機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第4章

第四章銑削加工14.1

銑削簡(jiǎn)介4.2

銑削原理4.3

銑床4.4

銑刀及銑削用量4.5

銑床夾具教學(xué)重點(diǎn)：銑削用量要素、逆銑和順銑、銑削用量的確定、銑床夾具。第四章銑削加工24.1

銑削簡(jiǎn)介銑削加工：在銑床上使用旋轉(zhuǎn)多刃刀具，對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。主運(yùn)動(dòng)：銑刀的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：銑刀或工件沿坐標(biāo)方向的直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)適用范圍：平面、曲面、臺(tái)階、成型表面和溝槽類(lèi)工件的加工。銑刀特點(diǎn)：多齒刀具銑削加工的特點(diǎn):斷續(xù)切削，沖擊、振動(dòng)大；1多刀多刃切削，生產(chǎn)率高；2半封閉式切削，要有容屑和排屑空間；3切削力呈周期變化；公差等級(jí)一般為IT7-9，表面粗糙度Ra1.6-6.3μm，常用作粗加工或半精加工同一種被加工表面可以選用不同的銑削方式和刀具。4銑削時(shí)，每個(gè)齒依次切入和切出工件，形成斷續(xù)切削，而且每個(gè)刀齒的切削厚度是變化的，使切削力變化較大，工件和刀齒受到周期性沖擊和振動(dòng)。銑削處于振動(dòng)和不平穩(wěn)狀態(tài)之中。要求機(jī)床和夾具具有較高的剛性和抗振性。銑削的沖擊、振動(dòng)和銑削熱還會(huì)降低刀具的耐用度和工件表面質(zhì)量，所以銑削主要用于粗加工和半精加工。返回第四章銑削加工31.

多個(gè)刀齒參與切削，切削刃的作用總長(zhǎng)度長(zhǎng)，金屬切除率大；2.多個(gè)刀齒的切削過(guò)程不連續(xù)，刀體體積大，因此散熱、傳熱情況較好，銑削速度可以很高，切削用量也可以很大；返回生產(chǎn)率很高第四章銑削加工4銑刀的每個(gè)刀刃之間的空間是有限的，每個(gè)刀齒切下的切屑必須有足夠的空間容納并且能夠順利排出，否則會(huì)造成刀具損壞。返回為了適應(yīng)不同材料和切削條件的要求，以提高切削效率和刀具耐用度，每種被加工表面的銑削有時(shí)可用不同的銑刀、不同的銑削方式進(jìn)行加工。如銑平面可以用平面銑刀、立銑刀、端銑刀等，銑削方式可以選用順銑或逆銑。第四章銑削加工5第四章銑削加工銑削加工應(yīng)用6第四章銑削加工4.2

銑削原理銑削基本規(guī)律與車(chē)削相似，但由于其斷續(xù)切削的特點(diǎn)，刀齒一次切入和切離工件，切削厚度與切削面積隨時(shí)變化，易引起振動(dòng)和沖擊，因此銑削過(guò)程有一些特殊規(guī)律。一.基本概念切削層：銑削加工時(shí)，銑刀上兩個(gè)相鄰刀齒在工件上先后形成的兩個(gè)過(guò)渡表面之間的一層金屬層。切削時(shí)的切削用量決定著切削層的形狀和尺寸。切削層的形狀和尺寸對(duì)銑削過(guò)程有很大的影響。銑削加工的切削用量稱(chēng)為切削用量，銑削用量簡(jiǎn)介以下四種：7銑削用量要素二.銑削用量（1）背吃刀量ap平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。周銑時(shí)，ap為被加工表面寬度；端銑時(shí)，ap為切削層深度。周銑端銑第四章銑削加工8（2）側(cè)吃刀量(銑削寬度)ae垂直銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。周銑時(shí)，ae為切削層深度；端銑時(shí)，ae為被加工表面寬度。銑削用量要素周銑端銑第四章銑削加工9銑削用量要素銑刀主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)線速度，單位為m/min。

dnvc

1000（3）銑削速度vc第四章銑削加工周銑端銑10（4）進(jìn)給量：銑削時(shí)工件與銑刀在進(jìn)給方向上的相對(duì)位移量，有三種表示方法;1）每齒進(jìn)給量fz銑刀每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒時(shí)，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為mm/z。第四章銑削加工銑削用量要素周銑端銑11第四章銑削加工銑削用量要素周銑端銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為mm/r。進(jìn)給速度vf單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量，單位為mm/min。v

f

nf

nf

z

z12三.銑刀的幾何角度參照坐標(biāo)平面：13第四章銑削加工圓柱銑刀的幾何角度（1）直齒圓柱銑刀14第四章銑削加工（2）螺旋齒圓柱銑刀15第四章銑削加工第四章銑削加工dhaezzDav2

f

sin

f四.銑削切削層參數(shù)切削層：銑削加工時(shí)，銑刀上兩個(gè)相鄰刀齒在工件上先后形成的兩個(gè)過(guò)渡表面之間的一層金屬層。1.切削層的公稱(chēng)厚度(hD)給定瞬間和選定點(diǎn)，銑刀相鄰兩個(gè)刀齒主切削刃所形成的過(guò)渡表面間的垂直距離，單位mm。hD

fz

sin——瞬時(shí)接觸角，工作刀齒所在位置與起始位置間的夾角。平均切削厚度：16第四章銑削加工hD

fz

cos

sin

rhD

fz

sin

hD

fz

cos

sin

r周銑時(shí)，刀齒的接觸角由0變?yōu)樽畲?，直到刀齒切離工件；刀齒剛切入工件時(shí)，切削層厚度最小，離開(kāi)時(shí)最大；端銑時(shí)，刀齒的接觸角由最大變?yōu)?，然后又從0變?yōu)樽畲?；刀齒剛切入工件時(shí)，切削層厚度最小，然后逐漸增大，到中間位置時(shí)厚度最大，然后又逐漸減小。17第四章銑削加工2.切削層的公稱(chēng)寬度(bD)在給定瞬間銑刀作用主切削刃的長(zhǎng)度，在基面中測(cè)量，簡(jiǎn)稱(chēng)切削層寬度。直齒圓柱形銑刀切削寬度等于背吃刀量，切削過(guò)程中大小保持不變。面銑刀端銑時(shí)，

銑刀單個(gè)刀齒類(lèi)似車(chē)刀，每個(gè)刀齒的切削寬度為rDapsin

b

18第四章銑削加工螺旋齒圓柱形銑刀銑削時(shí)，銑刀每個(gè)刀齒的切削厚度不斷變化切削寬度也隨刀齒不同位置變化。19第四章銑削加工3.切削層的橫截面面積(ADav

)DavcAv

dn

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ae

a

p

v

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a

p

f

z

z2021第四章銑削加工五.銑削力和功率1.

銑削力銑削合力是作用在工作切削齒上的切削力之和，為便于分析，銑削合力看作是作用在一個(gè)切削齒上，并將其分解為三個(gè)互相垂直的分力。主切削力Fc：主運(yùn)動(dòng)方向分力，消耗功率最多；垂直切削力FcN：垂直于主運(yùn)動(dòng)方向分力，會(huì)使刀桿產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形；背向力Fp：在銑刀軸線方向的分

力，大小與螺旋齒的螺旋角有關(guān)。22第四章銑削加工工件材料硬度越高，切削力越大；背吃刀量和進(jìn)給量越大，切削力越大進(jìn)給量影響小于背吃刀量對(duì)切削力的影響程度，在切削面積一定的條

件下應(yīng)選用較小的背吃刀量和較大的進(jìn)給量，以減小切削變形和振動(dòng)。2.

銑削力影響因素Fc

ze

ADav

HBW3.銑削功率主運(yùn)動(dòng)消耗功率電機(jī)功率Pc單位kWF

單位Ncvc單位m/minPc——銑削功率h——機(jī)床傳動(dòng)效率23第四章銑削加工60

*1000cFcvcP

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗功率Pf

一般為0.15PcEP

Pc

Pf

1.15

Pc

Pm第四章銑削加工六.銑削方式銑削方式是指銑削時(shí)銑刀相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)和位置關(guān)系。它對(duì)銑刀壽命、工件表面粗糙度、銑削過(guò)程平穩(wěn)性及生產(chǎn)率都有較大的影響。銑平面時(shí)根據(jù)所用銑刀的類(lèi)型（切削刃在銑刀上的分布：圓柱面和端平面）不同，可分為圓周銑削（周銑）和端面銑削（端銑）兩種方式。24圓周銑削（周銑）端面銑削（端銑）用銑刀圓周上的切削刃來(lái)銑削工件，銑刀的回轉(zhuǎn)軸線與被加工表面平行。用銑刀端面上的切削刃來(lái)銑削工件，銑刀的回轉(zhuǎn)軸線與被加工表面垂直。通常只在臥式銑床上進(jìn)行端銑一般在立式銑床上進(jìn)行，也可在其他形式的銑床上進(jìn)行只有主切削刃參加切削，無(wú)副切削刃所以加工后的表面粗糙度較大。主切削刃副切削刃同時(shí)參加切削，且副切削刃有修光作用，所以加工后的表面粗糙度較小周銑時(shí)主軸剛性差，生產(chǎn)率較低端銑時(shí)主軸剛性好，并且面銑刀易于，適于在中小批生產(chǎn)中銑削狹長(zhǎng)采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片，因而所用的平面、鍵槽及某些成形表面和切削用量大，生產(chǎn)率較高，適于在大組合表面。批大量生產(chǎn)中銑削寬大平面。第四章銑削加工25逆銑銑削時(shí)，銑刀刀齒在切入工件時(shí)的切削速度vc方向與工件進(jìn)給速度vf方向相反。順銑銑削時(shí)，銑刀刀齒在切出工件時(shí)的切削速度vc方向與工件進(jìn)給速度vf方向相同。1.周銑的銑削方式周銑有逆銑和順銑兩種方式。第四章銑削加工2627第四章銑削加工順銑逆銑的選擇第四章銑削加工28逆銑順銑項(xiàng)目逆銑順銑結(jié)論切入切出情況切屑厚度從0到最大，因刀刃不能刃磨絕對(duì)鋒利，故開(kāi)始時(shí)不能立即切入工件，存在對(duì)工件擠壓與摩擦。工件出現(xiàn)加工硬化，降低表面質(zhì)量。此外，刀齒磨損快耐用度降低。但無(wú)沖擊。銑刀刀刃切入工件初，切屑厚度最大，逐漸減小到0。后刀面與已加工表面擠壓、摩擦小，刀刃磨損慢，沒(méi)有逆銑時(shí)的滑行，冷硬程度大為減輕，已加工表面質(zhì)量較高，刀具壽命也比逆銑高。但刀齒切入時(shí)沖擊大。順銑時(shí)銑刀壽命比逆銑高2~3倍，加工表面也比較好。工作臺(tái)絲杠螺母間的接觸情況Ff與工作臺(tái)進(jìn)給方向相反，工作臺(tái)不會(huì)竄動(dòng)。水平分力Ff與工作臺(tái)進(jìn)給方向相同，當(dāng)工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與螺母間隙較大，工作臺(tái)易出現(xiàn)軸向竄動(dòng)。導(dǎo)致刀齒折斷，刀軸彎曲，工件與夾具產(chǎn)生位移甚至機(jī)床損壞。順銑時(shí)，若絲杠螺母間有間隙，則會(huì)使工作臺(tái)竄動(dòng)，進(jìn)給不均，易打刀。工件裝夾可靠性垂直分力Fv向上，工件需較大的夾緊力。工件在該方向易產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)工件夾緊不利。銑刀對(duì)工件作用力Fc在垂直方向分力

Fv始終向下，對(duì)工件起壓緊作用，切削平穩(wěn)，適于不易夾緊或細(xì)長(zhǎng)薄板形工件。順銑時(shí)工件夾緊比逆銑可靠刀具磨損情況刀刃沿已加工表面切入工件，工件的表面硬皮和雜質(zhì)對(duì)刀刃影響小。刀刃從工件外表面切入，工件表層硬皮和雜質(zhì)易使刀具磨損和損壞。順銑刀具磨損較大第四章銑削加工29逆銑順銑銑床上沒(méi)有消除絲杠螺母之間側(cè)隙裝置時(shí)；加工工件材料硬度較高時(shí)。在切削用量較?。ㄈ缇姡ぷ鞅砻尜|(zhì)量要求較高；機(jī)床有消除絲杠螺母之間側(cè)隙裝置時(shí)；對(duì)不易夾牢、薄而長(zhǎng)的工件；易產(chǎn)生加工硬化的工件。逆銑和順銑的選擇第四章銑削加工30a）對(duì)稱(chēng)銑削2.端銑的銑削方式根據(jù)銑刀與工件相對(duì)位置的不同，端銑可分為對(duì)稱(chēng)銑削、不對(duì)稱(chēng)銑削兩種方式。b）不對(duì)稱(chēng)逆銑c）不對(duì)稱(chēng)順銑第四章銑削加工31避免銑刀切入時(shí)對(duì)工件表面的擠壓、滑行，銑刀壽命高。在精銑機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，可保證刀齒在加工表面冷硬層下銑削，能獲得較高的表面質(zhì)量。（a）對(duì)稱(chēng)銑削銑削時(shí)銑刀軸線與工件銑削寬度對(duì)稱(chēng)中心線重合的銑削方式稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)銑削。對(duì)稱(chēng)銑削第四章銑削加工32（b）不對(duì)稱(chēng)銑削銑削時(shí)銑刀軸線與工件銑削寬度對(duì)稱(chēng)中心線不重合的銑削方式稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)銑削。根據(jù)銑刀偏移位置不同又可分為不對(duì)稱(chēng)逆銑和不對(duì)稱(chēng)順銑。1）不對(duì)稱(chēng)逆銑在不對(duì)稱(chēng)銑削中，逆銑部分大于順銑部分，稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)逆銑。切入時(shí)的切削厚度小于切出時(shí)的切削厚度，切入時(shí)切削厚度小，減小了沖擊，切削平穩(wěn)，刀具壽命和加工表面質(zhì)量得到提高。適用于切削普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼。第四章銑削加工332）不對(duì)稱(chēng)順銑若順銑部分大于逆銑部分，則稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)順銑。不對(duì)稱(chēng)順銑時(shí)，切入時(shí)切削厚度大于切出時(shí)的切削厚度，刀齒切出工件的切削厚度較小。適用于切削強(qiáng)度低，塑性大的材料（如不銹鋼、耐熱鋼等）。第四章銑削加工34第四章銑削加工354.3

銑床一、銑床的種類(lèi)銑床的種類(lèi)很多，其中升降臺(tái)式銑床和龍門(mén)銑床為最基本類(lèi)型。1.升降臺(tái)銑床特點(diǎn):具有能沿床身垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)的升降臺(tái)，工作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)在相互垂直的3個(gè)方向上調(diào)整位置和完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。這類(lèi)機(jī)床應(yīng)用較廣，主要用于單件小批生產(chǎn)中加工中小型工件。常見(jiàn)的升降臺(tái)銑床有以下四種：(1)臥式升降臺(tái)銑床臥式升降臺(tái)銑床的主軸是水平的，其外形及部件如圖所示：第四章銑削加工36（2）臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床與臥式升降臺(tái)銑床的主要區(qū)別是床鞍上有回轉(zhuǎn)盤(pán)，工作臺(tái)在回轉(zhuǎn)盤(pán)上的導(dǎo)軌中縱向移動(dòng)，回轉(zhuǎn)盤(pán)可繞垂直軸線在±45°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而擴(kuò)大了工藝范圍，其外形及部件如圖所示：第四章銑削加工37（3）萬(wàn)能回轉(zhuǎn)頭銑床萬(wàn)能回轉(zhuǎn)頭銑床與臥式升降臺(tái)銑床的結(jié)構(gòu)相似，如圖所示，在滑座2

兩端分別裝上了電動(dòng)機(jī)1和萬(wàn)能立銑頭3

，其銑頭可任意方向偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行銑削加工。第四章銑削加工38（4）立式升降臺(tái)銑床立式升降臺(tái)銑床與臥式升降臺(tái)銑床的最大區(qū)別為主軸是垂直布置的，如圖所示。立式升降臺(tái)銑床的立銑頭在垂直平面內(nèi)可以向右或向左在±45°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)角度，以擴(kuò)大工藝范圍。第四章銑削加工392.龍門(mén)銑床龍門(mén)銑床是一種大型高效通用銑床，主要用于加工各類(lèi)大型工件上的平面、溝槽等。可以對(duì)工件進(jìn)行粗銑、半精銑，也可以進(jìn)行精銑。圖所示是龍門(mén)銑床的外形。龍門(mén)銑床可用多個(gè)銑頭同時(shí)加工一個(gè)工件的幾個(gè)面或同時(shí)加工幾個(gè)工件，所以生產(chǎn)率很高，在成批和大量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。第四章銑削加工4041第四章銑削加工數(shù)控銑床數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需要2-5坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的各種平面輪廓和立體輪廓。數(shù)控銑床分類(lèi)：立式數(shù)控銑床主要用于水平面內(nèi)型面和簡(jiǎn)單立體型面加工，也可附加數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)，在圓柱面上加工曲線溝槽等。臥式數(shù)控銑床主要用于垂直平面內(nèi)的各種型面加工。常配備萬(wàn)能數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)、五坐標(biāo)加工。立臥兩用數(shù)控銑床可進(jìn)行立式加工，又可進(jìn)行臥式加工。XKA5750型數(shù)控機(jī)床：帶萬(wàn)能銑頭，立臥兩用，半閉環(huán)控制，三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)等(2)XKA5750數(shù)控銑床的組成機(jī)床外形如圖所示，1為底座，5為床身，工作臺(tái)13由伺服電動(dòng)機(jī)15帶動(dòng)在升降滑座16上作縱向（X軸）左右移動(dòng)；伺服電動(dòng)機(jī)2帶動(dòng)升降滑座16作垂直（Z軸）上下移動(dòng)；滑枕8作橫向（y軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)，可獲得較大的行程。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)由交流無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，萬(wàn)能銑頭9不僅可以將銑頭主軸調(diào)整到立式和臥式位置，而且還可以在前半球面內(nèi)使主軸中心線處于任意空間角度。1-底座2-伺服電動(dòng)機(jī)3、14-行程式限位擋鐵4-強(qiáng)電柜5-床身6-橫向限位開(kāi)關(guān)

7-后殼體8-滑枕9-能銑頭10-數(shù)控柜11-按鈕站12—縱向限位開(kāi)關(guān)13-工作臺(tái)

15-伺服電動(dòng)機(jī)16-升降滑座第四章銑削加工42縱向行程限位擋鐵3、14起限位保護(hù)作用，6、12為橫向、縱向限位開(kāi)關(guān)，4、10為強(qiáng)電柜和數(shù)控柜，懸掛按鈕站11上集中了機(jī)床的全部操作和控制鍵與開(kāi)關(guān)。機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)采用的是AUTOCONTECH公司的DELTA40MCNC系統(tǒng)，可以附加坐標(biāo)軸增至四軸聯(lián)動(dòng)，程序輸入／輸出可通過(guò)軟驅(qū)和RS232C接口連接。主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給采用

AUTOCON公司主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及交流伺服電動(dòng)機(jī)，檢測(cè)裝置為脈沖編碼器，與伺服電動(dòng)機(jī)裝成一體，半閉環(huán)控制。主軸有鎖定功能（機(jī)床有學(xué)習(xí)模式和繪圖模式）。電氣控制采用可編程序控制器和分立電氣元件相結(jié)合的控制方式，使電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)由可編程序控制器軟件控制，結(jié)構(gòu)件簡(jiǎn)單，提高了控制能力和運(yùn)行可靠性。1-底座2-伺服電動(dòng)機(jī)3、14-行程式限位擋鐵4-強(qiáng)電柜5-床身6-橫向限位開(kāi)關(guān)

7-后殼體8-滑枕9-能銑頭10-數(shù)控柜11-按鈕站12—縱向限位開(kāi)關(guān)13-工作臺(tái)

15-伺服電動(dòng)機(jī)16-升降滑座第四章銑削加工4344第四章銑削加工（3）機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)1.主傳動(dòng)系統(tǒng)主運(yùn)動(dòng)是銑床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由裝在滑枕后部的交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)（11KW）驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)通過(guò)一對(duì)弧齒同步齒形帶輪（40/96）傳到滑枕的水平軸Ⅰ上，再經(jīng)過(guò)萬(wàn)能銑頭的兩對(duì)弧齒錐齒輪副(33/34、26/25)將運(yùn)動(dòng)傳到主軸Ⅳ。轉(zhuǎn)速范圍為50-2500r/min(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍120～6000r/min)。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速在625r/min（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min）以下是為恒轉(zhuǎn)矩輸出；主軸轉(zhuǎn)速在625～1875r／min內(nèi)為恒功率輸出；超過(guò)1875r／min后輸出功率下降，轉(zhuǎn)速到2500r／min時(shí)，輸出功率下降到額定功率的1／3。2.

進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)工作臺(tái)的縱向（X向）進(jìn)給和滑枕的橫向（Y向）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，是由交流伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)速比為1：2的一對(duì)同步圓弧齒形帶輪，將運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)至導(dǎo)程為6mm的滾珠絲杠軸Ⅵ和V。升降臺(tái)的垂直（Z向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為交流伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)一對(duì)同步齒形帶輪（28/56）將運(yùn)動(dòng)傳到軸Ⅶ，再經(jīng)過(guò)一對(duì)弧齒錐齒輪（15/30）傳到垂直滾珠絲杠VIII上，帶動(dòng)升降臺(tái)運(yùn)動(dòng)。垂直滾珠絲杠上的弧齒錐齒輪還帶動(dòng)軸

Ⅸ上的錐齒輪，經(jīng)單向超越離合器與自鎖器相連，防止升降臺(tái)因自重而下滑。第四章銑削加工45第四章銑削加工（4）數(shù)控銑床的主要部件1．萬(wàn)能銑頭部件結(jié)構(gòu)萬(wàn)能銑頭部件結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖，主要由前、后殼體12、5，法蘭3，傳動(dòng)軸Ⅱ、Ⅲ，主軸Ⅳ及兩對(duì)弧齒錐齒輪組成。萬(wàn)能銑頭用螺栓和定位銷(xiāo)安裝在滑枕前端。萬(wàn)能銑頭部件結(jié)構(gòu)1-鍵2-連接盤(pán)3-法蘭4、6、23、24-T形槽5-后殼體7-鎖緊螺釘8-螺母9、11-角接觸球軸承10-隔套12-前殼體13-軸承14-半圓環(huán)墊片15-法蘭16、17-螺釘18-端面鍵19、25-推力圓柱滾子軸承20、26-滾針軸承21、22、27-錐齒輪4647銑削主運(yùn)動(dòng)由滑枕上的傳動(dòng)軸Ⅰ的端面鍵傳到軸Ⅱ，端面鍵與連接盤(pán)2的徑向槽相配合，連接盤(pán)與軸Ⅱ之間由兩個(gè)平鍵1傳遞運(yùn)動(dòng)。軸Ⅱ右端為弧齒錐齒輪，通過(guò)軸Ⅲ上的兩個(gè)錐齒輪22、21和用花鍵聯(lián)接方式裝在主軸Ⅳ上的錐齒輪27，將運(yùn)動(dòng)傳到主軸上。主軸為空心軸，前端有7：24的內(nèi)錐孔，用于刀具或刀具心軸的定心；通孔用于安裝拉緊刀具的拉桿通過(guò)。主軸端面有徑向槽，并裝有兩個(gè)端面鍵18，用于主軸向刀具傳遞扭矩。萬(wàn)能銑頭能通過(guò)兩個(gè)互成45°的回轉(zhuǎn)面A和B調(diào)節(jié)主軸Ⅳ的方位，在法蘭3的回轉(zhuǎn)面A上開(kāi)有T形圓環(huán)槽A，松開(kāi)T形螺栓4和24，可使銑頭繞水平軸Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整到要求位置將T形螺栓擰緊即可；在萬(wàn)能銑頭后殼體5的回轉(zhuǎn)面B內(nèi)，也開(kāi)有T形圓環(huán)槽B，松開(kāi)T形螺栓6和23，可使銑頭主軸繞與水平軸線成45°夾角的軸Ⅲ轉(zhuǎn)動(dòng)。繞兩個(gè)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)組合起來(lái)，可使主軸軸線處于前半球面的任意角度。第四章銑削加工48萬(wàn)能銑頭作為直接帶動(dòng)刀具的運(yùn)動(dòng)部件，不僅要能傳遞較大的功率，更要具有足夠的旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性。萬(wàn)能銑頭除在零件結(jié)構(gòu)、制造和裝配精度要求較高外，還要選用承載力和旋轉(zhuǎn)精度都較高的軸承。兩個(gè)傳動(dòng)軸都選用了D級(jí)精度的軸承，軸上為一對(duì)

D7029型圓錐滾子軸承，一對(duì)D6354906型向心滾針軸承20、26，承受徑向載荷，軸向載荷由兩個(gè)型號(hào)分別為D9107和D9106的推力短圓柱滾子軸承19和25承受。主軸上前后支承均為C級(jí)精度軸承，前支承是C3182117型雙列圓柱滾子軸承，只承受徑向載荷；后支承為兩個(gè)

C36210型向心推力球軸承9和11，既承受徑向載荷，也承受軸向載荷。為了保證旋轉(zhuǎn)精度，主軸軸承不僅要消除間隙，而且要有預(yù)緊力，軸承磨損后也要進(jìn)行間隙調(diào)整。前軸承消除和預(yù)緊的調(diào)整是靠改變軸承內(nèi)圈在錐形頸上的位置，使內(nèi)圈外脹實(shí)現(xiàn)的。調(diào)整時(shí)，先擰下四個(gè)螺釘16，卸下法蘭15，再松開(kāi)螺母8上的鎖緊螺釘7，擰松螺母8將主軸Ⅳ向前(向下)推動(dòng)左右2MM左右，然后擰下兩個(gè)螺釘17，將半圓環(huán)墊片14取出，根據(jù)間隙大小磨薄墊片，最后將上述零件重新裝好。后支承的兩個(gè)向心推力球軸承開(kāi)口向背(軸承9開(kāi)口朝上，軸承11開(kāi)口朝下)，作消隙和預(yù)緊調(diào)整時(shí)，兩軸承外圈不動(dòng)，內(nèi)圈的端面距離相對(duì)減小的辦法實(shí)現(xiàn)。具體是通過(guò)控制兩軸承內(nèi)圈隔套10的尺寸。調(diào)整時(shí)取下隔套10，修磨到合適尺寸，重新裝好后，用螺母8頂緊軸承內(nèi)圈及隔套即可。最后要擰緊鎖緊螺釘7。第四章銑削加工49第四章銑削加工2．升降臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)交流伺服電動(dòng)機(jī)1經(jīng)一對(duì)齒形帶輪2、3將運(yùn)動(dòng)傳到傳動(dòng)軸Ⅶ，軸Ⅶ右端的弧齒錐齒輪7帶動(dòng)錐齒輪8使垂直滾珠絲杠Ⅷ旋轉(zhuǎn)，升降臺(tái)上升下降。升降臺(tái)升降傳動(dòng)及自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)傳動(dòng)軸Ⅶ有左、中、右三點(diǎn)支承，軸向定位由中間支承的一對(duì)角接觸球軸承來(lái)保證，由螺母4鎖定軸承與傳動(dòng)軸的軸向位置，并對(duì)軸承預(yù)緊，預(yù)緊量用修磨兩軸承的內(nèi)外圈之間的隔套5、6厚度來(lái)保證。傳動(dòng)軸的軸向定位由螺釘25調(diào)節(jié)。垂直滾珠絲杠螺母副的螺母24由支承套23固定在機(jī)床底座上，絲杠通過(guò)錐齒輪8與升降臺(tái)聯(lián)接，其支承由深溝球軸承9和角接觸球軸承10承受徑向載荷；由D級(jí)精度的推力圓柱滾子軸承11承受軸向載荷。50第四章銑削加工圖中軸Ⅸ的實(shí)際安裝位置是在水平面內(nèi)，與軸Ⅶ的軸線呈90°相交(圖中為展開(kāi)畫(huà)法)。其右端為自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)。因滾珠絲杠無(wú)自鎖能力，當(dāng)垂直放置時(shí)，在部件自重作用下，移動(dòng)部件會(huì)自動(dòng)下移。因此除升降臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶有制動(dòng)器外，還在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中裝有自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)，一方面防止升降臺(tái)因自重下落，另外還可上升下降時(shí)的驅(qū)動(dòng)力。本機(jī)床其結(jié)構(gòu)由單向超越離合器和自鎖器組成。工作原理為：絲杠旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過(guò)錐齒輪12和軸Ⅸ帶動(dòng)單向超越離合器的星輪21轉(zhuǎn)

動(dòng)。當(dāng)升降臺(tái)上升時(shí)，星輪平衡的轉(zhuǎn)向使?jié)L子13與超越離合器的外環(huán)14脫開(kāi)，外環(huán)14

不隨星輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，自鎖器不起作用；當(dāng)升降臺(tái)下降時(shí)，星輪21的轉(zhuǎn)向使?jié)L子楔在星輪與外環(huán)之間，使外環(huán)隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)與兩端固定不動(dòng)的摩擦環(huán)15、22(由防轉(zhuǎn)銷(xiāo)20

固定)形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在碟形彈簧19的作用下，產(chǎn)生摩擦力，增加升降臺(tái)下降時(shí)的阻力，起自鎖作用，并使上下運(yùn)動(dòng)的力量平衡。調(diào)整時(shí)，先拆下端蓋17，松開(kāi)螺釘16，適當(dāng)旋緊螺母18，壓緊碟形彈簧19，即可增大自鎖力。調(diào)整前需用輔助裝置支承升降臺(tái)。51第四章銑削加工3.數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控分度頭是數(shù)控銑床常用附件，可使數(shù)控銑床不但有沿X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸直線運(yùn)動(dòng)之外，還可以沿工作臺(tái)在圓周方向有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和分度運(yùn)動(dòng)。通?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動(dòng)，用以進(jìn)行圓弧加工或與直線聯(lián)動(dòng)進(jìn)行曲面加工，以及利用工作臺(tái)精確地自動(dòng)分度，實(shí)現(xiàn)箱體在零件各個(gè)面的加工。工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)由尾部裝有碼盤(pán)的直流伺服電動(dòng)機(jī)17經(jīng)兩對(duì)消隙齒輪副和一對(duì)蝸輪蝸桿副20、21傳動(dòng)。蝸輪蝸桿采用變齒厚雙導(dǎo)程蝸桿消隙：調(diào)整時(shí)，松開(kāi)鎖緊螺釘24和螺母25，轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋套23，使蝸桿軸向移動(dòng)，改變與渦輪的嚙合部位，從而消除側(cè)隙。52第四章銑削加工數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)的松開(kāi)、回轉(zhuǎn)、夾緊動(dòng)作受氣液轉(zhuǎn)換

裝置14控制。工作時(shí)，氣液轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)活塞桿1

5縮回，使油槍13與其相通的夾緊液壓缸1上腔的油壓下降，由彈簧推動(dòng)活塞2和拉桿3上移，松開(kāi)工作臺(tái)。同時(shí)，觸頭12在彈簧作用下退回，松開(kāi)夾緊信號(hào)開(kāi)關(guān)9，壓下松開(kāi)信號(hào)開(kāi)關(guān)10。此時(shí)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)結(jié)束后，氣液轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)活塞桿伸出，使油腔13和夾緊液壓缸1上腔油壓上升，推動(dòng)活塞2和拉桿3下移，將工作臺(tái)壓緊在底座8上。同時(shí)觸頭12在油壓作用下向外伸出，松開(kāi)信號(hào)開(kāi)關(guān)10，壓下夾緊信號(hào)開(kāi)關(guān)9。工作臺(tái)完成一個(gè)工作循環(huán)后，零位信號(hào)開(kāi)關(guān)發(fā)信號(hào)，使工作臺(tái)返回零位。手搖脈沖發(fā)生器11可用于工作臺(tái)的微調(diào)工作。第四章銑削加工4.4

銑刀及銑削用量一、銑刀的種類(lèi)銑刀是一種多齒回轉(zhuǎn)刀具，種類(lèi)繁多。按照用途，銑刀可分類(lèi)如下：1.加工平面用的銑刀

(1)圓柱銑刀用于臥式銑床上加工較窄的平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，無(wú)副切削刃。有高速鋼整體制造的，也有鑲焊硬質(zhì)合金的。按齒形分為直齒、斜齒或螺旋齒三種。為提高銑削時(shí)的平穩(wěn)性，以螺旋形的刀齒居多。按齒數(shù)分粗齒和細(xì)齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強(qiáng)度高，容屑空間大，重磨次數(shù)多，適用于粗加工；細(xì)齒銑刀刀齒多、刀齒強(qiáng)度低、容屑空間小、工作平穩(wěn)，適用于精加工?？梢远喟雁姷督M合在一起進(jìn)行寬平面銑削，組合時(shí)必須是左右交錯(cuò)螺旋齒。53螺旋形整體式圓柱銑刀第四章銑削加工54第四章銑削加工（2）面銑刀又稱(chēng)端銑刀，主切削刃分布在圓柱或圓錐表面，端面切削刃為副切削刃，銑刀周線垂直于被加工表面。用于立式銑床上加工平面，尤其適合加工大面積平面。用面銑刀加工平面，同時(shí)參加切削的刀齒較多，又有副切削刃的修光，工件表面粗糙度值小；刀具剛性好，可采用較大的切削用量，生產(chǎn)率高。552.加工溝槽用的銑刀（1）槽銑刀主要用于加工直槽和臺(tái)階面。直齒型：制造簡(jiǎn)單，切削條件較差。用于銑削較淺定值尺寸凹槽，也可銑削一般槽、臺(tái)階面、側(cè)面光潔加工。錯(cuò)齒形：在圓周和兩端面均有切削刃，且圓周上刀齒成左右旋交錯(cuò)分布，較直齒三面刃銑刀而言，它具有切削平穩(wěn)，切削力小，排屑容易等優(yōu)點(diǎn)。錯(cuò)齒的用于加工較深的溝槽。第四章銑削加工56（2）立銑刀切削刃分布在圓柱面及端面。立銑刀圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃沒(méi)有通過(guò)中心，是副切削刃。工作時(shí)不宜做軸向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)立銑刀上有通過(guò)中心的端齒時(shí)，可軸向進(jìn)給。立銑刀相當(dāng)于帶刀柄的小直徑的圓柱銑刀，可以加工凹槽，也可以加工平面、臺(tái)階面，利用靠模還可以加工成形面。第四章銑削加工57（3）鍵槽銑刀鍵槽銑刀主要用于加工軸上的鍵槽。鍵槽銑刀的外形與立銑刀相似，不同的是他只有兩個(gè)刀齒，端面切削刃延伸至中心是主切削刃，圓柱上的切削刃是副切削刃，因此，在加工兩端不通的鍵槽時(shí)，能沿刀具軸向作適量的進(jìn)給。鍵槽銑刀與立銑刀區(qū)別：鍵槽銑刀不能加工底面，而立銑刀可以加工底面。鍵槽銑刀主要用于加工鍵槽與槽，鍵槽銑刀對(duì)銑鍵槽很好用。鍵槽銑刀的切削量要比立銑刀大。第四章銑削加工58加工成形面的銑刀成形銑刀球頭銑刀角度銑刀......第四章銑削加工59第四章銑削加工二、面銑刀及其參數(shù)選擇面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速工具鋼或硬質(zhì)合金，其中硬質(zhì)合金面銑刀可加工帶有硬皮和淬硬層工件，切削性能更好。1.

硬質(zhì)合金面銑刀類(lèi)型整體焊接式：將硬質(zhì)合金刀片直接焊在刀體上機(jī)夾—焊接式：將硬質(zhì)合金刀片直接焊在小刀齒上，再將小刀齒用機(jī)械夾安裝在刀體上可轉(zhuǎn)位式：將可轉(zhuǎn)位刀片通過(guò)夾緊元件夾固在刀體上60刀片刀齒安裝方式第四章銑削加工面銑刀主要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑為16-630mm。粗銑直徑小，精銑直徑大。銑刀前角根據(jù)刀具和工件材料確定：1)面銑過(guò)程有沖擊，前角數(shù)值一般較小硬質(zhì)合金脆性大、強(qiáng)度低，前角小工件強(qiáng)度和硬度都高，可用負(fù)前角采用較大后角，減小后刀面磨損刃傾角一般為-5°~-15°，保護(hù)刀尖。若工件強(qiáng)度低，可取5°主偏角一般為45°，60°,75°,90°工藝系統(tǒng)剛性好取小值。工件為鑄鐵時(shí)常用45°，為一般鋼材時(shí)常用75°，帶凸肩的平面或薄壁零件時(shí)一般為90°61第四章銑削加工62三、立銑刀及其參數(shù)選擇1.立銑刀結(jié)構(gòu)圓柱表面上切削刃為主切削刃，一般為螺旋齒，提高切削平穩(wěn)性和加工精度；端面上切削刃為副切削刃。軸向長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)：加工較深溝槽，保證足夠的被磨量；刀齒數(shù)一般較少，容屑槽圓弧半徑較大：改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞標(biāo)準(zhǔn)立銑刀螺旋角粗齒：41-45°，細(xì)齒：31-35°，套式結(jié)構(gòu)15-25°直徑較小的立銑刀一般制成帶柄形式第四章銑削加工63立銑刀主要參數(shù)前、后角均為正值，根據(jù)工件材料和銑刀直徑確定為使端面切削刃有足夠強(qiáng)度，在端面切削刃前刀面一般磨有棱邊立銑刀尺寸參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取第四章銑削加工64三.銑削用量的確定根據(jù)工件加工精度、銑刀壽命、機(jī)床剛性確定。首先確定背吃刀量/側(cè)吃刀量，其次是每齒進(jìn)給量，最后確定銑削速度。1.

確定背吃刀量(端銑)/側(cè)吃刀量(周銑)根據(jù)加工余量和加工要求確定。粗銑時(shí)，若加工余量＜5-6mm，一次進(jìn)給盡可能切除全部余量；半精銑時(shí)，取1.5-2mm；精銑時(shí)，周銑側(cè)吃刀量取為0.3-0.5mm，端銑背吃刀量取為0.5-1mm。余量過(guò)大時(shí)可分2

次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的2/3～3/4

。2.

確定每齒進(jìn)給量fz根據(jù)fz

確定進(jìn)給速度