06第六章 铣削共17页文档

一、引入1、简述拉削的加工特点。

2、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、拉孔分别能达到的加工精度。

二、讲授新课第六章铣削用铣刀在铣床上的加工称为铣削。

铣削是一种应用非常广泛的切削加工方法。

它可以对许多不同几何形状的表面进行粗、半精加工，其加工精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度为Ra6.3～1.6um。

铣刀为多齿刀具，所以具有较高的生产率。

第一节铣刀的类型及应用铣削可用于加工平面、沟槽、台阶面、斜面、特形面等各种几何形状的表面。

这些表面的获得除了需要机床提供必要的运动外，还须依靠多种多样的铣刀。

⑴圆柱铣刀(a)：在卧式铣床上加工面积不太大的平面,铣刀直径50～100㎜，加工效率不太高。

⑵面铣刀(b)：在立式铣床上加工平面，尤其是大面积平面。

用硬质合金刀片，采用可转位。

第 1 页⑶槽铣刀(e、f、h)：用于加工直槽或台阶面，有较高的效率；用锯片铣刀可铣窄槽或切断。

⑷立铣刀(c、d)：用于立式铣床上铣沟槽，也可用于加工平面、台阶面、二维曲面。

⑸键槽铣刀(k)：只有两个刃瓣，兼有钻头和立铣刀的功能。

⑹T形槽铣刀(g)：类似三面刃槽铣刀，主要用于加工T形槽的专用铣刀。

⑺角度铣刀(i、j)：用于铣角度槽、斜面。

⑻盘形齿轮铣刀(m)：用于铣削直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓面的专用铣刀。

⑼成形铣刀(n)：用于加工外成形表面的专用铣刀。

⑽鼓形铣刀(p)：用于数控铣床和加工中心上加工立体曲面。

⑾球头铣刀(q)：用于三维模具型腔的加工。

第二节铣刀的几何参数用铣削要素一、铣刀的几何参数1、铣刀标注参考系铣刀的种类虽然很多，在结构上也各有特点，但主要还是圆柱铣刀和面铣刀两种为代表。

第 2 页圆柱形铣刀的正交平面参考系和法平面参考系。

2、铣刀的几何角度⑴圆柱形铣刀的几何角度前角：正交平面内，γ0；后角：正交平面内，α0；刃倾角：即为外圆螺旋角β。

⑵面铣刀的几何角度前角：正交平面内，γ0；后角：正交平面内，α0；刃倾角：主切削刃与基面的夹角λS。

⑶铣刀几何角度的选择前角的选择：由于有冲击力的影响，一般前角值略小些，尤其是硬质合金铣刀；若铣削强度和硬度都高的材料可采用负前角。

后角的选择：铣刀为多齿刀具，每个厚度小，磨损主要发生在主后刀面上；因此适当增大后角，可减少铣刀的磨损。

高速钢铣刀的后角α0为5°～12°，工件材料软取大值，材料硬取小值；粗齿铣刀取小值，细齿铣刀取大值；小直径铣刀取16°～18°。

刃倾角的选择：由于铣削时冲击较大，为了保护刀尖，硬质合金面铣刀的刃倾角λS为-5°～-15°，只有铣削低强度材料时，λS为5°；圆柱形铣刀一般刃倾角β取45°，立铣刀β取30°～45°。

第 3 页第 4 页主偏角和副偏角的选择：面铣刀常用κr=45°、60°、75°、90°，工艺系统刚性好取大值反之取小值，副偏角κ'r=5°～10°；圆柱铣刀主偏角κr=90°。

二、铣削要素与切削层参数1、铣削要素铣削时调整机床用的参量，也称铣削用量要素。

⑴ 削速度νC ：10000nd c πν= m/min⑵ 给量：进给速度f ν、每转进给量f 、每齿进给量z f ；通常铣 床上只列出进给速度，znf f v z n f ==。

mm/min ⑶ 背吃刀量p α：平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

mm⑷ 侧吃刀量e α：垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。

mm2、铣削时的切削层参数铣削时铣刀相邻的两个刀齿在工件上先后形成的两个过渡表面之间的一层金属层，也就是刀齿正在切削的那一层金属。

⑴ 削厚度D h直齿圆柱形铣刀的ϕsin z D f h =，平均切削厚度第 5 页o eZ Z Dav d a f f h ==2sin δ，螺旋齿圆柱形铣刀由于刀齿切入是逐渐进入因此比直齿圆柱形铣刀平稳；面铣刀的切削厚度r Z D f h κϕsin cos =。

、⑵ 切削宽度D b直齿圆柱铣刀的P D a b =，螺旋齿圆柱形铣刀是逐渐切入因此较 平稳；面铣刀端铣时，r PD a b κsin =。

⑶ 切削层横截面积Dav A三、新课小结本节主要是使学生掌握铣削加工的特点及应用场合；掌握各类铣刀的类型和应用；了解铣刀标注参考系；了解铣刀的几何角度；掌握铣削的切削要素。

四、布置作业1、何为铣削加工？其加工精度如何？2、铣刀的前角、后角、刃倾角选择原则。

3、铣削加工的切削三要素，计算公式。

一、引入1、何为铣削加工？其加工精度如何？2、铣刀的前角、后角、刃倾角选择原则。

3、铣削加工的切削三要素，计算公式。

二、讲授新课第三节铣床一、常用铣床铣床的种类很多，主要类型有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和多种专门化铣床等。

其中比较广泛应用的是升降台铣床，但由于刚性差，适宜加工中小型零件。

1、万能升降台铣床主轴呈水平放置，由床身、底坐、工作台、回旋盘、床鞍、升降台、悬梁及主轴等组成；主轴上可装刀具，悬梁上有刀杆支架也可装刀具；工作台与床鞍间有转动的角度可做±45°调整；还可换装立式铣头、插头等附件，扩大机床的加工范围。

2、立式升降台铣床与卧式升降台铣床相似，区别在于主轴呈垂直放置，主要是用面铣刀或立铣刀进行铣削。

第 6 页二、XA6132型万能升降台铣床XA6132型铣床是目前最常用的铣床。

机械结构比较完善，变速范围大，刚性好，操作方便。

机床的床身安放在底座上，床身内部装有主轴变速机构；主轴前端带锥孔的空心轴，锥孔的锥度为7:24；机床的升降台安装在床身前面的垂直导轨上，用于支承床鞍、回转盘和工作台；机床的床鞍可作横向移动，回转盘处于床鞍和工作台之间。

XA6132型铣床的传动系统，如图：1、主运动传动链2、进给运动传动链进给电机传至工作台，床鞍或升降台使工作台在纵、横、垂直三个方向上作进给运动。

3、快速空行程传动链工作台的三个进给运动方向均有快速移动，直接传至Ⅹ轴再传至各运动构件。

铣床的附件可用来扩大加工范围，提高效率，常用的附件有立铣头、平口钳、回转工作台和分度头。

三、数控铣床简介第 7 页1、数控铣床的分类可按铣床的通用性分为立式数控铣床、卧式数控铣床、立卧式数控铣床三类。

立式数控铣床应用范围最广，坐标数量一般为三坐标，可进行三坐标联动以及四坐标、五坐标等；卧式数控铣床主轴轴线平行于水平面，结合数控转盘和万能数控转盘实现四坐标、五坐标加工；立卧两用数控铣床主轴方向可以改变，功能更强，加工范围更广，特别适合加工小批量加工。

2、数控铣床的结构特征控制机床运动的坐标特征：伺服传动系统能在多坐标方向同时协调动作即实现多坐标联动。

数控铣床的主轴特征：主轴方向和速度都由指令控制，能自动退刀、装刀等，还能绕轴摆动进一步扩大加工范围。

3、数控铣床的主要功能⑴数控铣床的一般功能：点位控制功能、连续轮廓控制功能、刀具半径自动补偿功能、镜像加工功能、固定循环功能。

⑵数控铣床的特殊功能：刀具长度补偿功能、靠模加工功能、自动第 8 页变换工作台功能、自适应功能、数据采集功能。

三、新课小结本节主要是使学生了解常用铣床尤其是XA6132万能铣床的结构、加工特点；了解XA6132万能铣床主运动和进给运动传动链的知识；了解数控铣床的基本知识。

四、布置作业无第 9 页一、引入1、简述XA6132万能铣床主运动和进给运动传动链。

二、讲授新课第四节铣削力和铣削功率在任何瞬时，作用于任一刀齿上的总切削力Fr分解为三个互相垂直的分力，即切削力Fc、垂直切削力FcN、背向力Fp。

一、铣削合力和分力1、切削力Fc：在主运动方向上的分力，又称切向铣削分力。

2、垂直切削力FcN：垂直于主运动方向上的分力，又称径向铣削分力。

3、背向力Fp：沿铣刀轴向的分力，又称轴向铣削分力。

为了机床、夹具设计的需要和测量方便，通常将铣削合力沿机床工作台运动方向分解为以下三个分力：作用于纵向进给方向的纵向铣削分力F1（即进给力Ff）、作用于横向进给方向的横向铣削分力Ft、作用于垂直进给方向的垂直铣削力Fv。

铣削时，各铣削分力和切削力Fc有一定的比例关系。

如下表：圆柱铣刀铣削第 10 页第 11 页端面铣刀铣削铣削合力为：222222v t l p cN c t F F F F F F F ++=++=二、铣削力的计算铣削力一般只计算切削力FC ：HBS A F Dav C = 其中：HBS 为被加工材料的布氏硬度。

总铣削力：e C C Z F F =∑，其中：Ze 为刀齿数。

从上可知，工件材料越硬，切削力越大；背吃刀量、进给量增大，第 12 页切削力也增大，其中背吃刀量影响更大。

所以在生产中，切削面积一定的情况下，选用较小的背吃刀量和较大的进给量。

三、铣削功率铣削时消耗的功率Pc ： 100060⨯=∑cc c v F p总切削功率：cf c m P P P P 15.1=+=机床的电动机功率：ηm E P P =，一般85.0~70.0=η第五节 铣削方法采用合适的铣削方法可减少振动，使铣削过程平稳，并可提高工件表面质量、铣刀耐用度及铣削生产率。

一、端铣和周铣端铣：用分布于铣刀端平面上的刀齿进行的铣削。

周铣：用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行的铣削。

端铣更容易使加工表面获得较小的表面粗糙度值和较高的劳动生产率；端铣切削用量较大，生产率高，适合加工平面，周铣适合于加工成形表面和组合表面。

二、逆铣和顺铣逆铣：铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反。

顺铣：铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。

逆铣时，刀齿的切削厚度从零逐渐增大至最大值（小至大），刀齿容易磨损，增大了工件表面粗糙度值，但工作台不易发生窜动现象，铣削过程平稳；顺铣时，刀具的切削厚度从最大逐渐递减至零（大至小），刀齿不易磨损，表面质量较高，但工作台易发生纵向左右的窜动和进给不均匀，造成工作台的振动，严重时会使铣刀崩刃，为了减少工作台的振动，必须要采取有效的措施（消除侧向间隙机构）以消除侧向间隙。

三、对称铣削和不对称铣削对称铣削：铣削过程中，铣刀轴线始终位于铣削弧长的对称中心位置，上面的顺铣部分等于下面的逆铣部分。

不对称铣削：当铣刀轴线偏置于铣削弧长对称中心的一侧；逆铣部分大于顺铣部分叫不对称逆铣，逆铣部分小于顺铣部分叫不对称顺铣。

一般端铣多用对称铣削，尤其适用于铣削淬硬钢；不对称逆铣时刀齿以较小的切削厚度切入，冲击力小，切削过程较平稳，加工表面粗糙度值较小，适用于端铣普通碳钢和高强度低合金钢；不对称顺铣时刀齿切入时厚度较大，刀具耐用度提高，适宜于加工不锈钢等一类中等强度和高塑性的材料。

第 13 页三、新课小结本节主要是使学生了解铣削力和铣削功率的计算方法；掌握三类不同的铣削方式（端周铣、顺逆铣、对称不对称铣削）。