铣削加工讲述.docx

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铣削加工讲述

第4章铣削加工

4.1铣工概述

4.1.1铣床安全操作规程

1.工作前，必须穿好工作服（军训服），女生须戴好工作帽，发辫不得外露，在执行飞刀操作时，必须戴防护眼镜。

2.工作前认真查看机床有无异常，在规定部位加注润滑油和冷却液。

3.开始加工前先安装好刀具，再装夹好工件。

装夹必须牢固可靠，严禁用开动机床的动力装夹刀杆、拉杆。

4.主轴变速必须停车，变速时先打开变速操作手柄，再选择转速，最后以适当快慢的速度将操作手柄复位。

复位时速度过快，冲动开关难动作；太慢易达启动状态易于损坏啮合中的齿轮。

5.开始铣削加工前，刀具必须离开工件，并应查看铣刀旋转方向与工件相对位置是顺铣还是逆铣，通常不采用顺铣，而采用逆铣。

若有必要采用顺铣，则应事先调整工作台的丝杆螺母间隙到合适程度方可铣削加工，否则将引起“扎刀”或打刀现象。

6.在加工中，若采用自动进给，必须注意行程的极限位置；必须严密注意铣刀与工件夹具间的相对位置。

以防发生过铣、撞铣夹具而损坏刀具和夹具。

7.加工中，严禁将多余的工件、夹具、刀具、量具等摆在工作台上。

以防碰撞、迭落，发生人身、设备事故。

8.机床在运行中不得擅离岗位或委托他人看管。

不准闲谈、打闹和开玩笑。

9.两人或多人共同操作一台机床时，必须严格分工，分段操作，严禁同时操作一台机床。

10.中途停车测量工件，不得用手强行刹住惯性转动着的铣刀主轴。

11.铣后的工件取出后，应及时去毛刺，防止拉伤手指或划伤堆放的其它工件。

12.发生事故时，应立即切断电源，保护现场，参加事故分析，承担事故应负的责任。

13.工作结束应认真清扫机床、加油，并将工作台移向立柱附近。

14.打扫工作场地，将切屑倒入规定地点。

15.收拾好所用的工、夹、量具，摆放于工具箱中，工件交检。

4.1.2铣削加工简介

在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程叫做铣削加工，简称铣工。

铣削是金属切削加工中常用的方法之一。

铣削时，铣刀作旋转的主运动，工件作缓慢直线的进给运动。

1、铣削特点

1）铣刀是一种多齿刀具，在铣削时，铣刀的每个刀齿不象车刀和钻头那样连续地进行切削，而是间歇地进行切削，刀具的散热和冷却条件好，铣刀的耐用度高，切削速度可以提高；

2）铣削时经常是多齿进行切削，可采用较大的切削用量，与刨削相比，铣削有较高的生产率，在成批及大量生产中，铣削几乎已全部代替了刨削；

3）由于铣刀刀齿的不断切入、切出，铣削力不断地变化，故而铣削容易产生振动。

2、铣削用量

铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量（铣削深度）和侧吃刀量（铣削宽度）四要素组成。

其铣削用量如4-1所示。

（a）（b）

a）在卧铣上铣平面b）在立铣上铣平面

图4-1铣削运运及铣削用量

切削速度

切削速度即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算：

式中：

—切削速度（m/min）；

d—铣刀直径（mm）；

—铣刀每分钟转数（r/min）。

进给量ƒ

铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。

由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。

⑴每齿进给量ƒZ（mm/z）指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。

⑵每转进给量ƒ，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r

⑶每分钟进给量，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。

上述三者的关系为，

式中Z—铣刀齿数

—铣刀每分钟转速（r/min），

背吃刀量（又称铣削深度）

铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。

因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。

侧吃刀量（又称铣削宽度）

铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。

铣削用量选择的原则：

通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。

对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。

3、铣削的应用

铣床的加工范围很广，可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面（如齿形），如图4-3所示。

还可以进行分度工作。

有时孔的钻、镗加工，也可在铣床上进行，如图4-2所示。

铣床的加工精度一般为IT9～IT8；表面粗糙度一般为Ra6.3～1.6μm。

（a）（b）（c）

图4-2在卧式铣床上镗孔

a）卧式铣床上镗孔b）卧式铣床上镗孔用吊架c）卧式铣床上镗孔用支承套

4、铣削方式

1）周铣和端铣：

用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣（4-3a）；用

刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣（1-3d）。

与周铣相比，端铣铣

平面时较为有利，因为：

⑴端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。

周铣的工件表面则有波纹状残留面积。

⑵同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时振动较周铣为小。

⑶端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。

⑷端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。

由此可见，端铣法的加工质量较好，生产率较高。

所以铣削平面大多采用端铣。

但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，而有些形面（如成形面等）则不能用端铣。

2）逆铣和顺铣：

周铣有逆铣法和顺铣法之分。

逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。

逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。

实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。

这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。

逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铣则没有上述缺点。

但是，顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响。

因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同，铣削力忽大忽小，就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。

因此，必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。

但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置，只能采用逆铣法。

另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铣因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀具的磨损，此时，也是以逆铣为妥。

（a）（b）

图4-4逆铣和顺铣a）逆铣b）顺铣

4.2铣床

铣床种类很多，常用的有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和数控铣床及铣镗加工中心等。

在一般工厂，卧式铣床和立式铣床应用最广，其中万能卧式升降台式铣床，简称万能卧式铣床应用最多，特加以介绍。

4.2.1万能卧式铣床

卧式万能升降台铣床简称万能铣床，如图4-1所示，是铣床中应用最广的一种。

其主轴是水平的，与工作台面平行。

下面以实习中所使用的X6132铣床为例，介绍万能铣床型号以及组成部分和作用。

1、万能铣床的型号：

X6132

主参数代号：

表示工作台宽度的1/10，即工作台宽度为320m

型别代号：

表示万能升降台铣床

组别代号：

表示卧式铣床

类别代号：

表示铣床类（X为“铣床”汉语拼音的第一字母，直接读音为“铣”）

2、X6132万能卧式铣床的主要组成部分及作用

⑴床身用来固定和支承铣床上所有的部件。

电动机、主轴及主轴变速机构等安装在它的内部。

⑵横梁它的上面安装吊架，用来支

承刀杆外伸的一端，以加强刀杆的刚性。

横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其

伸出的长度。

⑶主轴主轴是空心轴，前端有7:

24

的精密锥孔，其用途是安装铣刀刀杆并带

动铣刀旋转。

⑷纵向工作台在转台的导轨上作纵向

移动，带动台面上的工件作纵向进给。

图4-5X6132卧式万能铣床升降台铣床

1-床身2-电动机3-变速机构4-主轴

5-横梁6-刀杆7-刀杆支架8-纵向工作台

9-转台10-横向工作台11-升降台12-底座

⑸横向工作台位于升降台上面的水平

导轨上，带动纵向工作一起作横向进给。

⑹转台作用是能将纵向工作台在水平

面内扳转一定的角度，以便铣削螺旋槽。

⑺升降台它可以使整个工作台沿床身

的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离，并作垂直进给。

带有转台的卧铣，由于其工作台除了能作纵向、横向和垂直方向移动外，尚能在水平面内左右扳转45°，因此称为万能卧式铣床。

4.2.2升降台铣床及龙门铣床

1、立式升降台铣床，如图4-2所示。

其主轴与工作台面垂直。

有时根据加工的需要，可以将立铣头（主轴）偏转一定的角度。

2、龙门铣床属大型机床之一，图4-3为四轴龙门铣床外形图。

它一般用来加工卧式、立式铣床不能加工的大型工件。

图4-6立式铣床图4-7四轴龙门铣床外形

4.3铣刀及其安装

4.3.1铣刀

铣刀的分类方法很多，根据铣刀安装方法的不同可分为两大类，即带孔铣刀和带柄铣刀。

带孔铣刀多用在卧式铣床上，带柄铣刀多用在立式铣床上。

带柄铣刀又分为直柄铣刀和锥柄铣刀。

1.常用的带孔铣刀有如下几种：

1）圆柱铣刀：

其刀齿分布在圆柱表面上，遍常分为直齿（图4-1a）和斜齿（图4-3a）两种，主要用于铣削平面。

由于斜齿圆柱铣刀的每个刀齿是逐渐切入和切离工件的，故工作较平稳，加工表面粗糙度数值小，但有轴向切削力产生。

2）圆盘铣刀：

即三面刃铣刀，锯片铣刀等。

图4-3c为三面刃铣刀，主要用于加工不同宽度的直角沟槽及小平面、台阶面等。

锯片铣刀（图4-3f）用于铣窄槽和切断。

3）角度铣刀：

如图4-3j、k、o所示，具有各种不同的角度，用于加工各种角度的沟槽及斜面等。

4）成形铣刀：

如图4-3g、h、i所示，其切刃呈凸圆弧、凹圆弧、齿槽形等。

用于加工与切刃形状对应的成形面。

2.常用的带柄铣刀有如下几种：

1）立铣刀：

如图4-3e和图4-3所示。

立铣刀有直柄和锥柄两种，多用于加工沟槽、小平面、台阶面等。

2）键槽铣刀：

如图4-3m所示，专门用于加工封闭式键槽。

3）T形槽铣刀：

如图4-3l所示，专门用于加工T形槽。

4）镶齿端铣刀：

如图4-3d所示，一般刀盘上装有硬质合金刀片，加工平面时可以进行高速铣削，以提高工作效率。

4.3.2铣刀的安装

1、孔铣刀的安装

⑴带孔铣刀中的圆柱形、圆盘形铣刀，多用长刀杆安装，如图3-1所示。

长刀杆一端有7:

24锥度与铣床主轴孔配合，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、22、27、32等。

用长刀杆安装带孔铣刀时要注意：

（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性；套筒的端面与铣刀的端面必须擦干净，以减小铣刀的端跳；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。

（2）斜齿圆柱铣所产生的轴向切削刀应指向主轴轴承，主轴转向与铣刀旋向的选择见表4-1。

图4-8圆盘铣刀的安装

1-拉杆2-铣床主轴3-端面键4-套筒5-铣刀6-刀杆7-螺母8-刀杆支架

表4-1主轴转向与斜齿圆柱铣刀旋向的选择

情况

铣刀安装简图

螺旋线方向

主旋转方向

轴向力的方向

说明

1

左旋

逆时针方向旋转

向着主轴轴承

正确

2

左旋

顺时针方向旋转