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1、3.3 铣 削加工一、铣削所谓铣削是在铣床上利用铣刀对零件进行加工的过程。铣削是广泛应用的一种切削加工方法，是在铣床上利用铣刀的旋转（主运动）和工件的移动（进给运动）来加工工件的。铣削加工可以在卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、工具铣床以及各种专用铣床上进行，对于单件小批量生产的中小型零件，以卧式铣床和立式铣床最为常用。铣削加工的精度较高，工件尺寸公差等级一般可达IT9IT7，表面粗糙度一般为Ra值6.31.6um。在切削加工中，铣床的工作量仅次于车床。二、铣削加工的应用范围铣削加工的范围很广。铣削主要用于加工平面、台阶面、斜面、沟槽、成形面、齿轮和切断等，还可以钻孔和镗孔。常见的铣削加工如图4-
2、1所示。三、铣削特点：IT610，Ra12.50.8，生产率较高方法：端铣刀齿数多，精度高，粗糙度值小；刚性好，生产率高，应用多周铣通用性好，适用广单件小批应用多 图4-1 铣削加工的基本内容a)圆柱铣刀铣平面 b)套式铣刀铣台阶面 c)三面刃铣刀铣直角槽 d)端铣刀铣平面e)立铣刀铣凹平面f)锯片铣刀切断g)凸半圆铣刀铣凹圆弧面h)凹半圆铣刀铣凸圆弧面i)齿轮铣刀铣齿轮j)角度铣刀铣V形槽k)燕尾槽铣刀铣燕尾槽l)T形槽铣刀铣T形槽一、铣床铣床的种类很多，最常见的是卧式万能铣床和立式铣床。两者区别是在于前者主轴水平设置，后者竖直设置。1卧式万能升降台铣床结构及工作原理 图4-2 X6132型
3、卧式万能铣床 卧式万能升降台铣床简称万能铣床，它是铣床中应用最多的一种。如图4-2所示为X6132型卧式万能铣床。其主要组成部分： （1）床身：用来固定、支撑其他部件。其顶面有水平导轨供横梁移动；前臂有垂直导轨供升降台升降；内部装有主轴、变速机构、润滑油泵、电器设备；后部装有电动机。（2）横梁：横梁一端装有吊架，用以支承刀杆,以减少刀杆的弯曲与振动。横梁可沿床身的水平导轨移动，其伸出长度由刀杆长度来进行调整。 （3）主轴：用于安装刀杆并带动铣刀旋转的。主轴是一空心轴，前端有7:24的精密锥孔，其作用是安装铣刀刀杆锥柄。（4）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
4、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。 （5）横向工作台：横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。 （6）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045o)，以便铣削螺旋槽等。具有转台的卧式铣床称为卧式万能铣床。（7）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垂直进给。（8）底座：底座用以支承床身和升降台，内盛切削液。 2立式升降台铣床结构及工作原理立式升降台铣床简称立式铣床，如图4-3所示。立式铣床与卧式铣床的主要区别是主轴与工作台台面相垂直。有时根据加工的需要，可以将立铣头(包
5、括主轴)左右扳转一定的角度，以便加工斜面等。此外，在卧式万能铣床上，如将横梁移至床身后面，装上立铣头附件，即可作为立式铣床使用。立式铣床,由于操作时观察、检查和调整铣刀位置等都比较方便,又便于装夹硬质合金端铣刀进行高速切削,生产率高,故应用广泛。 图4-3 立式铣床二、铣床附件（一）分度头分度头是铣床的重要附件之一，常用来安装工件铣斜面，进行分度工作，以及加工螺旋槽等。1分度头的作用（1) 用各种分度方法(简单分度、复式分度、差动分度)进行各种分度工作。 （2)把工件安装成需要的角度，以便进行切削加工(如铣斜面等)。 （3)铣螺旋槽时，将分度头挂轮轴与铣床纵向工作台丝杠用“交换齿轮”联接后，当
6、工作台移动时，分度头上的工件即可获得螺旋运动。2分度头的结构图4-4为常用的分度头结构，主要由底座、转动体、分度盘、主轴等组成。主轴可随转动体在垂直平面内转动。通常在主轴前端安装三爪卡盘或顶尖，用它来安装工件。转动手柄可使主轴带动工件转过一定角度，这称为分度。 图4-4 万能分度头结构图3分度头的安装与调整： （1）分度头主轴轴线与铣床工作台台面平行度的校正。如图4-5 所示，用直径40mm 长400mm的校正棒插入分度头主轴孔内，以工作台台面为基准，用百分表测量校正棒两端，当两端值一致时，则分度头主轴轴线与工作台台面平行。图4-5 分度头主轴轴线与铣床工作台台面平行度的校正（2）分度头主轴与
7、刀杆轴线垂直度的校正如图4-6 所示，将校正棒插入主轴孔内，使百分表的触头与校正棒的内侧面(或外侧面)接触，然后移动纵向工作台，当百分表指针稳定，则表明分度头主轴与刀杆轴线垂直。图4-6 分度头主轴与刀杆轴线垂直度的校正（3）分度头与后顶尖问轴度的校正先校正好分度头，然后将校正棒装夹在分度头与后顶尖之间以校正后顶尖与分度头主轴等高，最后校正其同轴度，即两顶尖间的轴线平行于工作台台面且垂直于铣刀刀杆，如图4-7所示。图4-7 分度头与后顶尖问轴度的校正先校正4简单分度方法根据图4-8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
8、轴的传动比是1:1/40，即手柄转一圈，主轴则转过1/40圈。 图4-8 万能分度头的传动示意图如要使工件按Z等分度，每次工件（主轴）要转过1/z转，则分度头手柄所转圈数为n转，它们应满足如下比例关系： 即 可见，只要把分度手柄转过40/Z转，就可以使主轴转过1/Z转。例：现要铣齿数Z=17的齿轮。每次分度时，分度手柄转数为： 这就是说，每分一齿，手柄需转过2整圈再多转6/17圈。此处6/17圈是通过分度盘来控制的。如图4-9所示。国产分度头一般备有两块分度盘。分度盘正反两面上有许多数目不同的等距孔圈。 图4-9 分度盘第一块分度盘正面各孔圈数依次为：24、25、28、30、34、37；反面各
9、孔圈数依次为：38、39、41、42、43。第二块分度盘正面各孔圈数依次为：46、47、49、51、53、54；反面各孔圈数依次为：57、58、59、62、66。分度前，先在上面找到分母17倍数的孔圈（例如有：34、51）从中任选一个，如选34。把手柄的定位销拔出，使手柄转过2整圈之后，再沿孔圈数为34的孔圈转过12个孔距 。这样主轴就转过了1/17转，达到分度目的。为了避免每次分度时重复数孔之烦和确保手柄转过孔距准确，把分度盘上的两个扇形夹1、2之间的夹角调整到正好为手柄转过非整数圈的孔间距。这样每次分度都可做到又快又准。上述是运用分度盘的整圈孔距与应转过孔距之比，来处理分度手柄要转过的一个
10、分数形式的非整数圈的转动问题。这种属简单分度法。生产上还有角度分度法、直接分度法和差动分度等方法。第三节 铣刀及其安装一、铣刀的种类 按铣刀结构和安装方法可分为带柄铣刀和带孔铣刀。1带柄铣刀 带柄铣刀有直柄和锥柄之分。一般直径小于20mm的较小铣刀做成直柄。直径较大的铣刀多做成锥柄。这种铣刀多用于立铣加工如图4-10所示。 （1）端铣刀由于其刀齿分布在铣刀的端面和圆柱面上，固多用于立式升降台铣床上加工平面，也可用于卧式升降台铣床上加工平面。（2）立铣刀 它是一种带柄铣刀，有直柄和锥柄两种，适于铣削端面、斜面、沟槽和台阶面等。（3）键槽铣刀和T形槽铣刀 它们是专门加工键槽和T形槽的。（4）燕尾槽
11、铣刀 专门用于铣燕尾槽。图4-10 带柄铣刀2带孔铣刀 带孔铣刀适用于卧式铣床加工，能加工各种表面，应用范围较广。如图4-11所示。 （1）圆柱铣刀 由于它仅在圆柱表面上有切削刃，固用于卧式升降台铣床上加工平面。（2）三面刃铣刀和锯片铣刀 三面刃铣刀一般用于卧式升降台铣床上加工直角槽，也可以加工台阶面和较窄的侧面等。锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽。（3）模数铣刀 用来加工齿轮等。 4-11 图带孔铣刀二、铣刀的安装1带柄铣刀的安装 图4-12 带柄铣刀的安装（1）直柄铣刀的安装 直柄铣刀常用弹簧夹头来安装，如图4-12a所示。安装时，收紧螺母，使弹簧套作径向收缩而将铣刀的柱柄夹紧。 （2）
12、锥柄铣刀的安装 当铣刀锥柄尺寸与主轴端部锥孔相同时，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，如图4-12b所示。2带孔铣刀的安装如图4-13所示，带柄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。通过套筒调整铣刀的合适位置，刀杆另一端用吊架支承。图4-13 带孔铣刀的安装1-主轴 2-键 3-套筒 4刀轴 5-螺母3圆柱铣刀的安装步骤,如图4-14所示。图4-14 圆柱铣刀的安装步骤圆柱铣刀的安装步骤：a)安装刀杆和铣刀；b)套上几个套筒，拧上螺母；c)装上吊架；d拧紧螺母。第四节 工件的安装工件在铣床上的安装方法主要有以下几种。1用平口钳安装 小型和形状规
13、则的工件多用此法安装，如图4-15 图4-15 用平口钳安装工件2用压板安装对于较大或形状特殊的工件，可用压板、螺栓直接安装在铣床的工作台上，如图4-16所示。图4-16 用压板安装工件图4-17 用夹具安装工件3用夹具安装利用各种简易和专用夹具安装工件，如图4-17，可提高生产效率和加工精度。4用分度头安装铣削加工各种需要分度工作的工件，可用分度头安装，如图4-16所示。图4-18 用分度头安装工件5用圆形转台安装当铣削一些有弧形表面的工件，可通过圆形转台安装，如图4-19所所。 图4-19 用圆形转台安装工件 第五节 典型表面的铣削一、铣平面的方法及步骤铣平面可用卧式铣床或立式铣床进行铣削
14、。在卧式铣床上铣平面应使用圆柱铣刀。圆柱铣刀分为直齿和螺旋齿两种，由于直齿切削每次只有一个齿进行切削，不如螺旋齿切削平稳，因而多用螺旋齿圆柱铣刀铣削平面。 用圆柱铣刀进行加工时，有两种不同的铣削方式，即逆铣和顺铣。逆铣指铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反，如图4-18a所示。而顺铣则方向相同，如图4-19b所示。两者相比，顺铣更有利于高速切削，更能提高工件表面的加工质量，并有助于工件的夹持；但顺铣对消除工作台进给丝杆和螺母之间的间隙要求较高，并要求工件没有硬皮；因此，在一般情况下，大多采用逆铣进行加工。 （a） (b) 图4-20 铣削方式圆柱铣刀在选用时应注意铣刀的宽度要大于所铣平面的宽度；螺旋齿圆柱铣刀的螺旋线方向应使铣削时产生的轴向切削力指向主轴承方向。在立式铣床上铣平面应使用端铣刀。用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比，其切削厚度变化较小，同时参与切削的刀齿较多，切削较平稳；端铣刀的主切削刃担负着主要的切削，而副切削刃具有修光的作用，表面加工质量较好；另外端铣刀易于镶装硬质合金刀齿，
