铣削的基础知识

第一章铣削的基础知识§1-1铣床简介§1-2铣刀简介§1-3铣削运动和铣削用量§1-4切削液§1-5常用量具§1-1铣床简介教学目的掌握常用铣床主要部件的名称、功用和结构特点。教材分析铣床是进行铣削加工的基本设备，了解常用铣床的结构、牌号及功用是展开后续教学的基础，所以本节内容虽无难点，但对学生进一步学习铣削加工知识，使学生对本课程产生学习兴趣起着至关重要的作用。铣床简介铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的形面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床，二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。机床型号机床型号是表示机床结构特征和技术特性并以国家标准为规范的统一符号。机床的类代号机床按工作原理划分为11类机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示，铣床——X车床——C磨床——M刨床——B机床的通用特性代号通用特性高精密精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿形轻型加重型简式或经济型柔性加工单元数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速机床的组、系代号及主参数每类机床分成10个组，每组又分为10个系机床的组和系各用一位阿拉伯数字表示主参数用折算值表示：当折算值大于1时，取整数当折算值小于1时，取小数点后第一位数并在前面加零不同机床规定的折算系数有所不同常见铣床——XJ系列仪表铣床这是一种小型的铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件；工具铣床主要用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。悬臂及滑枕铣床X336立柱式悬臂端面铣床XK5646立式数控升降台滑枕铣床铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动龙门铣床——X2010床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。平面铣床用于铣削平面和成形面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。仿形铣床——XFY6325仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状的工件。升降台铣床（立式、卧式）具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。X5040（X53K）XD6032AX6132铣床——卧式万能升降台铣床视频X6132的结构X5032铣床与X6132铣床的规格、操纵机构、传动变速机构等均基本相同主轴零位与工作台面垂直，并可在平行与纵向进给方向的铅垂面内偏转±45°工作台与横向溜板间没有回转盘，工作台在水平面内不能搬角度床身铣床——XK7710A工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床数控滑枕式床身铣床万能工具铣床用于铣削工具模具的铣床，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工，加工精度高，加工形状复杂。X8126CX8130摇臂铣床摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动的铣床。微型钻铣床其他类型的铣床高新技术——虚拟轴五面加工铣床虚拟轴铣床，由基座与运动平台及其间六根(或三根)可伸缩杆件组成。通过数控伺服系统，令伸缩的杆件带动运动平台动作，使主轴部件作任意轨迹的运动，从而使铣刀在工件上加工出复杂的三维曲面返回虚拟轴五面加工铣床虚拟轴五面加工铣床§1-2铣刀简介教学目的了解铣刀材料，认识常用铣刀的类型，掌握铣刀的标记，熟悉铣刀的几何角度重点难点重点是认识铣刀，难点是熟悉铣刀的各部名称和几何参数概述铣刀是铣削加工的基本工具，是铣削加工特点得以体现的重要载体。铣刀的种类繁多、结构复杂，且角度存在较多变化。所以了解铣刀材料、认识铣刀，是我们能正确选刀的关键，而选择铣刀又是制定加工方案、确定加工方法的重要环节。对铣刀切削部分材料的基本要求高硬度——切削部分材料的硬度常温下应在HRC60以上良好的耐磨性——不易磨损，保证铣刀使用寿命足够的强度和韧性——铣刀在承受很大的铣削抗力和冲击、振动时不发生折断和碎裂、崩刃良好的热硬性——用较高速度切削时，在高温下仍然保持足够的硬度和耐磨性良好的工艺性——便于制造，对形状复杂的铣刀尤其重要铣刀切削部分的常用材料高速钢——硬度达HRC63~70，可在600℃以下的高温状态下切削，工艺性好，主要用于制造形状较复杂的铣刀。硬质合金——由高硬度的难熔金属碳化物和金属粘结剂，通过粉末冶金技术制成的一种常温硬度达HRC74~82，可在1000℃以下高温状态下切削的合金刀具材料，由于工艺性较差，故一般作成刀片，通过机夹或焊接的方法装在铣刀刀体上。铣刀的分类铣刀是一种应用广泛的多刃回转刀具，其种类很多。按用途分有：1）加工平面用的，如圆柱平面铣刀、端铣刀等；2）加工沟槽用的，如立铣刀、T形刀和角度铣刀等；3）加工成形表面用的，如凸半圆和凹半圆铣刀和加工其他复杂成形表面用的铣刀。铣削的生产率一般较高，加工表面粗糙度值较大。目前根据刀具材料不同，常用的有高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等。视频铣刀的分类铣削平面用铣刀，主要有圆柱形铣刀和端铣刀。圆柱形铣刀主要分为粗齿和细齿两种，用于粗铣和半精铣平面。端铣刀有整体式、镶嵌式和可转位（机械夹紧）式三种。铣削平面用的铣刀圆柱形铣刀端铣刀铣直角沟槽用的铣刀三面刃铣刀立铣刀键槽铣刀盘形槽铣刀锯片铣刀铣削特形沟槽用的铣刀T形槽铣刀燕尾槽铣刀角度铣刀铣削特形面用的铣刀凸半圆铣刀凹半圆铣刀模数铣刀专用成形面铣刀各种不同铣刀的应用铣刀的标记制造商的商标制造铣刀的材料铣刀的尺寸规格铣刀种类规格标注方法圆柱、三面刃锯片铣刀等外圆直径×宽度×内孔直径×（齿数）立铣刀、键槽铣刀等只标外圆直径角度铣刀、半圆孔铣刀等外圆直径×宽度×内孔直径×角度（或圆弧半径）铣刀主要部分的几何角度切削刃前面后面刀体刀柄刀孔铣刀的基本结构要素铣刀切削时各部分的名称和几何角度待加工表面已加工表面基面切削平面前面后面切削刃前角后角圆柱铣刀的主要几何角度圆柱铣刀——由几把切刀均匀分布于圆周而成基面是通过切削刃上选定点和圆柱轴线的假想平面螺旋齿刀刃的切线与铣刀轴线间的夹角称为螺旋角三面刃铣刀的几何角度可看成是由几把切槽刀在圆周上均匀分布而成切槽刀两侧带有副后角α’和副偏角κ’r侧面刃为副切削刃斜齿三面刃铣刀的刀齿间隔地向两面倾斜时，称为错齿三面刃铣刀端铣刀的几何角度由几把外圆孔车刀平行于铣刀轴线分布在刀体上主、副偏角及刃倾角刃倾角正负的判别返回§1-3铣削运动和铣削用量教学目的掌握铣削的基本运动掌握铣削用量的基本概念和相关计算重点难点本节内容概念易于理解掌握，难点在于如何结合实例向学生讲清各切削用量间的选用关系铣削的基本运动主运动——铣刀的旋转运动进给运动：工件的移动工件的回转铣刀的移动（补充）进给运动按性质又可分为进刀与走刀铣削用量依图介绍铣削用量的名称、含义、符号铣削速度vc进给量f进给速度vf铣削深度ap铣削宽度ae课堂练习根据图示指出铣削深度和铣削宽度铣削用量间的选用关系铣削用量的计算1000πcDnvnzfnfvzf（m/min）（mm/min）练习：已知D、n，求vc——验算主轴转速的合理性已知D、vc，求n——调整时确定主轴转速已知vc、n，求D——用于选刀参考已知fz、D、vc，求n及v——用于主轴变速和进给变速的调整Dvnπ1000c（r/min）返回§1-4切削液教学目的了解切削液的作用、分类及选用原则重点难点重点是了解切削液的作用，难点是切削液的选用概述切削液是为了提高切削效果而使用的液体合理使用切削液可降低切削区的温度、减小摩擦、热变形和表面粗糙度值，延长刀具的寿命，提高加工质量和生产效率提高切削速度30%降低温度100~150℃减小切削力10%~30%延长刀具寿命4~5倍切削液的作用冷却作用在切削过程中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能润滑作用通过切削液在切削而发热的刀具、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度冲洗作用除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止对机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果切削液的种类和性能水基切削液——以冷却为主，滑润为辅以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，并可减少油雾，经济环保，主要包括乳化液及各种合成切削液。油基切削液——以滑润为主，冷却为辅以矿物油为主，添加动、植物油脂及其他添加剂。切削液的选用粗加工——选用以冷却为主的切削液精加工——选用以润滑为主的切削液脆性材料——一般不加切削液，铸铁、青铜、黄铜等难加工材料——一般选极压切削液硬质合金铣刀——一般不加切削液，若加，则先加并连续加注高速钢——广泛加注切削液，且要加注在温度最高处（刀齿与工件接触处），流量要充分，宽刃刀具要采用平面液流（如图所示）返回§1-5常用量具教学目的了解常用量具的测量原理和识读方法重点难点重点是常用量具的使用识读方法难点是测量原理概述加工出的机械零件要实现互换性装配，就要满足规定的公差要求，这就需要在加工的过程中进行正确的测量和检验，只有通过测量和检验判定为合格的零件，才能满足要求。所以测量是加工中操作工人必须掌握的一项专业技能，而是否能够正确地使用量具，则是测量的关键。游标量具——游标卡尺游标卡尺结构刻线原理游标卡尺的读数部分由尺身与游标组成。其原理是利用尺身刻线间距和游标刻线间距之差来进行小数读数0.10mm：尺身每小格为1mm，游标刻线共10小格，这10小格的长度为9mm，即游标每小格为9/10=0.9mm，尺身与游标每小格相差为1－0.9=0.10mm0.05mm：尺身每小格为1mm，游标刻线共20小格，这20小格的长度为19mm，即游标每小格为19/20=0.95mm，尺身与游标每小格相差为1－0.95=0.05mm0.02mm：尺身每小格为1mm，游标刻线共50小格，这50小格的长度为49mm，即游标每小格为49/10=0.98mm，尺身与游标每小格相差为1－0.98=0.02mm读数方法先读出游标上零刻线左侧尺身上刻线的整毫米数再读出游标上从零线开始第X条刻线与尺身上某一条刻线对齐，X乘以其精度值即为读数的小数部分把整数和小数相加，即为所测的实际尺寸使用方法测量时，左手拿工件，右手握尺，量爪张开尺寸略大于被测工件尺寸，然后用右手拇指慢慢推动游标量爪，使两量爪轻轻地与被测工件表面接触，读出尺寸数值。测量过程中，应避免定住尺寸卡入工件测量，以免损坏量爪使用方法测量时，将游标卡尺的量爪逐渐靠向工件的被测表面，同时使外量爪（或内量爪）的测量面与工件的被测表面充分贴合，并保持尺身与工件测量表面垂直或相切。正确错误正确错误其他常用游标