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a）用圆柱铣刀铣削b）用端铣刀铣削c）用立铣刀铣削
3.1.2铣削的加工范围
铣削加工范围很广，主要用来加工各类平面（水平面、垂直面、斜面）、沟槽（直槽、键槽、角度槽、T形槽、V形槽、圆弧槽、螺旋槽等）和成形面，也可进行钻孔、铰孔和镗孔等。
在正常生产条件下，铣削加工的尺寸精度一般为ＩＴ9～ＩＴ７，表面粗糙度值Ｒａ6.3～1.6μｍ。
若以高速、小背吃刀量对有色金属进行精铣，表面粗糙度Ｒａ值可达到0.4μｍ。
图3-1表示了铣削加工的部分实例。
图3-1铣削加工的部分实例
a）端铣平面b）周铣平面c）立铣刀铣直槽d）三面刃铣刀铣直槽e）键槽铣刀铣键槽
f）铣角度槽g）铣燕尾槽h）铣T形槽i）铣圆弧槽j）铣螺旋槽
k）指状铣刀铣齿轮l）盘状铣刀铣齿轮
3.1.3铣削加工的特点
铣削加工是应用较为广泛的加工工艺，主要特点有：
（1）生产效率较高。
首先，铣削时有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；
其次，铣削的主运动是铣刀的旋转运动，有利于高速切削，所以铣削的生产率一般比刨削高。
（2）刀齿散热条件较好。
铣刀刀齿在切离工件的一段时间内，可以得到一定的冷却，散热条件较好。
（3）容易产生振动。
由于铣削时参加切削的刀齿数以及在铣削时每个刀齿的切削厚度的变化，会引起切削力和切削面积的变化，，导致铣削过程不平稳，而产生振动。
铣削加工的不平稳性，限制了铣削加工质量和生产率的进一步提高。
（4）加工成本较高。
这是由于铣床结构比较复杂，铣刀的制造和刃磨比较困难。
3.2常用铣床及其调整
铣床的种类很多，有立式铣床、卧式铣床、仿形铣床、工具铣床和龙门铣床等。
常用的铣床有卧式铣床和立式铣床。
3.2.1卧式铣床
卧式铣床又可分为普通卧式铣床和万能卧式铣床，其中万能卧式铣床应用广泛。
它比普通卧式铣床在纵向工作台下多了个转台。
下面以万能卧式铣床为例介绍铣床的型号和组成及其作用。
3.2.1.1万能卧式铣床的型号
如图3–2所示为Ｘ61３２型万能卧式铣床，其中Ｘ61３２的字母和数字的含义如下：
Ｘ─类别：
铣床类；
6─组别：
卧式铣床组；
1—型别：
万能升降台铣床型；
３２—主参数：
工作台工作面宽度的１／１０，即工作台工作面宽度为３２０ｍｍ；
图3–2 Ｘ61３２型万能卧式铣床
1—床身2—电动机3—主轴变速机构4—主轴5—横梁6—刀杆7—吊架
8—纵向工作台9—转台10—横向工作台11—升降台
3.2.1.2万能卧式铣床的组成及其作用
万能卧式铣床由床身、横梁、主轴、升降台、横向工作台、纵向工作台、转台等组成。
（１）床身 用来固定和支撑铣床各部件，其内部装有主轴、主轴变速箱、电器设备及润滑油泵等部件。
（２）横梁横梁上一端装有吊架，用来支承刀杆，以增强其刚性，减少震动；
横梁可沿燕尾道轨移动，以调整其伸出的长度。
（３）主轴主轴为空心轴，其前端为锥孔，用来安装铣刀或刀轴，并带动铣刀轴旋转。
（４）升降台升降台可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工件与铣刀的距离和实现垂直进给，其内部装有进给变速机构。
（５）横向工作台 横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可沿升降台上的导轨作横向移动。
（６）纵向工作台纵向工作台用来安装工件和夹具，可沿转台上的导轨作纵向移动。
（７）转台转台可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度（正、反均为0°
～45°
），以便铣削螺旋槽等。
有无转台是万能卧式铣床与普通卧式铣床的主要区别。
（８）底座 用于支承床身和升降台，其内盛切削液。
3.2.2立式铣床
立式铣床如图3-3所示，与卧式铣床的主要区别是主轴与工作台面垂直，有的立式铣床的主轴可以在垂直面内左右摆动45°
。
其他组成部分及运动与万能卧式铣床基本相同。
图3-3立式铣床
1—主轴2—工作台
3.2.3铣削液的选用
铣削刀具一般均可用乳化液冷却，但在切削不同材料时需要用不同的冷却液。
加工钢件时亦可用柴油进行冷却。
非金属件、有色金属件及铸件的加工时一般无须使用冷却液。
3.3铣刀及其装夹
3.3.1铣刀的分类
根据结构类型不同，铣刀分为带孔类铣刀和带柄类铣刀。
带孔类铣刀多用在卧式铣床上，带柄类铣刀多用在立式铣床上。
常用的带孔类铣刀有：
1）圆柱铣刀如图3-4a所示，主要用其周刃铣削平面。
2）圆盘铣刀如图3-4b所示，主要用于加工不同宽度的直角沟槽及小平面、台阶面等。
3）锯片铣刀如图3-4c所示，主要用于铣削窄缝和切断工件。
4）成形铣刀如图3-4d、g、h所示的模数铣刀、凸圆弧铣刀、凹圆弧铣刀等，主要用于加工与切削刃形状相符的成形面。
5）角度铣刀如图3-4e、f所示，其切削刃成各种不同的角度，主要用于加工各种角度的沟槽及成形面。
图3-4带孔类铣刀
a）圆柱铣刀b）三面刃铣刀c）锯片铣刀d）模数铣刀
e）单角铣刀f）双角铣刀g）凸圆弧铣刀h）凹圆弧铣刀
带柄类铣刀根据铣刀直径尺寸又有直柄和锥柄之分。
常用的带柄类刀具有：
1）镶齿端面铣刀如图3-5a所示，一般在刀盘上装硬质合金刀片，主要用于加工平面。
可进行高速切削，从而提高生产效率。
2）立铣刀如图3-5b所示，主要用于加工沟槽、小平面、台阶面等。
3）键槽铣刀如图3-5c所示，主要用于加工封闭式键槽。
4）T形槽铣刀如图3-5d所示，专门用于加工T形槽。
5）燕尾槽铣刀如图3-5e所示，专门用于加工燕尾槽。
图3-5带柄类铣刀
a）硬质合金镶齿端面铣刀b）立铣刀c）键槽铣刀d）T形槽铣刀e）燕尾槽铣刀
3.3.2铣刀的装夹
3.3.2.1带孔类铣刀的装夹
带孔类铣刀多用于卧式铣床上，一般安装在刀杆上。
带孔类铣刀中的圆柱形铣刀、圆盘形铣刀多用长刀杆安装。
如图3-6所示。
图3-6圆柱形、圆盘形铣刀的安装
1--拉杆2--主轴3--端面键4--套筒5--铣刀6--刀杆7--螺母8--吊架
在长刀杆上安装带孔类铣刀时应注意：
1）铣刀应尽可能地靠近主轴或吊架，以保证铣刀有足够的刚度。
2）套筒端面和铣刀端面必须擦干净，以减少铣刀的端面跳动。
3）拧紧刀杆的压紧螺母之前，必须先装上吊架，以防止刀杆受力弯曲变形。
带孔类铣刀中的端铣刀多用短刀杆安装。
如图3-7所示。
图3-7端铣刀的安装
1--键2--螺钉3--垫套4--铣刀
3.3.2.2带柄类铣刀的装夹
带柄类铣刀多用于立式铣床上，直柄铣刀和锥柄铣刀采用不同的安装方法。
其中锥柄立铣刀的安装方法如图3-8所示。
安装时，根据铣刀锥柄尺寸，选择合适的过渡套，将各配合表面擦干净后，用拉杆把铣刀及过渡套一起拉紧在主轴上。
图3-8锥柄铣刀的安装
1--拉杆2--过度套
直柄铣刀多为小直径铣刀，这类铣刀的直径一般不大于20mm。
多采用弹簧夹头进行安装。
如图3-9所示。
图3-9直柄铣刀的安装
1--夹头体2--螺母3--弹簧套
3.4工件的装夹
3.4.1工件常用的装夹方式
工件在铣床上的安装方法主要有：
１）通用夹具装夹（如用平口钳、分度头、回转工作台、万能立铣头等）
２）用压板和螺栓将工件直接压紧在工作台面上或其它附件和夹具上。
３）用专用夹具或组合夹具装夹。
3.4.2铣床的附件
常见的有平口钳、回转工作台、分度头、立铣头等。
３.４.２.１平口钳
平口钳也叫机用虎钳，用于安装尺寸小、形状规则的零件。
如图3-10所示。
图3-10平口钳
1—固定钳口2—钳口铁3—活动钳口4—螺杆5—底座6—钳身
平口钳的底座上安装有两个定位键，安装时将定位键放在工作台的T形槽内即可。
松开钳身上的压紧螺母，钳身就可以扳动一定的角度，工作时，工件安装在固定钳口和活动钳口之间，找正后夹紧。
３.４.２.２回转工作台
回转工作台又称圆工作台，是立式铣床的附件，如图3-11所示。
回转工作台内部为蜗轮蜗杆传动，工作时，摇动手轮可使转盘作旋转运动。
转台周围有刻度，用来确定转台位置，转台中央的孔用来找正和确定工件的回转中心。
图3-11回转工作台
1—手轮2—偏心环3—挡铁4—传动轴5—离合器手柄6—转台
回转工作台适用于较大工件的分度和非整圆弧槽、圆弧面的加工。
如图3-12所示为铣圆弧槽的情况，工件用压板螺栓安装在转台上，铣刀旋转，均匀摇动手轮使回转台带动工件作缓慢的圆周进给，从而铣出圆弧槽。
图3-12在回转工作台上铣圆弧槽
３.４.２.３分度头
分度头就是用来进行分度的附件。
分度头常用于：
（1）将回转体工件在圆周上等分或不等分进行分度，如：
铣削多边形、齿轮及花键轴等。
（2）把工件安装成所需的角度，如：
铣斜面等。
（3）配合工作台铣螺旋槽等。
分度头的种类很多，其中最常见的是万能分度头。
下面以万能分度头为例介绍分度头的结构、传动系统、原理及分度方法等。
1、万能分度头的结构与传动系统
万能分度头的外形如图3-13所示，它由底座、回转体、主轴和分度盘等组成。
工作时，分度头的底座可用T形槽螺栓固定在铣床的工作台上，使分度头主轴轴心平行于工作台纵向进给方向。
分度头前端锥孔内可安装顶尖，用于支承工件；
主轴外端有一短定位锥体与卡盘的法兰盘锥孔相连接，用来安装工件。
分度头的主轴可以随回转体在垂直面内转到任意位置。
分度头的侧面有分度手柄，分度时摇动分度手柄，通过蜗轮蜗杆带动分度头主轴旋转进行分度。
其传动示意图如图3-14所示。
图3-13万能分度头结构图
1—定位销2—分度盘3—顶尖4—主轴5—壳体6—底座7—分度叉
图3-14分度头传动示意图
1—主轴2—刻度环3—交换齿轮4—分度盘5—定位销
2、万能分度头的分度原理
分度头中蜗杆与蜗轮的传动比i=蜗杆的头数/蜗轮的齿数=1/40。
也就是说，手柄每转动一周，主轴转动1/40周，相当于工件分40等分。
如果工件在整个圆周上的分度数目z已知，那末每分一个等分就要求分度头主轴转1/z圈，这时分度手柄所需转的圈数n即可有下列关系推得：
1∶40=1/z∶n即：
n=40/z
式中：
n——手柄转数
z——工件的等分数
40——分度头定数
3、分度方法
使用分度头对工件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。
这里只介绍最常用的简单分度法。
公式：
n=40/z就是简单分度法计算转数的计算公式
用简单分度法进行分度时，需要利用分度盘，如图3-15所示，分度头常配有两块分度盘，其两面各有许多孔数不同的等分孔圈。
第一块正面各圈孔数为：
24、25、28、30、34、37；
反面各圈孔数为：
38、39、41、42、43。
第二块正面各圈孔数为：
46、47、49、51、53、54；
57、58、59、62、66。
图3-15分度盘和分度叉
1--分度盘2--分度叉
例如：
将工件进行7等分。
手柄转动圈数为：
n=40/z=40/7转
这时只要将分度手柄的定位销调整到7的整数倍的孔圈上，比如选用49的孔圈，然后将分度盘固定不动，则每转5整圈后再转动35个孔距，这样主轴每次就可准确地转动1/7周，从而将工件分为7等分。
为了保证手柄转过的孔距正确，避免重复数孔，可调整分度盘上的两个扇脚，其角度大小可根据需要的孔距数调节。
若分度头手柄转多了，则应将手柄退回半圈左右，再转到正确位置，以消除传动件之间的间隙。
３.４.２.４万能立铣头
万能立铣头前沿外形如图3-16所示，铣头主轴可在空间扳转出任意角度。
它不仅能完成卧式铣床和立式铣床等工作，还能一次装夹中对工件进行各种角度的铣削。
图3-16万能立铣头
a）外形图b）壳体3可绕铣床主轴线偏转任意角度c）壳体2克在壳体3上偏转任意角度
1—底座2、3--壳体4—立铣刀5—螺栓
3.5铣削加工的基本工作
3.5.1铣削加工的基本方式
加工工件时，必须选择用合理的铣削方式。
否则就会影响铣刀的耐用度、工件表面粗糙度、铣削平稳性和生产效率等。
3.5.1.1周铣与端铣
用圆柱铣刀进行铣削的方式称为周铣，用端铣刀进行铣削的方式称为端铣。
周铣与端铣见图3-18。
周铣与端铣各有其优、缺点。
二者特点对比表见表3-1。
表3-1周铣与端铣特点对照表
项目
周铣
端铣
有无修光刃
无
有
工件表面质量
差
好
刀杆刚度
小
大
切削振动
同时参加切削的刀齿
少
多
是否容易镶嵌硬质合金刀片
难
易
刀具耐用度
低
高
生产效率
加工范围
广
较窄
图3-18周铣与端铣
a）周铣b）端铣
3.5.1.2顺铣和逆铣
用圆柱铣刀进行铣削时，铣削方式又可分为顺铣和逆铣。
当工件的进给方向与铣削的方向相同时为顺铣，反之则为逆铣。
顺铣和逆铣见图3-19。
二者特点比较见表3-2
表3-2顺铣和逆铣特点对照表
顺铣
逆铣
铣削平稳性
刀具磨损
工作台丝杠和螺母有无间隙
由工作台传动引起的质量事故
加工工序
精加工
粗加工
表面粗糙度值
无硬皮的工件
有硬皮的工件
图3-19顺铣和逆铣
a）顺铣b）逆铣
在顺铣时，丝杠和螺母传动存在一定的间隙，导致加工过程中出现无规则的窜动现象，甚至会“打刀”。
为避免此现象的出现，在生产中广泛采用逆铣。
3.5.1.3对称铣和不对称铣
用端铣刀加工平面时，根据工件对铣刀的位置是否对称，可分为对称铣和不对称铣如图3-20所示。
采用不对称铣削时，可以调节切入和切出时的切削厚度。
图3-20对称铣和不对称铣
a）对称铣b）不对称顺铣c）不对称逆铣
3.5.2铣削加工各种表面
铣床的工作范围很广常见的铣削工作有铣平面、铣斜面、铣沟槽、铣成形面、钻孔、镗孔以及铣螺旋槽等。
3.5.2.1铣平面
（1）圆柱铣刀铣水平面
在卧式铣床上一般用圆柱铣刀铣水平面。
而圆柱铣刀根据齿形的不同可分为：
直齿和螺旋齿两种。
如图3-21所示。
由于在加工过程中直齿圆柱铣刀不如螺旋圆柱铣刀平稳，因此一般多采用螺旋圆柱铣刀加工。
在万能卧式铣床上用圆柱铣刀铣平面的步骤如图3-21所示。
图3-21圆柱铣刀铣削平面的步骤
a）开车使铣刀旋转，升高工作台使工件和铣刀稍微接触；
停车，将垂直丝杠刻度盘对准零线
b）纵向退出工件
c）利用刻度盘将工作台升高到规定的铣削深度位置，紧固升降台和横梁滑板
d）先用手动使工作台纵向进给，但工件被稍微切入后，改为自动进给。
工件的进给方向通常与切削速度方向相反
e）铣完一遍后，停车，下降工作台
f）退出工作台，测量工件尺寸，并观察表面光洁度。
重复铣削到规定要求
（2）端铣刀铣平面
在立式铣床或卧式铣床上均可用端铣刀铣平面。
较常用的是采用镶齿端铣刀进行平面的加工，加工示意图如图3-22、图3-23所示。
与圆柱铣刀相比，其加工特点是：
切削厚度变化小，同时进行切削的齿数多，因此铣削较平稳；
端铣刀的走人承担主要切削工作，端面刃起修光作用，因此表面粗糙度Ra值小；
端铣刀刀杆比圆柱铣刀刀杆短，刚性较好，能减少加工中的振动，提高切削用量。
因此，在铣削平面时，光法采用这种方法。
图3-22用端铣刀在立式铣床上铣平面
图3-23用端铣刀在卧式铣床上铣平面
（3）立铣刀铣平面
用立铣刀也可在立式铣床上加工平面。
由于立铣刀的直径相对端铣刀的回转直径较小，因此，加工效率较低，加工较大平面时，有接刀纹，相对而言表面粗糙度Ra值较大。
但其加工范围广泛。
可进行各种内腔表面的加工如图3-24所示。
图3-24用立铣刀加工内腔表面
3.5.2.2铣台阶面
利用三面刃铣刀可以在卧式铣床上进行台阶面的铣削，如图3-25a所示。
也可以用大直径的立铣刀在立式铣床上铣削，如图3-25b所示。
在成批量台阶面加工中，可利用组合铣刀同时铣削几个台阶面，从而提高加工效率，如图3-25c所示。
图3-25铣削台阶面
a）用三面刃铣刀b）用立铣刀c）用组合铣刀
3.5.2.3铣斜面
常用的铣削斜面的方法有四种。
分别为：
垫斜铁铣削斜面、分度头铣削斜面、旋转立铣头铣削斜面、角度铣刀铣削斜面。
如图3-26所示。
图3-26铣削斜面
a垫斜铁铣削斜面b分度头铣削斜面c旋转立铣头铣削斜面d角度铣刀铣削斜面
1）垫斜铁铣削斜面在工件基准面下垫一块与斜面相同的倾斜垫铁，保证工件加工表面呈水平状态，即可加工所需斜面。
加工时利用平口钳装夹即可。
2）分度头铣削斜面利用分度头装夹工件，根据斜面的夹角，扳动分度头主轴后即可铣削斜面。
3）旋转立铣头铣削斜面调整立铣头，使铣刀倾斜角度与工件斜面角度相同后即可铣削斜面。
4）角度铣刀铣削斜面选择与工件斜面角度相同的角度铣刀，即可对较小宽度的斜面进行铣削。
3.5.2.4铣沟槽
常见的沟槽有：
键槽、圆弧槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽等。
（1）铣键槽
常见的键槽有封闭式和敞开式两种。
加工单件封闭式键槽时，一般在立式铣床上进行，用平口钳装夹工件，工件的装夹方法如图3-27所示，但需找正。
图3-27加工单件封闭式键槽时工件的装夹方法
1—工件
成批量加工封闭式键槽时，则在键槽铣床上进行加工，用抱钳夹紧工件，工件的装夹方法如图3-28所示，用键槽铣刀进行铣削。
其铣削路径如图3-29所示
图3-28成批量加工封闭式键槽时工件的装夹方法
1—工件2—夹紧爪3—v形定位销4—左右旋丝杠5—压紧手轮
图3-29用键槽铣刀铣削键槽时铣削的路径
敞开式键槽可以利用三面刃铣刀在卧式铣床上铣削，用平口钳或分度头装夹工件，但铣削前必须对刀，确保铣刀中心处于工件轴线上，从而保证键槽的对称度。
（2）铣圆弧槽
铣削圆弧槽可用立铣刀在立式铣床上进行铣削，工件用压板螺栓直接装在回转工作台上或用三爪自定心卡盘安装在回转工作台上。
装夹工件时，工件上圆弧槽的中心必须与回转工作台的中心重合。
摇动回转工作台手轮带动工件作圆周进给运动，即可铣出圆弧槽。
如图3-30所示。
图3-30铣圆弧槽
（3）铣T形槽和燕尾槽
铣削T形槽和燕尾槽都可在立式铣床上进行。
其铣削的步骤基本相同。
都必须先加工好直槽后，再进行T形槽或燕尾槽的铣削。
铣削T形槽和燕尾槽的具体步骤分别如图3-31、图3-32所示。
图3-31铣削T形槽
a）划线b）铣削直槽c）铣削T形槽d）倒角
图3-32铣削燕尾槽
a）划线b）铣削直槽c）铣削左燕尾槽d）铣削右燕尾槽
（4）铣螺旋槽
铣削螺旋槽通常在万能卧式铣床上与分度头配合进行。
铣削时，铣刀作旋转运动，工件则沿轴线匀速直线移动的同时，工件在分度头的带动下做匀速旋转运动，可见，要铣出一定导程的螺旋槽，必须保证工件纵向移动一个导程时工件恰好转过一圈。
通过铣床丝杠和分度头之间的交换齿轮实现这一运动要求。
铣螺旋槽时的传动系统如图3-33所示。
图3-33铣螺旋槽时的传动系统
1—纵向进给丝杠2—工件3—铣刀4—1/40的蜗杆传动副5、6—1：
1齿轮传动
3.5.2.5铣成形面
在铣床上一般用成形铣刀加工成形面。
如图3-34所示。
图3-34用成形刀加工成形面
a）凸圆弧铣刀铣凹圆弧面b）凹圆弧铣刀铣凸圆弧面c模数铣刀铣齿形
3.5.2.6铣齿轮
在铣床上利用分度头可以铣削直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。
这种方法是一种成型加工方法。
这里仅简单介绍直齿圆柱齿轮的铣削方法。
如图3-35所示。
图3-35用模数铣刀加工齿形
铣削时，工件在卧式铣床上用分度头装夹，用一定模数的盘状或指状铣刀进行铣削如图3-36所示。
每当加工完一个齿槽后，对工件进行分度，再进行下一个齿槽的铣削，直至所有齿槽加工完毕。
图3-36用盘状铣刀和指状铣刀加工齿轮
加工齿轮的盘状铣刀或指状铣刀应根据齿轮的模数和齿数来选择，同一模数的铣刀，又可根据齿数的不同选择不同号码的铣刀。
如表3-3所示。
在铣床加工齿轮多用于齿轮的修配或单件小批量加工精度要求不高的场合，批量生产齿轮时，通常在滚齿机等专门的齿轮加工机床上进行。
表3-3铣刀号数与齿轮齿数的关系
铣刀
号数
1
2
3
4
5
6
7
8
齿轮的齿数
12-13
14-16
17-20
21-25
26-34
35-54
55-135
135以上
复习思考题
3.1铣床能加工哪些表面？
能达到的
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