黄冰 编,铣工工艺学,1.了解顺铣和逆铣，熟练掌握平面的铣削方法和工件的装夹方法 2.熟练掌握垂直面和平行面的铣削方法 3.熟练掌握斜面的铣削方法第二章 平面、垂直面、平行面和斜面的铣削,第一节 平面的铣削,(1)平面度 图2-1中平面度公差为0.05mm，表示长方体工件的上表面即六面体的顶面(在整个平面内)高低变化不允许超过0.05mm (2)表面粗糙度 图2-1中的符号为，表示顶部平面的表面粗糙度值，其允许偏差值为Ra3.2μm图2-1 六面体工件,一、平面的铣削方法 在铣床上铣削平面的方法有两种，即周边铣削和端面铣削 1.周边铣削 周边铣削是利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来铣削并形成平面的图2-2 周边铣削,第一节 平面的铣削,2.端面铣削 端面铣削是利用铣刀端面上的切削刃进行铣削并形成平面的，如图2⁃3所示图2-3 端面铣削 a)主轴与进给方向垂直 b)主轴与进给方向不垂直,第一节 平面的铣削,3.周边铣削和端面铣削的比较 周边铣削和端面铣削两种铣削方法，在铣削单一的平面时是分开的；在铣削台阶和沟槽等组合面时，则往往是同时存在的 1)端面铣削时，由于面铣刀的刀杆短、刚性好，同时工作的刀齿比较多，故振动小，铣削平稳和效率高。
2)面铣刀的刀片装夹方便和刚性好，适宜于进行高速铣削和强力铣削，可提高生产率和减小表面粗糙度值 3)面铣刀的直径最大可达1m左右，故一次能铣出较宽的表面而无需接刀第一节 平面的铣削,4)面铣刀的刃磨要求不太严格 5)零件上的平面，从使用的情况看，大都只允许凹不允许凸 6)在相同的铣削层宽度(圆柱形铣刀为背吃刀量ap，面铣刀为侧吃刀量ae)、铣削层深度(圆柱形铣刀为侧吃刀量ae，面铣刀为背吃刀量ap)和每齿进给量的条件下，以及面铣刀不采用修光切削刃和高速铣削等措施的情况进行铣削时，用周边铣削加工出的表面粗糙度值小 综上所述，目前加工平面，尤其是加工大平面，一般都采用端面铣削的方法4.铣床主轴与工作台进给方向垂直度的找正方法,第一节 平面的铣削,在用面铣刀铣平面或后面几章中用三面刃铣刀铣削直角沟槽和台阶的侧面，以及用锯片铣刀割断工件时，对铣床主轴与工作台进给方向的垂直度要求都很高 (1)立式铣床主轴轴线与工作台纵向进给垂直度(零位)的找正 立式铣床的立铣头有固定式和回转式两种 1)用直角尺和锥度心轴进行找正(见图2-4)图2-4 用直角尺和锥度心轴找正立铣头“零位” a)将锥度心轴插入立铣头主轴轴孔 b)在纵向进给的平行方向的检测 c)在纵向进给的垂直方向的检测 1—立铣头主轴 2—锥度心轴 3—直角尺 4—工作台,第一节 平面的铣削,2)用指示表进行找正。
图2-5 用指示表找正立铣头“零位”,第一节 平面的铣削,(2)卧式铣床主轴轴线与工作台纵向进给方向垂直度(工作台“零位”)的找正 1)利用回转盘刻度找正 2)用指示表找正图2-6 用指示表找正卧式铣床工作台“零位”,第一节 平面的铣削,二、工件的装夹 在铣床上加工中小型工件时，一般都采用机用虎钳来装夹；对中大型工件，则多采用压板来装夹 1.用机用虎钳装夹工件 机用虎钳又称机用平口钳，常用的机用虎钳有回转式和非回转式两种图2-7 机用虎钳 1—钳体 2—固定钳口 3—固定钳口铁 4—活动钳口铁 5—活动钳口 6—活动钳身 7—丝杠方头 8—压板 9—底座 10—定位键 11—钳体零线,第一节 平面的铣削,(1)固定钳口的安装 把机用虎钳装到工作台上时，钳口与主轴的方向应根据工件长度来决定图2-8 用划针找正固定钳口 1—固定钳口铁 2—铣刀杆,第一节 平面的铣削,(2)固定钳口的找正 1)利用划针找正图2-9 用直角尺找正固定钳口 1—机床的垂直导轨面 2—机用虎钳固定钳口,第一节 平面的铣削,2)用直角尺找正固定钳口与铣床主轴轴线平行 3)用指示表找正固定钳口与铣床主轴轴线垂直或平行。
图2-10 用指示表找正固定钳口 a)固定钳口与铣床主轴轴线垂直 b)固定钳口与铣床主轴轴线平行,第一节 平面的铣削,(3)用机用虎钳装夹工件,图2-11 钳口垫纯铜皮和找正毛坯件,第一节 平面的铣削,1)毛坯件在机用虎钳上的装夹 2)经粗加工的工件在机用虎钳上装夹 工件的基准面靠近固定钳口平面时，可在活动钳口与工件之间放置一圆棒，圆棒要与钳口上平面平行，其位置在钳口夹持工件高度的中间偏上图2-12 用圆棒夹持工件 1—工件 2—圆棒 3—活动钳口,第一节 平面的铣削,图2-13 用平行垫铁装夹工件 1—平行垫铁 2—工件 3—钳体导轨面,第一节 平面的铣削,(4)用机用虎钳装夹工件的注意事项 1)在铣床上安装机用虎钳时，应擦净铣床工作台台面、钳座底面；装夹工件时，应擦净钳口平面、钳体导轨面及工件表面 2)工件在机用虎钳上装夹时放置的位置应适当，夹紧后钳口的受力应均匀图2-14 余量层应高出钳口上平面 1—待切除余量层 2—铣刀 3—钳口上表面,第一节 平面的铣削,3)工件在机用虎钳上装夹时，还要选择适当厚度的垫铁，垫在工件下面，使工件的加工面高出钳口 4)用平行垫铁在钳口上装夹工件时，所选用垫铁的平面度误差、平行度误差及相邻表面的垂直度误差应符合要求，垫铁表面应具有一定的硬度。
2.用压板装夹工件 形状、尺寸较大或不便用机用虎钳装夹的工件，常用压板装夹在铣床工作台台面上进行加工如图2⁃15所示第一节 平面的铣削,图2-15 用压板装夹工件 1—工件 2—压板 3—T形螺栓 4—螺母 5—垫圈 6—台阶垫铁 7—工作台台面,1)压板的位置要安排得适当，要压在工件刚性较好的地方，夹紧力的大小也应适当，防止刚性差的工件产生变形第一节 平面的铣削,2)垫铁必须正确地放在压板下，高度要与工件相同或略高于工件，否则会降低压紧效果 3)压板螺栓必须尽量靠近工件，并且螺栓到工件的距离应小于螺栓到垫铁的距离，这样能增大压紧力 4)螺栓要拧紧，否则会因压力不够而使工件移动，以致损坏工件、机床和刀具 5)用压板将工件已加工表面夹紧时，应在工件表面与压板之间垫纯铜皮，避免压伤工件已加工表面第一节 平面的铣削,6)在铣床的工作台台面上，不能拖拉粗糙的铸件、锻件毛坯，并应在毛坯与工作台台面之间垫纯铜皮，以免将台面划伤或压伤 三、顺铣和逆铣 铣削有顺铣与逆铣两种铣削方式 1.周边铣削时的顺铣和逆铣 (1)顺铣 铣削时，在铣刀与工件加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削；当铣刀对工件的作用力(铣削力)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，如图2-16所示。
第一节 平面的铣削,图2-16 顺铣 a)运动方向 b)受力分析,第一节 平面的铣削,1)顺铣的优点 ①顺铣时的垂直分力始终向下，有压紧工件的作用故铣削时较平稳，这对铣削工作是很有利的，尤其对不易夹紧的工件及细长或薄板形的工件更为合适 ②顺铣时切削刃是从切屑最厚处切入工件，并逐渐减小到零，切削刃切入容易而且在切削刃切到已加工面时，铣刀刀齿后面对工件已加工表面的挤压、摩擦也小，故切削刃磨损较慢，加工出的工件表面质量较高 ③顺铣时消耗在进给运动方面的功率较小 2)顺铣的缺点,第一节 平面的铣削,①顺铣时，切削刃从工件的外表面切入，因此当工件是有硬皮或杂质的毛坯件时，切削刃容易磨损和损坏 ②顺铣时，由于沿进给方向的铣削分力与进给方向相同，所以会拉动工作台当丝杠与螺母及轴承的轴向间隙较大时，在工作台被拉动后，由于每齿进给量突然增大，会造成刀齿折断，甚至使刀杆弯曲，工件和夹具会产生位移，而造成工件、夹具以至机床损坏等后果所以在没有调整好丝杠的轴向间隙以及进给方向分力较大时，严禁用顺铣进行加工第一节 平面的铣削,(2)逆铣 铣削时，在铣刀与工件加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相反的铣削；当铣刀对工件的作用力(铣削力)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，如图2-17所示。
图2-17 逆铣 a)运动方向 b)受力分析,第一节 平面的铣削,1)逆铣的优点 ①逆铣时，铣刀旋转切削刃从已加工表面处切入工件，切入时毛坯件的硬皮和杂质对切削刃损坏的影响较小 ②逆铣时，进给方向的分力与工件进给方向相反，故不会拉动工作台 2)逆铣的缺点 ①逆铣时，铣削力的垂直分力始终向向上，而且较大，有把工件从夹具内拉出来的倾向，因此对工件必须装夹牢固，所需的压紧力较大第一节 平面的铣削,②逆铣时，在切入时铣刀刀齿后面对工件已加工表面的挤压、摩擦严重，故切削刃磨损加快，铣刀寿命降低，且工件加工表面产生硬化层，降低工件表面的加工质量，影响加工表面粗糙度 ③逆铣时，消耗在进给运动方面的功率较大 综上所述，在铣床上周边铣削时，一般都采用逆铣 2.端面铣削时的顺铣和逆铣 端面铣削时，根据铣刀与工件之间的相对位置不同而分为对称铣削和非对称铣削两种第一节 平面的铣削,图2-18 端面铣削的对称铣削,第一节 平面的铣削,(1)对称铣削 工件处在铣刀中间时的铣削称为对称铣削(见图2-18)图2-19 端面铣削的非对称铣削 a)非对称逆铣 b)非对称顺铣,第一节 平面的铣削,(2)非对称铣削 工件的铣削层宽度(侧吃刀量)偏在铣刀一边时的铣削称为非对称铣削(见图2-19)。
1)在非对称逆铣中，切入边所占的铣削层宽度(侧吃刀量)大于切出边所占的铣削层宽度(侧吃刀量) 2)在非对称顺铣中，切入边所占的铣削层宽度(侧吃刀量)小于切出边所占的铣削层宽度(侧吃刀量) 四、铣平面的步骤 1.确定铣削方法、选择铣刀 1)在卧式铣床上用圆柱形铣刀铣平面时，圆柱形铣刀的宽度应大于加工平面的宽度第一节 平面的铣削,2)用面铣刀铣平面时，面铣刀的直径应大于工件加工平面的宽度，一般为其1.2～1.5倍 2.装夹工件 铣削中小型工件的平面时，一般采用机用虎钳装夹；铣削形状、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 3.确定铣削用量 1)周边铣削的铣削层宽度(背吃刀量)一般应等于工件加工面的宽度第一节 平面的铣削,2)粗铣时，若加工余量不太多，则可一次切除；精铣时的铣削层深度(侧吃刀量)以0.5～1mm为宜 3)每齿进给量一般取fz=0.02～0.3mm／z 4)对于铣削速度，用高速钢铣刀铣削时，一般取vc=16～35m／min 4.铣削工件 在卧式或立式升降台铣床上铣削，都是由工作台带着工件向铣刀方向移动来完成工件与铣刀的相对位置的调整和实现铣削运动 五、平面铣削的质量分析,第一节 平面的铣削,平面的铣削质量主要指平面度和表面粗糙度。
1.影响平面度的因素 1)用周边铣削法铣平面时，圆柱形铣刀的圆柱度误差 2)用端面铣削法铣平面时，铣床主轴轴线与进给方向不垂直 3)工件受夹紧力和铣削力的作用产生的变形 4)工件自身存在内应力，在表面层材料被切除后产生变形 5)工件在铣削过程中，因铣削热引起的热变形 6)铣床工作台进给运动的直线性差第一节 平面的铣削,7)铣床主轴轴承的轴向和径向间隙大 8)铣削时因条件限制，所用的圆柱形铣刀的宽度或面铣刀的直径小于工件被加工面的宽度而必须接刀，产生接刀痕 2.影响表面粗糙度的因素 1)铣刀磨损，刀具刃口变钝 2)铣削时，进给量太大，铣削余量太多 3)铣刀的几何参数选择不当 4)铣削时，切削液选用不当 5)铣削时有振动第一节 平面的铣削,6)铣削时有积屑瘤产生，或有切屑粘刀现象 7)铣削时有“拖刀”现象 8)铣削过程中因进给停顿而出现“深啃”现象第一节 平面的铣削,第二节 垂直面和平行面的铣削,图2-20 长方体工件工作图,一、用周边铣削法加工垂直面和平行面 1.垂直面的铣削 垂直面是指与基准面垂直的平面1)在卧式铣床上用机用虎钳装夹进行铣削 用机用虎钳装夹铣垂直面的情况如图2-21所示。
1)固定钳口与工作台台面不垂直图2-21 用机用虎钳装夹铣垂直面 a)。