《机械制造基础》课件-03篇 第三单元 铣削加工

第三单元

铣削加工03篇

金属切削加工基础教学目标:1.能根据不同零件结构选择正确的铣削方式。2.能正确选择铣削加工切削用量及切削层参数。3.能选择铣刀的几何参数。

4.能准确选择铣削用量。教学重点和难点:

1.铣削加工的特点及应用

2.铣削方式

3.铣削加工切削用量及切削层参数

4.铣床的种类及用途

5.铣刀的种类与用途

6.铣刀几何参数的选择

7.铣削用量的选择3.3.1铣削加工的特点、应用及铣削方式1.铣削加工的特点及应用铣削加工是切削加工中常用的方法，是指用多刃回转刀具在铣床上切削加工平面、台阶面、型腔表面、沟槽、螺旋表面及成形表面等的方法，如图3-33所示铣削加工的应用。

一般情况下，铣削时铣刀的旋转运动为主运动，工件的移动为进给运动。铣削可对工件进行的粗加工、半精加工，其加工精度可达IT9～IT7，精铣表面粗糙度值可达Ra3.2～Ra1.6μm。铣削的工艺特点如下：（1）同一表面有多种加工方法及多种类铣刀（2）冲击、振动大（3）生产率较高2.铣削方式（1）端铣方式端铣是指用铣刀端面上的齿进行铣削。根据面铣刀相对于工件安装位置的不同，可分为顺铣和逆铣。如图3-34所示。（2）圆周铣削方式圆周铣削方式即端铣，是指用圆柱铣刀圆周齿进行铣削。周铣分逆铣和顺铣两种方式。逆铣是指铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反，如图3-35（a）所示；顺铣是指铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同，如图3-35（b）所示。3.3.2铣削加工切削用量及切削层参数1.铣削运动铣削运动由主运动与进给运动组成。主运动是指铣刀的旋转运动，进给运动是指工件随工作台的直线移动。2.铣削用量铣削用量由铣削速度vc、进给量f、背吃刀量（又称铣削深度）ap和侧吃刀量（又称铣削宽度）ae四要素组成。（1）铣削速度vc铣削速度即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算:Vc=πdn/1000式中：d—铣刀直径（mm）;n—铣刀转速（r/min）。（2）进给量f

进给量是指铣削时工件在进给运动方向上相对于刀具的移动量。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:①每齿进给量fz，其单位为毫米每齿（mm/z）。②每转进给量f，其单位为毫米每转（mm/r）。③每分钟进给量vf，又称进给速度，其单位为毫米每分钟（mm/min）。上述三者的关系为:vf=fn=zfzn一般铣床铭牌上所指出的进给量为vf值。（3）背吃刀量（铣削深度）ap背吃刀量为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为毫米（mm），如图3-36所示。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故ap在图3-36中的标示也有所不同。（4）侧吃刀量（铣削宽度）ae侧吃刀量是指垂直于刀具轴线方向和进给运动方向所在平面上工件被切削的切削层尺寸，单位为mm。3.切削层参数切削层是指铣削时铣刀相邻两个刀齿在工件上形成的过渡表面之间的金属层，如图3-37（a）所示,线段AB与EF截至的两条弧线所形成的弧形面积AFBE即为切削层。切削层的形状与尺寸规定在基面内度量如图3-37（b）所示，它对铣削过程有很大影响。图3-37铣刀切削层参数示意图3.3.3铣床的种类及用途常用的铣床有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和工具铣床等。1.卧式铣床图3-38为X6132型卧式升降台铣床的外形，其主要部件有床身、主轴、横梁、挂架、工作台、转台、横向溜板、升降台、电气控制和冷却润滑系统等组成。1-床身2-主轴3-横梁4-挂架5-工作台6-转台7-横向溜板8-升降台9-底座图3-38X6132型卧式升降台铣床X6132型卧式铣床的运动由主运动和进给运动组成。（1）主运动主轴（铣刀）的回转运动。（2）进给运动工件的纵向、横向和垂直方向的移动。2.立式铣床

立式铣床有立式升降台铣床和万能回转头铣床。（1）立式升降台铣床这类铣床与卧式升降台铣床的区别在于主轴采用立式布置，与工作台面垂直，如图3-39（a）所示。（2）万能回转头铣床如图3-39（b）所示为万能回转头铣床结构，与卧式升降台铣床结构非常相似。在立式铣床上可安装立铣刀或面铣刀，能加工平面、斜面、台阶或键槽等，还可以加工T形槽、内外圆弧及凸轮等。1-立铣头2-主轴3-工作台4-床身5-升降台6-电动机7-滑座8-万能立铣头9-水平主轴图3-39立式升降台铣床3.龙门铣床图3-40龙门铣床4.万能工具铣床图3-41万能工具铣床5.铣床附件

为扩大铣床的加工范围，提高生产率，在铣床上配以相应的附件。常用的附件有分度头、立铣头、回转工作台、平口虎钳等。图3-43立铣头示意图3.3.4铣刀1.铣刀的种类与用途铣刀种类多，结构复杂，一般由专业工具厂生产。尺寸较小的铣刀一般用高速钢做成整体式结构；尺寸较大的铣刀一般做成镶齿结构，刀齿为硬质合金或者高速钢，刀体为合金结构钢或者中碳钢。如图3-46所示为常用的铣刀类型。2.铣刀的几何参数

铣刀有圆柱铣刀和端铣刀两种，每个刀齿可以看作是绕中心旋转的一把简单刀头。圆柱铣刀的标注角度如图3-47所示。端铣刀各部分的结构以及标注角度如图3-48所示。3.铣刀几何参数的选择（1）前角的选择铣刀前角应根据刀具和工件的材料确定。高速钢圆柱铣刀加工塑性材料时，切屑变形较大，切屑与前面摩擦较大，应取较大的前角。硬质合金面铣刀切入时冲击力大，且硬质合金脆性大，强度较低，故应减小前角。当铣削强度大、硬度高的材料时，可采用负前角。前角具体数值可参考表3-6。（2）后角的选择

在铣削过程中，由于铣刀刀齿切削厚度比较小，一般磨损主要发生在后刀面上，采用较大后角可以减小磨损；当采用较大的负前角时，可适当增加后角，具体数值可参考表3-7。3）刃倾角的选择

立铣刀和圆柱铣刀的外圆螺旋角β就是刃倾角λs。增大刃倾角可以增加同时工作的齿数，使铣削平稳，并使铣刀具有切削刃锋利、实际前角增大等特点，可改善铣刀的工作性能。铣削宽度较窄的铣刀，增大β意义不大，故一般取β=0或较小的值。螺旋角的具体数值可参考表3-8。（4）主偏角与副偏角的选择

面铣刀主偏角的作用及其对铣削过程的影响，与车刀主偏角在车削中的作用和影响相同。常用的主偏角取45°、60°、75°、90°。主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。所以在工艺设计过程中，为确保铣刀刚性好、耐用，主偏角取小值，但加工速度会降低；反之对于容易切削的材质，主偏角取大值，以提高切削速度。副偏角一般取5°～10°。

圆柱铣刀只有主切削刃，没有副切削刃，故没有副偏角。主偏角为90°。4.铣削用量的选择铣削用量的选择应当根据工件的加工精度、铣刀的耐用度及机床的刚性进行选择，首先选定铣削深度，其次是每齿进给量，最后确定铣削速度。按加工精度不同选择铣削用量的一般原则如下。（1）粗加工因粗加工余量较大，精度要求不高，此时应当根据工艺系统刚性及刀具耐用度来选择铣削用量。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。在刀具性能允许的条件下应以较大的每齿进给量（参见表3-9）进行