《铣工技术》特性沟槽铣削.ppt

铣工技术,第六章 特性沟槽铣削,2023/9/20,铣工技术,2023/9/20,铣工技术,2023/9/20,铣工技术,2023/9/20,铣工技术,2023/9/20,铣工技术,在机械制造和传动技术领域中，特形沟槽的应用是十分广泛的，如放置圆柱形工件的V形槽、铣床上安装各类夹具和工件的T形槽、机床横梁上的燕尾槽及与半圆键配合带动齿轮传动的半圆键槽等都属于特形沟槽。这些特形沟槽通常用刃口形状与其形状相应的铣刀来铣削。,2023/9/20,铣工技术,6.1.1 V形槽 V形槽结构特殊，应用非常广泛，在许多夹具上都采用V形槽来定位工件，有些机床上还采用V形槽导轨。精度不高的V形槽常采用铣削方式，精度较高的V形槽铣削后还需采用磨削等精加工方式。V形槽通常为长方体，按夹角分类通常分为90、120、150等几种由于V形槽一般用来支撑轴类零件并对工件进行定位，因此其对称度与平行度要求较高，这是加工V形槽时需要保证的重要精度。其次，为了保证与配合件的正确配合，V形槽的底部与直角槽相通，该直角槽较窄，一般采用锯片铣刀铣削。V形槽的铣削方法较多，一般是使用角度铣刀直接铣出，也可采用改变铣刀切削位置或改变工件装夹位置的方法铣削。,6.1 铣V形槽,2023/9/20,铣工技术,6.1.2 V形槽的铣削方法 铣削V形槽前，一般要铣削底面的直角槽和中间窄槽。铣削底面的直角槽时利用机用虎钳进行装夹，根据槽宽选用合适的立铣刀进行铣削。直角槽的作用是避免V形铁安放时不稳定，如图6-1所示。,2023/9/20,铣工技术,使用铣刀加工V形槽之前，应先用锯片铣刀将槽中间的窄槽铣出，再选用合理的方法进行斜面的铣削，如图6-2所示。窄槽的作用是当用角度铣刀铣V形面时保护刀尖不易被损坏，同时，使V形槽面与其相配合的零件表面能够紧密贴合，如图6-3所示。,2023/9/20,铣工技术,铣削中间窄槽时，可以按工件表面画出的对称槽宽参照横向对刀具体操作方法对刀，也可用换面对刀法对刀。具体操作如下：工件第一次铣出切痕后，将工件回转180，以另一侧面定位再次铣出切痕，目测两切痕是否重合，如有偏差，按偏差的一半微量调整横向工作台，直至两切痕重合。,2023/9/20,铣工技术,1.调整立铣头用立铣刀加工V形槽 夹角等于或大于90的V形槽，可调整立铣头角度用立铣刀加工，如图6-4所示。首先应将立铣头转过V形槽半角并固定，然后把工件装夹好，横向移动工作台进行铣削。具体操作方法如下：先将立铣刀刀尖对准中间窄槽中心线，调整铣削深度，将一侧铣削至尺寸，然后把工件转180装夹，再铣削另一侧至相同的深度。由于工作台纵向固定不动，铣削深度一致，因此，V形槽对矩形工件两侧对称性较好。尤其是V形槽较宽，而角度铣刀宽度不够时，或V形槽夹角大于90时，常采用这种铣削方法。,2023/9/20,铣工技术,铣削V形槽操作步骤如下：（1）换刀。换装对称双角度铣刀，在不影响横向移动的前提下，铣刀尽可能靠近铣床主轴，以增强刀柄的刚度。（2）对刀。对刀时，目测使铣刀刀尖处于窄槽中间，垂向上升，使铣刀在窄槽槽口铣出切痕。如图6-5所示，微量调整横向，使铣出的两切痕基本相等，此时窄槽已与双角度铣刀中间平面对称。同时，当铣刀的锥面刃与槽口恰好接触时，可作为垂向对刀记号位置。,2.在卧式铣床用双角度铣刀加工V形槽,2023/9/20,铣工技术,（3）计算V形槽深度。如图6-6所示，根据V形槽槽口的宽度尺寸B和槽形角以及中间窄槽的宽度b，计算V形槽的深度。,2023/9/20,铣工技术,（4）粗铣。如图6-7所示，根据加工余量的大小，可将整个加工分为多次粗铣和一次精铣。在每次粗铣后，应用游标卡尺测量槽的对称度，并适当调整横向工作台，调整量为误差的1/2。,2023/9/20,铣工技术,5）预检。在完成粗铣后，取下工件，放置在测量平板上，预检槽的对称度。如图6-8所示，测量时应以工件的两个侧面为基准，在V形槽内放入标准圆棒，用百分表测出圆棒的最高点，然后将工件翻转180，再用百分表测量圆棒最高点，若示值不一致，需按示值差的一半再进一步调整工作台横向进给，试铣，直至符合对称度要求。（6）精铣。对称度调整好以后，把刀具移至合适加工位置，按精铣余量上升工作台，精铣V形槽，此时可根据经验法或查表法，把转速提高一个档次，进给速度降低一个档次，以提高表面质量。,2023/9/20,铣工技术,。,3.在卧式铣床用单角度铣刀加工V形槽 在没有双角度铣刀的情况下，也可采用单角度铣刀加工V形槽，如图6-9所示。单角度铣刀的角度等于V形槽形角度的一半，用单角度铣刀先铣削好V形槽的一侧，然后将工件翻转180装夹，再铣削另一侧。或者将铣刀卸下转动180，重新安装好后，将V形槽铣出。这种方法虽然费时，但是装夹位置准确，铣削出的V形槽对称度较好。,2023/9/20,铣工技术,4.改变工件装夹位置加工V形槽 在卧式或万能铣床上，工件装夹时将V形槽的V形面与工作台台面找正至平行或垂直位置，可以采用三面刃铣刀、立铣刀和面铣刀等来加工V形槽，如图6-10所示。,2023/9/20,铣工技术,5.用组合铣刀铣V形槽 在批量生产中，为了提高效率也常采用组合铣削的方法，即将锯片铣刀和两个直径、角度相同而刀刃刃口相反的单角铣刀并装在一起，组成所需要的角度，如图6-11所示。这样，一次走刀即可将窄槽和V形槽同时铣出来。,2023/9/20,铣工技术,6.1.3 V形槽的检测,V形槽检测项目包括V形槽宽度B、V形槽槽形角和V形槽对称度。1.V形槽宽度B的检测 用卡尺直接测量槽宽B，测量简便，但精度较差。如图6-12所示，用标准圆棒间接测量精度较高，先间接测得h，然后根据公式计算得出V形槽宽度B。,式中，R为标准圆棒半径（mm）；为V形槽槽形角（）；h为标准圆棒顶点至V形槽上平面距离（mm）。量具可用游标高度尺，如图6-13所示。,2023/9/20,铣工技术,2.V形槽槽形角的检测 V形槽槽形角一般用万能游标量角器或角度样板测量，如图6-14所示。比较精确的测量是选用两根不同直径的标准圆棒进行间接测量，如图6-15所示。测量时，分别测得H和h，然后按公式计算，求出槽形角实际值。,式中，R为较大标准圆棒半径（mm）；r为较小标准圆棒半径（mm）；H为较大标准圆棒顶点至V形槽底面距离（mm）；h为较小标准圆棒顶点至V形槽底面距离（mm）。,2023/9/20,铣工技术,3.V形槽对称度的检测 测量V形槽对称度，可将工件放在平台上，以两侧面为基准，将标准圆棒放入V形槽内，分别测量标准圆棒与工件两侧面的距离，如距离相等，则V形槽（即工件）中心相对两侧面平行且两侧面相对于中心对称，如图6-16所示。,2023/9/20,铣工技术,6.2.1 T形槽 T形槽在机器零件上经常遇到。例如，铣床工作台台面上用来定位和紧固分度头、机用虎钳等夹具或直接安装工件的槽就是T形槽。T形槽一般可在铣床和刨床上进行加工，铣T形槽如图6-17所示。,6.2 铣T形槽,2023/9/20,铣工技术,T形槽在铣床上铣削时可以分为铣直角槽、铣底槽和倒角三个步骤完成，如图6-18所示。,2023/9/20,铣工技术,6.2.2 T形槽的铣削方法 1.工件的装夹、校正与铣刀的选择 1）工件的装夹与校正 工件的装夹可根据工件形状和尺寸的不同，采用不同的装夹方法。工件尺寸较小时，可用机用虎钳夹持铣削。如果工件的尺寸较大，应将工件直接平压在铣床工作台台面上加工，采用这种方法铣削时，工件平稳，切削振动小。T形槽槽口方向应与工作台进给方向一致，再用百分表校正工件上平面与工作台台面的平行度，使它与铣床工作台台面基本平行，以保证T形槽的铣削深度一致。铣T形槽首先需按照所划槽线来校正工件的位置，当找正槽线时，如果工件侧面已经加工过，可在工作台台面上紧固一个平铁，将平铁找正，用工件侧面靠紧定位平铁，压紧工件即可。如果工件的侧面未加工，可用大头针粘在刀尖上，按工件已经画好的槽加工线校正工件。,2023/9/20,铣工技术,2）铣刀的选择 T形槽结构形式不同，选用的铣刀也不同。如果T形槽两端是封闭的，应选用立铣刀或键槽铣刀铣削直角槽。立铣刀加工前应在T形槽的两端各钻一个落刀孔，落刀孔的直径应大于T形槽的总宽度，深度应略小于T形槽的总深度，如图6-19所示。,2023/9/20,铣工技术,如果T形槽两端是开敞的，应选用宽度和直角槽槽宽相等的三面刃铣刀和立铣刀加工直角槽，然后用T形槽铣刀加工T形槽。T形槽铣刀是专门用来加工T形槽底槽的，通常有锥柄和直柄两种，如图6-20所示。其切削部分与盘形铣刀相似，又可分为直齿和交错齿两种。较小的T形槽铣刀，由于受T形槽直角槽部分尺寸的限制，刀具柄部和刀头连接部分直径较小，因而刀具刚度和强度均比较小。应根据T形槽的尺寸选用直径和厚度合适的T形槽铣刀。T形槽铣刀的规格应与所要铣削的T形槽尺寸相符，要注意T形槽铣刀的颈部直径要小于直角槽的宽度。,2023/9/20,铣工技术,2.T形槽铣削步骤 1）铣削直角槽 铣削直角槽可以在卧式铣床上用三面刃盘形铣刀或在立式铣床上用立铣刀加工。铣刀安装好后，摇动工作台，使铣刀对准工件毛坯上的线印，并紧固防止工作台横向移动的手柄。开始切削时，采取手动进给，铣刀全部切入工件后，再用自动进给进行切削，铣削出直角槽，如图6-21所示。,2023/9/20,铣工技术,2）铣削T形槽底槽 如图6-22所示，铣削T形槽底槽的步骤如下：（1）对刀时先调整工作台，使T形槽铣刀的端面处于工件表面（即T形槽的加工面）的上方，在工件表面涂上粉笔，升高工作台，当铣刀刚好擦到粉笔时记好刻度，退刀后升高工作台台面，使得工件与刀具的相对位置符合图纸尺寸要求位置，这时槽就已经对好。然后调整铣床，使T形槽铣刀尽量接近工件，观察铣刀两侧刃是否同时碰到直角槽槽侧，切出相等的切痕。,2023/9/20,铣工技术,（2）铣削时先手动进给，待底槽铣出一小部分时，测量槽深，如符合要求可继续手动进给。当铣刀大部分进入工件后可使用机动进给，在铣刀铣出槽口时也最好采用手动进给。铣削好T形槽后，换装倒角铣刀倒角，如图6-23所示。铣削倒角时应注意两边的对称度。（3）若T形槽铣刀直径小时，可采用逆铣法铣削一边，再铣削另一边，达到T形槽槽宽的尺寸要求；若铣刀厚度不够时，可以分多次铣削，即先铣削上面，再铣削底面，逐步达到T形槽槽深的尺寸要求，这样槽底面的表面粗糙度值会小一些。,2023/9/20,铣工技术,3.铣削T形槽容易出现的问题及注意事项 铣削T形槽容易出现的问题及注意事项如下：（1)用T形槽铣刀铣削时，切削部分埋在工件内，切屑不易排出。应经常退出铣刀，清除切屑。（2)用T形槽铣刀铣削时，切削热不易散发，易使铣刀产生退火而丧失切削能力，所以应充分浇注切削液。（3)T形槽铣刀铣削时切削条件差，所以要采用较小的进给量和较低的切削速度。,2023/9/20,铣工技术,6.2.3 T形槽的检测 T形槽的检验比较简单。要求不高的T形槽可用游标卡尺测量槽宽、槽深以及槽底与直角槽的对称度；要求比较高的基准槽可在平板上用杠杆表检测它与基准的平行度，也可用内径千分尺或塞规进行检验。,2023/9/20,铣工技术,6.3.1 燕尾槽 燕尾槽是机械零部件联结中广泛采用的一种结构，用来作为机械移动部件的导轨，如铣床身和悬梁相配合的导轨槽、升降台导轨、车床拖板等。燕尾槽分为内燕尾槽和外燕尾槽，它们是相配合使用的，如图6-24所示。其角度、宽度和深度都有较高的精度要求，对燕尾槽上斜面的平面度要求也较高，且表面粗糙度值Ra要小。精度要求较高的燕尾倒轨铣削后还需经过磨削、刮削等精密加工。燕尾槽的角度有45、50、55、60等多种，一般采用55。,6.3 铣燕尾槽,2023/9/20,铣工技术,6.3.2 燕尾槽的铣削方法 1.工件的装夹、校正与铣刀的选择 1）工件的装夹与校正 工件的装夹可根据工件形状和尺寸的不同，采用机用虎钳夹持铣削或将工件直接平压在铣床工作台上加工。校正工件时可先将工件的上平面与工作台台面找正使之平行，以保证铣出的燕尾槽深浅一致。然后再将燕尾槽的加工线校正，找正的方法可参照T形槽找正法。,2023/9/20,铣工技术,2）铣刀的选择 加工燕尾槽的方法与加工T形槽的方法相似，也是先加工出直角槽，然后用带柄的角度铣刀（燕尾槽铣刀）铣出燕尾槽。燕尾槽铣刀有锥柄和直柄两种，如图6-25所示。其切削部分与单角度铣刀相似，铣刀可用铣夹头或快换夹头装夹。为了使铣刀有较好的刚度，刀柄不宜伸出太长。,2023/9/20,铣工技术,在铣削燕尾槽时要正确选用铣刀，加工直角槽应选用立铣刀或三面刃铣刀。如何选用燕尾槽铣刀是关键，首先应根据图纸燕尾槽标注尺寸得出燕尾槽的角度，再相应地选用角度与槽形角相等的刀具；铣刀的直径与厚度应根据燕尾槽的宽度与深度选择。在满足加工条件的同时，应尽量选用直径较大的燕尾槽铣刀，这样铣刀的刚度会稍好一些，以便能承受较大的切削力。,2023/9/20,铣工技术,2.燕尾槽的铣削步骤 1）铣削凹直角槽和凸台直角 在卧式铣床上用三面刃盘形铣刀或在立式铣床上用立铣刀，铣削出凹凸直角，如图6-26所示。铣出的凹凸直角宽度应按图纸要求铣削，深度应留有0.30.5 mm的余量，等到加工燕尾时将此余量一起铣去，这样就不会产生接刀痕。,2023/9/20,铣工技术,2）燕尾槽加工将加工好的直角槽加工成燕尾槽，如图6-27所示。,2023/9/20,铣工技术,由于燕尾槽的加工要求较高，故铣削燕尾槽时应分粗、精两次进行。粗铣时留0.5 mm的精铣余量。铣削时常用逆铣法，先铣好一侧面后再铣另一侧。燕尾槽尺寸较小时，可两侧同时铣出。由于铣刀颈部较细，强度差，所以不能一次铣去全部余量，可分多次铣削加工到尺寸。精铣燕尾槽两侧时，需达到图纸要求的尺寸和对称度要求。对于内燕尾槽来说，槽宽不能直接测出，应借助两根标准直径的圆棒放在槽内，用游标卡尺或内径千分尺测出两棒之间的尺寸，用量角器测出槽形角，经过换算才能获得槽宽尺寸。燕尾槽的对称度可采用分别测出斜面到工件侧面的距离加以比较。经过综合分析，确定燕尾槽两侧斜面的加工余量，进行最后的精铣，从而达到尺寸要求和对称度要求。当铣削在长度方向带斜度的燕尾槽时，一般先铣好不带斜度的一侧，再将工件调整到与工作台进给方向成规定斜度后锁紧，铣出带斜度的一侧。,2023/9/20,铣工技术,3.铣削燕尾槽时的注意事项 铣削内、外燕尾槽时，铣削条件与铣削T形槽时相同，而燕尾槽铣刀刀尖处的切削性能和强度均较差，故更应注意冷却充分、合理排屑及减小铣削力。每次进刀铣削时均采用逆铣，纵向进给时采用手动进给切入工件，然后采用机动进给铣削，快加工完此工步时，最好也采用手动进给。,2023/9/20,铣工技术,燕尾槽的检测(1)如图6-28所示，用万能角度尺和深度千分尺测量内燕尾槽或外燕尾槽槽形角大小和深度或高度尺寸。,2023/9/20,铣工技术,(2)如图6-29(a)所示为用两根标准圆棒间接测量槽宽，在槽内放两根标准圆棒，用内径千分尺或精度较高的游标卡尺测量出两标准圆棒之间的尺寸，用下式计算出内燕尾槽的宽度A1。,（6-4）,式中，M1为两标准圆棒内侧距离（mm）；d为标准圆棒的直径（mm）；为内燕尾槽槽形角（）；h 为内燕尾槽槽深（mm）。,2023/9/20,铣工技术,（3）外燕尾槽的测量方法与内燕尾槽相同。如图6-29（b）所示，用两根标准圆棒间接测量外燕尾槽宽度尺寸，用外径千分尺测出两标准圆棒之间的尺寸，用以下公式计算出外燕尾槽的宽度A2。,（6-5）,式中，M2为两标准圆棒外侧距离（mm）；d为标准圆棒的直径（mm）；为外燕尾槽槽形角（）。,2023/9/20,铣工技术,半圆键槽 半圆键是键的一种特殊形式。因为它便于轴的安装，所以在机械传动中被广泛采用。在轴上与半圆键相配合的槽是半圆键槽。通常用半圆键槽铣刀进行铣削，如图6-30所示。半圆键槽铣刀与T形槽铣刀相似，属于成形铣刀。,6.4 铣半圆键槽,2023/9/20,铣工技术,半圆键槽的铣削方法 1.工件装夹、找正与铣刀选择 1）工件的装夹与找正 半圆键槽铣刀可安装在立式或卧式铣床上加工半圆键槽，分别如图6-31和图6-32所示。铣刀的端面带有中心孔，在卧式铣床上安装铣刀时可在挂架上安装顶尖，顶住铣刀中心孔，以增加铣刀的刚度，所以在卧式铣床上加工半圆键槽比较稳定。,2023/9/20,铣工技术,工件装夹时，长度尺寸较短的轴一般用机用虎钳装夹。如图6-33所示，安装机用虎钳时，应使固定钳口与横向工作台进给方向平行，将工件两端夹在钳口一端，但是最好在钳口的另一端用同等长度的物体作为支撑，起到使机用虎钳两端受力平衡的作用。如果轴的长度较长，也可以采用图6-31和图6-32的方法，用分度头和顶尖采用一夹一顶的方式进行工件的装夹。为了使铣出的槽两侧与工件轴心线平行，应校正分度头主轴与尾座顶尖的轴心线，与工件纵向进给方向及工作台台面平行。校正时可在分度头主轴与尾座顶尖间安装心轴，校正心轴的上母线和侧母线。也可以采用V形铁和压板装夹工件，如图6-34所示。,2023/9/20,铣工技术,2）铣刀的选择 半圆键槽铣刀直径应略大于半圆键的直径，半圆键槽的配合精度较高，因此，半圆键槽铣刀的宽度也很精确。所以在选用铣刀时要根据半圆键槽的基本尺寸选择铣刀的外径和宽度。铣刀的宽度可用千分尺进行测量。铣刀在机床上安装后，应用百分表校正铣刀的端面圆跳动，跳动量应控制在允许的精度范围以内，如图6-35所示。,2023/9/20,铣工技术,2.在卧式铣床上铣半圆键槽 1）切痕对刀 根据图纸要求，用刚直尺确定铣刀中心至工件端面的距离，如图6-36所示。然后开动铣床，垂向微量上升工作台，切出痕迹，用刚直尺或游标卡尺测量工件端面至切痕中间的距离是否符合要求，若不符合则调整纵向工作台。采用切痕对刀的方法调整铣刀侧面对工件轴心的对称度，对刀后将横向及纵向工作台锁紧。,2023/9/20,铣工技术,2）铣半圆键槽 铣削时根据尺寸要求铣至规定深度，如图6-37所示。在铣削过程中，由于半圆键槽铣刀的铣削面由小到大，铣削余量也越来越大，铣刀的强度又较差，所以一般用手动进给铣削。若采用机动进给，必须采用较小的进给量，最后留0.51 mm的余量，改用手动进给，否则会因为铣削过深而损坏铣刀和产生废品。铣到要求尺寸后，让铣刀在半圆键槽内空转数转后再垂向退出工件，以提高半圆键槽的表面质量。因为刀具刚度差，排屑困难，所以，铣削过程中应充分冲注切削液。,2023/9/20,铣工技术,6.4.3 半圆键槽的检测 半圆键槽的检测步骤如下：（1）半圆键槽的宽度一般用塞规、游标卡尺和内径千分尺进行检测。（2）半圆键槽关于轴线的对称度检测的方法与轴上键槽对称度的检测方法基本相同，可参照其检测法。（3）半圆键槽的深度一般用间接的方法测量。选取一块直径和厚度都小于半圆键槽铣刀的圆柱体放入槽内，如图6-38所示。可用外径千分尺或游标卡尺测得读数后减去圆柱直径即为槽的深度尺寸（从槽底到轴的下素线的距离）。,2023/9/20,铣工技术,谢谢！,