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机械工程实训教程
1.8.3 6.3 铣削工艺

6.3 铣削工艺

6.3.1 铣刀切削的几何参数

铣刀种类虽多,但基本形式是圆柱铣刀和端铣刀,前者轴线平行于加工表面,后者轴线垂直于加工表面。无论是端铣刀,还是圆柱铣刀,每个刀齿都可视为一把外圆车刀,如图6-17所示,故车刀几何角度的概念完全可用于铣刀。

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图6-17 铣刀和车刀对比

6.3.2 铣削工作

1.铣平面

铣削平面具有较高的加工质量和效率,是平面的主要加工方法之一。铣平面可用卧式铣床或立式铣床进行铣削。常用的刀具有圆柱铣刀、三面刃铣刀和端铣刀。

(1)在卧式铣床上铣平面 在卧式铣床上铣平面应使用圆柱铣刀。圆柱铣刀分为直齿和螺旋齿两种,由于直齿切削每次只有一个齿进行切削,不如螺旋齿切削平稳,因而多用螺旋齿圆柱铣刀铣削平面。

用圆柱铣刀进行加工时,有两种不同的铣削方式,即逆铣和顺铣,如图6-18所示。逆铣指铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反,而顺铣则方向相同。

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图6-18 顺铣和逆铣

(2)在立式铣床上铣平面 在立式铣床上铣平面应使用端铣刀,如图6-19所示。用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比,其切削厚度变化较小,同时参与切削的刀齿较多,切削较平稳;端铣刀的主切削刃担负着主要的切削,而副切削刃具有修光的作用,表面加工质量较好;另外,端铣刀易于镶装硬质合金刀齿,刀杆比圆柱铣刀的刀杆短,刚性较好,能减少加工中的振动,提高加工质量,因此广泛应用于铣削平面。

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图6-19 在立式铣床上铣平面

2.铣斜面

所谓斜面,是指工件上与基准面倾斜的平面,它与基准面可以相交成任意角度。在零件图上有两种表示方法:倾斜度大的斜面,多用斜面与基准面夹角表示;倾斜度小的斜面,多用斜度表示。

铣削斜面的常用方法有:

(1)把工件转成所需角度铣削斜面 先在工件上将要加工的斜面进行划线,然后按照划线在平口钳上或工作台上校平工件,夹紧工件即可进行铣削,如图6-20(a)所示。也可利用分度头或可转动的夹持附件,使工件转成所需的角度进行铣削,如图6-20(b)所示。

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图6-20 铣斜面

(2)把铣刀转成所需角度铣削斜面 立式铣床上把铣刀转成所需的角度进行铣削,或在装有立铣头的卧式铣床上使用该方法,如图6-20(c)所示。

(3)用角度铣刀铣削斜面 条件是必须有角度符合的角度铣刀,如图6-20(d)所示。

3.铣台阶面

铣床上铣台阶面主要有三种方法:一是在卧式铣床上用三面刃铣刀进行铣削;二是在立式铣床上用大直径的立铣刀进行铣削;三是采用组合铣刀铣削台阶面。

(1)用三面刃铣刀铣削 这种方法如图6-21(a)所示,在卧式铣床上进行。一般用于尺寸较小的台阶。

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图6-21 铣削台阶面

(2)用立铣刀铣削 这种方法如图6-21(b)所示,在铣削双台阶或多台阶零件时,台阶尺寸由操作者每次调整工作台移距后获得,生产效率低,质量不易保证,常用于单件小批生产或用于铣削台阶尺寸较大的零件。

(3)用组合铣刀铣削 在成批或大量生产时,一般采用组合铣刀铣削台阶面,如图6-21(c)所示。这种方法采用等直径成组铣刀和调整垫圈,经调整后可在一次进给运动后铣出双台阶或多台阶零件。虽然刀具刃磨、调整较困难,但生产效率高,刀具调整后操作简单,并能保证工件质量。

4.铣沟槽

图6-22所示为常见的沟槽,有直角槽、V 形槽、燕尾槽、T 形槽、键槽和圆弧槽,下面以几种槽为例介绍其加工方法。

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图6-22 铣沟槽

(1)铣削键槽 常见的键槽有封闭式和敞开式两种。在轴上铣封闭式键槽,一般用键槽铣刀加工,如图6-23(a)所示。敞开式键槽多在卧式铣床上用三面刃铣刀进行加工,如图6-23(b)所示。

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图6-23 铣键槽

若用立铣刀加工,则由于立铣刀中央无切削刃,不能向下进刀,因此,必须预先在槽的一端钻一个落刀孔,才能用立铣刀铣键槽。对于直径为3~20mm 的直柄立铣刀,可用弹簧夹头装夹,弹簧夹头可装入机床主轴孔中;对于直径为10~50mm 的锥柄铣刀,可利用过渡套装入机床主轴孔中。对于敞开式键槽,可在卧式铣床上进行,一般采用三面刃铣刀加工。

(2)铣 T 形槽及燕尾槽(如图6-24所示) T 形槽应用很多,如铣床和刨床的工作台上用来安放紧固螺栓的槽就是 T 形槽。要加工 T 形槽及燕尾槽,必须首先用立铣刀或三面刃铣刀铣出直角槽,然后在立铣上用 T 形槽铣刀铣削 T 形槽和用燕尾槽铣刀铣削成形。但由于 T 形槽铣刀工作时排屑困难,因此,切削用量应选得小些,同时应多加冷却液,最后再用角度铣刀铣出倒角。

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图6-24 铣 T 形槽及燕尾槽

(3)铣削V形槽 V 形槽的铣削内容包括铣削 V 形中间的窄槽和铣削 V 形面。按铣削V 形面的方法来分,常用的铣削 V 形槽方法有以下四种:

① 用双角度铣刀铣削 V 形槽。

② 用单角度铣刀铣削 V 形槽。

③ 用立铣刀,扳转立铣头铣削 V 形槽。

④ 转动工件,将工件装夹成所需的加工位置,然后用三面刃铣刀或立铣刀、端铣刀等铣削 V形槽。