金属切削加工方法6[1]

1、第六章第六章 平面及沟槽加工平面及沟槽加工 6.1 6.1 平面加工方法平面加工方法 1.1.平面铣削加工平面铣削加工 铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直 的三个方向上作进给运动的切削进给方式。的三个方向上作进给运动的切削进给方式。 一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣 削加工的精度等级为削加工的精度等级为IT11IT11IT8IT8，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra6.3Ra6.3 1.6m1.6m。铣削加工可采用较大的切削用量，故生产效率。铣削加工可采用较大的切削用量，故生产效率 较高。

2、较高。 2.2.平面刨削加工平面刨削加工 刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进 行切削加工的方法。刨削加工的精度可达行切削加工的方法。刨削加工的精度可达IT9IT9IT8IT8，表面粗，表面粗 糙度值可达糙度值可达Ra1.6Ra1.66.3m6.3m。刨削加工可以保证一定的相互。刨削加工可以保证一定的相互 位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面。位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面。 3.3.平面磨削加工平面磨削加工 平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行，平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行， 若零件较小或加工一些特殊平

3、面时也可在工具磨床上进若零件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进 行。平面磨削精度可达行。平面磨削精度可达IT7IT7IT5IT5，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为Ra Ra 0.80.80.2m0.2m。 6.2 6.2 平面铣削加工平面铣削加工 6.2.16.2.1铣床铣床 1.1.铣床类型及加工范围铣床类型及加工范围 通用铣床的基本类型：通用铣床的基本类型：升降台式铣床、工作台不升降式铣升降台式铣床、工作台不升降式铣 床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣 床，多工序自动换刀铣镗床（又称加工中心）等由数字程床，多工序自动换

4、刀铣镗床（又称加工中心）等由数字程 序控制或计算机控制加工各种型面的铣床。序控制或计算机控制加工各种型面的铣床。 铣床加工范围：铣床加工范围： 2 2X6132X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床 （1 1）主要部件及其功用）主要部件及其功用 图图6-2 X61326-2 X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床 1 1床身；床身；2 2主轴；主轴；3 3横梁；横梁；4 4挂架；挂架； 5 5工作台；工作台；6 6转台；转台；7 7横向溜板；横向溜板；8 8升降台；升降台；9 9底座底座 （2 2）传动系统）传动系统 图图6-3 X61326-3 X6132型卧式万能铣床传动系统型卧式

5、万能铣床传动系统 3 3X6132X6132型万能铣床的调整型万能铣床的调整 （1 1）调整丝杠轴向间隙和传动间隙）调整丝杠轴向间隙和传动间隙 调整纵向工作台丝杠轴向间隙调整纵向工作台丝杠轴向间隙 现象：现象：加工工件表面粗糙加工工件表面粗糙 原因：原因：工作台两端轴承座中推力轴承工作台两端轴承座中推力轴承 与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台 轴向窜动轴向窜动 间隙调整方法间隙调整方法： 利用止动垫圈利用止动垫圈4 4、圆螺母、圆螺母3 3，圆螺母，圆螺母 5 5，来调整间隙，调整时用，来调整间隙，调整时用0.010.01 0.02mm0.02mm塞尺检查，一般要

6、求间隙不塞尺检查，一般要求间隙不 大于大于0.03mm0.03mm。 图图6-4 6-4 丝杠轴向间隙调整丝杠轴向间隙调整 1 1刻度盘紧固螺母；刻度盘紧固螺母；2 2刻度盘；刻度盘； 3 3、5 5圆螺母；圆螺母；4 4圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈 调整纵向工作台丝杠传动间隙调整纵向工作台丝杠传动间隙 现象：现象：顺铣时，工作台会出现窜顺铣时，工作台会出现窜 动，影响工件表面质量，严重会动，影响工件表面质量，严重会 出现扎刀现象。出现扎刀现象。 原因：原因：丝杠与螺母的螺纹侧面磨丝杠与螺母的螺纹侧面磨 损，因而间隙增大，需进行调整损，因而间隙增大，需进行调整 。 间隙调整方法：间隙调整方

7、法： 旋松锁紧板旋松锁紧板2 2上的上的3 3个螺钉个螺钉3 3，并顺时针方向转动调节蜗杆，并顺时针方向转动调节蜗杆4 4，使，使 其带动蜗杆其带动蜗杆5 5转动从而使丝杠与螺母间隙减小。转动从而使丝杠与螺母间隙减小。 图图6-5 6-5 丝杠传动间隙调整丝杠传动间隙调整 1 1盖板；盖板；2 2锁紧板；锁紧板； 3 3螺钉；螺钉；4 4调节蜗杆；调节蜗杆；5 5蜗杆蜗杆 （2 2）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整 现象：现象：移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙，移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙， 或移动时过紧，不灵活或移

8、动时过紧，不灵活 。 原因：原因：运动部件与导轨之间的间隙不适当运动部件与导轨之间的间隙不适当 。一般间隙允许为。一般间隙允许为 0.03mm0.03mm，可用塞尺检查，可用塞尺检查 间隙调整方法：间隙调整方法： 图图6-6 6-6 纵向工作台导轨镶条的调整纵向工作台导轨镶条的调整 1 1镶条；镶条；2 2调节螺母；调节螺母； 3 3调节螺杆；调节螺杆；4 4圆螺母圆螺母 图图6-7 6-7 横向工作台导轨镶条的调整横向工作台导轨镶条的调整 图图6-8 6-8 垂向导轨镶条的调整垂向导轨镶条的调整 1 1镶条；镶条；2 2调节螺杆调节螺杆 1 1镶条；镶条；2 2调节螺杆调节螺杆 4 4X61

9、32X6132型卧式升降台铣床附件型卧式升降台铣床附件万能分度头万能分度头 图图6-9 F111256-9 F11125分度头的外形结构分度头的外形结构 1 1基座；基座；2 2分度盘；分度盘；3 3分度叉；分度叉；4 4挂轮轴；挂轮轴；5 5蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄； 6 6主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；7 7回转体；回转体；8 8主轴；主轴；9 9刻度环；刻度环； 1010分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉；1111分度手柄；分度手柄；1212锁紧螺母；锁紧螺母；1313定位销定位销 图图6-10 F111256-10 F11125分度头传动系统分度头传动系统 1 1基座；基座；2 2分度盘；

10、分度盘；3 3分度叉；分度叉； 4 4挂轮轴；挂轮轴；5 5蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄； 6 6主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；7 7回转体；回转体； 8 8主轴；主轴；9 9刻度环；刻度环； 1010分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉； 1111分度手柄；分度手柄；1212锁紧螺母；锁紧螺母； 1313定位销定位销 分度方法分度方法 直接分度法直接分度法 利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被360360整除倍数的分度整除倍数的分度。 简单分度法简单分度法 （a a）分度原理）分度原理 如果要将工件进行如果要将工件进行z z等分，则每次分度需使工件转过等

11、分，则每次分度需使工件转过1/1/z z转，分度手柄应转转，分度手柄应转 过的转数过的转数 （b b）分度方法）分度方法 工件进行工件进行1212等分，分度手柄应转过的转数等分，分度手柄应转过的转数 手柄转整数手柄转整数3 3圈，再转圈，再转1/31/3转。转。 先在分度盘上找出孔数为先在分度盘上找出孔数为3 3的倍数的孔圈的倍数的孔圈，即即2828的孔圈。的孔圈。 手柄在孔数为手柄在孔数为3636的孔圈上转过的孔圈上转过1212个孔距，完成了个孔距，完成了1/31/3转。转。 40 n z 401 3 3 n z 6.2.2 6.2.2 铣刀铣刀 1.1.铣刀的种类与选用铣刀的种类与选用 铣

12、刀的种类：铣刀的种类： 整体式结构整体式结构 镶齿结构镶齿结构 注意：立铣刀注意：立铣刀 与键槽铣刀的区别与键槽铣刀的区别 图图6-13 6-13 特种铣刀特种铣刀 2.2.铣削用量铣削用量 铣削用量铣削用量 如图如图6 61414所示所示 背吃刀量背吃刀量a ap p 侧吃刀量侧吃刀量a ae e 进给运动参数进给运动参数 它有三种表示方法：它有三种表示方法： (a)(a)每齿进给量每齿进给量f fz z (b)(b)进给量进给量f f (c)(c)进给速度进给速度v vf f 图图6-14 6-14 铣削用量铣削用量 三者之间的关系为： vf=fn=fzzn 式中，vf进给速度，单位mm/

13、min； z铣刀齿数。 铣削速度铣削速度v vc c 指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。瞬时速度。 可按下式计算可按下式计算 v vc c= = dndn/1/1 000000 式中，式中，v vc c瞬时速度，单位为瞬时速度，单位为m/minm/min或或m/sm/s； d d铣刀直径，单位为铣刀直径，单位为mmmm； n n铣刀转速，单位为铣刀转速，单位为r/minr/min或或r/sr/s。 铣削用量的选择铣削用量的选择 下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则。下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则。 粗加工粗加工 因粗加工余量较大

14、，精度要求不高，一般选取较大的背因粗加工余量较大，精度要求不高，一般选取较大的背 吃刀量和侧吃刀量，使一次进给尽可能多地切除毛坯余量。在刀具性能吃刀量和侧吃刀量，使一次进给尽可能多地切除毛坯余量。在刀具性能 允许的条件下应以较大的每齿进给量允许的条件下应以较大的每齿进给量( (参见表参见表6 62)2)进行切削，以提高生进行切削，以提高生 产率。产率。 表表6-26-2 粗铣每齿进给量粗铣每齿进给量f fz z的推荐值的推荐值 刀刀 具具工工 件件 材材 料料推荐进给量推荐进给量fz（mm/z） 高高 速速 钢钢 圆柱铣刀圆柱铣刀 钢钢0.100.100.500.50 铸铁铸铁0.120.12

15、0.200.20 端铣刀端铣刀 钢钢0.040.040.060.06 铸铁铸铁0.150.150.200.20 三面刃铣刀三面刃铣刀 钢钢0.040.040.060.06 铸铁铸铁0.150.150.250.25 硬质合金铣刀硬质合金铣刀 钢钢0.10.10.200.20 铸铁铸铁0.150.150.300.30 半精加工半精加工 此时工件的加工余量一般在此时工件的加工余量一般在0.50.52 mm2 mm，并且无硬皮，并且无硬皮， 加工后要降低表面粗糙度值，因此应选择较小的每齿进给量，而取较大加工后要降低表面粗糙度值，因此应选择较小的每齿进给量，而取较大 的切削速度的切削速度( (参见表参见

16、表6 63)3)。 表表6-36-3 铣削速度铣削速度v vc c的推荐值的推荐值 工工 件件 材材 料料 铣削速度铣削速度vc（m/min） 说说 明明 高速钢铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀硬质合金铣刀 202045150190 （1）粗铣时取小值，精铣时取大值。）粗铣时取小值，精铣时取大值。 （2）工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值。）工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值。 （3）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值 精加工精加工 精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的 影

17、响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削。影响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削。 3.3.铣刀安装铣刀安装 在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔的铣在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔的铣 刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上。刀杆的直径与铣刀的刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上。刀杆的直径与铣刀的 孔径应相同，尺寸已孔径应相同，尺寸已 标准化，常用的直径标准化，常用的直径 为为2222、2727、3232、4040和和 50mm50mm五种。图五种。图6 61515所所 示为这种刀杆的结构示为这种刀杆的结构 和应用的

18、情况。和应用的情况。 图图6-15 6-15 铣刀杆的结构和应用铣刀杆的结构和应用 4.4.平面的铣削方法平面的铣削方法 平面的铣削方法平面的铣削方法 圆周铣和端铣圆周铣和端铣 顺铣和逆铣顺铣和逆铣 见（图见（图6 61616） 图图6-16 6-16 顺铣和逆铣顺铣和逆铣 常见的常见的平面铣削加工平面铣削加工 铣平面是铣床加工中最铣平面是铣床加工中最 基本的工作。图基本的工作。图6-176-17所所 示是各种铣平面的方法。示是各种铣平面的方法。 （3 3）正六面形的铣削方法）正六面形的铣削方法 6.3 6.3 平面的刨削加工平面的刨削加工及设备 6.3.1.6.3.1.牛头刨床牛头刨床 1

19、1刨床工作基本内容刨床工作基本内容 2 2B665B665牛头刨床的结构牛头刨床的结构 图图6-20 B6656-20 B665型牛头刨床的外形图型牛头刨床的外形图 1 1刀架；刀架；2 2转盘；转盘；3 3滑枕；滑枕；4 4床身；床身；5 5横梁；横梁；6 6工作台工作台 6.3.2 6.3.2 刨刀刨刀 刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小5 56 6；而；而 且刨刀的刃倾角也应取大值。且刨刀的刃倾角也应取大值。 刨刀刀杆有刨刀刀杆有直杆和弯杆直杆和弯杆之分。之分。 6.4 6.4 平面的磨削加工及设备平面的磨削加工及设备 6.4.1 6.4

20、.1 平面磨床平面磨床 1 1平面磨床的组成及其作用平面磨床的组成及其作用 加工各种零件的平面加工各种零件的平面 尺寸公差可达尺寸公差可达IT5IT5IT6IT6 两平面平行度误差小于两平面平行度误差小于0.010.01 表面粗糙度一般可达表面粗糙度一般可达R Ra=0.4a=0.40.20.2 m m 精密磨削可达精密磨削可达R Ra=0.01a=0.010.10.1 m m 图图6-24 6-24 平面磨床外形图平面磨床外形图 1 1床身；床身；2 2工作台；工作台； 3 3砂轮架；砂轮架；4 4滑座；滑座；5 5立柱立柱 2 2平面磨床的类型及磨削运动平面磨床的类型及磨削运动 平面磨削有

21、以下几种运动：平面磨削有以下几种运动： 砂轮的旋转运动砂轮的旋转运动v vs s，工件的纵向运，工件的纵向运 动动f f1 1、砂轮或工件的横向进给运动、砂轮或工件的横向进给运动 f f2 2、砂轮的垂直进给运动、砂轮的垂直进给运动f f3 3，如图，如图 6-256-25所示。所示。 图图6-25 6-25 平面磨削运动平面磨削运动 平面磨削类型：平面磨削类型： 卧轴矩台平面磨床卧轴矩台平面磨床 卧轴圆台平面磨床卧轴圆台平面磨床 立轴矩台平面磨床立轴矩台平面磨床 立轴圆台平面磨床立轴圆台平面磨床 等几种类型等几种类型 图图6-26 6-26 平面磨床的几种类型及其磨削运动平面磨床的几种类型及

22、其磨削运动 6.4.2.6.4.2.磨平行面磨平行面 常用的平面磨削方式常用的平面磨削方式：卧轴矩台平面磨削；卧轴圆台：卧轴矩台平面磨削；卧轴圆台 平面磨削；立轴矩台平面磨削平面磨削；立轴矩台平面磨削 ；立轴圆台平面磨削。；立轴圆台平面磨削。 1.1.工件的安装工件的安装 平面零件磨削时最平面零件磨削时最 常用的安装夹具是电常用的安装夹具是电 磁吸盘（图磁吸盘（图6 62727）。）。 图图6-27 6-27 电磁吸盘电磁吸盘 1 1吸盘体；吸盘体；2 2线圈；线圈； 3 3方铁；方铁；4 4缘体；缘体；5 5方铁方铁 2.2.砂轮选择砂轮选择 周磨时一般采用平形砂轮；由于砂轮与工件的接触面积

23、比周磨时一般采用平形砂轮；由于砂轮与工件的接触面积比 外圆磨削时大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时选用的砂轮稍外圆磨削时大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时选用的砂轮稍 软一些。端磨时一般采用筒形砂轮或碗形砂轮，粗磨时也可选软一些。端磨时一般采用筒形砂轮或碗形砂轮，粗磨时也可选 用镶块砂轮。用镶块砂轮。 3.3.平行面的磨削方法平行面的磨削方法 （1 1）常用的平行面磨）常用的平行面磨 削方法有以下三种：削方法有以下三种： 横向磨削法横向磨削法 深度磨削法深度磨削法 阶梯磨削法阶梯磨削法 （2 2）磨削用量的选择）磨削用量的选择 砂轮的圆周速度砂轮的圆周速度 工作台纵向进给速度工作台纵向进给速度 当

24、工作台为矩形时，纵向进给量选112 m/min;当工作台为圆形时，其 速度选为730 m/min. 砂轮的垂直进给量砂轮的垂直进给量 一般粗磨时，垂直进给量为0.0150.05 mm；精磨时为0.0050.01 mm。 表表6-46-4砂轮圆周速度的选择范围砂轮圆周速度的选择范围 磨 削 形 式被磨工件材料粗磨/（m/min）精磨/（m/min） 周面磨削周面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢 2022 2225 2225 2530 端面磨削端面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢 1518 1820 1820 2025 （3 3）磨垂直面）磨垂直面 几种典型的磨垂直面方法：几种典型的磨垂直面方法： 用精密平口钳装

25、夹工件用精密平口钳装夹工件 磨小型垂直面，特别是非磁磨小型垂直面，特别是非磁 性材料工件时，通常采用此种性材料工件时，通常采用此种 方法装夹工件。这种磨削方法方法装夹工件。这种磨削方法 较简便，生产率高，且能保证较简便，生产率高，且能保证 工件的加工精度，如图工件的加工精度，如图6 62929所所 示。示。 图图6-29 6-29 精密平口钳精密平口钳 1 1固定钳口；固定钳口；2 2活动钳口；活动钳口； 3 3凸台；凸台；4 4螺杆；螺杆；5 5平口钳体平口钳体 用精密角铁装夹工件用精密角铁装夹工件 磨削时，工件以精加工过的面贴紧在角铁的垂直面上，磨削时，工件以精加工过的面贴紧在角铁的垂直面上， 用压板和螺钉夹紧，并用百分表校正后进行加工。此种方法用压板和螺钉夹紧，并用百分表校正后进行加工。此种方法 虽装夹较烦，但可以获得较高的垂直精度，通常适用于制造虽装夹较烦，但可以获得较高的垂直精度，通常适用于制造 工夹具的装夹，如图工夹具的装夹，如图6 63030所示。所示。 图图6-30 6-30 精密角铁精密角铁 用导磁角铁装夹工件用导磁角铁装夹工件 加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上，此种加工时将工件的侧面吸贴在导磁角