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第五章铣削铣削动画5.1铣床与铣刀5.1.1铣床及铣床附件1、铣床常用铣床种类有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床。（1）卧式升降台铣床卧式万能升降台铣床1－床身底座2－主传动电动机3－主轴变速机构4－主轴5－横梁6－刀杆7－吊架8－工作台9－转台10－滑座11－升降台1）床身支承并连接各部件。2）横梁它可在床身顶部导轨前后移动，吊架安装其上，用来支承铣刀杆。3）主轴前端有锥孔，用以安装铣刀杆和刀具。4）工作台工作台上有T形槽，可直接安装工件，也可安装附件或夹具。它可沿导轨作纵向移动和进给，而滑座沿升降台上的导轨移动可实现横向进给运动。5）转台转台位于工作台和横溜板之间，下面用螺钉与横溜板相连，松开螺钉可使转台带动工作台在水平面内回转一定角度（左右最大可转过45°）。6）升降台升降台可沿床身导轨作垂直移动，调整工作台至铣刀的距离。（2）立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式铣床相比较，主要区别是主轴垂直布置，立式铣床适于加工较大平面及利用各种带柄铣刀加工沟槽及台阶平面，生产率要比卧式铣床高。立式升降铣床外观图1-主轴；2-工作台（3）龙门铣床龙门铣床是具有门式框架和卧式长床身的铣床。龙门铣床加工精度和生产率均较高，适合在成批和大量生产中加工大型工件的平面。龙门铣床由立柱和顶梁构成门式框架。横梁可沿两立柱导轨作升降运动。横梁上有1～2个带垂直主轴的铣头，可沿横梁导轨作横向运动。两立柱上还可分别安装一个带有水平主轴的铣头，它可沿立柱导轨作升降运动。这些铣头可同时加工几个表面。每个铣头都具有单独的电动机、变速机构、操纵机构和主轴部件等。加工时，工件安装在工作台上并随之作纵向进给运动。大型龙门铣床（工作台6×22米）的总重量达850吨。2、铣床附件铣床主要附件有回转工作台、万能分度头等。（1）回转工作台回转工作台是铣床上的主要部署工具之一，它可以辅助铣床完成各种曲线零件，例如：各种齿轮的曲线板，零件上的圆弧等，以及需要分度零件，如齿轮、多边形等的铣切和分度刻线等零件，又应用于插床和刨床以及其他机床。（2）万能分度头分度头用来完成铣削六方、齿轮、花键等工作。生产中以万能分度头最常用。分度头的基座上装有回转体，回转体内装有主轴。分度头主轴可随回转体在铅垂平面内扳动成水平、垂直或倾斜位置。分度时，摇动分度手柄，通过蜗杆蜗轮带动分度头主轴旋转即可。例：铣六方万能分度头结构图1—分度手柄2—分度盘3—顶尖4—主轴5—转动体6—底座7—扇形夹5.1.2铣刀铣刀是多刃回转刀具，每一个刀齿都相当于一把车刀。(一)圆柱铣刀圆柱铣刀首要用于卧式铣床加工平面。分为直齿和斜齿两种，斜齿铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀的齿数少，刀齿强度大，容屑空间也大，可重磨次数多，用于粗加工。细齿铣刀的齿数多，切削平稳，用于精加工。(二)端面铣刀端面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。端面铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。(三)立铣刀立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣刀。它主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面和成型面等。(四)键槽铣刀键槽铣刀首要用于立式铣床上加工键槽。(五)模具铣刀模具铣刀首要用于立式铣床上加工模具型腔。模具铣刀按外形不同，可分为圆柱形球头铣刀、圆锥形球头铣刀和圆锥形立铣刀。(六)成型铣刀成型铣刀一样平常是为特定外形的工件或加工内容专门设加工中间计制造的，如渐开线齿面、燕尾槽和T形槽等。(七)角度铣刀角度铣刀首要用于卧式铣床上加工各类角度槽、斜面等。(八)锯片铣刀锯片铣刀主要用于切断工作，也加工窄槽。5.2铣削过程5.2.1铣削用量要素与切削层尺寸要素l、铣削速度：铣刀旋转时最大直径处切削刃的线速度。式中vc——铣削速度(m/min)；D0——铣刀直径(mm)；n0——铣刀转速(r/min)。100000nDvc2、进给量进给量指工件相对铣刀移动的距离，分别用三种方法表示：f、fz、vf。(1)每转进给量f指铣刀每转动一周，工件与铣刀的相对位移量，单位为mm/r；(2)每齿进给量fz指铣刀每转过一个刀齿，工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/z；(3)进给速度vf指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/min。通常情况下，铣床加工时的进给量均指进给速度vf。3、背吃刀量背吃刀量ap指平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。周铣时ap是已加工表面宽度，端铣时ap是切削层深度。4、侧吃刀量侧吃刀量ae指垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。周铣时ae是切削层深度，端铣时ae是已加工表面宽度。5、切削厚度切削厚度ac指铣刀相邻两刀齿主切削刃所形成的过渡表面间的垂直距离。6、切削宽度切削宽度aw指铣刀主切削刃参加切削的长度，直齿圆柱铣刀的切削宽度等于背吃刀量。7、总切削面积铣削时所有参加切削的各刀齿的切削横截面积之和。5.2.2铣削力铣削过程中由于切削厚度不断变化，使得工件受力的大小也在变化。此外，同时参加切削的刀齿数以及切削力的作用点和方向也时刻在变化。减小铣削力变化的幅度和增加工艺系统刚性的措施：1、铣刀尽量安装在离支承端最近处，铣削力很大时应增加支架。2、尽量选用斜齿圆柱铣刀代替直齿圆柱铣刀。为了克服斜齿铣刀轴向力，铣刀安装时应使轴向力朝向主轴变速箱，或用两把螺旋角相等但方向相反的铣刀联合使用，使轴向力相互抵消。5.2.3铣削方式1、周铣用圆柱铣刀的圆周刀齿进行铣削称为周铣。1）逆铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时，称为逆铣。2）顺铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时，称为顺铣。逆铣和顺铣时，因为切入工件时的切削厚度不同，刀齿与工件的接触长度不同，所以铣刀磨损程度不同。实践表明：顺铣时，铣刀耐用度可比逆铣时提高2～3倍，表面粗糙度也可降低。但顺铣不宜用于铣削带硬皮的工件。逆铣时，工件受到的纵向分力与进给运动的方向相反，铣床工作台丝杠与螺母始终接触；而顺铣时工件所受纵向分力与进给方向相同，如果丝杠螺母之间有螺纹间隙，就会造成工作台窜动，铣削进给量不匀，甚至还会打刀。因此在没有消除螺纹间隙装置的铣床上，只能采用逆铣，而无法采用顺铣。2端铣端铣是用端铣刀的端面齿进行切削的方法。1)对称铣削：切入、切出时切削厚度相同。2)不对称逆铣：切削厚度由小变大。铣削碳钢和一般合金钢时，这种铣削方式可减小切入时的冲击，可提高硬质合金铣刀耐用度一倍以上。3)不对称顺铣：切削厚度由大变小。实践证明，不对称顺铣用于加工不锈钢和耐热合金时，可减少硬质合金的剥落磨损，切削速度可提高40%～60%。3、周铣和端铣的比较端铣与周铣相比，其优点是：刀轴比较短，铣刀直径比较大，工作时同时参加切削的刀齿较多，铣削时较平稳，铣削用量可适当增大，切削刃磨损较慢，能一次铣出较宽的平面，端铣刀的副切削刃可对已加工表面进行修光，工件表面粗糙度值较小。缺点是：一次的铣削深度一般不及周铣。周铣可用多种铣刀，铣平面、沟槽、齿形和成型面等，适应性广，应用较多。端铣适应性差，主要用于铣平面。5.3铣削加工铣削加工范围很广，主要用于铣削平面、沟槽和成形面等。工件在铣床上常用的装夹方法有机床用平口虎钳装夹、压板和螺栓装夹、V型架装夹和分度头装夹等。5.3.1铣平面和铣沟槽铣平面铣平面铣沟槽铣沟槽5.3.2铣成形面成形铣刀用于加工凹半圆、凸半圆、链轮、齿轮齿形、螺纹和螺旋沟槽等，也可用立铣刀加工简单的成形面。用回转工作台铣曲线外形用靠模铣成形面用成形铣刀铣成形面用立铣刀铣曲线外形5.3.3铣螺旋槽铣削加工时，要保证工件沿轴线移动一个螺旋导程的同时，绕轴自转一周的运动关系。这种运动关系是通过纵向进给丝杠经交换齿轮Z1、Z2、Z3、Z4将运动传至分度头后面的挂轮轴，再传到主轴和工件。铣螺旋槽工作台旋转β角在万能铣床上铣螺旋槽5.3.4铣螺纹铣螺纹一般在专用螺纹铣床上进行，根据所用铣刀结构的不同，分为以下三种方法：1、盘形螺纹铣刀铣削这种方法加工精度较低，一般只作为粗加工或半精加工。适合大批量生产中加工大螺距、长螺纹的工件，如丝杠、蜗杆。2、梳形螺纹铣刀铣削在这种方式中，工件工件旋转超过一圈即可加工出全部螺纹，生产率高。但加工精度低，一般用于加工短而螺距不大的三角螺纹。3、旋风铣削旋风铣就是安装在普通车床上的高速切削动力头,用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。因其銑削速度高（速度达到400m/min）加工效率高。并采用压缩空气进行排屑冷却。加工过程中切削飞溅如旋风而得名—旋风铣。加工时，铣刀盘高速旋转，工件慢速旋转，每转一转，铣刀盘沿工件轴向移动一个导程。刀齿旋转平面相对垂直平面倾斜一个螺旋升角，以保证螺纹齿形的准确以及使刀齿左右切削刃的载荷相等。旋风铣削适合于大批量生产中加工螺杆和丝杠，生产率比上述铣削方法高2~8倍，可加工梯形、矩形和三角螺纹。铣削螺纹的生产率比车削螺纹高，但加工精度较低（9~8级），表面粗糙度值较大，Ra一般为6.3~3.2um，一般应用于大批量生产中。5.3.5铣削的工艺特点和应用1.铣刀是多刃刀具，有几个刀齿同时参加切削，无空行程，生产率高于刨削。2.铣削加工范围广。可加工刨削无法加工或难以加工的表面。3.铣削力变动较大，易产生振动，切削不平稳。4.铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，铣刀的制造和刃磨比刨刀困难，铣削成本比刨削高。5.铣削与刨削的加工质量大致相当。5.4先进铣削工艺简介5.4.1高速铣削法切削速度很高时，生产率将提高，同时切削温度将升高，在切削处温度可达600~900度，高温使金属硬度急剧下降，同时硬质合金刀具的韧性有所改善，刀具耐用度反而比低速切削时高。另外，高速铣削还可减小加工面的粗糙度值。5.4.2阶梯铣削法若铣刀刀齿为阶梯式，加工表面上的刀痕就为阶梯形，这种铣削方法叫阶梯铣削。阶梯式端铣刀的刀齿分布在刀体不同的回转半径上，互相错开一个距离，而且直径越大处的刀齿伸出刀体端面的距离越小。铣削时可使全部加工余量分布在各个刀齿上，每个刀齿切去不同的一层金属，每个刀齿的切削载荷并未增加，但全部刀齿组合起来可增加切削层深度。阶梯铣削5.4.3强力铣削提高每齿进给量可提高生产率，这种大进给量切削法叫强力铣削，这种方法可充分发挥硬质合金刀具的耐高温和耐磨等优点，对提高生产率比高速铣削更有利。进给量提高后，加工表面的粗糙度值会增加，可通过减少切削时的振动和合理改进刀具角度来改善。车床传动实验注意事项1、注意安全，整个实验过程中不允许车床通电，不允许将手伸进车床内部。2、不能用手触摸车床内部的齿轮、离合器等，不能让任何杂物掉入车床内部，以免损坏车床。3、整个实验过程中要按实验老师的要求完成实验。实验要求1、仔细观察车床主轴箱内部的结构，结合教材57页的车床传动系统图，将车床主轴箱中的I~VI轴以及各个齿轮与传动系统图对应起来，弄清每个齿轮的类型（普通齿轮、滑移齿轮或空套齿轮）。2、熟悉主轴箱的变速操作机构，离合器操作机构。操作变速机构并变换车床主轴的各种转速。3、实验时请带上教材以及笔记本并做好笔记。实验完成后写实验报告。