《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件-03篇 第三單元 銑削加工

第三單元

銑削加工03篇

金屬切削加工基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo):1.能根據(jù)不同零件結(jié)構(gòu)選擇正確的銑削方式。2.能正確選擇銑削加工切削用量及切削層參數(shù)。3.能選擇銑刀的幾何參數(shù)。

4.能準(zhǔn)確選擇銑削用量。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):

1.銑削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用

2.銑削方式

3.銑削加工切削用量及切削層參數(shù)

4.銑床的種類(lèi)及用途

5.銑刀的種類(lèi)與用途

6.銑刀幾何參數(shù)的選擇

7.銑削用量的選擇3.3.1銑削加工的特點(diǎn)、應(yīng)用及銑削方式1.銑削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用銑削加工是切削加工中常用的方法，是指用多刃回轉(zhuǎn)刀具在銑床上切削加工平面、臺(tái)階面、型腔表面、溝槽、螺旋表面及成形表面等的方法，如圖3-33所示銑削加工的應(yīng)用。

一般情況下，銑削時(shí)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑削可對(duì)工件進(jìn)行的粗加工、半精加工，其加工精度可達(dá)IT9～I(xiàn)T7，精銑表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2～Ra1.6μm。銑削的工藝特點(diǎn)如下：（1）同一表面有多種加工方法及多種類(lèi)銑刀（2）沖擊、振動(dòng)大（3）生產(chǎn)率較高2.銑削方式（1）端銑方式端銑是指用銑刀端面上的齒進(jìn)行銑削。根據(jù)面銑刀相對(duì)于工件安裝位置的不同，可分為順銑和逆銑。如圖3-34所示。（2）圓周銑削方式圓周銑削方式即端銑，是指用圓柱銑刀圓周齒進(jìn)行銑削。周銑分逆銑和順銑兩種方式。逆銑是指銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反，如圖3-35（a）所示；順銑是指銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同，如圖3-35（b）所示。3.3.2銑削加工切削用量及切削層參數(shù)1.銑削運(yùn)動(dòng)銑削運(yùn)動(dòng)由主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組成。主運(yùn)動(dòng)是指銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指工件隨工作臺(tái)的直線(xiàn)移動(dòng)。2.銑削用量銑削用量由銑削速度vc、進(jìn)給量f、背吃刀量（又稱(chēng)銑削深度）ap和側(cè)吃刀量（又稱(chēng)銑削寬度）ae四要素組成。（1）銑削速度vc銑削速度即銑刀最大直徑處的線(xiàn)速度，可由下式計(jì)算:Vc=πdn/1000式中：d—銑刀直徑（mm）;n—銑刀轉(zhuǎn)速（r/min）。（2）進(jìn)給量f

進(jìn)給量是指銑削時(shí)工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于刀具的移動(dòng)量。由于銑刀為多刃刀具，計(jì)算時(shí)按單位時(shí)間不同，有以下三種度量方法:①每齒進(jìn)給量fz，其單位為毫米每齒（mm/z）。②每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f，其單位為毫米每轉(zhuǎn)（mm/r）。③每分鐘進(jìn)給量vf，又稱(chēng)進(jìn)給速度，其單位為毫米每分鐘（mm/min）。上述三者的關(guān)系為:vf=fn=zfzn一般銑床銘牌上所指出的進(jìn)給量為vf值。（3）背吃刀量（銑削深度）ap背吃刀量為平行于銑刀軸線(xiàn)方向測(cè)量的切削層尺寸，單位為毫米（mm），如圖3-36所示。因周銑與端銑時(shí)相對(duì)于工件的方位不同，故ap在圖3-36中的標(biāo)示也有所不同。（4）側(cè)吃刀量（銑削寬度）ae側(cè)吃刀量是指垂直于刀具軸線(xiàn)方向和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所在平面上工件被切削的切削層尺寸，單位為mm。3.切削層參數(shù)切削層是指銑削時(shí)銑刀相鄰兩個(gè)刀齒在工件上形成的過(guò)渡表面之間的金屬層，如圖3-37（a）所示,線(xiàn)段AB與EF截至的兩條弧線(xiàn)所形成的弧形面積AFBE即為切削層。切削層的形狀與尺寸規(guī)定在基面內(nèi)度量如圖3-37（b）所示，它對(duì)銑削過(guò)程有很大影響。圖3-37銑刀切削層參數(shù)示意圖3.3.3銑床的種類(lèi)及用途常用的銑床有臥式銑床、立式銑床、龍門(mén)銑床和工具銑床等。1.臥式銑床圖3-38為X6132型臥式升降臺(tái)銑床的外形，其主要部件有床身、主軸、橫梁、掛架、工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、橫向溜板、升降臺(tái)、電氣控制和冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成。1-床身2-主軸3-橫梁4-掛架5-工作臺(tái)6-轉(zhuǎn)臺(tái)7-橫向溜板8-升降臺(tái)9-底座圖3-38X6132型臥式升降臺(tái)銑床X6132型臥式銑床的運(yùn)動(dòng)由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組成。（1）主運(yùn)動(dòng)主軸（銑刀）的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件的縱向、橫向和垂直方向的移動(dòng)。2.立式銑床

立式銑床有立式升降臺(tái)銑床和萬(wàn)能回轉(zhuǎn)頭銑床。（1）立式升降臺(tái)銑床這類(lèi)銑床與臥式升降臺(tái)銑床的區(qū)別在于主軸采用立式布置，與工作臺(tái)面垂直，如圖3-39（a）所示。（2）萬(wàn)能回轉(zhuǎn)頭銑床如圖3-39（b）所示為萬(wàn)能回轉(zhuǎn)頭銑床結(jié)構(gòu)，與臥式升降臺(tái)銑床結(jié)構(gòu)非常相似。在立式銑床上可安裝立銑刀或面銑刀，能加工平面、斜面、臺(tái)階或鍵槽等，還可以加工T形槽、內(nèi)外圓弧及凸輪等。1-立銑頭2-主軸3-工作臺(tái)4-床身5-升降臺(tái)6-電動(dòng)機(jī)7-滑座8-萬(wàn)能立銑頭9-水平主軸圖3-39立式升降臺(tái)銑床3.龍門(mén)銑床圖3-40龍門(mén)銑床4.萬(wàn)能工具銑床圖3-41萬(wàn)能工具銑床5.銑床附件

為擴(kuò)大銑床的加工范圍，提高生產(chǎn)率，在銑床上配以相應(yīng)的附件。常用的附件有分度頭、立銑頭、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平口虎鉗等。圖3-43立銑頭示意圖3.3.4銑刀1.銑刀的種類(lèi)與用途銑刀種類(lèi)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般由專(zhuān)業(yè)工具廠(chǎng)生產(chǎn)。尺寸較小的銑刀一般用高速鋼做成整體式結(jié)構(gòu)；尺寸較大的銑刀一般做成鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為硬質(zhì)合金或者高速鋼，刀體為合金結(jié)構(gòu)鋼或者中碳鋼。如圖3-46所示為常用的銑刀類(lèi)型。2.銑刀的幾何參數(shù)

銑刀有圓柱銑刀和端銑刀兩種，每個(gè)刀齒可以看作是繞中心旋轉(zhuǎn)的一把簡(jiǎn)單刀頭。圓柱銑刀的標(biāo)注角度如圖3-47所示。端銑刀各部分的結(jié)構(gòu)以及標(biāo)注角度如圖3-48所示。3.銑刀幾何參數(shù)的選擇（1）前角的選擇銑刀前角應(yīng)根據(jù)刀具和工件的材料確定。高速鋼圓柱銑刀加工塑性材料時(shí)，切屑變形較大，切屑與前面摩擦較大，應(yīng)取較大的前角。硬質(zhì)合金面銑刀切入時(shí)沖擊力大，且硬質(zhì)合金脆性大，強(qiáng)度較低，故應(yīng)減小前角。當(dāng)銑削強(qiáng)度大、硬度高的材料時(shí)，可采用負(fù)前角。前角具體數(shù)值可參考表3-6。（2）后角的選擇

在銑削過(guò)程中，由于銑刀刀齒切削厚度比較小，一般磨損主要發(fā)生在后刀面上，采用較大后角可以減小磨損；當(dāng)采用較大的負(fù)前角時(shí)，可適當(dāng)增加后角，具體數(shù)值可參考表3-7。3）刃傾角的選擇

立銑刀和圓柱銑刀的外圓螺旋角β就是刃傾角λs。增大刃傾角可以增加同時(shí)工作的齒數(shù)，使銑削平穩(wěn)，并使銑刀具有切削刃鋒利、實(shí)際前角增大等特點(diǎn)，可改善銑刀的工作性能。銑削寬度較窄的銑刀，增大β意義不大，故一般取β=0或較小的值。螺旋角的具體數(shù)值可參考表3-8。（4）主偏角與副偏角的選擇

面銑刀主偏角的作用及其對(duì)銑削過(guò)程的影響，與車(chē)刀主偏角在車(chē)削中的作用和影響相同。常用的主偏角取45°、60°、75°、90°。主偏角越小，其徑向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也隨之減小。所以在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保銑刀剛性好、耐用，主偏角取小值，但加工速度會(huì)降低；反之對(duì)于容易切削的材質(zhì)，主偏角取大值，以提高切削速度。副偏角一般取5°～10°。

圓柱銑刀只有主切削刃，沒(méi)有副切削刃，故沒(méi)有副偏角。主偏角為90°。4.銑削用量的選擇銑削用量的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)工件的加工精度、銑刀的耐用度及機(jī)床的剛性進(jìn)行選擇，首先選定銑削深度，其次是每齒進(jìn)給量，最后確定銑削速度。按加工精度不同選擇銑削用量的一般原則如下。（1）粗加工因粗加工余量較大，精度要求不高，此時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性及刀具耐用度來(lái)選擇銑削用量。一般選取較大的背吃刀量和側(cè)吃刀量，使一次進(jìn)給盡可能多地切除毛坯余量。在刀具性能允許的條件下應(yīng)以較大的每齒進(jìn)給量（參見(jiàn)表3-9）進(jìn)行