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1、第三章 铣、刨、拉削加工,第一节 铣削加工 第二节 刨削加工 第三节 拉削加工,铣削,铣削加工主要用于完成以平面和沟槽为主的可加工表面。如水平面、垂直面、斜面、直角槽、键槽、V形槽、燕尾槽、螺旋槽及成形面，还可以进行孔加工和分度加工。 在现代数控铣削中，还可以加工能够在计算机中表示出来的许多复杂三维曲面。,常规铣削加工的精度可以达到IT10-IT8，Ra值为3.2-1.6m，直线度可达0.08-0.12mm/m。,第一节 铣削加工,铣 削 加 工 表 面,铣削成形原理及应用,铣削运动,刀具旋转作主运动，工件或刀具移动作进给运动的切削加工一般称为铣削。,铣削深度ap和铣削宽度ae,ap指平行于铣
2、刀轴线方向测得的切削层尺寸 ae指垂直于铣刀轴线的方向测量的切削层尺寸,铣削层参数,铣刀的切削刃沿进给方向移动一个进给量f（mm/r）时，从工件表面切下的金属层为切削层。基本参数：切削宽度、切削厚度与切削面积,端铣刀,切削宽度,切削厚度,-瞬时接触角，工作刀齿所在位置与切入位置间的夹角,圆柱铣刀,螺旋齿圆柱铣刀切削宽度的值是变化的，随刀齿的切入逐渐增加，而刀齿切出时逐渐减少,切削厚度,切削宽度,直齿柱铣刀,切削面积,铣削力,在铣刀上 切向分力Fc、径向分力Fp、轴向分力Ff,在工件上： 垂直分力Fv、水平分力FH、轴向分力Fo,铣削方式,顺铣 铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同时为顺铣。 顺铣
3、切削厚度大，接触长度短，铣刀寿命长，加工表面光洁。但不宜加工带硬皮工件，铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，故应消除间隙。,利用刀具圆周上的刀齿进行加工称为周铣。,周铣,逆铣 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时为逆铣。逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大，刀刃在切削硬化的已加工表面上挤压、滑行，加速了刀具的磨损。逆铣时铣削力将工件上抬，易引起振动。,逆铣,顺铣,端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。 铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小 切入冲击，刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣。,端铣,利用刀具端面刀齿进行加工称为端铣
4、。,铣刀的种类多，结构不一，应用范围很广，按其用途可分为,铣刀,铣刀是一种多刃回转刀具.铣削时同时参加切削的切削刃较长，且无空行程，Vc也较高，所以生产率较高。,加工平面用铣刀 如圆柱平面铣刀、端铣刀等 加工沟槽用铣刀 如立铣刀、两面刃或三面刃铣刀、锯片铣刀、T形槽铣刀和角度铣刀等 加工形成面用铣刀 如凸半圆和凹半圆铣刀等 加工其他复杂形成面用铣刀,铣刀种类,复杂形成面用铣刀,对于一些特殊加工表面，为了提高效率和加工质量，采用几把铣刀组合起来进行加工的方式，即使用具有专门形状的组合铣刀。,组合铣刀,出于设计和制造的需要，通常定义其螺旋角、法向前角n和端面后角o,铣刀的几何角度,圆柱铣刀,后角o
5、 圆柱铣刀的后角规定在正交下面中测量。由于圆柱铣刀的正交平面就是铣刀的端剖面，所以刀齿的端面后角就是圆柱铣刀的主后角o。,螺旋角 指螺旋切削刃展开成直线后，与铣刀轴线间的夹角。螺旋角就是圆柱铣刀的刃倾角。 法向前角n 通常用法向前角表示。法向前角与端面前角的关系为： tgn =tgo cos,在静止参考系中的角度与车刀基本相同。,端铣刀,铣床的类型很多，主要有立式铣床、卧式铣床、圆工作台及工作台不升降铣床、龙门及双柱铣床、工具铣床、仿形铣床及各种专门化铣床等。,铣床,卧式升降台铣床 主要特征是机床主轴轴线与工作台台面平行。 适用于单件及批量生产。,卧式升降台铣床,立式升降台铣床,立式升降台铣床
6、 主轴轴线与工作台台面垂直。 机床承载能力大，刚性好，适于加工大而重的工件，通常用于单件及小批量生产。,工作台不升降铣床,没有升降台，工作台只能做纵向、横向两个方向的运动，主轴箱可以沿床身导轨上下移动。,这种机床承载能力大，刚性好，适于加工大而重的工件。,双轴圆工作台铣床,主轴箱有两根主轴，可分别安装粗铣和半精铣用的端铣刀。圆工作台上可以装夹多个工件，加工时，圆工作台连续缓慢转动，完成进给运动。,生产效率较高，适于大批量生产中铣削中、小型零件的平面。,龙门铣床,龙门铣床有多个铣头，可用于对工件的多个表面进行铣削加工。机床的工作台只作纵向移动，横向和垂直进给由铣头在龙门框架上运动完成。,生产率较
7、高，在成批、大量生产中得到广泛使用。适用于加工大型或重型工件。,铣削技术的发展,强力铣削,高速铣削,模具钢、不锈钢、耐热合金等难加工材料的出现，对机床和刀具都提出了更高的要求。在这种背景下产生了强力铣削，它要求机床具有大功率、高刚度，要求刀具有良好的切削性能。随着机床与刀具技术的提高，强力铣削也随之而提高。,高速铣削是提高生产率的重要手段。目前高速钢铣刀切削灰铸铁（150225HB）时，切削速度为1520m/min；硬质合金铣刀为60110m/min，而采用多晶立方氮化硼铣刀的切削速度可以达到305762m/min。,数控高速铣削,铣削的效率高于磨削，特别是在加工大平面及长宽都较大的导轨面时，
8、采用精密铣削代替磨削能够大大提高生产率。因此“以铣代磨”成了平面与导轨加工中的一种趋势。例如，用硬质合金端铣刀精铣大型铸铁导轨面时，直线度在3m长度内可达0.01 0.02mm，表面粗糙度为Ra1.60.8m。超精铣铝合金时，表面粗糙度更可达Ra0.8 0.4m。,精密铣削,刨削,用刨刀对工件作水平相对直线往复运动进行切削加工的方法称为刨削。刨削可以加工平面，也可以加工形状不很复杂的通槽。,刨削加工精度可达IT8-IT7，Ra值为3.2m-1.6m。由于刨削加工生产率一般低于铣削，故一般只用于单件小批生产及修配工作。,加工质量,第二节 刨削加工,刨削加工的表面,牛头刨床,牛头刨床,应用 主要用
9、于加工小型零件上的各种平面和沟槽,运动分析 主运动为滑枕带动刨刀的往复直线运动,龙门刨床,应用 主要用于加工大型或重型零件上的各种平面, 沟槽和各种导轨面,运动分析 主运动为工作台的往复直线运动,龙门刨床,刨削的进给运动是间歇运动，工件或刀具进行主运动时无进给运动，故刀具的角度不因切削运动变化而发生变化。 刨削加工的切削过程是断续切削，刀具在空行程中能得到自然冷却。 刨削加工的主运动是往复运动，因而限制了切削速度的提高。 刨削过程中有冲击，冲击力的大小与切削用量、工件材料、切削速度等有关。,刨削加工的特点,粗拉的加工精度为IT8-IT7，Ra值为1.6-0.8m；精拉加工精度为IT7-IT6，
10、Ra值为0.8-0.4m 。,拉削,用拉刀在相应的拉床上加工出工件内、外几何表面的方法称为拉削加工。拉削可加工内表面和外表面。,加工质量,拉刀的直线运动为主运动。拉削无进给运动，其进给靠拉刀每齿升量实现。,运动分析,当刀具在切削时不是受拉力而是受压力，这时刀具叫推刀，这种加工方法叫推削加工，推削加工主要用于修光孔和校正孔的变形。,第三节 拉削加工,拉削主要应用于成批、大量生产的场合。拉削可以加工各种形状的通孔、平面及成形表面等，但拉削只能加工贯通的等截面表面，特别是适用于成形内表面的加工。,用应范围,适于拉削的典型表面形状,拉削过程,拉刀,后一刀齿比前一刀齿高出量。 粗切齿一般为 0.02 -
11、 0.2 mm 精切齿为 0.005 - 0.015 mm,拉刀的齿升量,拉刀的结构,内拉刀,外拉刀,拉刀,拉刀,拉削方式（拉削图形）,渐成拉削方式 按此方式设计的拉刀，刀齿廓形与被拉削表面的形状不同，被加工工件表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃形成。加工出的工件表面质量较差。,拉削方式可以分为三大类：分层拉削方式、分块拉削方式和综合拉削方式。,分层拉削方式,同廓拉削方式 按同廓拉削方式设计的拉刀，每个刀齿的廓形与被加工表面最终要求的形状相似。可获得较高的工件表面质量。,分块拉削方式,工件上每一层金属是由一组尺寸相同的或基本相同的刀齿切去，每个刀齿仅切去一层金属的一部分，前后刀齿的切削位置相互
12、错开，全部余量由几组刀齿顺序切完的一种拉削方式。,优点：切削刃的长度（切削宽度）较短，允许的切削厚度较大，拉刀的长度可大大缩短，也大大提高了生产率，并可直接拉削带硬皮的工件 。 缺点：拉刀的结构复杂，制造麻烦。拉削后工件的表面质量较差。,集中了同廓式拉刀和轮切式拉刀的优点，即粗切齿和过渡齿制成轮切式结构，精切齿则采用同廓式结构。这样可以使拉刀长度缩短，生产率提高，又能获得较好的工件表面质量。,综合拉削方式,综合拉削方式是前面两种拉削方式综合在一起的一种拉削方式。,拉床按其加工表面所处的位置，可分为内拉床和外拉床。按拉床的结构和布局形式，又可分为立式拉床、卧式拉床、连续式（链条式）拉床等。,拉床,卧式内拉床,立式拉床,立式拉床根据用途可分为立式内拉床和立式外拉床两类。这种拉床可以用拉刀或推刀加工工件的内表面。,这种拉床由于连续进行加工，因而生产率较高，常用于大批大量生产中加工小型零件的外表面，如汽车、拖拉机连杆的连接平面及半圆凹面等。,连续式拉床（链条式拉床）,连续式拉床工作原理,生产效率高，一次可以完成粗、半精和精加工 可加工各种表面和特形面，加工范围广 加工后的工件精度和表面质量高 拉刀的耐用度高，寿命长 液压传动平稳，加工精度高 拉床结构简单 拉刀是定值刀具，制作复杂，成本高,拉削工艺特点,
