项目4 平面加工

刨削加工
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一、刨削加工的原理、特点及其应用
机 械 制 造 技 术 不同类型的刨床，其加工特点各不相同，但其 工作原理相似，即利用刀具和工件之间产生相对直
线往复运动来达到切除多余材料的目的。
刨刀或工件所做的直线往复运动是主运动，
进给运动是工件或刀具沿垂直于主运动方向所
做的间歇运动。
刨削加工的运动是间歇进给运动。 其特点主要表现在以下几个方面：
能和刀具切削性能。 在工艺系统刚性所允许的条件下，
首先应尽可能选择较大的铣削深度 ap 和铣削宽度 ac；
其次选择较大的每齿进给量 fz ； 最后根据所选定的耐用度计算铣削速度 vc。
（1）铣削深度和铣削宽度的选择 对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：
当加工余量 ≤ 8 mm，且工艺系统刚度大，机床功率足够时，
加工铸铁时后角取4º ～ 8º ；
加工硬度较低的钢时取 6º 左右； 加工硬度较高的钢时取 4º 左右。
平面刨刀的几何参数
主偏角和副偏角：通常主偏角为 30º～75º ，加工刚度较差的工件时 用 60º ～ 90º ，副偏角一般取 5º ～30º ，以 5º ～10º 为最好。 过渡切削刃：一般都磨成直线形或者圆弧形过渡切削刃。
用角度铣刀铣斜面实际上是通过装夹角度铣刀铣削斜面。
机 械 制 造 技 术
所选铣刀的角度要和工件
的斜度相一致。
由于角度铣刀的刀刃宽度 有一定的限制，所以此方法适 用于较小尺寸的工件。
角度铣刀铣削斜面
三、铣台阶面
机 械 制 造 技 术 铣削台阶面
四、案例加工步骤
① 读零件图，检查毛坯尺寸； ② 安装平口钳，校正固定钳口与铣床纵向工作台进给 方向平行； ③ 选择并安装铣刀，端铣刀直径按铣削层宽来选择； ④ 选择并调整切削用量 ；
（2）端铣的生产率比周铣高；
刀具系统刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片，易于采 用大的切削用量进行强力切削和高速切削
（3）端铣的适应性比周铣差。
端铣一般只用于铣平面； 周铣可采用多种形式的铣刀加工平面、沟槽和成形面等。
4. 铣削用量的选择
铣削用量的选择原则是： 机 械 制 造 技 术
在保证加工质量的前提下，充分发挥机床工作效
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牛头刨床是指刨刀 安装在滑枕的刀架 上，做纵向往复运
动的刨床。
适用于刨削长度不 超过 1 000 mm 的 中、小型工件。
牛头刨床
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牛头刨床刀架
2. 牛头刨床的调整
机 械 制 造 技 术 （1）主运动的调整 主运动的调整包括滑枕每分钟往复次数的调整、
滑枕起始位置的调整和滑枕行程长度的调整等。
三、刨刀 1. 刨刀的种类
刨刀属于单刃刀具。 机 械 制 造 技 术 按加工形式和用途不同，可分为平面刨刀、 偏刀、切刀、角度刀及成形刀等。
刨刀
2. 刨刀的几何参数
由于刨削加工的不连续性，刨 刀切入工件时，受到较大的冲击力，
所以一般刨刀刀杆的横截面均比车
机Байду номын сангаас械 制 造 技 术
刀大 1.25～1.5 倍。 前角：根据工件材料选择； 后角 ≈副后角。
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5. 特种专用铣床
特种专用铣床是用来专门加工某一类工件的。如转盘式多工位 铣床适用于高速铣削加工，由于操作简便，生产率高，因而特别适 用于大批量生产。
6. 数控铣床
该铣床具有加工精度高、加工质量稳定、生产率高、劳动强度 低、对产品加工的适应强等特点，适用于新产品开发和多品种、小 批量生产以及复杂零件的加工。
床身式铣床的工作台不做升
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降运动，机床的垂直运动由安装 在立柱上的主轴箱来实现，这样
可以提高机床的刚度，便于采用
较大的切削用量。床身式铣床常 用于加工中等尺寸的零件。 其工作台有圆形和矩形两类。
双立轴圆形工作台铣床
3. 龙门铣床
龙门铣床是一种大型高效率的通用铣床，其结构上呈龙门框架式。 龙门铣床包括双柱龙门铣床、桥式龙门铣床和龙门镗铣床等。
1. 铣削四要素
（1）铣削速度（m/min） 铣削速度vc 是指铣刀旋转时的切削速度。
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铣削用量 （2）进给量 ① 每转进给量f，单位为mm/r。 ② 每齿进给量fz，单位为mm/z。 ③ 进给速度vf
（3）铣削深度ap
铣削深度 是平行于铣刀轴线方向测量的切削层
尺寸，单位为mm。 机 械 制 造 技 术 （4）铣削宽度ac
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稳定性等观点出发，一般以采用顺铣法为宜。
逆铣时，水平分为 FH 与进给方向相反，铣削过程中工作 台丝杠始终压向螺母，不致因为间隙的存在而引起工件窜动。 目前，生产中一般采用逆铣法。
2. 端铣
端铣可以通过调整铣刀和工件的相对位置，调节刀齿切 入和切出时的切削厚度，从而达到改善铣削过程的目的。 根据铣刀与工件相对位置的不同，端铣法可分为对称铣 削法和不对称铣削法。端铣也存在着顺铣与逆铣。
的切削厚度不相等，叫做不对称铣削。
不对称铣削有不对称逆铣和不对称顺铣两种方式. 不对称顺铣有可能造成工作台窜动，一般不采用； 不对称逆铣可以延长刀具的寿命，端铣一般采用这种方式。
3. 端铣和周铣法的比较
（1）端铣的加工质量比周铣高； 机 械 制 造 技 术
端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多，铣削过程平稳 。
（1）顺铣 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同称为顺铣。
① 每个刀齿切削层厚度是由最大减小到零，避免了逆铣的缺点。 ② 铣刀作用在工件上的垂直分力向下，减少了工件振动的可能性， 尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。 ③ 水平分力与工件的进给方向相同，工作台进给丝杠与固定螺母之 间一般都存在间隙，容易造成进给振动。 从提高刀具耐用度和工件表面质量，以及增加工件夹持的
① 刨削的进给运动是间歇运动，工件或刀具进行主运动时无进给
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运动，故刀具的角度不因切削运动变化而发生变化。 ② 刨削加工的切削过程是断续切削，刀具在空行程中能得到自然
冷却。
③ 刨削加工主运动是往复运动，因而限制了切削速度的提高。 而回程不进行切削，属于空行程，因此工作效率比较低。
每齿进给量 fz 是衡量铣削加工效率水平的重要指标。
二、铣削斜面
铣削斜面时，工件、机床、刀具之间必须满足两个条件：
一是工件的斜面应平行于铣削时铣床工作台的进给方向； 二是工件的斜面应该与铣刀的切削位置相吻合，即用圆周刃铣刀
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铣削时，斜面与铣刀的外圆柱面相切；用端面刃铣刀铣削时，斜
铣削宽度 是垂直于铣刀轴线并垂直于进给方向
度量的切削层尺寸，单位为mm。
2. 铣削加工特点
生产效率较高 容易产生振动 刀齿散热条件较好
二、铣床 铣床 是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。
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1. 升降台式铣床
升降台式铣床又叫做曲座式铣床。
主要特征是：安装在被加工工件的工作台可以随
着升降台作上下、左右、前后运动，即垂直、纵向
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留出半精铣余量 0.5～2 mm ，应尽可能一次性去除多余余量； 当余量 ＞ 8 mm时，可分两次或多次走刀。 铣削宽度和端铣刀直径应保持：d0＝（1.1～1.6）ac（mm）
对于圆柱铣刀：
铣削深度 应小于铣刀长度； 铣削宽度 的选择原则与端铣刀铣削深度的选择原则相同。
（2）进给量的选择
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端铣法
（1）对称铣削 铣削层宽度在铣刀轴线两边各一半，刀齿切入与 切出的切削厚度相等，称为对称铣削。 机 械 制 造 技 术
对称铣削使工作台横向产生窜动，因此在铣前必须紧固横 向工作台。主要用于加工短而宽或较厚的工件。
（2）不对称铣削 铣削层宽度在铣刀轴线的一边，刀齿切入与切出
和横向的进给运动，有灵活多变的加工范围，适于 加工中、小型零件。
按主轴位置和使用特点，升降台式铣床可分为卧 式铣床和立式铣床两种。
（1）卧式铣床
① 卧式升降台铣床（简称平铣） 纵向工作台与横向工作 台之间没有回转盘。
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② 卧式万能升降台铣床 （简称万能铣床） 纵向工作台可按工 作需要在水平面上45° 范围内的左右转动。 具有基础刚性好，能承受重 负荷切削的特点，主要用于铣削 中、小型零件上的平面、沟槽， 尤其适用于加工带有螺旋槽和需 要分度的零件。
斜面）、沟槽（包括直角槽、键槽、燕尾
槽、T形槽、圆弧槽等）、成形面等。 根据需要，铣削可进行粗铣、半精铣、精铣。
常用的装夹方法有平口虎钳装夹、压板和螺栓装夹、 V形铁装夹、分度头和卡盘装夹等。
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一、铣削用量要素及铣削加工的特点
机 械 制 造 技 术 一般经铣削后，尺寸精度可达IT9～IT7，表面粗糙度 可达Ra12.5～0.63μ m。
面与铣刀的端面相重合。
1. 倾斜工件铣斜面 倾斜工件加工斜面实际上是通过工件的装夹，使铣
削加工的斜面与铣床工作台台面平行，从而变铣斜面
为铣平面。
2. 倾斜铣刀铣斜面
在立式铣床上根据工件对斜度的要求，将立铣头 机 械 制 造 技 术
转到相应角度，把斜面铣出来即可。
改变铣刀的位置铣削斜面
3. 用角度铣刀铣斜面
④ 刨削过程中有冲击，冲击力的大小与切削用量、工件材料、
切削速度等有关。 ⑤ 刨削所需机床与刀具结构简单，制造安装方便，调整容易， 通用性强。
在加工一些中、小型零件上的槽时（如 V 形槽、T 形 槽、燕尾槽），刨削有其自身突出的优点。
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刨削的主要应用
二、刨床 1. 牛头刨床的结构
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⑤ 装夹并校正工件（应垫铜皮）；
⑥ 对刀调整切削层深度，自动进给铣削工件； ⑦ 铣削完毕后，停车，降落工作台并退出工件；
⑧ 测量并卸下工件。
任务三 熟悉刨削加工及其装备
任务引入
机 械 制 造 技 术
刨削是单件小批量生产时平 面加工最常用的加工方法，加工 精度一般可达 IT9～IT7，表面粗 糙值为 Ra 12.5～1.6μm。 刨削是以刨刀相对工件的往复 直线运动与工作台（或刀架）的间 歇进给运动实现切削加工的。
2. 铣刀直径的选择
铣刀直径通常根据铣削用量选择， 常用铣刀的直径可以参考表 4-1 进行选择。
任务二 铣削加工案例分析
任务引入
机 械 制 造 技 术
平面铣削零件图
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一、铣削平面
大部分平面在铣床上加工有周铣和端铣两种铣削方法。
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用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削称为周铣；
机 械 制 造 技 术
主要用于加工大型或 较重零件的表面。 加工时，工件做纵向 移动，可用多把铣刀 同时对几个表面进行 加工，生产率高，适 于粗、精加工。
龙门铣床
4. 固定台座式铣床
其主要特征是没有升降台。工作台只能做纵向、横向移动，该 机床的底座是工作台的支座，结构坚固，刚性好，适于强力铣削和 高速铣削，并且承载能力大，尤其适于加工大型、重型工件。
三、铣刀 1. 铣刀的种类
铣刀是一种多刀齿刀具，铣刀的每一个刀齿相当于一把车刀。
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由于同时切削的齿数多，参加切削的切削刃总长度较长，并能采用 较高的切削速度，故生产率较高。
常用铣刀
机 械 制 造 技 术
常用铣刀
带柄铣刀多用于立式铣床。 带孔铣刀需安装在铣刀心轴上，多用于卧式铣床。
项目4 平面加工
机械制造技术
(任务)目录
1 2 任务一 熟悉铣削加工及装备 任务二 铣削加工案例分析 任务三 熟悉刨削加工及其装备 任务四 刨削加工案例分析 任务五 熟悉平面的磨削加工
3
4 5
任务一 熟悉铣削加工及装备 任务引入
机 械 制 造 技 术
铣削加工 主要用来加工平面（包括水平面、垂直面、
卧式万能升降台铣床
（2）立式升降台铣床（立铣床）
也可分为普通型和万能型两种。 可加工平面、台阶、沟槽、 多齿零件和凸轮表面等。 操作时，由于观察、检 查和调整铣刀位置都比 较方便，又便于装夹硬
机 械 制 造 技 术
质合金端铣刀进行高速
铣削，生产率高，故应 用较广泛。
立式升降台铣床
2. 床身式铣床
（2）进给运动的调整 进给运动的调整包括横向进给量、横向进给方向 和垂直方向的调整。
3. 龙门刨床
传动平稳、刚度较大、 行程长、精度高。
机 械 制 造 技 术
龙门刨床
主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种导轨面。 也可用于工作台上一次装夹数个中、小型的零件加工。 还可利用强力刨刀进行强力刨削。
用分布于铣刀端面上的刀齿进行铣削称为端铣。
铣削方式
1. 周铣
（1）逆铣 铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反称为逆铣。 机 械 制 造 技 术
① 每个刀齿的切削层厚度是从零增大到最大值。
②
③
铣刀作用在工件上的垂直分力向上，有将工件向上抬起的趋势，
对工件的夹紧不利，同时还会引起振动。 水平分力与进给方向相反，消耗功率大。