铣工工艺与技能2

技能目标 了解夹具基础知识。 掌握平口钳装夹工件方法。 了解六点定位原理与基准选择原则。 掌握压板装夹工件方法。
一、基础知识
1．夹具的基本概念
在机械加工中，特别是成批加工工件 时，要求能将工件迅速、准确地安装在机 床上，并保证加工时，工件表面相对于刀 具之间有一个准确而可靠的加工位置，这 就需要一种工艺装置来配合，这种用来使 工件定位和夹紧的装置称为夹具。
（1）逆铣和顺铣的概念 （2）周铣时顺铣特点
① 垂直铣削分力始终向下，有压紧工件的 作用，故铣削时较平稳。
② 加工出的工件表面质量较高。 ③ 消耗在进给运动方面的功率较小。 ④ 切削刃易磨损。 ⑤ 易损坏铣刀或机床。
（3）周铣时逆铣特点
① 切削刃磨损小。 ② 水平分力与工件的进给方向相反，不会 拉动工作台。
（6）平面的质量检验。
课题五 长方体的铣削
技能目标 掌握长方体各平面的铣削步骤。 掌握长方体各平面的平行度和垂直度。 能针对长方体工件的质量问题进行分析。
一、基础知识
1．图样分析
图2.42 长方体零件图
2．铣刀选择
（1）圆柱铣刀 （2）端铣刀
do (1.2 ~ 1.6)B （2-3）
式中：do——铣刀直径（mm）； B ——铣削层宽度（mm）；
二、课题实施
✓例2.1 用一把直径为100mm的铣刀，以 80m/min的铣削速度进行铣削。问铣床主 轴转速应调整到多少？
解：已知D=100mm；vc=80m/min 根据公式计算：
n 1 000vc 1 00080 255r/min
πD
π 100
✓例2.2 用一把直径为40mm，齿数为4的锥柄 立铣刀铣削45#钢。每齿进给量fz为0.05mm/z， 铣削速度vc采用30m/min，求铣床的转速和进 给量。
（1）选择圆柱铣刀。
（2）安装圆柱铣刀。
（3）检验圆柱铣刀的安装精度（利用百分 表）。
（4）平口钳及工件的安装。利用平口钳底 面的定位键进行安装，将工件直接安装在 平口钳上。
情况 1 2
表2.5
铣刀安装简图
安装圆柱铣刀
螺旋线方向
主旋转方 轴向力方
向
向
左旋
逆时针 方向
旋转
向着主轴 轴承
说明 正确
左旋
③ 端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑 厚度不等于零，使刀刃不易磨损。
④ 同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削 力的变化程度较小，因此工作时振动此周 铣小。
⑤ 圆柱铣刀可采用大刃倾角，充分发挥刃 倾角在铣削过程中的作用，对铣削不锈钢 等难切削材料有一定效果。
2．逆铣和顺铣
（a）逆铣
（b）顺铣
图2.33 逆铣和顺铣
5．工件检测
（1）垂直度的检测。 （2）表面粗糙度的检测。 （3）平行度和尺寸精度检测用游标卡尺或 千分尺测量。
二、课题实施
➢操作 铣削长方体
图2.44 长方体的铣削步骤
一、基础知识
在铣床上铣削平面的方法有圆周铣和 端铣两种。
1．周铣和端铣
图2.32 周铣和端铣
（1）周铣和端铣的概念 （2）周铣和端铣的比较
① 端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆 不易变形，可用较大的切削用量。
② 端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光 作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面 则有波纹状残留面积。
图2.2 带孔铣刀刀轴结构图
（2）面铣刀的刀杆形式如图2.3所示。
图2.3 面铣刀刀轴结构图
2．带柄铣刀
（1）直柄铣刀 （2）锥柄铣刀
3．快速装卸式刀杆
图2.4 快速装卸式刀杆图
1—螺母 2—刀杆体 3—套阀
二、课题实施
➢操作一 安装带孔类铣刀 （1）调整横梁。 （2）安装铣刀杆。
图2.5 调整横梁
模块二 平面的铣削
课题一 铣刀的安装与拆卸 课题二 夹具与装夹定位 课题三 铣削用量 课题四 平面的铣削 课题五 长方体的铣削
课题一 铣刀的安装与拆卸
技能目标 圆柱铣刀的安装方法和注意事项。 带柄铣刀的安装方法和注意事项。 铣刀安装后的检查。
一、基础知识
1．带孔铣刀
（1）圆柱铣刀和三面刃铣刀等带孔铣刀的 刀杆形式如图2.2所示。
③ 垂直分力有把工件从夹具内拉出来的倾 向。
④ 消耗在进给运动方面的功率较大。
3．对称铣与不对称铣
（1）对称端铣 （2）不对称端铣
图2.34 对称铣与不对称铣
4．平面的检验与质量分析
（1）检验表面粗糙度 （2）检验平面度
图2.35 平面度检验
二、课题实施
➢操作一 圆柱铣刀铣平面
图2.36 零件平面图
n ——铣刀每分钟转数（r/min）。
（3）进给量f。 ① 每齿进给量fz（mm/z） ② 每转进给量f（mm/r） ③ 每分钟进给量vf（mm/min）
vf fn fz zn
（2-2）
式中：z ——铣刀齿数；
n ——铣刀每分钟转速（r/min）。
3．选择铣削用量的原则
（1）保证刀具有合理的使用寿命，有高的 生产率和低的成本。 （2）保证加工表面的精度和表面粗糙度达 到图样要求。
⑤ 为方便找正工件与刀具的相对位置，通 常应设置对刀块。
⑥ 铣削加工时，切屑产生量较大，因此， 铣床夹具应有足够的排屑空间。
⑦ 为了提高铣床夹具在机床上安装的稳固 性，夹具体的高宽比应在H/B＝1～1.25的 范围内。
⑧ 重型的铣床夹具在夹具体上要设置吊环， 以便搬运。
二、课题实施
➢操作一 平口钳的安装 （1）利用百分表校正平口钳。 （2）利用定位键安装平口钳。
① 断续进给（吃刀） ② 连续进给（走刀）
在整个切削过程中，工件上有3个不断 变化着的表面。
① 待加工表面 ② 已加工表面 ③ 过渡表面
图2.31 铣削运动
2．铣削用量
（1）吃刀量a。
① 背吃刀量ap。 ② 侧吃刀量ae 。 （2）切削速度vc。
vc
πdn 1 000
（2-1）
式中：vc——切削速度（m/min）； d ——铣刀直径（mm）；
（3）立铣刀
3．工件的装夹
4．铣削用量的选择
（1）铣削层宽度B：根据工件宽度决定。 （2）吃刀量a：粗铣时为4～4.5mm，精铣 时为0.5～lmm。
（3）每齿进给量fz：粗铣时取fz=0.10mm/z， 精铣时取fz=0.05mm/z。 （4）铣削速度vc：粗铣时取vc=16m/min，精 铣时取vc=20m/min。
2．夹具的分类
（1）通用夹具 （2）专用夹具
图2.17 键槽铣削夹具
（3）可调夹具
① 标准化夹具 ② 组合夹具
（4）成组夹具
3．夹具的组成 4．铣床夹具的基本要求
① 由于铣削加工切削力较大，又是多刃断
续切削，加工时容易产生振动，因此要求 铣床夹具必须具有良好的抗振性能。
② 为保证工件定位的稳定性，铣床夹具定
狭长定位 板
长定位V 型铁
名称
定位示意图
定位平面
名称
削边定位 销
续表
定位示意图
短定位圆 柱
短定位圆 锥
名称
定位示意图
长定位圆 柱
三爪卡盘
名称
两顶尖定 位
（一端固 定
一端活动 ）
续表
定位示意图
3．工件的定位
（l）完全定位 （2）不完全定位 （3）欠定位 （4）过定位
4．基准及其种类
（1）设计基准 （2）工艺基准
③ 定位基准应能保证工件在定位时具有良 好的稳定性，尽量使夹具的结构简单。
④ 定位基准应保证工件在受夹紧力和铣削 力等外力作用时，外力引起的变形最小。
课题三 铣削用量
技能目标 了解铣削用量的概念和含义。 掌握铣削用量的选择原则及注意事项。 掌握铣削用量的有关计算方法。
一、基础知识
1．铣削运动
（1）主运动 （2）进给运动
（3）最大限度地发挥工艺系统（刀具、工 件、夹具、机床）的潜力，但不能超过铣床 允许的动力和扭矩以及工艺系统允许的刚度 和强度。
4．选择铣削用量的顺序
（1）根据零件加工余量和粗、精加工要求， 选择背吃刀量ap。 （2）根据加工工艺系统所允许的切削力， 其中包括机床进给系统、工件刚度以及精 加工时表面粗糙度要求，确定进给量f。 （3）根据刀具寿命，确定切削速度vc。
图2.6 安装刀杆的步骤
（3）安装铣刀。
（4）安装托架及紧固刀杆螺母，如图2.7 所示。
图2.7 安装托架及紧固刀杆螺母
➢ 操作二 安装带柄类铣刀
（1）安装直柄式铣刀是通过弹簧夹头套筒 进行的。
图2.8 直柄铣刀装夹
（2）安装锥柄铣刀是通过过渡套筒进行的。
图2.9 锥柄铣刀
课题二 夹具与装夹定位
解：已知vc=30m/min；fz=0.05mm/z； D =40mm 根据公式计算：
n 1 00030 239 r/min π 40
实际铭牌转速为235r/min。
f 0.05 4 235 47mm / min 实际铭牌进给量为47.5mm/min。
课题四 平面的铣削
技能目标 掌握周铣和端铣的概念。 能够判断和选择顺铣、逆铣。 掌握平面的检验方法及操作注意事项。 能够使用圆柱铣刀周铣平面和端铣刀立铣 平面。 了解垂直面和平行面的铣削方法。
位元件的设计和布置，应尽量使用面积较 大的面作为主要支承面，导向定位的两个 支承要尽量相距远一些。
③ 夹紧装置的夹紧力要足够大且自锁性能
要好，以防止夹紧机构因振动而松动。夹 紧力的作用方向和作用点要恰当，必要时 可采用辅助支承或浮动夹紧机构等，以提 高夹紧刚度。
④ 为了保持夹具相对于机床的准确位置， 铣床夹具底面应设置定位键。
⑤ 粗基准一般只能使用一次，尽量避免重 复使用。
6．精基准的选择
① 采用基准重合的原则。 就是尽量采用设计基准、装配基准和
测量基准，作为定位基准。
② 采用基准统一的原则。
当零件上有几个相互位置精度要求高， 关系比较复杂的表面，而且这些表面不能在 一次装夹中加工出来时，那么，在加工过程 的各次装夹中应该采用同一个定位基准。另 外，在加工过程中，采用同一个基准，可使 各道工序的夹具结构基本相同，甚至采用同 一夹具，以减少制造夹具的费用。
顺时针方 向
旋转
离开主轴 轴承
不正确
（5）确定铣削用量。根据工件材料、刀具直 径和刀具材料选择主轴转速n=118 r/min，进 给量f=60 mm/min，切削深度ap=2.5mm。 （6）利用圆柱铣刀铣削平面。
（7）平面的质量检验。
➢ 操作二 端铣刀立铣平面
（1）选择并安装直径80mm，齿数Z=10的端 铣刀。
图2.19 百分表校正平口钳
图2.20 定位键和T型槽
➢操作二 平口钳装夹工件 （1）毛坯件的装夹。
图2.21 平口钳装夹
（2）已经粗加工表面件的装夹。
图2.22 圆棒装夹
图2.23 平口钳垫铁装夹
三、知识拓展
工件定位原理和基准简介。
1．六点定位原理
工件在空间具有6个自由度（见图2.24）， 即沿x、y、z3个直角坐标轴方向的移动自由度 和绕这3个坐标轴的转动自由度 、 、 。
（2）用目测法检验端铣刀的径向跳动误差。 （3）安装平口钳和工件。
图2.38 端铣刀立铣平面
（4）确定铣削用量。主轴转速n=300r/min，
进给量f=60 mm/min，切削深度ap=1.5mm。工 件余量不大的情况下应尽量一次性把余量切除，
以提高加工效率和刀具寿命。
（5）利用端铣刀铣削平面。铣削进刀或刀 具即将退出工件时，进给速度不应过快， 须进行手动控制。
① 定位基准 ② 测量基准 ③ 装配基准
5．粗基准的选择
① 当零件上所有表面都需加工时，应选择 加工பைடு நூலகம்量最小的表面做粗基准；
② 若工件必须首先保证某重要表面的加工 余量均匀，应选择该表面做粗基准；
③ 工件上各自表面不需要全部加工时，应 以不加工的面做粗基准；
④ 尽量选择光洁、平整和幅度大的表面做 粗基准；
因此，要完全确定工件的位置，就必须
消除这6个自由度，通常用6个支撑点（即定 位元件）来限制工件的6个自由度，其中每一 个支撑点限制相应的一个自由度。
2．六点定位原理的应用
图2.24 工件的6个自由度
表2.1 常用定位元件限制自由度个数的情况
名称
定位示意图
名称
定位示意图
定位支承 钉
短定位V 型铁