机械制造实训教程教学课件.ppt

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1、在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,第四章铣削加工,4.1概 述,铣削加工：在铣床上用旋转的铣刀切削工件上各种表面或沟槽的方法。铣削加工是金属切削加工中常用的方法之一。,铣削运动与铣削用量,铣削运动有主运动和进给运动；铣削用量有切削速度和进给量，如图所示。,(1)主运动及铣削速度（v）。铣刀的旋转运动是主运动，主运动的线速度为切削速度，可用下式计算，即 VDn1000(m/min)=Dn100060(m/s)式中：D铣刀直径(mm)；n铣刀每分钟转速(r/min),(2)进给运动及进给量 工件

2、的移动是进给运动，铣削进给量有进给速度（Vf）、每转进给量（f）、每齿进给量（af）这三种表示形式：进给速度（Vf）：每分钟工件相对铣刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/min。,每转进给量（f）：铣刀每转过一转时，工件相对铣刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。每齿进给量（af）：铣刀每转过一个齿时，工件相对铣刀沿进给方向移动的距离，单位为mm/z。,种进给量之间的关系如下，即v f n azn式中：n铣刀每分钟转速（r/min）；z铣刀齿数。,(3)铣削深度（a）。指平行于铣刀轴线方向上切削层的尺寸，单位为mm。(4)铣削宽度（a）。指垂直于铣刀轴线方向上切削层的尺寸，单位为mm。,铣削

3、加工的特点及加工范围,铣削加工的特点铣削加工时，由于铣刀是多齿刀具，属于断续切削，因而刀具的散热条件好，可以提高切削速度，故生产效率较高。由于铣刀刀齿的不断切入和切出，使切削力不断变化，因此易产生冲击和振动。铣刀的种类很多，铣削加工的范围也很广泛。,铣削加工的范围铣削主要用于加工平面，常用于加工垂直面、台阶面、各种沟槽和成形面等利用万能分度头还可以进行分度件的加工工件上钻、镗加工，也可以在铣床上进行铣削加工的工件尺寸公差等级一般为IT7IT9 级，表面粗糙度为 R1.6 6.3m,【实训操作与思考】,观看实训指导老师现场操作铣床，熟悉铣削加工的相关实例。铣削的主要加工范围有哪些？若铣床主轴的转

4、速 n210r/min，铣刀的外径 D100mm，铣削的工件的长度L200mm，每转进给量 f0.15mm/r。试求：铣削速度 v；进给速度 v；,4.2铣床和铣刀,铣床的种类和型号铣床的种类很多，最常用的是卧式铣床和立式铣床，此外还有龙门铣床、工具铣床、键槽铣床、螺纹铣床等各种专用铣床。近年来又出现了数控铣床，以满足多品种，小批量的生产。,铣床的型号和其他加工机床型号一样，按照JB1838-85金属切削机床型号编制方法的规定表示。如X6132，其中，X为分类代号：铣床类机床；61为组系代号：万能卧式；32为主参数：工作台宽度的1/10，即工作台宽度为320mm。以前规定的铣床型号，其表示方法

5、与JB1838-85规定有所不同，如X62W，其中，X为铣床；6为卧式；2为2号工作台（台面宽320mm）；W为万能。,万能卧式铣床万能卧式铣床是铣床中应用最广泛的一种机型，它的主轴轴线与工作台平面平行，呈水平位置。工作台可沿纵、横、垂直个方向移动，还可以在水平平面内回转一定角度，以适应不同铣削的需要。,床身：用来固定和支撑铣床上所有的部件，电动机，主轴变速机构，主轴等安装在其内部。横梁：上面装有吊架，用以支撑刀杆外伸，增加刀杆的刚性。横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其伸出的长度。主轴：主轴是空心轴，前端有的精密锥孔，用以安装铣刀杆并带动铣刀旋转。,纵向工作台：上面有形槽，用以装夹工件或夹具

6、，下面通过螺母与丝杆螺纹连接，可在转台的导轨上纵向移动，侧面有固定挡铁，以实现机床的机动纵向进给。转台：上面有水平导轨，供工作台纵向移动，下面有横向工作台用螺栓连接，松开螺栓，可使纵向工作台在水平平面内旋转一个角度（最大为），获得斜向移动，用于加工螺旋工件。,横向工作台：位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台横向移动，用以调整工件与铣刀之间的横向位置或获得横向进给。升降台：可使整个工作台沿着床身的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离，并可作垂直进给。带有转台的卧式铣床称为万能卧式铣床，不带转台即不能扳转角度的铣床称为卧式铣床。,万能卧式铣床的传动包括主运动传动和进给运动传动。主运

7、动传动：主电动机主轴变速机构主轴刀具旋转运动,进给运动传动：,立式铣床,立式铣床如图所示，它与卧式铣床的主要区别是主轴与工作台台面相垂直。立式铣床的头架还可以在垂直面内旋转一定的角度，以便铣削斜面。,铣床的主要附件,铣床的主要附件有万能立铣头、机用平口钳、圆形工作台以及铣刀杆和万能分度头等。万能立铣头。在卧式铣床上装上万能立铣头，可根据铣削的需要，把立铣头主轴扳成任意角度。,机用平口钳。它是一种通用夹具，使用时，先校正平口钳在工作台的位置，然后再夹紧工件。校正平口钳的方法有种：用百分表校正，如图（）所示；用直角尺校正；用划线针来校正。,圆形工作台。即回转工作台，如图（）所示。它的内部有一副蜗轮

8、蜗杆，手轮与蜗杆同轴连接，转台与蜗轮连接，转动手轮，通过蜗轮蜗杆的传动使转台转动。,如图（）所示为在回转工作台上铣圆弧槽的情况，利用螺栓压板将工件夹紧在转台上，铣刀旋转后，摇动手轮使转台带动工件进行圆周进给，铣削圆弧槽。,【实训操作与思考】,在实训指导老师的指导下，练习操纵62万能卧式铣床。62的操纵系统如图所示（练习操作包括：停车时，主轴转速的变换、进给量的调整和工作台手动纵向、横向、升降移动；低速开车时，工作台机动纵向进给、工作台机动横向或升降进给和快动）。,卧式万能铣床由哪几个主要部分组成？其作用是什么？62和6132各表示什么意义？,铣刀,铣刀的种类和用途铣刀的种类很多：按材料不同，可

9、分为高速钢和硬质合金两大类按刀齿与刀体是否为一整体可分为整体式和焊接式两类按铣刀的安装方法可分为带孔铣刀和带柄铣刀两类,按铣刀的用途和形状可分为如下几类：圆柱铣刀。如图（）所示，它仅在圆柱表面上有切削刃，用于卧式铣床加工平面。,端铣刀。如图（）所示，刀齿分布在铣刀的端面和圆柱面上，多用于立式铣床加工平面，也可用于卧式铣床加工平面。,立铣刀。如图所示，它是一种带柄铣刀，有直柄和锥柄两种。适于铣削沟槽、台阶面以及按靠模加工凸轮曲线等。,键槽铣刀和形槽铣刀。如图所示，它是专门加工键槽和形槽的。,三面刃铣刀和锯片铣刀。三面刃铣刀一般用在卧式铣床上加工直角槽，如图（）所示，还可以加工台阶面和较窄的侧面等

10、。锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽，如图（）所示。,角度铣刀。主要用在卧式铣床上加工各种角度的沟槽。角度铣刀分为单角和双角，双角铣刀又分为对称角铣刀和不对称角铣刀。成形铣刀。主要用在卧式铣床上加工各种成形面和左右双角铣刀。,铣刀的安装,带孔铣刀的安装。带孔铣刀中的圆柱形或者圆盘形铣刀，常用长刀杆安装，如图所示。,带孔铣刀中的端铣刀常用短刀杆安装，如图所示。,锥柄铣刀的安装。锥柄铣刀的安装如图（）所示。根据铣刀锥柄的大小，选择合适的变锥套，将各配合表面擦净，然后用拉杆把铣刀及变锥套一起拉紧在主轴上。,直柄铣刀的安装如图（）所示。用弹簧夹头安装，铣刀的直柄插入弹簧套内，旋紧螺母，压紧弹簧套的端面

11、，使弹簧套的外锥面受压而孔径缩小，夹紧直柄铣刀。,【实训操作与思考】,在实训老师的指导下，练习在卧式铣床上安装圆柱铣刀，安装步骤如图所示。,在长刀杆上安装圆盘铣刀时，应该注意哪些事项？铣平面、台阶面、轴上的键槽时应注意什么？为什么铣刀做成多齿刀具？,4.3铣平面、斜面、台阶面,用圆柱铣刀铣平面在卧式铣床上，利用圆柱铣刀的周边切削刃进行的铣削，称为周边铣削，如图所示。铣平面分为顺铣和逆铣两种。,顺铣。在铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削，如图所示。,逆铣。在铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相反的铣削，如图所示。,（）铣削

12、步骤,首先选择与安装铣刀，由于螺旋齿铣刀铣平面时，排屑顺利，铣削平稳，所以常用螺旋齿铣刀铣平面。在工件表面粗糙度 R值较小，且加工余量不大时，选用细齿铣刀；表面粗糙且加工余量较大时，选用粗齿铣刀。,铣刀的刃长最好要大于工件待加工面的宽度，以保证一次进给铣完待加工面。尽量选取小直径铣刀，以免产生振动而影响表面质量。,再选择铣削用量。根据工件材料、加工余量、工件宽度及表面粗糙度的要求综合确定。通常采用粗铣和精铣两次铣削来完成。粗铣：铣削宽度 a，每齿进给量 a0.0030.16mm/z，铣削速度 v1540m/min。选择的顺序是根据毛坯的加工余量，先选取较大的铣削宽度 a，再选择较大的进给量 a

13、，最后选取合适的铣削速度 v。,精铣：铣削速度 v10m/min或 vm/min，每转进给量 f0.11.5mm/r，铣削宽度 a0.21mm。选择的顺序是先选取较低或较高的铣削速度 v，再选择较小的进给量 f，最后根据零件图样尺寸确定铣削宽度 a。,装夹调整工件。根据工件的形状，加工平面的部位及尺寸公差和形位公差的要求，选取合适的装夹方法，常用平口钳或螺栓压板装夹工件。用平口钳装夹工件时，要校正平口钳的固定钳口，对工件进行找正，如图所示，并根据选定的铣削方式，调整好铣刀与工件的相对位置。,操作方法。根据选取的铣削速度 v，按下式来调整机床主轴的转数，即nv/D(r/min)根据选取的进给量按

14、下式来调整机床的每分钟进给量，即v f n azn(mm/min),铣削宽度的调整是在铣刀旋转（主电动机启动）后进行的。先使铣刀轻微接触工件表面，记住此时升降手柄的刻度值，再将铣刀退离工件，升高工件台并调整好铣削宽度，固定升降和横向进给手柄，调整纵向工作台机动停止挡铁，即可试切铣削。,用端铣刀铣平面,用端铣刀铣平面在卧式和立式铣床上都能进行，如图所示。,铣斜面,使用斜垫铁铣斜面在工件的基准下面垫一块斜垫铁，则铣出的平面就与基准面倾斜一定角度。改变斜垫铁的角度，即可加工不同角度的斜面。,利用分度头铣斜面,用万能分度头将工件转成所需位置铣出斜面。,用万能立铣头铣斜面,由于万能立铣头能方便地改变刀轴

15、的空间位置，因此可以转动立铣头用刀具相对工件倾斜一个角度来铣斜面，如图所示。,铣台阶面,在铣床上，可用三面刃盘铣刀或立铣刀铣台阶面。在成批生产中，大都采用组合铣刀同时铣削几个台阶面，如图所示。,【实训操作与思考】,在实训老师的指导下，在立式铣床上用硬质合金端铣刀铣削如图所示的工件，毛坯各尺寸加工余量为4mm（注意：为保证一次进给铣完一个表面，铣刀直径按工件宽度的1.21.5倍选取，即 D90110mm。铣刀为机械夹固式端铣刀）。,铣削平面、斜面、台阶面常用的方法有哪些？若要铣削正六面体时，如何保证各面间的垂直度和平行度？选择铣削用量的原则是什么？如何根据选用的铣削用量来调整机床？,4.4铣 沟

16、 槽,铣键槽铣开口式键槽使用三面刃铣刀铣削。由于铣刀的振摆会使槽宽扩大，所以铣刀的宽度应稍小于键槽宽度。对于宽度要求较严的键槽，可先进行试铣，以便确定铣刀合适宽度。,铣封闭式键槽,如图所示，通常使用键槽铣刀，亦可用立铣刀铣削。用键槽铣刀铣封闭式键槽时，可用如图所示的抱钳装夹工件，也可用形块装夹工件。铣削封闭式键槽的长度由工作台纵向进给手轮上的刻度来控制，深度由工作台升降进给手柄上的刻度来控制，宽度由铣刀的直径来控制。,铣封闭式键槽的操作过程如图所示，先将铣刀垂直进给移向工件，切削少量的深度，将工件纵向进给切至键槽的全长；再进行垂直进给，然后反向纵向进给，反复多次，直到完成加工。当用立铣刀铣键槽

17、时，由于铣刀端面齿垂直进给困难，应先在封闭式键槽的一端圆弧处用相同半径的钻头钻一个孔，然后再进行立铣铣削。,3铣T形槽,如图所示，要加工形槽，首先必须用三面刃铣刀或立铣刀先铣出直角槽然后再用形槽铣刀铣出形槽最后用角度铣刀倒角。由于形槽的铣削条件差，排屑困难，所以切削用量应取小些，并加注充分的切削液。,【实训操作与思考】,在实训老师的指导下，铣削如图所示工件直角槽和形槽，其各表面（平面）已加工，即以如图所示工件为坯料进行铣削。,铣削轴上的键槽常用的装夹方法有哪几种？比较理想的装夹方法是哪一种？为什么？铣轴上键槽时，如何进行对刀？对刀的目的是什么？在铣床上可加工哪些槽类零件？各选用何种铣刀？加工时

18、其主运动和进给运动是什么？,4.5铣等分零件,在铣削加工中，经常铣削四方、六方、齿槽、花键键槽等等分零件。加工中，可以利用万能分度头对工件进行分度，即铣过工件的一个面或一个槽之后，将工件转过所需要的角度，再铣第二个面或第二个槽，直至铣完所有的面或槽。,万能分度头,分度头的功能。万能分度头是铣床的重要附件，其主要功用如下：使工件绕本身的轴线进行分度（等分或不等分）。把工件的轴线相对铣床工作台台面扳成所需要的角度（水平、垂直或倾斜），如图所示，利用分度头卡盘在倾斜位置上装夹工件。,铣削螺旋槽或凸轮时，能配合工件台的移动使工件连续旋转，如图所示为利用分度头铣螺旋槽。,2.分度头的结构万能分度头的基座

19、上装有回转体，分度头主轴可随回转体在垂直平面内向上90和向下10范围内转动。主轴前端常装有三爪卡盘或顶尖。,分度时拔出定位销，转动手柄，通过齿数比为1:1的直齿圆柱齿轮的传动，带动蜗杆转动，又经齿数比为1:40的蜗杆蜗轮副传动带动主轴旋转进行分度。,分度头中蜗杆和蜗轮的齿数比为u(蜗杆头数)/(蜗轮齿数)1/40就是说，当手柄转动一转时，蜗轮只能带动主轴转过1/40转；若工件在整个圆周上的分度等分数 Z已知，则每分一个等分就要求分度头主轴转过Z转，这时分度手柄所需转过的转数,n可由下列比例关系推得1:401/Zn，即 n/Z 式中：n手柄转数；Z工件等分数；40分度头定数。,3.分度头的操作方

20、法。使用分度头进行分度的方法很多，有直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法等。这里仅介绍最常用的简单分度法。简单分度法的计算公式为 n40/z。例如，铣削直齿圆柱齿轮齿数 Z36，每一次分度时手柄转过的转数为n40/z40/3610/960/54（转）,为了避免每次数孔的繁琐及确保手柄转过的孔距数可靠，可调整分度盘上的扇形夹与之间的夹角，使之正好为手柄转过非整数圈的孔间距，这样依次进行分度时就可准确无误。,4.分度头的调整,分度头主轴轴线与铣床工作台台面平行度的校正如图所示，用犗长的校正棒插入分度头主轴孔内，以工作台台面为基准，用百分表测量校正棒两端。当两端百分表数值一致时，则分度头主

21、轴轴线与工作台台面平行。,分度头主轴与刀杆轴线垂直度的校正。如图所示，将校正棒插入主轴孔内，使百分表的触头与校正棒的内侧面（或外侧面）接触，然后移动纵向工作台，百分表指针稳定不动时表明分度头主轴与刀杆轴线垂直。,分度头与后顶尖同轴度的校正。先校正好分度头，然后将校正棒装夹在分度头与后顶尖之间，校正后顶尖与分度头主轴等高，再校正其同轴度，使两顶尖间的轴线平行于工作台台面，又垂直于铣刀刀杆，如图所示。,工件的装夹,利用分度头装夹工件的方法，通常有以下几种：用三爪卡盘和后顶尖夹紧工件，如图（）所示。,用前后顶尖夹紧工件，如图（）所示。,将工件套装在心轴上用螺母压紧，然后同心轴一起被顶持在分度头和后顶

22、尖之间，如图（）所示。,将工件套装在心轴上，心轴装夹在分度头的主轴锥孔内，并可按需要使主轴倾斜一定的角度，如图（）所示。,工件直接用三爪卡盘夹紧，并可按需要使主轴倾斜一定的角度，如图（）所示。,【实训操作与思考】,在实训老师的指导下，铣削如图所示四方头螺栓，以圆棒料为坯料，在端面、外圆及螺纹均车削后，在卧式铣床上利用万能分度头铣四方工件。,铣削方法有如下几种。分度头主轴处于水平位置，三爪卡盘装夹工件，用三面刃铣刀铣出一个平面后，分度头分度，将工件转，铣另一平面，直至铣出四方为止。,分度头主轴处于垂直位置，三爪卡盘装夹工件，用三面刃铣刀铣出一个平面后，分度头分度，将工件转90，铣另一平面，直至铣

23、出四方为止。,分度头主轴处于垂直位置，三爪卡盘装夹工件，用组合铣刀铣四方。具体方法是用两把相同的三面刃铣刀同时铣出两个面，如图所示，然后分度头分度，将工件转90，再铣出另外两个平面。,从上述几种方法比较可知，采用组合铣刀铣四方，铣削过程平稳，工件易于夹固，铣削效率高。（）分度头是如何分度的？（）用分度头装夹工件有几种方法？,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,