铣削加工

第4章 铣削加工

4.1 铣工概述

4.1.1 铣床安全操作规程

1.工作前，必须穿好工作服（军训服），女生须戴好工作帽，发辫不得外露，在执行飞刀操作时，必须戴防护眼镜。

2.工作前认真查看机床有无异常，在规定部位加注润滑油和冷却液。

3.开始加工前先安装好刀具，再装夹好工件。装夹必须牢固可靠，严禁用开动机床的动力装夹刀杆、拉杆。

4.主轴变速必须停车，变速时先打开变速操作手柄，再选择转速，最后以适当快慢的速度将操作手柄复位。复位时速度过快，冲动开关难动作；太慢易达启动状态易于损坏啮合中的齿轮。

5.开始铣削加工前，刀具必须离开工件，并应查看铣刀旋转方向与工件相对位置是顺铣还是逆铣，通常不采用顺铣，而采用逆铣。若有必要采用顺铣，则应事先调整工作台的丝杆螺母间隙到合适程度方可铣削加工，否则将引起“扎刀”或打刀现象。

6.在加工中，若采用自动进给，必须注意行程的极限位置；必须严密注意铣刀与工件夹具间的相对位置。以防发生过铣、撞铣夹具而损坏刀具和夹具。

7.加工中，严禁将多余的工件、夹具、刀具、量具等摆在工作台上。以防碰撞、迭落，发生人身、设备事故。

8.机床在运行中不得擅离岗位或委托他人看管。不准闲谈、打闹和开玩笑。 9.两人或多人共同操作一台机床时，必须严格分工，分段操作，严禁同时操作一台机床。 10.中途停车测量工件，不得用手强行刹住惯性转动着的铣刀主轴。

11.铣后的工件取出后，应及时去毛刺，防止拉伤手指或划伤堆放的其它工件。

12.发生事故时，应立即切断电源，保护现场，参加事故分析，承担事故应负的责任。 13.工作结束应认真清扫机床、加油，并将工作台移向立柱附近。 14.打扫工作场地，将切屑倒入规定地点。

15.收拾好所用的工、夹、量具，摆放于工具箱中，工件交检。

4.1.2 铣削加工简介

在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程叫做铣削加工，简称铣工。铣削是金属切削加工中常用的方法之一。铣削时，铣刀作旋转的主运动，工件作缓慢直线的进给运动。

1、铣削特点

1）铣刀是一种多齿刀具，在铣削时，铣刀的每个刀齿不象车刀和钻头那样连续地进行切削，而是间歇地进行切削，刀具的散热和冷却条件好，铣刀的耐用度高，切削速度可以提高；

2）铣削时经常是多齿进行切削，可采用较大的切削用量，与刨削相比，铣削有较高的生产率，在成批及大量生产中，铣削几乎已全部代替了刨削；

3）由于铣刀刀齿的不断切入、切出，铣削力不断地变化，故而铣削容易产生振动。 2、铣削用量

铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度)四要素组成。其铣削用量如4-1所示。

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(a) (b)

a)在卧铣上铣平面 b)在立铣上铣平面

图4-1 铣削运运及铣削用量

切削速度

切削速度即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算：

dn1000式中： — 切削速度(m/min)；

d — 铣刀直径（mm）；

。 n— 铣刀每分钟转数（r/min）

进给量ƒ 铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。

⑴ 每齿进给量 ƒZ (mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。

⑵ 每转进给量 ƒ ，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r

⑶ 每分钟进给量 ，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为， 式中 Z —铣刀齿数

n—铣刀每分钟转速（r/min）， 背吃刀量(又称铣削深度)

铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。

侧吃刀量(又称铣削宽度)

铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。

3、铣削的应用

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铣床的加工范围很广，可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面（如齿形），如图4-3所示。还可以进行分度工作。有时孔的钻、镗加工，也可在铣床上进行，如图4-2所示。铣床的加工精度一般为IT9～IT8；表面粗糙度一般为Ra6.3～1.6μm。

(a) (b) (c)

图4-2 在卧式铣床上镗孔

a)卧式铣床上镗孔 b)卧式铣床上镗孔用吊架 c)卧式铣床上镗孔用支承套

图4-3 铣削加工的应用范围 a)圆柱铣刀铣平面 b)套式铣刀铣台阶面 c)三面刃铣刀铣直角槽 d)端铣刀铣平面 e)立铣刀铣凹平面 f)锯片铣刀切断 g)凸半圆铣刀铣凹圆弧面 h)凹半圆铣刀铣凸圆弧面 i)齿轮铣刀铣齿轮 j)角度铣刀铣V形槽 k)燕尾槽铣刀铣燕尾槽 l)T形槽铣刀铣T形槽 m)键槽铣刀铣键槽 n)半圆键槽铣刀铣半圆键槽 o)角度铣刀铣螺旋槽 。 3欢迎下载

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4、铣削方式

1）周铣和端铣：用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣(4-3a)；用 刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣(1-3d)。与周铣相比，端铣铣 平面时较为有利，因为：⑴ 端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。⑵ 同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时振动较周铣为小。⑶ 端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。⑷端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。由此可见，端铣法的加工质量较好，生产率较高。所以铣削平面大多采用端铣。但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，而有些形面（如成形面等）则不能用端铣。

2）逆铣和顺铣：周铣有逆铣法和顺铣法之分。逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铣则没有上述缺点。但是，顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响。因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同，铣削力忽大忽小，就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。因此，必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置，只能采用逆铣法。另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铣因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀具的磨损，此时，也是以逆铣为妥。

(a) (b)

图4-4 逆铣和顺铣 a)逆铣 b)顺铣

4.2 铣床

铣床种类很多，常用的有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和数控铣床及铣镗加工中心等。在一般工厂，卧式铣床和立式铣床应用最广，其中万能卧式升降台式铣床，简称万能卧式铣床应用最多，特加以介绍。

4.2.1 万能卧式铣床

卧式万能升降台铣床简称万能铣床，如图4-1所示，是铣床中应用最广的一种。其主轴

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是水平的，与工作台面平行。下面以实习中所使用的X6132铣床为例，介绍万能铣床型号以及组成部分和作用。

1、万能铣床的型号： X 6 1 32

主参数代号：表示工作台宽度的1/10，即工作台宽度为320m 型别代号：表示万能升降台铣床 组别代号：表示卧式铣床

类别代号：表示铣床类（X为“铣床”汉语拼音的第一字母，直接读音

为“铣”）

2、 X6132万能卧式铣床的主要组成部分及作用 ⑴床身 用来固定和支承铣床上所有的部件。电动机、主轴及主轴变速机构等安装在它的内部。

⑵横梁 它的上面安装吊架，用来支 承刀杆外伸的一端，以加强刀杆的刚性。 横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其 伸出的长度。

⑶主轴 主轴是空心轴，前端有7:24 的精密锥孔，其用途是安装铣刀刀杆并带 动铣刀旋转。

⑷纵向工作台 在转台的导轨上作纵向 移动，带动台面上的工件作纵向进给。

⑸横向工作台 位于升降台上面的水平

图4-5 X6132卧式万能铣床升降台铣床 导轨上，带动纵向工作一起作横向进给。

1-床身 2-电动机 3-变速机构 4-主轴 ⑹转台 作用是能将纵向工作台在水平

5-横梁 6-刀杆 7-刀杆支架8-纵向工作台 面内扳转一定的角度，以便铣削螺旋槽。

9-转台 10-横向工作台 11-升降台 12-底座 ⑺升降台 它可以使整个工作台沿床身

的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离，并作垂直进给。

带有转台的卧铣，由于其工作台除了能作纵向、横向和垂直方向移动外，尚能在水平面内左右扳转45°，因此称为万能卧式铣床。

4.2.2 升降台铣床及龙门铣床

1、 立式升降台铣床，如图4-2所示。其主轴与工作台面垂直。有时根据加工的需要，可以将立铣头（主轴）偏转一定的角度。

2、龙门铣床属大型机床之一，图4-3为四轴龙门铣床外形图。它一般用来加工卧式、立式铣床不能加工的大型工件。

图4-6 立式铣床 图4-7 四轴龙门铣床外形

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4.3 铣刀及其安装

4.3.1 铣刀

铣刀的分类方法很多，根据铣刀安装方法的不同可分为两大类，即带孔铣刀和带柄铣刀。带孔铣刀多用在卧式铣床上，带柄铣刀多用在立式铣床上。带柄铣刀又分为直柄铣刀和锥柄铣刀。

1.常用的带孔铣刀有如下几种：

1）圆柱铣刀：其刀齿分布在圆柱表面上，遍常分为直齿（图4-1a）和斜齿（图4-3a）两种，主要用于铣削平面。由于斜齿圆柱铣刀的每个刀齿是逐渐切入和切离工件的，故工作较平稳，加工表面粗糙度数值小，但有轴向切削力产生。

2）圆盘铣刀：即三面刃铣刀，锯片铣刀等。图4-3c为三面刃铣刀，主要用于加工不同宽度的直角沟槽及小平面、台阶面等。锯片铣刀（图4-3f）用于铣窄槽和切断。

3）角度铣刀：如图4-3j、k、o所示，具有各种不同的角度，用于加工各种角度的沟槽及斜面等。

4）成形铣刀：如图4-3g、h、i所示，其切刃呈凸圆弧、凹圆弧、齿槽形等。用于加工与切刃形状对应的成形面。

2.常用的带柄铣刀有如下几种：

1）立铣刀：如图4-3e和图4-3所示。立铣刀有直柄和锥柄两种，多用于加工沟槽、小平面、台阶面等。

2）键槽铣刀：如图4-3m所示，专门用于加工封闭式键槽。 3）T形槽铣刀：如图4-3l所示，专门用于加工T形槽。

4）镶齿端铣刀：如图4-3d所示，一般刀盘上装有硬质合金刀片，加工平面时可以进行高速铣削，以提高工作效率。

4.3.2 铣刀的安装 1、孔铣刀的安装

⑴带孔铣刀中的圆柱形、圆盘形铣刀，多用长刀杆安装，如图3-1所示。长刀杆一端有7:24锥度与铣床主轴孔配合，安装刀具的刀杆部分，根据刀孔的大小分几种型号，常用的有 16、 22、 27、 32等。

用长刀杆安装带孔铣刀时要注意：

(1)铣刀应尽可能地靠近主轴或吊架，以保证铣刀有足够的刚性；套筒的端面与铣刀的端面必须擦干净，以减小铣刀的端跳；拧紧刀杆的压紧螺母时，必须先装上吊架，以防刀杆受力弯曲。

(2)斜齿圆柱铣所产生的轴向切削刀应指向主轴轴承，主轴转向与铣刀旋向的选择见表4-1。

图4-8 圆盘铣刀的安装

1-拉杆 2-铣床主轴 3-端面键 4-套筒 5-铣刀 6-刀杆 7-螺母 8-刀杆支架

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表4-1 主轴转向与斜齿圆柱铣刀旋向的选择 情况 铣刀安装简图 螺旋线方向 主旋转方向 轴向力的方向 说 明 1 2

⑵带孔铣刀中的端铣刀，多用短刀杆安装。如图4-9所示。

(a) (b)

图4-9 端铣刀的安装 图4-10 带柄铣刀的安装

a)锥柄铣刀的安装 b)直柄铣刀的安装 左旋 旋转 顺时针方向离开主轴轴承 不正确 左旋 旋转 逆时针方向向着主轴轴承 正确 2、带柄铣刀的安装

⑴锥柄铣刀的安装，如图4-10a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。

⑵直柄立铣刀的安装，这类铣刀多为小直径铣刀，一般不超过Ф20mm，多用弹簧夹头进行安装。如图4-10b所示。铣刀的柱柄插入弹簧套的孔中，用螺母压弹簧套的端面，使弹簧套的外锥面受压而孔径缩小，即可将铣刀抱紧。弹簧套上有三个开口，故受力时能收缩。弹簧套有多种孔径，以适应各种尺寸的铣刀。

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4.4 铣床附件及工件安装

4.4.1 铣床附件及其应用

铣床的主要附件有分度头、平口钳、万能铣头、和回转工作台，如下图4-11

图4-1 常用铣床附件

a)分度头 b)平口钳 c)万能铣头 d)回转工作台

图4-11

1. 分度头：图4-11（a）在铣削加工中，常会遇到铣六方、齿轮、花键和刻线等工作。这时，就需要利用分度头分度。因此，分度头是万能铣床上的重要附件。

1）分度头的作用

⑴ 能使工件实现绕自身的轴线周期地转动一定的角度（即进行分度）；

⑵ 利用分度头主轴上的卡盘夹持工件，使被加工工件的轴线，相对于铣床工作台在向上90°和向下10°的范围内倾斜成需要的角度，以加工各种位置的沟槽、平面等（如铣圆锥齿轮）；

⑶ 与工作台纵向进给运动配合，通过配换挂轮，能使工件连续转动，以加工螺旋沟槽、斜齿轮等。

万能分度头由于具有广泛的用途，在单件小批量生产中应用较多。 2） 分度头的结构

分度头的主轴是空心的，两端均为锥孔，前锥孔可装入顶尖（莫氏4号），后锥孔可装入心轴，以便在差动分度时挂轮，把主轴的运动传给侧轴可带动分度盘旋转。主轴前端外部有螺纹，用来安装三爪卡盘，如图4-2所示。

松开壳体上部的两个螺钉，主轴可以随回转体在壳体的环形导轨内转动，因此主轴除安装成水平外，还能扳成倾斜位置。当主轴调整到所需的位置上后，应拧紧螺钉。主轴倾斜的角度可以从刻度上看出。

在壳体下面，固定有两个定位块，以便与铣床工台面的T形槽相配合，用来保证主轴轴线准确地平行于工

作台的纵向进给方向。 图4-2 万能分度头外形

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手柄用于紧固或松开主轴，分度时松开，分度后紧固。以防在铣削时主轴松动。另一手柄是控制蜗杆的手柄，它可以使蜗杆和蜗轮联接或脱开（即分度头内部的传动切断或结合）在切断传动时，可用手转动分度的主轴。蜗轮与蜗杆之间的间隙可用螺母调整。

3）分度方法

分度头内部的传动系统如图4-3a所示，可转动分度手柄，通过传动机构（传动比1:1的一对齿轮，1:40的蜗轮蜗杆），使分度头主轴带动工件转动一定角度。手柄转一圈，主轴带动工件转1/40圈。

如果要将工件的圆周等分为Z等分，则每次分度工件应转过1/Z圈。设每次分度手柄的转数为 ，则手柄转数 与工件等分数Z之间有如下关系： nn

n1:4040Z1:nZ分度头分度的方法有直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法等。这里仅介绍常用的简单分度法。例如：铣齿数Z=35的齿轮，需对齿轮毛坯的圆周作35等分，每一次分度时，手柄转数为：

n404011（圈） Z357分度时，如果求出的手柄转数不是整数，可利用分度盘上的等分孔距来确定。分度盘如图4-3b所示，一般备有两块分度盘。分度盘的两面各钻有不通的许多圈孔，各圈孔数均不相等，然而同一孔圈上的孔距是相等的。

分度头第一块分度盘正面各圈孔数依次为24、25、28、30、34、37；反面各圈孔数依次为38、39、41、42、43。

第二块分度盘正面各圈孔数依次为46、47、49、51、53、54；反面各圈孔数依次为57、58、59、62、66。

按上例计算结果，即每分一齿，手柄需转过 其中1/7圈需通过分度盘（图4-3b）1圈，来控制。用简单分度法需先将分度盘固定。再将分度手柄上的定位销调整到孔数为7的倍数（如28、42、49）的孔圈上，如在孔数为28的孔圈上。此时分度手柄转过1整圈后，再沿

n孔数为28的孔圈转过4个孔距。 111742817 为了确保手柄转过的孔距数可靠，可调整分度盘上的扇形条1、2间的夹角（图4-3b），使之正好等于分子的孔距数，这样依次进行分度时就可准确无误。

(a) (b)

图4-3 分度头的传动

。

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2. 平口钳：图4-11（b）平口钳是一种通用夹具，经常用其安装小型工件。

3. 万能铣头：图4-11（c）在卧式铣床上装上万能铣头，不仅能完成各种立铣的工作，而且还可以根据铣削的需要，把铣头主轴扳成任意角度。万能铣头的底座用螺栓固定在铣床的垂直导轨上。铣床主轴的运动通过铣头内的两对锥齿轮传到铣头主轴上。铣头的壳体可绕铣床主轴轴线偏转任意角度。铣头主轴的壳体还能在铣头壳体上偏转任意角度。因此，铣头主轴就能在空间偏转成所需要的任意角度。

4. 回转工作台：图4-11（d）回转工作台又称为转盘、平分盘、圆形工作台等。它的内部有一套蜗轮蜗杆。摇动手轮，通过蜗杆轴，就能直接带动与转台相连接的蜗轮转动。转台周围有刻度，可以用来观察和确定转台位置。拧紧固定螺钉，转台就固定不动。转台中央有一孔，利用它可以方便地确定工件地回转中心。当底座上的槽和铣床工作台的T形槽对齐后，即可用螺栓把回转工作台固定在铣床工作台上。铣圆弧槽时，工件安装在回转工作台上，铣刀旋转，用手均匀缓慢地摇动回转工作台而使工件铣出圆弧槽。

4.4.2 工件的安装

铣床上常用的工件安装方法有以下几种。 1.平口钳安装工件

在铣削加工时，常使用平口钳夹紧工件，如图4-12所示。它具有结构简单，夹紧牢靠等特点，所以使用广泛。平口钳尺寸规格，是以其钳口宽度来区分的。X62W型铣床配用的平口钳为160mm。平口钳分为固定式和回转式两种。回转式平口钳可以绕底座旋转360°，固定在水平面的任意位置上，因而扩大了其工作范围，是目前平口钳应用的主要类型。平口钳用两个T形螺栓固定在铣床上，底座上还有一个定位键，它与工作台上中间的T形槽相配合，以提高平口钳安装时的定位精度。

固定钳口 活动钳口

(a) (b)

图4-12 平口钳安装工件 a)正确 b)不正确

2.用压板、螺栓安装工件

对于大型工件或平口钳难以安装的工件，可用压板、螺栓和垫铁将工件直接固定在工作台上，如图4-5a所示。

(a) (b)

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(c) (d)

图4-13 工件在铣床上常用的安装方法

a)用压板、螺钉安装工件 b)用分度头安装工件

c)分度头卡盘在垂直位置安装工件 d)分度头卡盘在倾斜位置安装工件

注意事项：

1）压板的位置要安排得当，压点要靠近切削面，压力大小要适合。粗加工时，压紧力要大，以防止切削中工件移动；精加工时，压紧力要合适，注意防止工件发生变形。

2）工件如果放在垫铁上，要检查工件与垫铁是否贴紧了，若没有贴紧，必须垫上铜皮或纸，直到贴紧为止。

3）压板必须压在垫铁处，以免工件因受压紧力而变形。

4）安装薄壁工件，在其空心位置处，可用活动支撑（千斤顶等）增加刚度。

5）工件压紧后，要用划针盘复查加工线是否仍然与工作台平行，避免工件在压紧过程中变形或走动。

3.用分度头安装工件

分度头安装工件一般用在等分工作中。它即可以用分度头卡盘（或顶尖）与尾架顶尖一起使用安装轴类零件，图4-13b所示。也可以只使用分度头卡盘安装工件，又由于分度头的主轴可以在垂直平面内转动，因此可以利用分度头在水平、垂直及倾斜位置安装工件，如图4-13c、d所示。

当零件的生产批量较大时，可采用专用夹具或组合夹具装夹工件，这样既能提高生产效率，又能保证产品质量。

4.5 铣削的基本操作

4.5.1 铣平面

铣平面可以用圆柱铣刀、端铣刀或三面刃盘铣刀在卧式铣床或立式铣床上进行铣削。 1、 用圆柱铣刀铣平面

圆柱铣刀一般用于卧式铣床铣平面。铣平面用的圆柱铣刀，一般为螺旋齿圆柱铣刀。铣刀的宽度必须大于所铣平面的宽度。螺旋线的方向应使铣削时所产生的轴向力将铣刀推向主轴轴承方向。

圆柱铣刀通过长刀杆安装在卧式铣床的主轴上，刀杆上的锥柄与主轴上的锥孔相配，并用一拉杆拉紧。刀杆上的键槽与主轴上的方键相配，用来传递动力。安装铣刀时，先在刀杆上装几个垫圈，然后装上铣刀，如图4-14a所示。应使铣刀切削刃的切削方向与主轴旋转方向一致，同时铣刀还应尽量装在靠近床身的地方。再在铣刀的另一侧套上垫圈，然后用手轻轻旋上压紧螺母，如图4-14b所示。再安装吊架，使刀杆前端进入吊架轴承内，拧紧吊架的紧固螺钉，如图4-14c所示。初步拧紧刀杆螺母，开车观察铣刀是否装正，然后用力拧紧螺

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母，如图4-14d所示。

操作方法：根据工艺卡的规定调整机床的转速和进给量，再根据加工余量的多少来调整铣削深度，然后开始铣削。铣削时，先用手动使工作台纵向靠近铣刀，而后改为自动进给；当进给行程尚未完毕时不要停止进给运动，否则铣刀在停止的地方切入金属就比较深，形成表面深啃现象；铣削铸铁时不加切削液（因铸铁中的石墨可起润滑作用；铣削钢料时要用切削液，通常用含硫矿物油作切削液）。

(a) (b)

(c) (d)

图4-14 安装圆柱铣刀的步骤

用螺旋齿铣刀铣削时，同时参加切削的刀齿数较多，每个刀齿工作时都是沿螺旋线方向逐渐地切入和脱离工作表面，切削比较平稳。在单件小批量生产的条件下，用圆柱铣刀在卧式铣床上铣平面仍是常用的方法。

2、用端铣刀铣平面：端铣刀一般用于立式铣床上铣平面，有时也用于卧式铣床上铣侧面。

端铣刀一般中间带有圆孔。通常先将铣刀装在短刀轴上，再将刀轴装入机床的主轴上，并用拉杆螺丝拉紧。

(a) (b)

图4-15 用端铣刀铣平面 a)立式铣床 b)卧式铣床

用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比，其特点是：切削厚度变化较小，同时切削的刀齿较多，因此切削比较平稳；再则端铣刀的主切削刃担负着主要的切削工作，而副切削刃

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又有修光作用，所以表面光整；此外，端铣刀的刀齿易于镶装硬质合金刀片，可进行高速铣削，且其刀杆比圆柱铣刀的刀杆短些，刚性较好，能减少加工中的振动，有利于提高铣削用量。因此，端铣既提高了生产率，又提高了表面质量，所以在大批量生产中，端铣已成为加工平面的主要方式之一。

4.5.2 铣斜面

工件上具有斜面的结构很常见，铣削斜面的方法也很多，下面介绍常用的几种方法。 1、使用倾斜垫铁铣斜面，如图4-16a所示。在零件设计基准的下面垫一块倾斜的垫铁，则铣出的平面就与设计基准面成倾斜位置，改变倾斜垫铁的角度，即可加工不同角度的斜面。

2、用万能铣头铣斜面，如图4-16b所示。由于万能铣头能方便地改变刀轴的空间位置，因此我们可以转动铣头以使刀具相对工作倾斜一个角度来铣斜面。

3、用角度铣刀铣斜面，如图4-16c所示。较小的斜面可用合适的角度铣刀加工。当加工零件批量较大时，则常采用专用夹具铣斜面。

4、用分度头铣斜面，如图4-16d所示。在一些圆柱形和特殊形状的零件上加工斜面时，可利用分度头将工件转成所需位置而铣出斜面。

(a) (b) (c) (d)

图4-16 铣斜面的几种方法

a)用斜垫铁铣斜面 b) 用万能铣头铣斜面 c) 用角度铣刀铣斜面 d) 用分度头铣斜面

4.5.3铣键槽

在铣床上能加工的沟槽种类很多，如直槽、角度槽、V形槽、T形槽、燕尾槽和键槽等。现仅介绍键槽、T形槽和燕尾槽的加工：

1、铣键槽：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4-17a所示。键槽铣刀一次轴向进给不能太大，切削时要注意逐层切下。敞开式键槽多在卧式铣床上用三面刃铣刀进行加工，如图4-17b所示。注意在铣削键槽前，做好对刀工作，以保证键槽的对称度。

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。

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(a) (b)

图4-17 铣键槽

a)在立式铣床上铣封闭式键槽 b)在卧式铣床上铣敞开式键槽

2、铣T形槽及燕尾槽，如图4-18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。

(a) (b) (c)

图4-18 铣T形槽及燕尾槽 a)先铣出直槽 b)铣T形槽 c)铣燕尾槽

4.5.4铣成形面

如零件的某一表面在截面上的轮廓线是由曲线和直线所组成，这个面就是成形面。成形面一般在卧式铣床上用成形铣刀来加工，如图4-19a所示。成形铣刀的形状要与成形面的形状相吻合。如零件的外形轮廓是由不规则的直线和曲线组成，这种零件就称为具有曲线外形表面的零件。这种零件一般在立式铣床上铣削，加工方法有：按划线用手动进给铣削；用圆形工作台铣削；用靠模铣削，如图4-19b所示。

对于要求不高的曲线外形表面，可按工件上划出的线迹移动工作台进行加工，顺着线迹将打出的样冲眼铣掉一半。在成批及大量生产中，可以采用靠模夹具或专用的靠模铣床来对曲线外形面进行加工。

（a） (b)

图4-19 铣成形面

a)用成形铣刀铣成形面 b)用靠模铣曲面

4.5.5铣齿形

齿轮齿形的加工原理可分为两大类：展成法（又称范成法），它是利用齿轮刀具与被切齿轮的互相啮合运转而切出齿形的方法，如插齿和滚齿加工等；成形法（又称型铣法），它

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是利用仿照与被切齿轮齿槽形状相符的盘状铣刀或指状铣刀切出齿形的方法，如图4-20所示。在铣床上加工齿形的方法属于成形法。

(a) (b)

图4-20 用盘状铣刀和指状铣刀加工齿轮 a)盘状铣刀铣齿轮 b)指状铣刀铣齿轮

铣削时，常用分度头和尾架装夹工件，如图4-20所示。可用盘状模数铣刀在卧式铣床上铣齿（图4-20a），也可用指状模数铣刀在立式铣床上铣齿（图4-20b）。

图4-21 分度头和尾架装夹工件

圆柱形齿轮和圆锥齿轮，可在卧式铣床或立式铣床上加工。人字形齿轮在立式铣床上加工。蜗轮则可以在卧式铣床上加工。卧式铣床加工齿轮一般用盘状铣刀，而在立式铣床上则使用指状铣刀。

成形法加工的特点是：

1）设备简单，只用普通铣床即可，刀具成本低；

2）由于铣刀每切一齿槽都要重复消耗一段切入、退刀和分度的辅助时间，因此生产率较低；

3）加工出的齿轮精度较低，只能达到11～9级。这是因为在实际生产中，不可能为每加工一种模数、一种齿数的齿轮就制造一把成形铣刀，而只能将模数相同且齿数不同的铣刀编成号数，每号铣刀有它规定的铣齿范围，又每号铣刀的刀齿轮廓只与该号范围的最小齿数齿槽的理论轮廓相一致，对其它齿数的齿轮只能获得近似齿形。

根据同一模数而齿数在一定的范围内，可将铣刀分成8把一套和15把一套的两种规格。8把一套适用于铣削模数为0.3～8的齿轮；15把一套适用于铣削模数为1～16的齿轮，15把一套的铣刀加工精度较高一些。铣刀号数小，加工的齿轮齿数少，反之刀号大，能加工的齿数就多。8把一套规格见表4-2。15把一套规格见表4-3。

根据以上特点，成形法铣齿一般多用于修配或单件制造某些转速低、精度要求不高的齿轮。在大批量生产中、或精度要求较高的齿轮，都在专门的齿轮加工机床加工。

表4-1 模数齿轮铣刀刀号选择表 铣刀号数 1 2 3 4 5 6 7 8 齿数范围 12～13 14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134 135以上 。

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表4-2 模数齿轮铣刀刀号选择表 铣刀号数 齿数范围 铣刀号数 1 12 5 1.5 13 5.5 2 14 6 2.5 3 3.5 19～20 7.5 4 21～22 8 4.5 23～25 15～16 17～18 6.5 7 齿数范围 26～29 30～34 35～41 42～54 55～79 80～134 135以上

齿轮铣刀的规格标示在其侧面上，表示出：铣削模数、压力角、加工何齿轮、铣刀号数、加工齿轮的齿数范围、何年制造和铣刀材料等。

复习思考题

1、X6132型万能卧式铣床主要由哪几部分组成的？各部分的主要作用是什么？ 2、铣削的主运动和进给运动各是什么？

3、铣床的主要附件有哪几种？其主要作用是什么？ 4、铣床能加工哪些表面？各用什么刀具？

5、铣床主要有哪几类？卧铣和立铣的主要区别是什么？ 6、用来制造铣刀的材料主要是什么？ 7、如何安装带柄铣刀和带孔铣刀？

8、逆铣和顺铣相比，其突出优点是什么？

9、在铣床上为什么要开车对刀？为什么必须停车变速？ 10、分度头的转动体在水平轴线内可转动多少度？

11、在轴上铣封闭式和敞开式键槽可选用什么铣床和刀具？ 12、铣床上工件的主要安装方法有哪几种？

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