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铣削、铣床与铣刀
2006年5月8日 10:27   作者:李自通 田汝相 ?代荣 朱广颐 胡孝忠

       铣削

       用旋转的铣刀作为刀具的切削加工。铣削一般在铣床或镗床上进行,适于加工平面、沟槽、各种成形面(如花键、齿轮和螺纹)和模具的特殊形面等。铣削的特征是:①铣刀各刀齿周期性地参与间断切削;②每个刀齿在切削过程中的切削厚度是变化的。图1是几种常见的铣削加工方式。


图1 几种常见的铣削方式

        切削速度v(米/分)是铣刀刃的圆周速度。铣削进给量有3种表示方式:①每分钟进给量vf(毫米/分),表示工件每分钟相对于铣刀的位移量;②每转进给量f(毫米/转),表示在铣刀每转一转时与工件的相对位移量;③每齿进给量af(毫米/齿),表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。铣削深度ap(毫米)是在平行于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件的接触长度。铣削切削弧深度ae(毫米)是垂直于铣刀轴心线方向测量的铣刀与工件接触弧的深度。用高速钢铣刀铣削中碳钢的切削速度一般为20~30米/分;用硬质合金铣刀可达60~90米/分。

       铣削一般分周铣和端铣两种方式。周铣(图2)是用刀体圆周上的刀齿铣削,其周边刃起切削作用,铣刀的轴线平行于工件的加工表面。


图2 两种周铣方式

       端铣(图3)是用刀体端面上的刀齿铣削,周边刃与端面刃同时起切削作用,铣刀的轴线垂直于一个加工表面。


图3 三种端铣方式

       周铣和某些不对称的端铣又有逆铣和顺铣之分。凡刀刃切削方向与工件的进给运动方向相反的称为逆铣;方向相同的称为顺铣。逆铣时,铣刀每齿的切削厚度是从零逐渐增大,所以刀齿在开始切入时,将与切削表面发生挤压和滑擦,这对铣刀寿命和铣削工件的表面质量都有不利影响。顺铣时的情况正相反,所以顺铣能提高铣刀寿命和铣削表面质量,并能减小机床的功率消耗。但顺铣时铣刀所受的切削冲击力较大,当机床的进给传动机构有间隙或铸锻毛坯有硬皮时不宜采用顺铣,以免引起振动和损坏刀具。

       铣刀是一种多齿刀具,同时参与切削的切削刃总长度较长,并可使用较高的切削速度,又无空行程,故在一般情况下铣削的生产率比用单刃刀具的切削加工(如刨削、插削)为高,但铣刀的制造和刃磨较为困难。

       普通铣削的加工精度不高,一般粗铣精度为IT11~10,表面粗糙度为Ra20~2.5微米;精铣精度可达IT9~7,表面粗糙度为Ra2.5~0.16微米。 

    铣床

     用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。

     ·简史

     最早的铣床是美国人E.惠特尼于1818年创制的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽,美国人布朗,J.R.于1862年创制了第一台万能铣床,是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床,工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。1950年以后,铣床在控制系统方面发展很快,数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后,微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用,扩大了铣床的加工范围,提高了加工精度与效率。

     ·类型

      铣床种类很多,一般按布局形式和适用范围加以区分。①升降台铣床:有万能式、卧式和立式等,主要用于加工中小型零件,应用最广。②龙门铣床:包括龙门铣镗床 龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件。③单柱铣床和单臂铣床:前者的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;后者的立铣头可沿悬臂导轨水平移动,悬臂也可沿立柱导轨调整高度。两者均用于加工大型零件。④工作台不升降铣床:有榘形工作台式和圆工作台式两种,是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。⑤仪表铣床:一种小型的升降台铣床,用于加工仪器仪表和其他小型零件。⑥工具铣床:用于模具和工具制造,配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件,还可进行钻削、镗削和插削等加工。⑦其他铣床:如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,是为加工相应的工件而制造的专用铣床。按控制方式,铣床又分为仿形铣床、程序控制铣床和数字控制铣床。

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