铣削加工
3 铣削加工
本章主要教学要求
（1）了解铣床的名称、型号的含义，主要组成部分及其作用。
（2）了解铣床的主要运动和进给运动的概念及其操作方法。
（3）了解铣床的维护保养方法和安全操作规程。
（4）了解铣刀的种类及用途。
（5）了解圆柱铣刀、端铣刀及立铣刀的安装方法。
（6）了解螺旋齿铣刀的结构特点。
（7）了解铣削加工的特点及范围，达到的精度和粗糙度。
（8）掌握铣平面和沟槽的加工方法。
（9）了解铣螺旋槽的原理和方法。
（10）了解齿轮加工的几种方法特点。
安全实习注意事项
（1）按生产要求着装，多人共用一台铣床时，只能一人操作，严禁两人同时操作；
（2）开车前应按润滑规定加油，检查油标、油量是否正常，油路是否畅通，保持润滑系统清洁、润滑良好。
（3）检查各手柄是否在规定位置，操纵是否灵活。
（4）工作台面不许放置金属物品，安放分度头、虎钳或较重夹具时，要轻放轻取，以免碰伤台面。
（5）所用刀杆应清洁，夹紧垫圈端面要平行并与轴线垂直。
（6）装夹工件、铣刀必须牢固，螺栓螺母不能有滑压或松动现象。换刀杆时必须将拉杆螺母拧紧。切削前应先作空转实验，确认无误方可进行切削加工。
（7）自动走刀要安装定位保险装置，快速移动时，注意工作台的移动，防止发生事故。（8）切削过程中，当刀具未退出工件表面时，不得停车，谨防损伤刀具。停车时应先停止进刀，再主轴停转。
（9）工作台移动前，松开固定螺钉。工作台不移动时，紧固固定螺钉。
（10）操作者离开机床、变速、换刀、测量尺寸等都应停车。
( 11 ) 机床上的各种部件、安全防护均不得任意拆卸。所有附件均应妥善保管。
( 12 ) 工作结束，应将工作台移至中间位置，各手柄放在非工作部位，然后切断电源，清扫机床，保持整洁、完好。
( 13 ) 机床发生故障或出现不正常现象时，立即停车，排除故障或报告维修人员进行维修。
3.1 概述
在铣床上利用铣刀的旋转和工件的移动对工件进行切削加工，称为铣削加工。
3.1.1 铣削运动与铣削用量
铣削时，铣刀的旋转运动为主运动，工件的移动为进给运动。铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度被称之为铣削用量。如图3-17所示。
铣削速度是指铣刀最大直径处切削刃的线速度，用v表示，单位m∕s，；
进给量是指铣刀每转一周，工件相对铣刀移动的距离，用f表示，单位为mm∕r；
铣削深度（背吃刀量）是指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，用a p表示，单位为mm；铣削宽度（侧吃刀量）是指垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，用a c，单位为mm。
图3-17 铣削运动及铣削用量
a）用圆柱铣刀铣削 b）用端铣刀铣削 c）用立铣刀铣削
3.1.2铣削的加工范围
铣削加工范围很广，主要用来加工各类平面（水平面、垂直面、斜面）、沟槽（直槽、键槽、角度槽、T形槽、V形槽、圆弧槽、螺旋槽等）和成形面，也可进行钻孔、铰孔和镗孔等。在正常生产条件下，铣削加工的尺寸精度一般为ＩＴ9～ＩＴ７，表面粗糙度值Ｒａ6.3～1.6μｍ。若以高速、小背吃刀量对有色金属进行精铣，表面粗糙度Ｒａ值可达到0.4μｍ。图3-1表示了铣削加工的部分实例。
图3-1 铣削加工的部分实例
a）端铣平面 b）周铣平面 c）立铣刀铣直槽 d）三面刃铣刀铣直槽 e）键槽铣刀铣键槽
f）铣角度槽 g）铣燕尾槽 h）铣T形槽 i）铣圆弧槽 j）铣螺旋槽
k）指状铣刀铣齿轮 l）盘状铣刀铣齿轮
3.1.3铣削加工的特点
铣削加工是应用较为广泛的加工工艺，主要特点有：
（1）生产效率较高。首先，铣削时有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；其次，铣削的主运动是铣刀的旋转运动，有利于高速切削，所以铣削的生产率一般比
刨削高。
（2）刀齿散热条件较好。铣刀刀齿在切离工件的一段时间内，可以得到一定的冷却，
散热条件较好。
（3）容易产生振动。由于铣削时参加切削的刀齿数以及在铣削时每个刀齿的切削厚度的变化，会引起切削力和切削面积的变化，，导致铣削过程不平稳，而产生振动。
铣削加工的不平稳性，限制了铣削加工质量和生产率的进一步提高。
（4）加工成本较高。这是由于铣床结构比较复杂，铣刀的制造和刃磨比较困难。
3.2 常用铣床及其调整
铣床的种类很多，有立式铣床、卧式铣床、仿形铣床、工具铣床和龙门铣床等。常用的铣床有卧式铣床和立式铣床。
3.2.1 卧式铣床
卧式铣床又可分为普通卧式铣床和万能卧式铣床，其中万能卧式铣床应用广泛。它比普通卧式铣床在纵向工作台下多了个转台。下面以万能卧式铣床为例介绍铣床的型号和组成及其作用。
3.2.1.1 万能卧式铣床的型号
如图3–2所示为Ｘ6 1３２型万能卧式铣床，其中Ｘ6 1３２的字母和数字的含义如下：Ｘ─类别：铣床类；
6─组别：卧式铣床组；
1—型别：万能升降台铣床型；
３２—主参数：工作台工作面宽度的１／１０，即工作台工作面宽度为３２０ｍｍ；
图3–2 Ｘ6 1３２型万能卧式铣床
1—床身 2—电动机 3—主轴变速机构 4—主轴 5—横梁 6—刀杆 7—吊架
8—纵向工作台 9—转台 10—横向工作台 11—升降台
3.2.1.2 万能卧式铣床的组成及其作用
万能卧式铣床由床身、横梁、主轴、升降台、横向工作台、纵向工作台、转台等组成。
（１）床身用来固定和支撑铣床各部件，其内部装有主轴、主轴变速箱、电器设备及润滑油泵等部件。
（２）横梁横梁上一端装有吊架，用来支承刀杆，以增强其刚性，减少震动；横梁可沿燕尾道轨移动，以调整其伸出的长度。
（３）主轴主轴为空心轴，其前端为锥孔，用来安装铣刀或刀轴，并带动铣刀轴旋转。
（４）升降台升降台可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工件与铣刀的距离和实现垂直进给，其内部装有进给变速机构。
（５）横向工作台横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可沿升降台上的导轨作横向移动。
（６）纵向工作台纵向工作台用来安装工件和夹具，可沿转台上的导轨作纵向移动。
（７）转台转台可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度（正、反均为0°～45°），以便铣削螺旋槽等。有无转台是万能卧式铣床与普通卧式铣床的主要区别。
（８）底座用于支承床身和升降台，其内盛切削液。
3.2.2 立式铣床
立式铣床如图3-3所示，与卧式铣床的主要区别是主轴与工作台面垂直，有的立式铣床的主轴可以在垂直面内左右摆动45°。其他组成部分及运动与万能卧式铣床基本相同。
图3-3立式铣床
1—主轴 2—工作台
3.2.3 铣削液的选用
铣削刀具一般均可用乳化液冷却，但在切削不同材料时需要用不同的冷却液。加工钢件时亦可用柴油进行冷却。非金属件、有色金属件及铸件的加工时一般无须使用冷却液。
3.3 铣刀及其装夹
3.3.1铣刀的分类
根据结构类型不同，铣刀分为带孔类铣刀和带柄类铣刀。带孔类铣刀多用在卧式铣床上，带柄类铣刀多用在立式铣床上。
常用的带孔类铣刀有：
1）圆柱铣刀如图3-4a所示，主要用其周刃铣削平面。
2）圆盘铣刀如图3-4b所示，主要用于加工不同宽度的直角沟槽及小平面、台阶面等。
3）锯片铣刀如图3-4c所示，主要用于铣削窄缝和切断工件。
4）成形铣刀如图3-4d、g、h所示的模数铣刀、凸圆弧铣刀、凹圆弧铣刀等，主要用于加工与切削刃形状相符的成形面。
5）角度铣刀如图3-4e、f所示，其切削刃成各种不同的角度，主要用于加工各种角
度的沟槽及成形面。
图3-4带孔类铣刀
a）圆柱铣刀 b）三面刃铣刀 c）锯片铣刀 d）模数铣刀
e）单角铣刀 f）双角铣刀 g）凸圆弧铣刀 h）凹圆弧铣刀带柄类铣刀根据铣刀直径尺寸又有直柄和锥柄之分。常用的带柄类刀具有：
1）镶齿端面铣刀如图3-5a所示，一般在刀盘上装硬质合金刀片，主要用于加工平面。可进行高速切削，从而提高生产效率。
2）立铣刀如图3-5b所示，主要用于加工沟槽、小平面、台阶面等。
3）键槽铣刀如图3-5c所示，主要用于加工封闭式键槽。
4）T形槽铣刀如图3-5d所示，专门用于加工T形槽。
5）燕尾槽铣刀如图3-5e所示，专门用于加工燕尾槽。
图3-5 带柄类铣刀
a）硬质合金镶齿端面铣刀 b）立铣刀 c）键槽铣刀 d） T形槽铣刀 e）燕尾槽铣刀
3.3.2铣刀的装夹
3.3.2.1带孔类铣刀的装夹
带孔类铣刀多用于卧式铣床上，一般安装在刀杆上。带孔类铣刀中的圆柱形铣刀、圆盘形铣刀多用长刀杆安装。如图3-6所示。
图3-6 圆柱形、圆盘形铣刀的安装
1--拉杆 2--主轴 3--端面键 4--套筒 5--铣刀 6--刀杆 7--螺母 8--吊架在长刀杆上安装带孔类铣刀时应注意：
1）铣刀应尽可能地靠近主轴或吊架，以保证铣刀有足够的刚度。
2）套筒端面和铣刀端面必须擦干净，以减少铣刀的端面跳动。
3）拧紧刀杆的压紧螺母之前，必须先装上吊架，以防止刀杆受力弯曲变形。
带孔类铣刀中的端铣刀多用短刀杆安装。如图3-7所示。
图3-7 端铣刀的安装
1--键 2--螺钉 3--垫套 4--铣刀
3.3.2.2带柄类铣刀的装夹
带柄类铣刀多用于立式铣床上，直柄铣刀和锥柄铣刀采用不同的安装方法。
其中锥柄立铣刀的安装方法如图3-8所示。安装时，根据铣刀锥柄尺寸，选择合适的过渡套，将各配合表面擦干净后，用拉杆把铣刀及过渡套一起拉紧在主轴上。
图3-8 锥柄铣刀的安装
1--拉杆 2--过度套
直柄铣刀多为小直径铣刀，这类铣刀的直径一般不大于20mm。多采用弹簧夹头进行安装。如图3-9所示。
图3-9 直柄铣刀的安装
1--夹头体 2--螺母 3--弹簧套
3.4 工件的装夹
3.4.1工件常用的装夹方式
工件在铣床上的安装方法主要有：
１）通用夹具装夹（如用平口钳、分度头、回转工作台、万能立铣头等）
２）用压板和螺栓将工件直接压紧在工作台面上或其它附件和夹具上。
３）用专用夹具或组合夹具装夹。
3.4.2铣床的附件
常见的有平口钳、回转工作台、分度头、立铣头等。
３.４.２.１平口钳
平口钳也叫机用虎钳，用于安装尺寸小、形状规则的零件。如图3-10所示。
图3-10 平口钳
1—固定钳口 2—钳口铁 3—活动钳口 4—螺杆 5—底座 6—钳身平口钳的底座上安装有两个定位键，安装时将定位键放在工作台的T形槽内即可。松开钳身上的压紧螺母，钳身就可以扳动一定的角度，工作时，工件安装在固定钳口和活动钳口之间，找正后夹紧。
３.４.２.２回转工作台
回转工作台又称圆工作台，是立式铣床的附件，如图3-11所示。回转工作台内部为蜗轮蜗杆传动，工作时，摇动手轮可使转盘作旋转运动。转台周围有刻度，用来确定转台位置，转台中央的孔用来找正和确定工件的回转中心。
图3-11 回转工作台
1—手轮 2—偏心环 3—挡铁 4—传动轴 5—离合器手柄 6—转台回转工作台适用于较大工件的分度和非整圆弧槽、圆弧面的加工。如图3-12所示为铣圆弧槽的情况，工件用压板螺栓安装在转台上，铣刀旋转，均匀摇动手轮使回转台带动工件作缓慢的圆周进给，从而铣出圆弧槽。
图3-12 在回转工作台上铣圆弧槽
３.４.２.３分度头
分度头就是用来进行分度的附件。
分度头常用于：
（1）将回转体工件在圆周上等分或不等分进行分度，如：铣削多边形、齿轮及花键轴等。
（2）把工件安装成所需的角度，如：铣斜面等。
（3）配合工作台铣螺旋槽等。
分度头的种类很多，其中最常见的是万能分度头。下面以万能分度头为例介绍分度头的结构、传动系统、原理及分度方法等。
1、万能分度头的结构与传动系统
万能分度头的外形如图3-13所示，它由底座、回转体、主轴和分度盘等组成。工作时，分度头的底座可用T形槽螺栓固定在铣床的工作台上，使分度头主轴轴心平行于工作台纵向进给方向。分度头前端锥孔内可安装顶尖，用于支承工件；主轴外端有一短定位锥体与卡盘的法兰盘锥孔相连接，用来安装工件。分度头的主轴可以随回转体在垂直面内转到任意位置。分度头的侧面有分度手柄，分度时摇动分度手柄，通过蜗轮蜗杆带动分度头主轴旋转进行分度。其传动示意图如图3-14所示。
图3-13万能分度头结构图
1—定位销 2—分度盘 3—顶尖 4—主轴 5—壳体 6—底座 7—分度叉
图3-14 分度头传动示意图
1—主轴 2—刻度环 3—交换齿轮 4—分度盘 5—定位销
2、万能分度头的分度原理
分度头中蜗杆与蜗轮的传动比i=蜗杆的头数/蜗轮的齿数=1/40。也就是说，手柄每转动一周，主轴转动1/40周，相当于工件分40等分。如果工件在整个圆周上的分度数目z 已知，那末每分一个等分就要求分度头主轴转1/z圈，这时分度手柄所需转的圈数n即可有下列关系推得：
1∶40=1/z∶n即：n=40/z
式中： n——手柄转数
z——工件的等分数
40——分度头定数
3、分度方法
使用分度头对工件进行分度的方法很多，有：直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法等。这里只介绍最常用的简单分度法。
公式：n=40/z就是简单分度法计算转数的计算公式
用简单分度法进行分度时，需要利用分度盘，如图3-15所示，分度头常配有两块分度盘，其两面各有许多孔数不同的等分孔圈。
第一块正面各圈孔数为：24、25、28、30、34、37；反面各圈孔数为：38、39、41、42、43。
第二块正面各圈孔数为：46、47、49、51、53、54；反面各圈孔数为：57、58、59、62、66。
图3-15 分度盘和分度叉
1--分度盘 2--分度叉
例如：将工件进行7等分。手柄转动圈数为：n=40/z=40/7转
这时只要将分度手柄的定位销调整到7的整数倍的孔圈上，比如选用49的孔圈，然后将分度盘固定不动，则每转5整圈后再转动35个孔距，这样主轴每次就可准确地转动1/7周，从而将工件分为7等分。
为了保证手柄转过的孔距正确，避免重复数孔，可调整分度盘上的两个扇脚，其角度大小可根据需要的孔距数调节。若分度头手柄转多了，则应将手柄退回半圈左右，再转到正确
位置，以消除传动件之间的间隙。
３.４.２.４万能立铣头
万能立铣头前沿外形如图3-16所示，铣头主轴可在空间扳转出任意角度。它不仅能完成卧式铣床和立式铣床等工作，还能一次装夹中对工件进行各种角度的铣削。
图3-16 万能立铣头
a）外形图 b）壳体3可绕铣床主轴线偏转任意角度 c）壳体2克在壳体3上偏转任意角度
1—底座 2、3--壳体 4—立铣刀 5—螺栓
3.5 铣削加工的基本工作
3.5.1铣削加工的基本方式
加工工件时，必须选择用合理的铣削方式。否则就会影响铣刀的耐用度、工件表面粗糙度、铣削平稳性和生产效率等。
3.5.1.1周铣与端铣
用圆柱铣刀进行铣削的方式称为周铣，用端铣刀进行铣削的方式称为端铣。周铣与端铣见图3-18。周铣与端铣各有其优、缺点。二者特点对比表见表3-1。
图3-18周铣与端铣
a）周铣 b）端铣
3.5.1.2顺铣和逆铣
用圆柱铣刀进行铣削时，铣削方式又可分为顺铣和逆铣。当工件的进给方向与铣削的方向相同时为顺铣，反之则为逆铣。顺铣和逆铣见图3-19。二者特点比较见表3-2
表3-2顺铣和逆铣特点对照表
图3-19顺铣和逆铣
a）顺铣 b）逆铣
在顺铣时，丝杠和螺母传动存在一定的间隙，导致加工过程中出现无规则的窜动现象，甚至会“打刀”。为避免此现象的出现，在生产中广泛采用逆铣。
3.5.1.3对称铣和不对称铣
用端铣刀加工平面时，根据工件对铣刀的位置是否对称，可分为对称铣和不对称铣如图3-20所示。采用不对称铣削时，可以调节切入和切出时的切削厚度。
图3-20对称铣和不对称铣
a）对称铣 b）不对称顺铣 c）不对称逆铣
3.5.2 铣削加工各种表面
铣床的工作范围很广常见的铣削工作有铣平面、铣斜面、铣沟槽、铣成形面、钻孔、镗孔以及铣螺旋槽等。
3.5.2.1 铣平面
(1)圆柱铣刀铣水平面
在卧式铣床上一般用圆柱铣刀铣水平面。而圆柱铣刀根据齿形的不同可分为：直齿和螺旋齿两种。如图3-21所示。由于在加工过程中直齿圆柱铣刀不如螺旋圆柱铣刀平稳，因此一般多采用螺旋圆柱铣刀加工。
在万能卧式铣床上用圆柱铣刀铣平面的步骤如图3-21所示。
图3-21 圆柱铣刀铣削平面的步骤
a）开车使铣刀旋转，升高工作台使工件和铣刀稍微接触；停车，将垂直丝杠刻度盘对准零线
b）纵向退出工件
c）利用刻度盘将工作台升高到规定的铣削深度位置，紧固升降台和横梁滑板
d）先用手动使工作台纵向进给，但工件被稍微切入后，改为自动进给。工件的进给方向通常与切削速度方向相反
e）铣完一遍后，停车，下降工作台
f）退出工作台，测量工件尺寸，并观察表面光洁度。重复铣削到规定要求
(2) 端铣刀铣平面
在立式铣床或卧式铣床上均可用端铣刀铣平面。较常用的是采用镶齿端铣刀进行平面的加工，加工示意图如图3-22、图3-23所示。与圆柱铣刀相比，其加工特点是：切削厚度变化小，同时进行切削的齿数多，因此铣削较平稳；端铣刀的走人承担主要切削工作，端面刃起修光作用，因此表面粗糙度Ra值小；端铣刀刀杆比圆柱铣刀刀杆短，刚性较好，能减少加工中的振动，提高切削用量。因此，在铣削平面时，光法采用这种方法。
图3-22 用端铣刀在立式铣床上铣平面
图3-23 用端铣刀在卧式铣床上铣平面
(3)立铣刀铣平面
用立铣刀也可在立式铣床上加工平面。由于立铣刀的直径相对端铣刀的回转直径较小，因此，加工效率较低，加工较大平面时，有接刀纹，相对而言表面粗糙度Ra值较大。但其加工范围广泛。可进行各种内腔表面的加工如图3-24所示。
图3-24 用立铣刀加工内腔表面
3.5.2.2 铣台阶面
利用三面刃铣刀可以在卧式铣床上进行台阶面的铣削，如图3-25a所示。也可以用大直径的立铣刀在立式铣床上铣削，如图3-25b所示。在成批量台阶面加工中，可利用组合铣刀同时铣削几个台阶面，从而提高加工效率，如图3-25c所示。
图3-25铣削台阶面
a）用三面刃铣刀 b）用立铣刀 c）用组合铣刀
3.5.2.3 铣斜面
常用的铣削斜面的方法有四种。分别为：垫斜铁铣削斜面、分度头铣削斜面、旋转立铣头铣削斜面、角度铣刀铣削斜面。如图3-26所示。
图3-26铣削斜面
a垫斜铁铣削斜面b分度头铣削斜面c旋转立铣头铣削斜面d角度铣刀铣削斜面
1）垫斜铁铣削斜面在工件基准面下垫一块与斜面相同的倾斜垫铁，保证工件加工表面呈水平状态，即可加工所需斜面。加工时利用平口钳装夹即可。
2）分度头铣削斜面利用分度头装夹工件，根据斜面的夹角，扳动分度头主轴后即可铣削斜面。
3）旋转立铣头铣削斜面调整立铣头，使铣刀倾斜角度与工件斜面角度相同后即可铣削斜面。
4）角度铣刀铣削斜面选择与工件斜面角度相同的角度铣刀，即可对较小宽度的斜面进行铣削。
3.5.2.4 铣沟槽
常见的沟槽有：键槽、圆弧槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽等。
(1) 铣键槽
常见的键槽有封闭式和敞开式两种。加工单件封闭式键槽时，一般在立式铣床上进行，用平口钳装夹工件，工件的装夹方法如图3-27所示，但需找正。
图3-27加工单件封闭式键槽时工件的装夹方法
1—工件
成批量加工封闭式键槽时，则在键槽铣床上进行加工，用抱钳夹紧工件，工件的装夹方法如图3-28所示，用键槽铣刀进行铣削。其铣削路径如图3-29所示
图3-28成批量加工封闭式键槽时工件的装夹方法
1—工件 2—夹紧爪 3—v形定位销 4—左右旋丝杠 5—压紧手轮
图3-29 用键槽铣刀铣削键槽时铣削的路径
敞开式键槽可以利用三面刃铣刀在卧式铣床上铣削，用平口钳或分度头装夹工件，但铣削前必须对刀，确保铣刀中心处于工件轴线上，从而保证键槽的对称度。
(2) 铣圆弧槽
铣削圆弧槽可用立铣刀在立式铣床上进行铣削，工件用压板螺栓直接装在回转工作台上或用三爪自定心卡盘安装在回转工作台上。装夹工件时，工件上圆弧槽的中心必须与回转工作台的中心重合。摇动回转工作台手轮带动工件作圆周进给运动，即可铣出圆弧槽。如图3-30所示。
图3-30 铣圆弧槽
(3) 铣T形槽和燕尾槽
铣削T形槽和燕尾槽都可在立式铣床上进行。其铣削的步骤基本相同。都必须先加工好直槽后，再进行T形槽或燕尾槽的铣削。铣削T形槽和燕尾槽的具体步骤分别如图3-31、图3-32所示。
图3-31 铣削T形槽
a）划线 b）铣削直槽 c）铣削T形槽 d）倒角
图3-32 铣削燕尾槽
a）划线 b）铣削直槽 c）铣削左燕尾槽 d）铣削右燕尾槽
(4)铣螺旋槽
铣削螺旋槽通常在万能卧式铣床上与分度头配合进行。铣削时，铣刀作旋转运动，工件则沿轴线匀速直线移动的同时，工件在分度头的带动下做匀速旋转运动，可见，要铣出一定导程的螺旋槽，必须保证工件纵向移动一个导程时工件恰好转过一圈。通过铣床丝杠和分度头之间的交换齿轮实现这一运动要求。铣螺旋槽时的传动系统如图3-33所示。
图3-33 铣螺旋槽时的传动系统
1—纵向进给丝杠2—工件3—铣刀4—1/40的蜗杆传动副5、6—1：1齿轮传动
3.5.2.5 铣成形面
在铣床上一般用成形铣刀加工成形面。如图3-34所示。
图3-34 用成形刀加工成形面
a）凸圆弧铣刀铣凹圆弧面 b）凹圆弧铣刀铣凸圆弧面 c 模数铣刀铣齿形
3.5.2.6 铣齿轮
在铣床上利用分度头可以铣削直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。这种方法是一种成型加工方法。这里仅简单介绍直齿圆柱齿轮的铣削方法。如图3-35所示。
图3-35 用模数铣刀加工齿形
铣削时，工件在卧式铣床上用分度头装夹，用一定模数的盘状或指状铣刀进行铣削如图3-36所示。每当加工完一个齿槽后，对工件进行分度，再进行下一个齿槽的铣削，直至所有齿槽加工完毕。
图3-36 用盘状铣刀和指状铣刀加工齿轮
加工齿轮的盘状铣刀或指状铣刀应根据齿轮的模数和齿数来选择，同一模数的铣刀，又可根据齿数的不同选择不同号码的铣刀。如表3-3所示。
在铣床加工齿轮多用于齿轮的修配或单件小批量加工精度要求不高的场合，批量生产齿轮时，通常在滚齿机等专门的齿轮加工机床上进行。
复习思考题
3.1铣床能加工哪些表面？能达到的尺寸公差等级和表面粗糙度Ra值各为多少？
3.2 常用的铣刀有哪几种？如何安装？分别用于加工什么表面？
3.3铣床的主要附件有哪几种？各起什么作用？
3.4为什么要开车对刀？为什么要停车变速？
3.5 铣斜面的方法有哪些？
3.6何谓顺铣和逆铣？各有何特点？在什么情况下使用？？
3.7 在铣床上铣齿轮，如果被加工的齿轮的齿数Z=28，应选用具有_______孔的分度盘？每一次分度时分度手柄转_______转_______孔距。（分度盘孔数为38、39、41、42、43┅┅）
关于高速铣削加工工艺的浅论
高速切削技术论文 机械工程学院 1001011435 张伟
1 关于高速铣削加工工艺的浅论* 张伟 (1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；) 摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。 关键词：高速铣削加工工艺 中图分类号：TG156 About High Speed Milling Technology Discussion ZHANG Wei (1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and Automation, Shenyang 201311;) Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components . Key words：High speed Milling Processing technology 0 前言1 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： （1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。 *高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的 铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 （2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 （3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
铣削与齿形加工
工程训练C实习报告 专业： 班级： 学号： 合肥工业大学工程训练中心制 ·1·
实习报告一工程材料及热处理 一、选择 1、机械工程材料一般分为（）三大类。 A、金属材料、非金属材料和复合材料 B、钢铁材料、有色金属材料和复合材 料C、钢铁材料、高分子材料和复合材料 2、碳含量小于2.11%的铁碳合金为（）。 A、碳素钢 B、合金钢 C、铸铁 3、45钢的平均含碳量为()。 A、0.45% B、4.5% C、45% 4、淬火的主要目的是（）。 A、提高钢的硬度和耐磨性。 B、降低钢的硬度，提高塑性。 C、提高钢的弹性、屈服强度和韧性。 5、表示洛氏硬度值的符号是（）。 A、HRC B、HV C、HBS（HBW） 6、实习中，测试洛氏硬度值所使用的压头是（）。 A、淬火钢球 B、硬质合金球 C、金刚石圆锥体 7、可以使工件表面能够具有较高的硬度和耐磨性，而心部又具有较好的塑性和韧 性，应采用的热处理方法是（）。 A、淬火 B、回火 C、表面热处理 D、正火 8、小锤子的热处理工艺主要由（）和回火所组成。 A、淬火 B、正火 C、退火 9、电镀时，小锤子是作为（）挂在铜棒上浸入电解液的。 A、阳极 B、阴极 C、两者皆可 10、实习中小锤头的表面发黑处理是通过（）实现的。 A、高温化学氧化 B、喷涂 C、电解 二、填空 1、金属材料的力学性能主要有、、和等。 2、生产中常用硬度测量方法有和等。 ·2·
3、热处理工艺一般都是由、和三个阶段所组成的。 4、常用普通热处理可分为________、________、________和_________四种。 5、热处理淬火实验中所用的加热炉是。 三、问答 1、请简要叙述手锤头热处理的工艺过程。实习时手锤头使用的淬火冷却介质是什么？ 2、请简述实习件小锤子表面处理的工艺过程。 指导教师签名日期 ·3·
钛合金特性及加工办法
精心整理 钛合金特性及加工方法 钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则 钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相，分别以TA ，TB ，TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。 要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。 切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。 加工时须加冷却液充分冷却。 切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。 以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施
车削 钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施： 刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。 刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度。 适中的进给量。 较深的切削深度。 选用的具体参数见表1。 表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削 了3 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点： 相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。 铣削速度宜低。 尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。 刀尖应圆滑转接。 大量使用切削液。 为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为 1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。 磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著
机械制造第二章作业 (答案) (3)
3-2 什么是内联系传动链，它与外联系传动链有和不同，试举例说明。 答： 内联系传动链：内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证执行件运动的轨迹。例如，在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所需螺纹的导程大小，主轴（工件）转一周时，车刀必须移动一个规定的准确的距离（螺纹导程）。联系主轴——刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。再如，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，为了得到正确的渐开线齿形，滚刀转1 / K 转（K 是滚刀头数）时，工件就必须转1 / Z 转（Z 为齿轮齿数）。联系滚刀旋转B11和工件旋转B12的传动链，必须保证两者的严格运动关系。 外联系传动链：外联系传动链是联系动力源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。例如，车削螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。再如，在卧式车床上车削外圆柱表面时，由于工件旋转与刀具移动之间不要求严格的传动比关系，两个执行件的运动可以互相独立调整。 3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。 答： 传动链的传动路线如下： )(VI )(2M 5826V 50518020IV 50508020_)(2M __5063________III 582250304139II 3034VII 3450)()(1M ______43513856)()(1M I 230130m in /r 1450kw 5.7主电动机 主轴右移左移反转右正转左-??????????????????----??????????????--??????????????--??????????????????--?????????????????????? ---??????????????---ΦΦ-???? ?? 主轴最高速度：16371.163750634139303434502301301450 ?==主轴n r/min 主轴最低速度：103.1058268020802058224351230130 1450?==主轴n r/min 正转转速级数：2×3×(1+(2×2-1))=24级 反转转速级数：1×3×(1+(2×2-1))=12级 3-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中，哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？ 答： 车螺纹运动：两端件（主轴与刀架）之间具有严格的传动比。 3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点（试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析）？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。 答：
数控铣削加工工艺范围及铣削方式
页脚内容1 数控铣削加工工艺范围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为 立铣和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a ）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2 （b ）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap 为背吃刀量。垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac 为切削宽度，fz 是每齿进给
量。单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件，数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示；铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向 与工件进给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍， 工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难加工材料时，效果更 加明显。铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实 现，采用顺铣法加工时，对普通铣床首先要求铣床有消除进 给丝杠螺母副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯 表面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 页脚内容2
铣削加工原理
一、銑削原理 以銑刀的旋轉運動和工件的進給運動相配合進行的切削加工方法稱為銑削 主運動:將金屬材料切削下來的運動叫主運動 進給運動:逐步地把金屬層投入切削的運動稱為進給運動 二、順銑和逆銑 1.順銑 銑刀的旋轉方向與工件的進給方向相同時,稱為順銑 A.順銑的優點: A-1.順銑時,切削力向下,有壓緊工件的作用,對於不易夾緊的及細長工件較為合適 A-2.順銑時刀刃切入容易,對已加工面的擠壓磨擦較小,故刀刃磨損較慢,加工出的工件表面粗糙度較好 A-3.順銑對消耗在進給運動方面的功率較小,切削時較輕松 B.順銑的缺點: B-1.順銑時,刀刃從工件表面切入,因此當工件表面有硬皮或雜質時,刀刃容易磨損的損壞 B-2.順銑時,因銑刀的作用力方向與工件進給方向相同,所以會拉動工作台,當絲杆間隙較大時,工作台被拉動後,由於每齒進 給易突然增大,會造成刀齒折斷,甚至工件夾具機台損壞的後 果,所以在絲杆間隙大而且切削阻力較大時,嚴禁用順銑進行 工作. 2.逆銑 銑刀的旋轉方向與工件的進給方向反時的銑削方式稱為逆銑 A.逆銑的優點 A-1.逆銑時(由於刀刃阻力不是以工件的外表切放),故對表面有硬皮的毛坯件進行切削時,對刀刃的損壞影響較小 A-2.逆銑時,切削阻力與工件進給方向相反,銑削中不會改變絲杆間隙方向,銑削平穩,可進行重切削
B.逆銑的缺點 B-1.逆銑時,垂直作用力向上,容易導致工件被拉起(臥銑由這突出) B-2.逆銑時,由於刀刃開始切入時要滑移一小段距離,故刀刃易磨損,并使已加工面受到冷擠壓和磨擦,影響工件的表面粗糙度 B-3.逆銑時消耗在進給運動方面的功率較大 綜合上述,在一般情況下,均應采用逆銑,由於順銑也有較多優點,故在精切削或機台絲杆間隙小時可采用順銑 3.對稱銑削 工件處在銑刀中間時的銑削稱為對稱銑削刀齒的前半部分為逆銑,後半部分為順銑,故工件和作台容易產動,此外對窄長的工件容易造成變形和彎曲,只有在工件寬度接近銑刀直徑時采用 三、切削用量(銑削) 1.進給量( F ) 工件在銑削時,相對銑刀的進給速度叫進給量 A.每齒進給量( S齒毫米/每尺)MM/2 在銑刀轉過一個刀齒的時間內,工件沿進給方向所移動的距離 B.每分鐘進給量(S毫米/分鐘)mm/min 在一分鐘的時間內,工件沿進給方向所移動的距離 一般在銑床或說明書上記載數值均為每分鐘進給量 C.進給量的計算公式﹕F=S齒*T*N T=銑刀刀刃數N=主軸轉數(rpm) 2.切削速度 銑刀刀刃上最大直徑處,在一分鐘內所走過的距離,代號V=m/min,在銑床上是以銑床主軸轉速來調整切削速度,但是對銑刀使用等因素的影,是以切削進度來考慮的,因此,大多數情況下是在選擇合理的切削速度後,再根據切削速度,銑刀直徑來計算轉速轉速(轉/分)=100*切削速度(米/分)/3.14*銑刀直徑(毫米) (n=1000*Q/3.14*D) 3.切削寬度
(完整版)钛合金铣削用量选择
TA15、TB6两种钛合金材料具有重量轻、强度高、耐热、耐腐蚀、疲劳性能好等一系列 优良的力学、物理性能，成为航空航天、核能、船舶等领域理想的结构材料之一。但由于该材料价格昂贵，难加工，尤其是铣削加工制造周期长、成本高，制约了它的应用。而新一代航空产品需要具备更优异的性能新材料、新结构、新工艺被广泛应用。同时，为了竞争的需 要，研制周期短和制造成本低是取胜的关键，因此，开展对TA15、TB6两种钛合金材料切削加工的研究是必要的，特别是铣削高效加工的探索尤其显得紧迫和重要。 TA15、TB6钛合金材料主要特征 TA15α钛合金是α相固熔体组成的单相合金。该合金室温强度在930MPa以上，耐热性高于纯钛，组织稳定，抗氧化能力强，500～600 ℃下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。 TB6β钛合金是β相固熔体组成的单相合金。该合金室温强度在1105MPa 以上，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 TA15、TB6钛合金的切削加工工艺特性 摩擦系数大，导热系数低，刀尖切削温度高。钛合金热导率仅为钢的1/4 、铝的1/14 、铜的1/25 , 因而散热慢，不利于热平衡。切削时产生的切削热都集中在刀尖上，使刀尖温度很高，易使刀尖很快熔化或粘结磨损而变钝。 弹性模量小。钛合金的弹性模量只有30CrMnSi的56% ，这说明零件的刚性差，切削 时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件的尺寸精度和表面质量，而且还影响刀具的使用寿命；同时造成已加工面的弹性恢复较大，刀具后面摩擦增加导致刀具过快磨损。 化学活性大。在300℃以上时有强烈的吸氢、氧、氮的特性，造成加工表面易产生脆 硬的化合物，切屑形成短碎片状，使刀具极易磨损。 钛合金化学亲和力较强，极易与其他金属亲和结合。在加工中切屑与刀具的粘结现象严重，使刀具的粘结和扩散磨损加大。 TA15、TB6钛合金零件切削用量和刀具参数的选择 主要加工方法 钛合金零件的加工余量比较大，有的部位很薄(2～3mm) ，主要配合表面的尺寸精度、 形位公差又较严，因此每项结构件都必须按粗加工→半精加工→精加工的顺序分阶段安排工序。主要表面分阶段反复加工，减少表面残余应力，防止变形，最后达到设计图的要求。其主要的加工方法有铣削、车削、磨削、钻削、铰削、攻丝等。
开题报告_数控铣削加工过程仿真
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真 指导教师：张学军 2014 年3月28 日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
二、国内外发展现状 虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。 Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。MasterCAM是美国CNC公司产品，功能主要包括二维绘图、曲线、曲面加工、曲面设汁、点位加工、二轴到五轴铣削加工、数控车削、二轴到四轴的线切割、火焰切割和激光切割。其数控加工功能提供多种走刀方法，对加工路径的选择、干涉检查、加工时的进退刀方式、多曲面加工、粗精加工、刀具管理、毛坯材料管理、走刀模拟、测量等方面具有很强的功能。 在国内，几何仿真的研究成果典型的有CAXA是北京航空航天大学开发的CAD／CAM系列软件，功能与国外的CAD／CAM软件相似，是针对数控车床、数控线切割等机床开发的CAD／CAM软件，并且其三维CAD软件是目前国内CAD市场上性能价格比最高的三维零件设计软件．其他一些专门的数控虚拟加工仿真软件有：南京数控培训中心和上海天傲科技有限公司合作开发的TNS-Vvr2．0数控仿真系统；南京宇航自动化技术研究所开发的数控仿真软件；上海宇龙软件工程有限公司开发的数控仿真软件和由广州红地技术有限公司开发的V-CNC数控虚拟加工仿真教学软件等。这些仿真软件可以让用户交互式仿真数控机床的操作，具有与真实机床运动完全相同的二维或三维的加工仿真功能，可在计算机上对加工中的机床、刀具的切削运动以及工件余量去除过程获得真实感的动态显示，并进行过切与欠切检验以及机床、夹具与刀具的碰撞检验，在计算机上实现快捷有效的零件程序检验。其中，有些仿真软件还可进行简单的切削负荷和速度优化检验。 而物理仿真系统则是考虑整个工艺系统的动态特性对实际切削过程影响而建立
铣削加工基础知识
第二十讲 铣削加工基础知识 一、铣削用量： 铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度)四要素组成。其铣削用量如下图所示。 a)在卧铣上铣平面 b)在立铣上铣平面 铣削运运及铣削用量 1.切削速Vc ，切削速度Vc 即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算： 式中： —切削速度(m/min) d —铣刀直径（mm ）； n —铣刀每分钟转数（r/min ）。 2.进给量?，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。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。 1000 dn π =
⑴每齿进给量? (mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即 Z 铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。 ⑵每转进给量?，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 ⑶每分钟进给量vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为， 式中Z—铣刀齿数 n—铣刀每分钟转速（r/min）， 3.背吃刀量(又称铣削深度ap)，铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 侧吃刀量(又称铣削宽度a )，铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层 e 尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。 二、铣削的应用
机械制造技术课后习题参考答案(部分)
1-5 简述机械制造过程的基本组成。 首先，组成机器的每一个零件要经过相应的工艺过程由毛坯转变成为合格零件；其次，要根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成部件；最后，在一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。 3-1金属切削过程的实质是什么？试述前角、切削速度改变对切削变形的影响规律。 金属切削过程的实质，是在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余的金属层，形成切屑和已加工表面的过程。 前角直接影响剪切角?。前角 γ增大，剪切角?也增大，变形 减小；前角还通过摩擦角β影响剪切角； 切削速度的影响切削速度提高时切削层金属变形不充分，第I变形区后移，剪切角?增大，切削变形减小；在积屑瘤的增长阶段，随切削速度的提高，积屑瘤增大，刀具实际前角 γ增大， 切削变形减小。而在积屑瘤减小阶段，随切削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角 γ变小，切削变形又增大。 3-3什么是切削层？切削层的参数是如何定义的？ 切削加工时，刀具的切削刃从加工表面的一个位置移动到相邻的加工表面的另一个位置，两表面之间由刀具切削刃切下的一层金属层称为切削层。
过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称宽度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层横截面面积，称为切削层公称横截面积； 3-4分别说明切削速度、进给量及背吃刀量改变对切削温度的影响。 在切削用量中，切削速度对切削温度影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。因为，背吃刀量增大后，切削宽度也增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热 条件显著改善；进给量增大，切削厚度增大，但切削宽度不变，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件有所改善；切削速度提高，消耗的功增加，产生的热量增多，而切削面积并没有改变，所以切削是影响切削温度的主要因素。 3-5 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？要提高刀具耐用度，前角和主偏角应如何变化？ 刃磨后的刀具，自开始切削到磨损量达磨钝标准为止的总切削工作时间，称为刀具耐用度。 确定刀具耐用度，可以用刀具寿命、达到磨钝标准前的切削路程或加工的零件数表示等方法。
钛合金的铣削加工技术
钛合金的铣削加工技术 钛及钛合金因密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁、焊接性能好等优异综合性能，在航空航天等领域得到越来越广泛应用。但是，钛合金的一些物理力学性能给切削加工带来了许多困难。切削时钛合金变形系数小、刀尖应力大、切削温度高、化学活性高、粘结磨损及扩散磨损较突出、弹性恢复大、化学亲合性高等特点，因此在切削加工过程中容易产生粘刀、剥落、咬合等现象，刀具温度迅速升高，导致刀具磨损，甚至完全破坏。 正因为钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点，从20世纪50年代开始，钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，可以减轻飞机的重量，提高结构效率。在飞机用材中钛的比例，客机波音777为7%，运输机C-74为10.3%，战斗机F-4为8%。但是由于钛合金价格高，耐磨性差等原因，限制了其使用领域。 近几十年以来，国内外针对航天航空应用所研究的钛合金等均取得了很大进步，许多合金也得到广泛应用。本文针对航天航空产品中钛合金铣削加工技术进行论述，供同行们参考。 1. 钛合金简介 钛是同素异构体，熔点为1 720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类： （1）α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 （2）β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1 372～1 666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 （3）α +β钛合金它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%～100%；高温强度高，可在400～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α +β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α +β钛合金代号为2. 钛合金铣削加工时切屑的形成 由于钛合金工件材料有不同的种类，各种材料的切削加工性不同，切削条件不同，切削变形的程度也就不同，因而所产生的切屑形态也就多种多样。归纳起来，可分为以下四种类型：带状切屑、节状切屑（锯齿状切屑）、粒状切屑及崩碎切屑，如图1所示。锯齿状切屑
高进给铣削加工工艺研究
高进给铣削加工工艺研究-董景齐 金属切削加工工艺中，铣削加工方式相对其它的加工方式，所参与加工的切削刀片刃数是最多的，因此它的加工效率和金属去除率也相对较高，从而在选择零部件的粗加工（以去除工件多余金属为目的的加工方式）方案时，为获得具有较高的加工效率时，往往会考虑如何使用铣削的加工方式进行，使得铣削工艺成为了目前提高加工效率的首选加工方式。 对于如何提高铣削刀具的加工效率，如何获得更高的加工效率，从刀具的角度出发，长时间内铣削刀具一直以增加铣刀的有效切削刃数和提高刀片的切削深度为发展目标，因此目前的很多铣削刀具规格中都会有密齿铣刀和大切深铣刀（螺旋玉米铣刀）。 对于增加切削刀片的个数和提高切削深度的加工方式，根据金属切削力和切削功率进行分析： 研究金属切削的切削三要素：切削速度、切削深度、进给量，根据金属切削的挤压变形和剪切力的变化和实验，我们得到如下公式：切削力：F=N×C×Ap×Fz0.75×Vc-0.15×K------------------（1）F------切削力（kg f） N------参与切削刀片个数 C------工件材料系数（工件材料对切削力影响的参数） Ap-----切削深度（切削刃垂直切入工件的神对）（mm） Fz-----每齿进给量（切削刀具每个切削刃在刀具旋转一周时在 进给方向移动的直线距离）（mm）
Vc-----切削速度（刀具与工件接触点处的相对移动速度，它根 据不同的工件材料和刀具材料而选定）（m/min） K------切削刀具参数（包括刀具的前角、后角、刃口钝化等刀具 因素对切削力影响的参数） （kw）（2）切削功率： P= × P------切削功率（kw） F------切削力（kg f） Vc-----切削速度（m/min） 根据公式（1），对切削力影响最大的加工参数是切削深度Ap，对于刀具本身对切削力影响最大的是切削刃的数量N，如果切削深度提高1倍，切削力将增大一倍，而增加一个切削刃，对于切削力来说也将增加了一个数量级，因此根据公式（2），金属切削时产生的切削功率也会相应的提高了许多，由此对机床的主电机的功率要求也提高了很多，同时因切削力的增加，使得机床的主要受力机构件的受力也产生了很大的影响，而传统的机床刀具与机床连接机构的联结刚性相对较弱（例如7：24的主轴刀柄机构），在较大的切削弯矩的作用下对机床主轴连接刀柄将产生加大的影响（切削扭矩、弯矩如图1所示）。 （图1）
铣削加工道具的选择
铣削加工刀具的选择 选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：适用、安全、经济。 适用是要求所选择的刀具能达到加工的目的，完成材料的去除，并达到预定的加工精度。如粗加工时选择有足够大并有足够的切削能力的刀具能快速去除材料；而在精加工时，为了能把结构形状全部加工出来，要使用较小的刀具，加工到每一个角落。再如，切削低硬度材料时，可以使用高速钢刀具，而切削高硬度材料时，就必须要用硬质合金刀具。 安全指的是在有效去除材料的同时，不会产生刀具的碰撞、折断等。要保证刀具及刀柄不会与工件相碰撞或者挤擦，造成刀具或工件的损坏。如加长的直径很小的刀具切削硬质的材料时，很容易折断，选用时一定要慎重。 经济指的是能以最小的成本完成加工。在同样可以完成加工的情形下，选择相对综合成本较低的方案，而不是选择最便宜的刀具。刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高则可以使总体成本可能比使用普通刀具更低，产生更好的效益。如进行钢材切削时，选用高速钢刀具，其进给只能达到100mm/min，而采用同样大小的硬质合金刀具，进给可以达到500mm/min以上，可以大幅缩短加工时间，虽然刀具价格较高，但总体成本反而更低。通常情况下，优先选择经济性良好的可转位刀具。 选择刀具时还要考虑安装调整的方便程度、刚性、耐用度和精度。在满足加工要求的前提下，刀具的悬伸长度尽可能得短，以提高刀具系统的刚性。 下面对部分常用的铣刀作简要的说明。 1．圆柱铣刀 圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面，一般为整体式，如图1所示。该铣刀材料为高速钢，主切削刃分布在圆柱上，无副切削刃。该铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀，齿数少，刀齿强度大，容屑空间大，重磨次数多，适用于粗加工；细齿铣刀，齿数多，工作较平稳，适用于精加工。圆柱铣刀直径范围d=50mm～100mm，齿数Z=6～14个，螺旋角β=30°～45°。当螺旋角β=0°时，螺旋刀齿变为直刀齿，目前生产上应用少。
旋风铣加工过程
旋风铣定义 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）加工效率快。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。 旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削，消耗动力小。表面粗糙度能达到Ra0.8μm。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，是一种先进的螺纹加工方法。 旋风铣的切削形式分为：（1）内切式（2）外切式 旋风铣的切削方法分为：（1）顺铣法（2）逆铣法 旋风铣加工过程 旋风铣与车床配套后在加工过程中需要完成五个加工运动： （1）刀盘带动硬质合金成型刀高速旋转（主运动） （2）车床主轴带动工件慢速旋转（辅助运动） （3）旋风铣根据工件螺距或导程沿工件轴向运动（进给运动） （4）旋风铣在车床中拖板带动下进行径向运动（切削运动） （5）旋风铣在一定角度范围内还有螺旋升角调整的自由度。 XW350
型号：ＸＷ350 转速：８００RMP、１２００RMP、 加工范围：外螺纹∮６－350ｍｍ 铣头重量：220ｋｇ 功率：4.ＫＷ 刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C630、CW6163 或以上各种车床
ＸＷ－６０ 型号：ＸＷ－６０ 转速：８００RMP、１２００RMP、２４００RMP 加工范围：外螺纹∮６－６０ｍｍ 铣头重量：１１５ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：C61４０、Ｃ６１５０或C620
ＸＷ６０－III内外一体机 型号：ＸＷ６０－III内外一体机 转速：普通１２００ 加工范围：外螺纹∮６－６０内螺纹∮２６－０４００ 铣头重量：１４０ｋｇ 功率：１.５ＫＷ 通用刀盘：４刀位可安装焊接、机夹刀具 配套车床：Ｃ６１４０、Ｃ６１５０、Ｃ６２０或４０以上各种车床
铣床加工标准
江西长泽汽车零部件科技有限公司 铣床加工标准 文件编号：CZ-QW-MJ-013 版本：V1.0 拟制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 2014.9.1发布 2014.9.1实施
文件修改记录表
1 目的 规范和指导CNC部门的生产作业，提升生产效率，提高生产品质。明确机床维护保养方法及其正确操作规程延长机器使用寿命。 2 范围 适用于制造部所有铣床加工。 3 职责 3.1 主管宣导加工者熟练撑握。 3.2 主管负责培训，新入职员工按作业标准进行作业。 3.3 操作者按正常程序操作机台，做好保养和记录。 4 定义 严格按标准作业，保证产品质量。 5 加工标准 5.1 领料标准 5.1.1.接受到生管部所下发的新模和改模新做的图纸后，先看清楚图纸，后按仓库通知钢材入库后<自找料除外>，拿着图纸到仓库领出材料，同时应对照图纸检测工件，必须正确。如工件的数量，尺寸，材质，外观等。如有异常时，及时通知品保，按《不合格品控制程序》处理，确定无误后，从仓库领出并登记领出的材料。自找料需要到自找材料区开料，开料按开料标准开料，再按开粗标准加工。如自找料图纸找不到材料通知工程订购。 5.2 开料标准 5.2.1 锯床锯料；接到图纸后，在余料区找料，找料时首先确定好材质，在找靠近图纸尺寸的材料，再开始锯料；锯料要求长/宽/高留余量3MM。垂直度0.5o，剩料需要用白色油性笔写明材质，实际尺寸，放到同一材质的材料区域，摆整齐。如余料区没有相应的材料，报告主管，由主管确定后，通知工程买料。 5.2.2 锯料自检：锯料时，首先需要确定材质，加工完需要确定尺寸是否比图纸尺寸大3MM。垂直度0.5o。 5.3 装夹标准 5.3.1 虎钳的校正； 5.3.1.1 虎钳装夹：虎钳主要有2种回转式非回转式，我们用的是非回转式。在铣床上用虎钳装夹工件首先要对虎钳进行校正，主要校正与主轴的垂直度和平行度，校正主要用百分表。 5.3.1.2 校正平行：校正是用百分表磁座吸附在铣床横梁导轨面上或机头上，再把百分表表针与虎钳
工艺性能
属材料的工艺性能包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性和热处理工艺性。 一、铸造性能 将熔化的金属浇注到铸型的型腔中，待其冷却后得到毛坯或直接得到零件的加工方法称为铸造。由铸造得到毛坯或零件称为铸件。铸造的应用十分广泛，据统计在机械设备中，铸件重量约占整体重量的50%～80%。 铸造性能包括液态金属的流动性、凝固过程的收缩率、吸气性和成分偏析倾向等。 二、锻造性能 锻造是指锻造和板料冲压。锻造是指金属加热后，用锤或压力机使其产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。锻造广泛用于机床、汽车、拖拉机、化工机械中，如齿轮、连杆、曲轴、刀具、模具等都采用锻造加工。 板料冲压是指板料在机床压力作用下，利用装在机床上的冲模使其变形或分离，从而获得毛坯或零件的加工方法。 锻造性能的优劣常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性愈大，变形抗力愈小，其压力加工性能愈好。金属材料的塑性，由金属材料的伸长率、断面收缩率和冲击韧度等指标衡量铜合金和铝合金在室温状态下就有良好的锻造性能；碳钢在加热状态下锻造性能较好。其中低碳钢最好，中碳钢次之，高碳钢较差；低合金钢的锻造性能接近于中碳钢，高合金钢的较差；铸铁锻造性能差，不能锻造。 三、焊接性能 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。它通过局部加热、加压或加热同时加压的方法，使分离金属借助原子间结合与扩散作用而连接起来的工艺方法，其应用广泛。 金属材料对焊接加工的适应性称焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度 焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性两个方面。前者主要是指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂缝的可能性；后者主要是指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的力学性能及其他特殊性能（如耐热、耐蚀性能等）。金属材料这两个方面的焊接性可通过估算和试验方法来确定。 在汽车工业中，焊接的主要对象是钢材。影响钢材焊接性的主要因素是化学成分。多种化学元素加入钢中以后，对焊缝组织性能、夹杂物的分布以及对焊接热影响区的淬硬程度等影响不同，产生裂缝的倾向也不同。在各种元素中，碳的影响最明显。其他元素的影响可折合成碳当量，用碳当量方法可估算被焊钢材的焊桉性。一些经验值见表1— 4。低碳钢和碳当量低于0.4%的合金钢有较好的焊接性能，碳质量分数大于0.45％的碳钢和碳质量分数大于0.35％的合金钢的焊接性能较差
铣削加工
铣削加工 1．铣削加工的工艺范围及特点 (1)铣刀是典型的多刃刀具，加工过程有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣削的生产率高 于刨削加工。 (2)铣削加工范围广，可以加工刨削无法加工或难以加工的表面。例如可铣削四 周封闭的凹平面、圆弧形沟槽、具有分度要求的小平面和沟槽等。 (3)铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到一定的冷却。因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延 长了使用寿命。 (4)由于是断续切削，刀齿在切人和切出工件时会产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化。因此，铣削过程不平 稳；轻易产生振动。 (5)铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣 削本钱比刨削高。 (6)铣削与刨削的加工质量大致相当，经粗、精加工后都可达到中等精度。但在加工大平面时，刨削后无明显接刀痕，而用直径小于工件宽度的端铣刀铣削时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量。 铣削加工适用于单件小批量生产，也适用于大批量生产。 2．铣床及附件 铣床是用铣刀进行切削加工的机床，它的用途极为广泛。在铣床上采用不同类型的铣刀，配备万能分度头、回转工作台等附件，可以完成如图1所示的各种典型 表面加工。
图1 铣削的典型加工方法 铣床工作时的主运动是主轴部件带动铣刀的旋转运动，进给运动是由工作台在三个互相垂直方向的直线运动来实现的。由于铣床上使用的是多齿刀具，切削过程中存在冲击和振动，这就要求铣床在结构上应具有较高的静刚度和动刚度。