機(jī)械制造技術(shù)-銑刨鏜拉

目錄

第11章銑、刨、鏜、拉削加工11.1銑削加工11.1.1銑削加工范圍11.1.2銑削加工工藝特點(diǎn)11.2銑床11.2.1臥式銑床11.2.2立式銑床11.2.3萬(wàn)能工具銑床11.2.4

龍門(mén)銑床11.2.5銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)11.3銑床附件11.3.1分度頭及其工作11.3.2回轉(zhuǎn)工作臺(tái)11.3.3立銑頭和萬(wàn)能銑頭11.4銑削加工基本方法11.4.1銑削方式11.4.2平面與垂直面銑削實(shí)例11.4.3銑削發(fā)展趨勢(shì)11.5刨削加工11.5.1刨削加工范圍11.5.2刨削加工設(shè)備11.5.3刨削加工工藝特點(diǎn)11.5.4提高刨削效率的主要方法11.6鏜削加工11.6.1鏜削加工范圍11.6.2鏜削加工工藝特點(diǎn)11.6.3鏜床11.7拉削加工11.7.1拉削加工范圍11.7.2拉削加工工藝特點(diǎn)第11章銑、刨、鏜、拉削加工11.1.1銑削加工范圍

銑削加工是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。銑刀是多齒刀具，銑削時(shí)銑刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件作直線或曲線運(yùn)動(dòng)，是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑刀一般有幾個(gè)齒同時(shí)參加切削，銑削能形成的工件型面有平面、槽、成形面、螺旋槽、齒輪和其它特殊型面，如表1所示。銑削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9～I(xiàn)T7，也可達(dá)IT6。經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度Ra值為6.2～3.2μm，也可達(dá)0.8μ

m。111.1銑削加工表1銑削的加工類型2動(dòng)畫(huà)1銑平面動(dòng)畫(huà)2銑臺(tái)階動(dòng)畫(huà)3切斷動(dòng)畫(huà)4銑溝槽動(dòng)畫(huà)5銑V型槽動(dòng)畫(huà)6銑成形面3續(xù)表動(dòng)畫(huà)7銑花鍵軸動(dòng)畫(huà)8銑齒輪動(dòng)畫(huà)9銑螺旋槽視頻1銑削的加工類型411.1.2銑削加工工藝特點(diǎn)

銑削加工是應(yīng)用較為廣泛的加工工藝，其主要特點(diǎn)為：

(1)生產(chǎn)率較高由于銑削是多齒刀具，銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，總的切削寬度較大。銑削的主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)，有利于高速銑削，所以銑削的生產(chǎn)率一般比刨削高。

(2)刀齒散熱條件較好銑刀刀齒在切離工件的一段時(shí)間內(nèi)，可以得到一定的冷卻，散熱條件較好。但是，切入和切離時(shí)熱和力的沖擊，將加速刀具的磨損，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。

(3)容易產(chǎn)生振動(dòng)由于銑削時(shí)參加切削的刀齒數(shù)以及在銑削時(shí)每個(gè)刀齒的切削厚度的變化，會(huì)起切削力和切削面積的變化，因此，銑削過(guò)程不平穩(wěn)，容易產(chǎn)生振動(dòng)。銑削過(guò)程的不平穩(wěn)性，限制了銑削加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的進(jìn)一步提高。511.2銑床6

在現(xiàn)代機(jī)器制造中，銑床約占金屬切削機(jī)床總數(shù)的25％左右。常用的銑床為升降臺(tái)銑床。升降臺(tái)銑床是應(yīng)用較為廣泛的銑床類型，可分為臥式銑床、立式銑床和工具銑床三種。

11.2.1臥式銑床臥式銑床的主要特征是銑床主軸軸線與工作臺(tái)面平行（動(dòng)畫(huà)10）

。因主軸呈橫臥位置，所以稱作臥式銑床。銑削時(shí)將銑刀安裝在與主軸相連接的刀桿上，隨主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被切削工件裝夾在工作臺(tái)面上對(duì)銑刀作相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而完成切削工作。臥式銑床加工范圍很大，可以加工溝槽、平面、成形面、螺旋槽等。根據(jù)加工范圍的大小，臥式銑床又可分為一般臥式銑床（平銑）和臥式萬(wàn)能銑床。動(dòng)畫(huà)10X62臥式銑床外形及各部分名稱

7臥式萬(wàn)能銑床的結(jié)構(gòu)與一般臥式銑床有所不同，其縱向工作臺(tái)與橫向工作臺(tái)之間有一轉(zhuǎn)盤(pán)，并具有回轉(zhuǎn)刻度線。使用時(shí)，可以按照需要在±45°范圍內(nèi)板轉(zhuǎn)角度，以適應(yīng)用圓盤(pán)銑刀加工螺旋槽等工件。同時(shí)，臥式萬(wàn)能銑床還帶有較多附件，因而加工范圍較廣。由于臥式萬(wàn)能銑床具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛的應(yīng)用。11.2.2立式銑床8

動(dòng)畫(huà)11所示為立式銑床，其特征是銑床主軸軸線與工作臺(tái)面垂直。因主軸呈豎立位置，所以稱作立式銑床。銑削時(shí)，銑刀安裝在與主軸相連接的刀軸上，繞主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被切削工件裝夾在工作臺(tái)上，對(duì)銑刀作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成切削過(guò)程。動(dòng)畫(huà)11X52K立式銑床9立式銑床按其立銑頭的不同結(jié)構(gòu)，又可分為兩種：立式銑床加工范圍大，通常在立銑上可以應(yīng)用面銑刀、立銑刀、成形銑刀等，銑削各種溝槽、表面；另外，利用機(jī)床附件，如回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度頭，還可以加工圓弧、曲線外形、齒輪、螺旋槽、離合器等較復(fù)雜的零件；當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，在立銑上采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速銑削，可以大大提高生產(chǎn)率。立式銑床與臥式銑床相比，在操作上還具有觀察清楚，檢查調(diào)整方便等特點(diǎn)。

1）立銑頭與機(jī)床床身成一整體，其剛性較好，但加工范圍較小。

2）立銑頭與機(jī)床床身之間有一回轉(zhuǎn)盤(pán)、盤(pán)上有刻度線，主軸隨立銑頭可扳轉(zhuǎn)一定角度，以適應(yīng)銑削各種角度面、橢圓孔等工件。由于立銑頭可以回轉(zhuǎn)，所以生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。11.2.3萬(wàn)能工具銑床

萬(wàn)能工具銑床是升降臺(tái)銑床的一種基本形式，它具有水平主軸、垂直主軸和插頭，故能擔(dān)負(fù)起萬(wàn)能臥式銑床、立式銑床和插床的部分工作。動(dòng)畫(huà)12為X8126萬(wàn)能工具銑床工作示意圖。垂直主軸能在平行于縱向的垂直平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)到所需的角度位置，刻線范圍為±45°；在垂直臺(tái)面上可安裝水平工作臺(tái)，此時(shí)便可象普通升降臺(tái)銑床一樣，工作臺(tái)可作縱向和垂向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸體完成；機(jī)床安裝上回轉(zhuǎn)工作臺(tái)后，可作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和在水平面內(nèi)作簡(jiǎn)單的等分，用以加工圓弧輪廓面等曲面；機(jī)床安裝上萬(wàn)能角度工作臺(tái)，工作臺(tái)可在空間繞三個(gè)互相垂直（縱向、橫向和垂向）的坐標(biāo)軸回轉(zhuǎn)角度，以適應(yīng)加工各種傾斜面和復(fù)雜工件的要求。但機(jī)床不能用交換齒輪法加工等速螺旋槽和螺旋面。1011動(dòng)畫(huà)12X8126型萬(wàn)能工具銑床

X8126型萬(wàn)能工具銑床常用于工具車間制造刀具、模具和夾具零件。由于該機(jī)床的結(jié)構(gòu)小巧，剛性較差，故適合于切削量較小的半精加工和精加工。

X8126型萬(wàn)能工具銑床的主要部件有床身、水平主軸頭架、立銑頭、工作臺(tái)、升降臺(tái)以及主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)裝置等。其附件主要有萬(wàn)能角度工作臺(tái)、插頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度頭、萬(wàn)向回轉(zhuǎn)平口虎鉗等。11.2.4龍門(mén)銑床龍門(mén)銑床主要用于加工重型工件的平面加工，還可加工臺(tái)階面、溝槽和斜面等，見(jiàn)視頻2。動(dòng)畫(huà)13為X2010A四軸龍門(mén)銑床。帶有兩個(gè)垂直主軸箱和兩個(gè)水平主軸箱，能同時(shí)安裝四把銑刀進(jìn)行銑削。垂直主軸箱能在－15°～＋30°范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)角度，工作臺(tái)只能作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。龍門(mén)銑床由于有足夠的剛性，故適合于進(jìn)行高速銑削和強(qiáng)力銑削。12動(dòng)畫(huà)13X2010A龍門(mén)銑床視頻2龍門(mén)銑床1311.2.5銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)主軸和工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)部分組成了銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)。視頻3概要介紹了臥式銑床，工具銑床和立式銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)，可進(jìn)行比較。視頻3銑床的傳動(dòng)系統(tǒng)1411.3銑床附件15分度頭是銑床的重要附件之一，可用來(lái)作為銑齒輪、齒條、螺旋槽、多邊形、花鍵等工件的分度。11.3.1分度頭及其工作

1)能夠?qū)⒐ぜ魅我獾膱A周等分，或通過(guò)交換齒輪作直線移距分度。

2）能在－6°～＋90°的范圍內(nèi)，將工件軸線裝夾成水平、垂直或傾斜位置。

3）能通過(guò)交換齒輪，使工件隨分度頭主軸旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)直線進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)等速螺旋運(yùn)動(dòng)，用以銑削螺旋面和等速凸輪的型面。1.萬(wàn)能分度頭的主要功用2.萬(wàn)能分度頭的外形結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)系統(tǒng)

F11125型萬(wàn)能分度頭在銑床上較常使用，其主要結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)如動(dòng)畫(huà)14所示。主軸9前端錐孔用于裝頂尖或錐柄心軸，后端錐孔用于安裝交換齒輪軸，作為差動(dòng)分度、直線移距及加工小導(dǎo)程螺旋面用。主軸前端外部有一段定位錐體，用于三爪自定心卡盤(pán)連接盤(pán)的安裝定位。裝有分度蝸輪的主軸安裝在回轉(zhuǎn)體8內(nèi)，可隨回轉(zhuǎn)體在動(dòng)畫(huà)14F11125型萬(wàn)能分度頭16萬(wàn)能分度頭介紹分度頭基座10的環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，主軸除安裝成水平位置外，還可在－6°～＋90°范圍內(nèi)任意傾斜，調(diào)整角度前應(yīng)松開(kāi)基座上部靠主軸后端的兩個(gè)螺母4，調(diào)整之后再予以緊固，主軸的前端固定著刻度盤(pán)13，可與主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，刻度盤(pán)上有0°～360°的刻度，可作分度之用?？妆P(pán)（又稱分度盤(pán)）3上有數(shù)圈在圓周上均布的定位孔，在孔盤(pán)的左側(cè)有一孔盤(pán)緊固螺釘1，用以緊固孔盤(pán)，或微量調(diào)整孔盤(pán)。在分度頭的左側(cè)有兩個(gè)手柄：一個(gè)是主軸鎖緊手柄7，在分度時(shí)應(yīng)先松開(kāi)，分度完畢后再鎖緊；另一個(gè)是蝸桿脫落手柄6，它可使蝸桿和蝸輪脫開(kāi)或嚙合。蝸桿和蝸輪的嚙合間隙可用偏心套調(diào)整。在分度頭的右側(cè)有一個(gè)分度手柄11，轉(zhuǎn)動(dòng)分度手柄時(shí)通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比1:1的斜齒圓柱齒輪及一對(duì)傳動(dòng)比為1:40的蝸桿副使主軸旋轉(zhuǎn)。分度盤(pán)右側(cè)的交換齒輪軸5，與交換齒輪連接。17表2：分度頭孔盤(pán)的孔圈數(shù)18分度盤(pán)右側(cè)還有一根安裝交換齒輪用的交換齒輪軸5，它通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為1:1的交錯(cuò)軸斜齒輪副和空套在分度手柄軸上的分度盤(pán)相聯(lián)系。分度頭基座10下面的槽里裝有兩塊定位鍵，可與銑床工作臺(tái)面的T型槽直槽相配合，以便在安裝分度頭時(shí)，使主軸軸線準(zhǔn)確地平行于工作臺(tái)的縱向進(jìn)給方向。

F11125型萬(wàn)能分度頭備有兩塊孔盤(pán)，正反面都有數(shù)圈均布的孔圈，常用的孔圈孔數(shù)如表2所示：盤(pán)塊面盤(pán)的孔圈數(shù)第一塊盤(pán)正面：24、25、28、30、34、37、38、39、41、42、43反面：46、47、49、51、53、54、57、58、59、62、66帶兩塊盤(pán)第一塊正面：24、25、28、30、34、37反面：38、39、41、42、43第二塊正面：46、47、49、51、53、54反面：57、58、59、62、66例如:z=17，n=40/17手柄轉(zhuǎn)周。19應(yīng)用上式求得n不是整數(shù)時(shí)，可借助于分度盤(pán)來(lái)分度。F11125型萬(wàn)能分度頭使用實(shí)例：

若要工件轉(zhuǎn)一周，手柄須轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)。假如工件的等分?jǐn)?shù)為z，則每次分度時(shí)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)1/z周。因此，分度頭手柄每次轉(zhuǎn)數(shù)：上式Z＝周時(shí)，則可利用分度盤(pán)上孔數(shù)為17的倍數(shù)（如34）的孔圈，將定位銷調(diào)整至分度盤(pán)上34的孔圈上，轉(zhuǎn)2圈又12個(gè)孔距，主軸便準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)了周。以上分度方法是簡(jiǎn)單分度方法，也是最常用的一種分度方法。20

動(dòng)畫(huà)15分度頭及其附件裝夾工件的方法尾座與分度頭聯(lián)合使用，一般用來(lái)支撐較長(zhǎng)的工件，如動(dòng)畫(huà)15所示。分度頭裝夾工件見(jiàn)視頻4視頻4分度頭裝夾工件2111.3.2回轉(zhuǎn)工作臺(tái)22回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)臺(tái)，其主要功用是銑削圓弧曲線外形、平面螺旋槽和分度?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)有機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、立臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、可傾回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和萬(wàn)能回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等多種類型。常用的是立軸式手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，又稱機(jī)動(dòng)手動(dòng)工作臺(tái)?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)臺(tái)，其主要功用是銑削圓弧曲線外形、平面螺旋槽和分度?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)有機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、立臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、可傾回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和萬(wàn)能回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等多種類型。常用的是立軸式手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，又稱機(jī)動(dòng)手動(dòng)工作臺(tái)。1.手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（動(dòng)畫(huà)16、視頻5）手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的手輪與蝸桿同軸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使蝸桿旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)裝夾在工作臺(tái)上的工件圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動(dòng)。手輪軸上裝有刻度盤(pán)，若蝸輪是90齒則刻度盤(pán)一周為4°，每一格的示值為4°/n，n為刻度盤(pán)的刻度格數(shù)。動(dòng)畫(huà)16手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)23視頻5回轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝夾工件

2.機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（動(dòng)畫(huà)17）機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與手動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別是利用萬(wàn)向聯(lián)軸器，由機(jī)床傳動(dòng)裝置通過(guò)傳動(dòng)齒輪箱帶動(dòng)傳動(dòng)軸而使轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，不需機(jī)動(dòng)時(shí)，將離合器手柄處于中間位置，直接轉(zhuǎn)動(dòng)手輪作手動(dòng)操作。機(jī)動(dòng)操作時(shí)，逆時(shí)針扳動(dòng)或順時(shí)針板動(dòng)離合器手柄，可使工作臺(tái)獲得正、反方向的機(jī)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。24動(dòng)畫(huà)17機(jī)動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)11.3.3立銑頭和萬(wàn)能銑頭25立銑頭和萬(wàn)能銑頭是臥式銑床的附件，將臥式銑床橫梁推回，裝上銑頭，可使臥銑具有立銑的功能，做到一機(jī)多用，見(jiàn)視頻6。視頻6立銑頭和萬(wàn)能銑頭11.4銑削加工基本方法

26

銑削方式對(duì)銑刀的耐用度、工件表面粗糙度、銑削平穩(wěn)性和生產(chǎn)率都有很大的關(guān)系。銑削時(shí)，應(yīng)根據(jù)它們的各自特點(diǎn)，采用合理的銑削方式。

11.4.1銑削方式

1.銑削用量

銑削時(shí)切削用量有銑削速度vc

（或轉(zhuǎn)速no

）、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度vf

、每齒進(jìn)給量fz）、背吃刀量ap、側(cè)吃刀量ac

，如動(dòng)畫(huà)19、動(dòng)畫(huà)20所示。背吃刀量ap是指沿刀軸方向的工件被切削層的尺寸。側(cè)吃刀量ac是指垂直于刀軸方向上和進(jìn)給方向所在平面的方向上工件被切削層的尺寸。

用圓柱銑刀的圓周刀齒進(jìn)行銑削稱為周銑；用端銑刀的端面刀齒進(jìn)行銑削的稱為端銑。端銑的加工質(zhì)量好于周銑，而周銑的應(yīng)用范圍較端銑大，它們的比較如表3所示。272.周銑（動(dòng)畫(huà)19）和端銑（動(dòng)畫(huà)20）表3周銑和端銑的比較

比

較

內(nèi)

容周

銑端

銑有無(wú)修光刃/工件表面質(zhì)量無(wú)/差有/好刀桿剛度/切削振動(dòng)小/大大/小同時(shí)參加切削的刀齒/切削平穩(wěn)性少/差多/好易否鑲嵌硬質(zhì)合金刀片/刀具耐用度難/低易/高生產(chǎn)率/加工范圍低/廣高/較小動(dòng)畫(huà)19周銑動(dòng)畫(huà)20端銑283.順銑和逆銑（動(dòng)畫(huà)18）表4順銑和逆銑的比較用圓柱銑刀銑削時(shí)，其銑削方式可分為順銑和逆銑兩種。當(dāng)工件的進(jìn)給方向與圓柱銑刀刀尖圓和已加工平面的切點(diǎn)A處的切削速度的方向相反稱為逆銑，反之為順銑。順銑和逆銑的比較如表4。比

較

內(nèi)

容順銑逆銑工件夾緊程度/切削過(guò)程穩(wěn)定性好差刀具磨損小大工作臺(tái)絲杠和螺母有無(wú)間隙有無(wú)由工作臺(tái)竄動(dòng)引起的質(zhì)量事故多少加工對(duì)象精加工粗加工動(dòng)畫(huà)18順銑和逆銑

順銑有利于提高刀具的耐用度和工件裝夾的穩(wěn)定性，但容易引起工作臺(tái)竄動(dòng)，甚至造成事故。因此順銑時(shí)機(jī)床應(yīng)具有消除絲杠與螺母之間間隙的裝置。并且，順銑的加工范圍應(yīng)限于無(wú)硬皮的工件。精加工時(shí)，銑削力小，不易引起工作臺(tái)的竄動(dòng)，多采用順銑。因?yàn)轫樸姛o(wú)滑移現(xiàn)象，加工后的表面質(zhì)量較好。逆銑多用于粗加工。加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯時(shí)應(yīng)采用逆銑；使用無(wú)絲杠螺母間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的銑床加工時(shí)，也應(yīng)采用逆銑。4.對(duì)稱銑和不對(duì)稱銑29用端面銑刀加工平面時(shí)，按工件對(duì)銑刀的位置是否對(duì)稱，分為對(duì)稱銑和不對(duì)稱銑（如動(dòng)畫(huà)19所示）。采用不對(duì)稱銑削，可以調(diào)節(jié)切入和切出時(shí)的切削厚度。不對(duì)稱順銑和不對(duì)稱逆銑的特點(diǎn)和應(yīng)用見(jiàn)由表5。30表5不對(duì)稱順銑和不對(duì)稱逆銑比較動(dòng)畫(huà)19對(duì)稱銑與不對(duì)稱銑比較內(nèi)容不對(duì)稱順銑不對(duì)稱逆銑特征

以大的切削厚度切入，較小的切削厚度切出

以小的切削厚度切入，較大的切削厚度切出

切削優(yōu)點(diǎn)

切出時(shí)切削厚度減小，粘著在硬質(zhì)合金刀片上的切屑材料較少，減輕了再次切入時(shí)刀具表面的剝落現(xiàn)象

切削平穩(wěn)，減少?zèng)_擊，使加工表面粗糙度改善，刀具耐用度提高適用場(chǎng)合

適用于加工不銹鋼和耐熱鋼如2Cr13、1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等

適用于加工低合金鋼和高強(qiáng)度低合金鋼如9Cr2等

11.4.2平面與垂直面銑削實(shí)例31

平面是機(jī)械零件的基本表面之一。平面銑削的技術(shù)要求包括平面度、平行度、表面粗糙度和相關(guān)毛坯表面加工余量的尺寸要求。1.平面銑削的技術(shù)要求2.平面和連接面的銑削特點(diǎn)

在銑床上用銑刀銑削平面和連接面具有以下特點(diǎn)：

1）運(yùn)用工件裝夾方法、銑刀、銑床和銑削方式的不同組合，可以加工各種形狀零件上的平面和連接面。例如在立式銑床上用面銑刀加工垂直面和平行面，在龍門(mén)銑床上用兩個(gè)立銑頭安裝面銑刀同時(shí)銑削斜面與垂直面等。又如銑削斜面可采用工件轉(zhuǎn)動(dòng)角度加工，也可以用傾斜立銑頭的方法加工。立方體銑削的方法見(jiàn)表5。調(diào)整主軸角度銑削斜面的方法見(jiàn)表6。表6立方體銑削步驟和方法說(shuō)明動(dòng)畫(huà)說(shuō)明動(dòng)畫(huà)1、先加工基準(zhǔn)面A，因?yàn)榛鶞?zhǔn)面A是其他各面的定位基準(zhǔn)，通常要求具有較小的表面粗糙度值和較好的平面度動(dòng)畫(huà)20立方體銑削步驟12、以A面為基準(zhǔn)，銑削B面與A面垂直動(dòng)畫(huà)21立方體銑削步驟23、以A面和B面為基準(zhǔn)，銑削C面，與A面垂直，與B面平行，并保證尺寸精度要求動(dòng)畫(huà)22立方體銑削步驟34、以A

、B面為基準(zhǔn)，銑削D面與A面平行，并達(dá)到尺寸精度要求動(dòng)畫(huà)23立方體銑削步驟432續(xù)表說(shuō)明動(dòng)畫(huà)說(shuō)明動(dòng)畫(huà)5、找正A、B面與工作臺(tái)面垂直。A面與鉗口貼合，B面用90°角尺找正，銑削端面E與A、B面垂直動(dòng)畫(huà)24立方體銑削步驟52、以A、E面為基準(zhǔn)，銑削端面F與E面平行，并達(dá)到尺寸精度要求動(dòng)畫(huà)25立方體銑削步驟633

2）利用銑刀的形狀精度，可直接控制平面和連接面的加工質(zhì)量。如在臥式銑床上用三面刃銑刀可直接銑削加工兩側(cè)平行，并與底面垂直的矩形連接面。又如，用45°單角銑刀可以直接加工與水平基準(zhǔn)面成45°夾角的斜面。

3）合理選擇銑刀的幾何角度和銑削用量，可以加工較高精度的平面和連接面，并有較高的切削加工效率。3.平面與連接面銑削的工件裝夾方法

1）用機(jī)用虎鉗裝夾用機(jī)用虎鉗裝夾工件可以銑削平面、平行面、垂直面和斜面。由于受到鉗口定位、夾緊面尺寸和活動(dòng)鉗口可移動(dòng)距離等因素的限制，這種裝夾方法適用于外形尺寸不大的工件。加工斜面時(shí)，還可以使用可傾虎鉗裝夾工件。

2）用螺栓、壓板裝夾（視頻7）較大的工件通常采用這種方法裝夾，用螺栓壓板裝夾工件應(yīng)注意下列要點(diǎn)：（1）螺栓要盡量靠近工件，以增大夾緊力；（2）壓板墊塊的高度應(yīng)保證壓板不發(fā)生傾斜，以免壓板與工件接觸不良，致使銑削時(shí)工件移動(dòng)。34用螺栓壓板裝夾工件的注意點(diǎn)（3）壓板在工件上的夾緊點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位，所用壓板的數(shù)目不少于兩塊。使用多塊壓板時(shí)，應(yīng)注意合理布置工件上的受壓點(diǎn)，即工件受壓處要堅(jiān)固，下面不能懸空，以免受力后工件變形。（4）夾緊力的大小要合適，以減少工件的變形，一般粗加工時(shí)應(yīng)大些，精加工時(shí)可小些。（5）工件加壓部位是已加工表面時(shí)，應(yīng)在工件與壓板之間墊紙片或銅片。在工作臺(tái)面上直接裝夾毛坯工件時(shí)，應(yīng)在工件和臺(tái)面之間加墊紙片或銅片，以保護(hù)工作臺(tái)面，并可增加工件與臺(tái)面之間的摩擦力，使工件夾緊牢靠。35視頻7用壓板裝夾工件36視頻8平面、垂直面銑削加工37平面、垂直面銑削的實(shí)例見(jiàn)視頻8。4.平面、垂直面銑削實(shí)例38銑削目前朝著兩個(gè)方向發(fā)展，一是以提高生產(chǎn)率為目標(biāo)的強(qiáng)力銑削，一是以提高精度為目標(biāo)的精密銑削。強(qiáng)力銑削要求機(jī)床具有大功率、高剛度、刀具有良好的切削性能，現(xiàn)代機(jī)床與刀具的發(fā)展大大推動(dòng)了強(qiáng)力銑削的發(fā)展。由于銑削效率比磨削高，特別是對(duì)大平面及長(zhǎng)寬都較大的導(dǎo)軌面，采用精密銑削代替磨削將大大提高生產(chǎn)率。因此“以銑代磨”成了平面與導(dǎo)軌面加工的一種趨勢(shì)。針對(duì)銑削是斷續(xù)切削、易產(chǎn)生振動(dòng)，從而降低加工表面質(zhì)量和精度，并影響生產(chǎn)率的原因，近年來(lái)研究和發(fā)展起一種“變速銑削”的銑削形式，即在銑削過(guò)程中按一定的規(guī)律改變銑削速度，可以使振動(dòng)幅值降至恒速銑削的20％以下。11.4.3銑削發(fā)展趨勢(shì)

39續(xù)銑削發(fā)展趨勢(shì)隨著新刀具材料的出現(xiàn)，高速銑削發(fā)展很快，例如，對(duì)中等硬度的灰口鑄鐵，高速鋼銑刀銑削時(shí)速度為15～20m/min，硬質(zhì)合金銑刀為60～110m/min，而采用多晶立方氮化硼銑刀的切削速度可達(dá)305～762m/min。因此，高速化要求，銑床的主軸最高轉(zhuǎn)速?gòu)?000～2500r/min提高到600r/min甚至15000r/min，這就要求除采用新型主軸部件和相應(yīng)的冷卻方式外，還要求主軸軸承高速性能好，提高剛性和改善阻尼性能，例如采用陶瓷滾珠的角接觸球軸承。至于進(jìn)給系統(tǒng)高速化，由于進(jìn)給系統(tǒng)包括切削進(jìn)給和快速進(jìn)給兩部分，切削進(jìn)給主要與刀具及被加工材料的性能有關(guān)，加工鋁合金可使用很高的切削進(jìn)給速度；為了縮短非加工時(shí)間，還應(yīng)大幅度提高快速進(jìn)給速度。此外，對(duì)數(shù)控銑床、加工中心等，還必須使其輔助運(yùn)動(dòng)速度高速化。11.5刨削加工

11.5.1刨削加工范圍

刨削是以刨刀相對(duì)工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)與工作臺(tái)（或刀架）的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)切削加工的。刨削主要用于加工平面、斜面、溝槽或成形表面如表7，動(dòng)畫(huà)26～34所示。刨削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9～I(xiàn)T7，也可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra值一般為6.3～1.6μ

m，也可達(dá)0.8μ

m。40表7刨銷加工的應(yīng)用

41動(dòng)畫(huà)26刨平面動(dòng)畫(huà)27刨垂直面動(dòng)畫(huà)28刨臺(tái)階面動(dòng)畫(huà)29刨斜面動(dòng)畫(huà)30刨直槽動(dòng)畫(huà)31刨梯形槽11.5.2刨削加工設(shè)備

42

1.牛頭刨床（動(dòng)畫(huà)35、視頻9）動(dòng)畫(huà)32刨V型槽動(dòng)畫(huà)33刨燕尾槽動(dòng)畫(huà)34刨成形面續(xù)表牛頭刨床主要由床身和底座、滑枕和搖臂機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)所組成。牛頭刨床的床身安裝在底座上，用來(lái)安裝和支撐機(jī)床部件。動(dòng)畫(huà)35牛頭刨床

43視頻9牛頭刨床刨削44動(dòng)畫(huà)36牛頭刨床傳動(dòng)圖45

搖臂機(jī)構(gòu)是牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛淼耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)刨刀進(jìn)行刨削，如動(dòng)畫(huà)36所示。工作臺(tái)安裝在橫梁的水平導(dǎo)軌上，依靠進(jìn)給機(jī)構(gòu)在水平方向上作自動(dòng)間歇進(jìn)給。2.龍門(mén)刨床46大型工件的窄長(zhǎng)平面加工常采用龍門(mén)刨床。龍門(mén)刨床的主運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀架的移動(dòng)，見(jiàn)動(dòng)畫(huà)37、視頻10。兩個(gè)垂直刀架，可以在橫梁上作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以刨削垂直面。各個(gè)刀架均可板轉(zhuǎn)一定動(dòng)畫(huà)37雙柱龍門(mén)刨床的角度刨削斜面。橫梁可沿立柱導(dǎo)軌升降，以適應(yīng)不同高度的工件。龍門(mén)刨床剛度好，功率大，適合重型工件和多件同時(shí)刨削。視頻10龍門(mén)刨床

473.插床48插床實(shí)際上是一種立式刨床，滑枕在垂直方向上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）。工件安裝在工作臺(tái)上，可以作縱向、橫向和圓周間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，見(jiàn)動(dòng)畫(huà)38、視頻11。插床主要用于單件、小批生產(chǎn)加工零件的內(nèi)表面（如方孔、多邊形孔、鍵槽等）。動(dòng)畫(huà)38插床視頻11插削4911.5.3刨削加工工藝特點(diǎn)

在牛頭刨床上加工工件時(shí)，主運(yùn)動(dòng)是刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，刨刀工作行程時(shí)進(jìn)行切削，返回行程時(shí)不進(jìn)行切削，因此工作效率較低。工件則在刨刀每次退回后作橫向直線進(jìn)給。刨削加工時(shí)，在開(kāi)始切入時(shí)有沖擊，切削不平穩(wěn)。但是刨床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，刨刀的制造、刃磨、安裝都比較方便，所以通用性好。牛頭刨床常常用于單件小批生產(chǎn)及維修工作。插削的工作原理類似于牛頭刨床刨削，但工作位置是立式的，并可使用較精確的分度工作臺(tái)進(jìn)行分度加工。插床可用于加工多邊形孔，特別適用于加工鍵槽、盲孔或有障礙臺(tái)階的內(nèi)表面。龍門(mén)刨床的主運(yùn)動(dòng)是工件在工作臺(tái)上的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具的間歇進(jìn)給。龍門(mén)刨床適用于中、大批生產(chǎn)中的大型零件平面和溝槽等的加工。50

11.5.4提高刨削效率的主要方法刨削加工的主要缺點(diǎn)是有回程損失，因而在目前的生產(chǎn)車間，往往采用銑削代替刨削加工。針對(duì)刨削加工生產(chǎn)效率較低的缺點(diǎn)，可對(duì)刨削方法進(jìn)行如下改進(jìn)：

(1)正確選擇刀具材料、切削部分的幾何形狀以及切削角度和切削用量。

(2)對(duì)于難切材料可以采用一些特殊的刀具結(jié)構(gòu)和切削方法，以提高刀具的耐用度和生產(chǎn)率。例如對(duì)硬脆材料可采用滾切刨刀，對(duì)高錳鋼可采用等離子加熱刨削。

(3)采用雙行程切削，消除回程的空行程。

(4)對(duì)于尺寸大，加工面小而又分散的工件，可采用移動(dòng)刨削加工。

(5)采用多刃刨刀刀排和多刀架切削。5111.6鏜削加工52

鏜削加工通常作為大型和箱體零件上的孔的半精加工或精加工工序，其切削運(yùn)動(dòng)由刀具回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可通過(guò)工件或刀具的移動(dòng)來(lái)完成。在鏜床上可以完成鉆孔、鏜孔、車外圓、車螺紋、車端面和銑平面等工作，如表8所示。鏜削加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度Ra為0.63μ

m～2.5μ

m。11.6.1鏜削加工范圍

表8臥式銑鏜床基本工作范圍

53動(dòng)畫(huà)39麻花鉆鉆孔動(dòng)畫(huà)40套式擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔動(dòng)畫(huà)41套式鉸刀鉸孔動(dòng)畫(huà)42單孔鏜孔動(dòng)畫(huà)43單面鏜孔動(dòng)畫(huà)44鏜桿鏜孔54續(xù)表動(dòng)畫(huà)45锪端面動(dòng)畫(huà)46鏜端面動(dòng)畫(huà)47銑端面動(dòng)畫(huà)48徑向刀架鏜槽動(dòng)畫(huà)49飛刀架鏜淺孔動(dòng)畫(huà)50鏜半圓槽55

11.6.2鏜削加工工藝特點(diǎn)

鏜削加工的工藝特點(diǎn)為：

(1)鏜刀作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作平穩(wěn)，加工精度較高，適應(yīng)與有孔距精度要求的孔系加工。

(2)鏜刀可采用浮動(dòng)鏜刀，或有孔徑精密調(diào)整機(jī)構(gòu)，特別適合精密長(zhǎng)孔和大孔的孔系加工。

(3)使用鏜桿和支撐進(jìn)行鏜削，適用于箱體零件、非回轉(zhuǎn)體零件和大型零件的孔系加工。

(4)鏜削能靠多次走刀來(lái)校正孔的軸線偏斜。

(5)適應(yīng)性較強(qiáng)，可通過(guò)粗鏜、半精鏜和精鏜來(lái)達(dá)到不同的精度和表面粗糙度，可對(duì)有色金屬進(jìn)行精密加工。用一把鏜刀可對(duì)不同孔徑和長(zhǎng)度范圍的孔進(jìn)行加工。11.6.3鏜床（視頻12）56

鏜床是孔加工類機(jī)床，在鏜床上加工的孔，一般孔的長(zhǎng)徑比不能太大。鏜床按結(jié)構(gòu)形式可分為立式鏜床、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、深孔鏜床、精鏜床、汽車拖拉機(jī)修理用鏜床、專門(mén)化鏜床等，用得最多的為臥式鏜床和坐標(biāo)鏜床。鏜床加工精度要求較高，且孔的軸線有嚴(yán)格的同軸度、垂直度、平行度及孔間距離的精確性要求。

1.臥式鏜床臥式銑鏜床是應(yīng)用最為廣泛的一種鏜床（動(dòng)畫(huà)51）。鏜削運(yùn)動(dòng)可分為：

(1)主運(yùn)動(dòng)是主軸的旋轉(zhuǎn)。鏜刀裝在主軸上，隨主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)。

動(dòng)畫(huà)51

鏜床57

(2)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)能適合鏜削、鉆削、銑削、切螺紋等不同要求的進(jìn)給方式?？蛇M(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的有：主軸軸向、主軸箱垂向、滑座縱向、工作臺(tái)橫向、工作臺(tái)回轉(zhuǎn)等。視頻12.鏜削5859

坐標(biāo)鏜床是具有精密坐標(biāo)定位裝置的鏜床，屬于高精密機(jī)床，主要用于鏜削尺寸、形狀和位置精度要求高的孔系。坐標(biāo)鏜床還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、坐標(biāo)測(cè)量、精密劃線、刻線等工作。為了滿足高精度、高效率、自動(dòng)化的要求，很多坐標(biāo)鏜床已經(jīng)數(shù)控化，并在數(shù)控坐標(biāo)鏜床的基礎(chǔ)上發(fā)展成精密加工中心。普通坐標(biāo)鏜床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和精密加工中心的加