意钳口、钳体导轨和工件表面的清洁。

④扳转立铣头时,要注意扳转角度的准确性。

⑤采用划线装夹工件铣斜面时,要注意划线的准确性或在加工过程中工件是否发生位移。

2)保证斜面尺寸

保证斜面尺寸的注意事项如下。

①在扳转角度、操作手柄和测量工件时,一定要仔细,保证其准确性。

②在加工过程中要注意工件是否有松动。

3)保证表面结构

保证表面结构的注意事项如下。

①在铣削过程中,尽量减少加工中产生的振动,增强铣床及夹具的刚度。

②合理选择切削液,在铣削中切削液的浇注要充分。

③保证铣刀切削刃的锋利,并选择适当的进给量。

④铣削过程中,工作台进给或主轴回转时,不能突然停止,否则会啃伤工件表面,影响表面结构。

3.4 铣削台阶面

日常生产中带台阶的工件很多,如T形槽、阶梯垫铁、凸块等。台阶由两个相互垂直的平面组成,主要技术要求是台阶的深度、宽度尺寸以及台阶面垂直度。台阶面可用三面刃铣刀或立铣刀铣削。

1.用三面刃铣刀铣削

这种铣削多在卧式铣床上进行,如图4-40所示。选择铣刀时应注意铣刀宽度应大于台阶宽度,铣刀外径应大于固定环外径与台阶深度之和2倍。为减少铣刀切人和切出的距离,在满足上述条件下,应使铣刀外径尽量小些。

铣削如图4-41所示的台阶时,可按下述步骤进行。

 

①开动铣床使铣刀旋转,移动横向工作台使铣刀断面刀刃刚擦到台阶的侧面,记下刻度盘读数。

②移动纵向工作台,使工件退离铣刀;再将横向工作台移动距离置刻度盘的读数,紧固横向工作台。

②用试切法调整台阶深度后紧固升降台。

④铣削台阶的一侧。

③将横向工作合移动距离b+c(其中b是铣刀宽度,c是凸台的宽度),铣削台阶的另一侧。

铣削时铣刀因单边刀齿受力,容易向另一边倾斜,出现让刀现象,故加工精度不高。吃刀量较大的台阶或当铣床动力不足时,台阶应从深度方向分几次铣削,以减少让刀现象。

此外,也可采用组合铣刀将几个台阶一次铣出,如图4-41所示。铣削前,应选择外径相同的三面刃铣刀,铣刀间用垫圈按阶台尺寸隔开。夹紧铣刀后用游标卡尺检验两铣刀间的距离,一般应比要求尺寸大0.1-0.3mm,以避免铣刀因端面跳动造成凸台宽度减小。正式铣削前应进行试切,以保证加工精度。

2.用立铣刀铣削

此法的铣削和调整方法与用三面刃铣刀铣台阶基本相同,如图4-42所示,铣削时应注意夹牢铣刀,防止周向铣削分力使铣刀松动。

3.铣削台阶时出现废品的原因

铣削台阶时出现废品的原因有台阶不正、垂直度超差和尺寸超差等。铣削时,夹具安装不正可能造成台阶不正或不直;铣削时的让刀现象会造成台阶垂直度超差;铣刀调整误差会造成台阶尺寸超差。

3.5 铣沟槽

各种沟槽在铣床上都可以进行加工,常见的有轴上的键槽,工件上的宜榴、T形槽、燕尾槽、螺旋槽等。

3.5.1 铣键槽

常见的键槽有封闭式和敞开式两种。

对于封闭式键槽,单件生产一般在立式铣床加工,当批量较大时,则常在键槽铣床上加工。在键槽铣床上加工时,利用抱钳(如图7-17所示)把工件卡紧后,再用键槽铣刀一薄层一薄层地铣削,直到符合要求为止。

若用立铣刀加工,由于立铣刀中央无切削刃,不能向下进刀。因此必须预先在槽的一端钻一个落刀孔,才能用立铣刀铣键槽。

对于敞开式键槽的加工,可在卧式铣床上进行.一般采用三面刃铣刀加工,见图7-18

 

3.5.2 T形槽

T形槽应用很多,如铣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,首先用钳工划线,其次须用立铣刀或三面刃铣刀铣出直角槽,然后在立式铣床上用T形槽铣刀铣削T形槽,但由于T形槽铣刀工作时排屑困难,因此切削用量应选得小些,同时应多加冷却液,最后,再用角度铣刀铣出倒角(见图7-19)

 

3.5.3 铣燕尾槽

燕尾槽在机械上的使用也较多,如车床导轨、牛头刨床导轨等。燕尾槽的铣削和T形槽类似。首先也是钳工划线,其次须用立铣刀或三面刃铣刀铣出直角槽,最后用燕尾槽铣刀铣出燕尾槽,铣削时燕尾槽铣刀刚度弱,容易折断,因此切削用量应选得小些,同时应多加冷却液,经常清除切屑,参见图7-20

 

3.5.4 铣螺旋槽

在铣削加工中常常会遇到铣削斜齿轮、麻花钻、螺旋铣刀的沟槽等,这类工作统称为铣螺旋槽。

铣削螺旋槽是在卧式万能铣床上进行的,铣刀是专门设计的,工件用分度头安装,如图11-24和图11-25b所示。为获得正确的槽形,圆盘成型铣刀旋转平面必须与工件螺旋槽切线方向一致,所以须将工作台转过一个工件的螺旋角。按下式计算:tanβd/L,其中:d(单位:mm)为工件外径,L(单位:mm)为工件螺旋槽导程。

 

铣削加工时,要保证工件沿轴线移动一个螺旋导程的同时绕轴自转一周。这种运动关系是通过纵向进给丝杆经交换齿轮Z1Z2Z3Z4,将运动传至分度头后面的挂轮轴,再传到轴和工件的,从图11-25a所示的传动系统来看,交换齿轮的选择应满足以下关系:

 

因式中b/ad/c1,所以上式经整理得:(Z1×Z3):(Z2×Z4)=40P:L,其中:Z1Z3为主动齿轮的齿数,Z2Z4为从动齿轮的齿数,P为铣床工作台丝杠螺距,L工件螺旋槽导程。

国产分度头均备有12个一套交换齿轮。齿数分别是2525303540505560708090100

计算举例说明:现要加工一右旋螺旋槽,工件直径d70mm,导程L600mm,铣床纵向工作台进给丝杠螺距为P6mm,求工作台转动角度β及交换齿轮齿数。

解:(1)计算螺旋角

因为tanβd/L=3.14×70/600=0.3665

所以β=20°10

由于螺旋槽是右旋,工作台应逆时针转动。

2)计算交换齿轮

(Z1×Z3):(Z2×Z4)=40P:L=40×6/600=2/5=(1/2)×(4/5)=(30/60)/(40/50)

故选择挂轮为:30604050

3.6 铣成形面及曲面

3.6.1 铣成形面

成形面一般在卧式铣床上用成形铣刀进行加工。成形铣刀的形状要与成形面的形状相吻合,利用成形铣刀在工件材料上的铣削,形成与成形铣刀形状相吻合的成形面,如图6-38所示。

 

3.6.2 铣曲面

铣曲面一般在立式铣床用立铣刀铣削。方法有三种:

1)先在工件上进行划线,然后移动工作台沿工件上的线迹铣削。但此法只用于要求不高的曲面加工。

2)利用圆形工作台的工作原理铣曲面,此方法主要用于加工圆弧曲面。工件应安装在转盘的中心,按划线用逆铣法进行铣削,如图6-40所示。

3)对于大批量生产,可用靠模法铣曲面。靠模安装在工件的上方,铣削时,立铣刀上端的圆柱部分始终与靠模接触,从而铣削出与靠模形状相同的曲面。

实习课题

铣削如图8.20所示工件,铣削步骤见去8.2

 

 

钳工安全操作规范

参加实训的师生必须树立“安全第一”的思想,听从指挥,文明操作。

1)进入实训场地必须戴好劳动保护用品。男生不准打赤膊、赤脚、穿拖鞋进入场地。女生披肩长发必须盘人工作帽内,不准穿高跟鞋、裙子进入场地。

2)铣削过程中,若需改变铣削速度,应先停车再调速。

3)铣削过程中,严禁用手触摸工件,以免被铣刀划伤手指。不要站立在铁屑飞出的方向,以免铁屑飞入眼中。

4)用分度头时,必须待铣刀完全离开工件后,才可转动手柄。

5)铣刀未完全停止转动前,不得用手触摸、制动。

6)使用扳手时,用力方向应避开铣刀,以防扳手打滑时造成伤害。

7)操作中,若突发故障或异响,应立即停机,并报告指导老师等候处理。

8)清除铁屑时要用毛刷,不可以手抓、嘴吹或棉纱。

9)实训结束后应清除铁屑,擦拭机床,滑动面上加润滑油,摆放好工、量具,打扫机床周围清洁,关闭电源。

2-铣削教材(OA).doc



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【编辑:gly】


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