《機械制造基礎(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)重點和難點:

1.銑削加工的特點及應(yīng)用

2.銑削方式

3.銑削加工切削用量及切削層參數(shù)

4.銑床的種類及用途

5.銑刀的種類與用途

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、應(yīng)用及銑削方式1.銑削加工的特點及應(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，銑削時銑刀的旋轉(zhuǎn)運動為主運動，工件的移動為進(jìn)給運動。銑削可對工件進(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。銑削的工藝特點如下：（1）同一表面有多種加工方法及多種類銑刀（2）沖擊、振動大（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.銑削運動銑削運動由主運動與進(jìn)給運動組成。主運動是指銑刀的旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)給運動是指工件隨工作臺的直線移動。2.銑削用量銑削用量由銑削速度vc、進(jìn)給量f、背吃刀量（又稱銑削深度）ap和側(cè)吃刀量（又稱銑削寬度）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速度，可由下式計算: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)給量是指銑削時工件在進(jìn)給運動方向上相對于刀具的移動量。由于銑刀為多刃刀具，計算時按單位時間不同，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方向測量的切削層尺寸，單位為毫米（mm），如圖3-36所示。因周銑與端銑時相對于工件的方位不同，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方向和進(jìn)給運動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)切削層是指銑削時銑刀相鄰兩個刀齒在工件上形成的過渡表面之間的金屬層，如圖3-37（a）所示,線段AB與EF截至的兩條弧線所形成的弧形面積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，它對銑削過程有很大影響。圖3-37銑刀切削層參數(shù)示意圖3.3.3銑床的種類及用途常用的銑床有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床和工具銑床等。1.臥式銑床圖3-38為X6132型臥式升降臺銑床的外形，其主要部件有床身、主軸、橫梁、掛架、工作臺、轉(zhuǎn)臺、橫向溜板、升降臺、電氣控制和冷卻潤滑系統(tǒng)等組成。1-床身2-主軸3-橫梁4-掛架5-工作臺6-轉(zhuǎn)臺7-橫向溜板8-升降臺9-底座圖3-38X6132型臥式升降臺銑床X6132型臥式銑床的運動由主運動和進(jìn)給運動組成。（1）主運動主軸（銑刀）的回轉(zhuǎn)運動。（2）進(jìn)給運動工件的縱向、橫向和垂直方向的移動。2.立式銑床

立式銑床有立式升降臺銑床和萬能回轉(zhuǎn)頭銑床。（1）立式升降臺銑床這類銑床與臥式升降臺銑床的區(qū)別在于主軸采用立式布置，與工作臺面垂直，如圖3-39（a）所示。（2）萬能回轉(zhuǎn)頭銑床如圖3-39（b）所示為萬能回轉(zhuǎn)頭銑床結(jié)構(gòu)，與臥式升降臺銑床結(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4-床身5-升降臺6-電動機7-滑座8-萬能立銑頭9-水平主軸圖3-39立式升降臺銑床3.龍門銑床圖3-40龍門銑床4.萬能工具銑床圖3-41萬能工具銑床5.銑床附件

為擴大銑床的加工范圍，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、平口虎鉗等。圖3-43立銑頭示意圖3.3.4銑刀1.銑刀的種類與用途銑刀種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般由專業(yè)工具廠生產(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，每個刀齒可以看作是繞中心旋轉(zhuǎn)的一把簡單刀頭。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，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)合金面銑刀切入時沖擊力大，且硬質(zhì)合金脆性大，強度較低，故應(yīng)減小前角。當(dāng)銑削強度大、硬度高的材料時，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，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工作的齒數(shù)，使銑削平穩(wěn)，并使銑刀具有切削刃鋒利、實際前角增大等特點，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銑削過程的影響，與車刀主偏角在車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)計過程中，為確保銑刀剛性好、耐用，主偏角取小值，但加工速度會降低；反之對于容易切削的材質(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，沒有副切削刃，故沒有副偏角。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，此時應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性及刀具耐用度來選擇銑削用量。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（參見表3-9）進(jìn)行