铣削的基础知识

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。
悬臂及滑枕铣床
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
X336立柱式悬臂端面铣床
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
XK5646立式数控 升降台滑枕铣床
龙门铣床——X2010
微型钻铣床
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 杂的虚三拟维轴五曲面面加工铣床
虚拟轴五面加工铣床
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§1-2铣刀简介
教学目的
铣刀的分类
视频
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。
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。
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。
铣削平面用的铣刀
圆柱形铣刀
端铣刀
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。
➢ 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。
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§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。
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）
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
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
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
➢ 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。
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9 mm，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=0.10 mm
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
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
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§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
➢ 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19 mm，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=0.05 mm
➢ 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49 mm，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=0.02 mm
（
简柔
通 用 特 性
高 精 密
精 密
自 动
半 自 动
数
自 动
加 工
仿
控
换 刀
中 心
形
）
轻 型
加 重 型
式 或
性 加
数
高
经 济
工 单
显
速
型元
代 号
GM
Z
B
K
H
FQC
J RXS
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：
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）
XD6032A
X6132铣床——卧式万能升降台铣床
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。
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
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
Biblioteka Baidu 刃倾角正负 的判别
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§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
给”的自动转换。
机床型号
标 准 为 规 范 的 统 一 符 号 。
特 征 和 技 术 特 性 并 以 国 家
机 床 型 号 是 表 示 机 床 结 构
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
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。
圆柱、三面刃 锯片铣刀等
立铣刀、键槽 铣刀等
角度铣刀、半 圆孔铣刀等
规格标注方法
外圆直径×宽度×内孔直径 ×（齿数）
只标外圆直径
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
铣刀的基本结构要素
➢ 切削刃 ➢ 前面 ➢ 后面 ➢ 刀体 ➢ 刀柄 ➢ 刀孔
铣刀切削时各部分的名称和几何角度
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。
其他类型的铣床
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
vc
πDn
（m/min）
1000
n 1000vc πD
（r/min）
vf f n fz z n （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