金属切削加工方法6.ppt

第六章第六章平面及沟槽加工平面及沟槽加工6.1 6.1 平面加工方法平面加工方法 1.1.平面铣削加工平面铣削加工 铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直的三个方向上作进给运动的切削进给方式的三个方向上作进给运动的切削进给方式 一一般般情情况况下下，，铣铣削削主主要要用用于于粗粗加加工工和和半半精精加加工工铣铣削削加加工工的的精精度度等等级级为为IT11IT11～～IT8IT8，，表表面面粗粗糙糙度度为为Ra6.3Ra6.3～～1.6μm1.6μm铣铣削削加加工工可可采采用用较较大大的的切切削削用用量量，，故故生生产产效效率率较高2.2.平面刨削加工平面刨削加工 刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进行切削加工的方法刨削加工的精度可达行切削加工的方法刨削加工的精度可达IT9IT9～～IT8IT8，，表面粗表面粗糙度值可达糙度值可达Ra1.6Ra1.6～～6.3μm6.3μm刨削加工可以保证一定的相互刨削加工可以保证一定的相互位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面。

位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面3.3.平面磨削加工平面磨削加工 平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行，平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行，若零件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进若零件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进行平面磨削精度可达行平面磨削精度可达IT7IT7～～IT5IT5，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为Ra Ra 0.80.8～～0.2μm0.2μm 6.2 6.2 平面铣削加工平面铣削加工 6.2.16.2.1铣床铣床1.1.铣床类型及加工范围铣床类型及加工范围通用铣床的基本类型：通用铣床的基本类型：升降台式铣床、工作台不升降式铣升降台式铣床、工作台不升降式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣床，多工序自动换刀铣镗床（又称加工中心）等由数字程床，多工序自动换刀铣镗床（又称加工中心）等由数字程序控制或计算机控制加工各种型面的铣床序控制或计算机控制加工各种型面的铣床 铣床加工范围：铣床加工范围：2 2．．X6132X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床（（1 1）主要部件及其功用）主要部件及其功用图图6-2 X61326-2 X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床1—1—床身；床身；2—2—主轴；主轴；3—3—横梁；横梁；4—4—挂架；挂架；5—5—工作台；工作台；6—6—转台；转台；7—7—横向溜板；横向溜板；8—8—升降台；升降台；9—9—底座底座（（2 2）传动系统）传动系统图图6-3 X61326-3 X6132型卧式万能铣床传动系统型卧式万能铣床传动系统3 3．．X6132X6132型万能铣床的调整型万能铣床的调整（（1 1）调整丝杠轴向间隙和传动间隙）调整丝杠轴向间隙和传动间隙① ① 调整纵向工作台丝杠轴向间隙调整纵向工作台丝杠轴向间隙 现象：现象：加工工件表面粗糙加工工件表面粗糙原因：原因：工作台两端轴承座中推力轴承工作台两端轴承座中推力轴承与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台轴向窜动轴向窜动 间隙调整方法间隙调整方法：：利用止动垫圈利用止动垫圈4 4、圆螺母、圆螺母3 3，圆螺母，圆螺母5 5，来调整间隙，调整时用，来调整间隙，调整时用0.010.01～～0.02mm0.02mm塞尺检查，一般要求间隙不塞尺检查，一般要求间隙不大于大于0.03mm0.03mm。

图图6-4 6-4 丝杠轴向间隙调整丝杠轴向间隙调整1—1—刻度盘紧固螺母；刻度盘紧固螺母；2—2—刻度盘；刻度盘；3 3、、5—5—圆螺母；圆螺母；4—4—圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈② ② 调整纵向工作台丝杠传动间隙调整纵向工作台丝杠传动间隙 现象：现象：顺铣时，工作台会出现窜顺铣时，工作台会出现窜动，影响工件表面质量，严重会动，影响工件表面质量，严重会出现扎刀现象出现扎刀现象原因：原因：丝杠与螺母的螺纹侧面磨丝杠与螺母的螺纹侧面磨损，因而间隙增大，需进行调整损，因而间隙增大，需进行调整 间隙调整方法：间隙调整方法： 旋松锁紧板旋松锁紧板2 2上的上的3 3个螺钉个螺钉3 3，并顺时针方向转动调节蜗杆，并顺时针方向转动调节蜗杆4 4，使，使其带动蜗杆其带动蜗杆5 5转动从而使丝杠与螺母间隙减小转动从而使丝杠与螺母间隙减小 图图6-5 6-5 丝杠传动间隙调整丝杠传动间隙调整1—1—盖板；盖板；2—2—锁紧板；锁紧板；3—3—螺钉；螺钉；4—4—调节蜗杆；调节蜗杆；5—5—蜗杆蜗杆（（2 2）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整现象：现象：移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙，移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙，或移动时过紧，不灵活或移动时过紧，不灵活 。

原因：原因：运动部件与导轨之间的间隙不适当运动部件与导轨之间的间隙不适当 一般间隙允许为一般间隙允许为0.03mm0.03mm，可用塞尺检查，可用塞尺检查 间隙调整方法：间隙调整方法：图图6-6 6-6 纵向工作台导轨镶条的调整纵向工作台导轨镶条的调整1—1—镶条；镶条；2—2—调节螺母；调节螺母；3—3—调节螺杆；调节螺杆；4—4—圆螺母圆螺母 图图6-7 6-7 横向工作台导轨镶条的调整横向工作台导轨镶条的调整 图图6-8 6-8 垂向导轨镶条的调整垂向导轨镶条的调整 1—1—镶条；镶条；2—2—调节螺杆调节螺杆 1—1—镶条；镶条；2—2—调节螺杆调节螺杆4 4．．X6132X6132型卧式升降台铣床附件型卧式升降台铣床附件——万能分度头万能分度头图图6-9 F111256-9 F11125分度头的外形结构分度头的外形结构1—1—基座；基座；2—2—分度盘；分度盘；3—3—分度叉；分度叉；4—4—挂轮轴；挂轮轴；5—5—蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄；6—6—主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；7—7—回转体；回转体；8—8—主轴；主轴；9—9—刻度环；刻度环；10—10—分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉；11—11—分度手柄；分度手柄；12—12—锁紧螺母；锁紧螺母；13—13—定位销定位销图图6-10 F111256-10 F11125分度头传动系统分度头传动系统1—1—基座；基座；2—2—分度盘；分度盘；3—3—分度叉；分度叉；4—4—挂轮轴；挂轮轴；5—5—蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄；6—6—主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；7—7—回转体；回转体；8—8—主轴；主轴；9—9—刻度环；刻度环；10—10—分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉；11—11—分度手柄；分度手柄；12—12—锁紧螺母；锁紧螺母；13—13—定位销定位销分度方法分度方法 ①①直接分度法直接分度法利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被360°360°整除倍数的分度整除倍数的分度。

② ② 简单分度法简单分度法（（a a）分度原理）分度原理 如果要将工件进行如果要将工件进行z z等分，则每次分度需使工件转过等分，则每次分度需使工件转过1/1/z z转，分度手柄应转转，分度手柄应转过的转数过的转数（（b b）分度方法）分度方法 工件进行工件进行1212等分，分度手柄应转过的转数等分，分度手柄应转过的转数 手柄转整数手柄转整数3 3圈，再转圈，再转1/31/3转先在分度盘上找出孔数为先在分度盘上找出孔数为3 3的倍数的孔圈的倍数的孔圈，即即2828的孔圈手柄在孔数为手柄在孔数为3636的孔圈上转过的孔圈上转过1212个孔距，完成了个孔距，完成了1/31/3转 6.2.2 6.2.2 铣刀铣刀 1.1.铣刀的种类与选用铣刀的种类与选用铣刀的种类：铣刀的种类：整体式结构整体式结构镶齿结构镶齿结构注意：立铣刀注意：立铣刀与键槽铣刀的区别与键槽铣刀的区别 图图6-13 6-13 特种铣刀特种铣刀2.2.铣削用量铣削用量 ⑴⑴铣削用量铣削用量如图如图6 6－－1414所示所示①①背吃刀量背吃刀量a ap p ②②侧吃刀量侧吃刀量a ae e ③ ③ 进给运动参数进给运动参数它有三种表示方法：它有三种表示方法：(a)(a)每齿进给量每齿进给量f fz z (b)(b)进给量进给量f f (c)(c)进给速度进给速度v vf f 图图6-14 6-14 铣削用量铣削用量三者之间的关系为：vf=fn=fzzn式中，vf—进给速度，单位mm/min；z—铣刀齿数。

④ ④ 铣削速度铣削速度v vc c指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度瞬时速度可按下式计算可按下式计算v vc c= = dndn/1 000/1 000式中，式中，v vc c——瞬时速度，单位为瞬时速度，单位为m/minm/min或或m/sm/s；；d d——铣刀直径，单位为铣刀直径，单位为mmmm；；n n——铣刀转速，单位为铣刀转速，单位为r/minr/min或或r/sr/s⑵⑵铣削用量的选择铣削用量的选择 下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则 ①①粗粗加加工工 因因粗粗加加工工余余量量较较大大，，精精度度要要求求不不高高，，一一般般选选取取较较大大的的背背吃吃刀刀量量和和侧侧吃吃刀刀量量，，使使一一次次进进给给尽尽可可能能多多地地切切除除毛毛坯坯余余量量在在刀刀具具性性能能允允许许的的条条件件下下应应以以较较大大的的每每齿齿进进给给量量( (参参见见表表6—2)6—2)进进行行切切削削，，以以提提高高生生产产率表表6-26-2 粗铣每齿进给量粗铣每齿进给量f fz z的推荐值的推荐值刀刀 具具工工 件件 材材 料料推荐推荐进给量量fz（（mm/z））高高 速速 钢钢圆柱铣刀圆柱铣刀钢钢0.100.10～～0.500.50铸铁铸铁0.120.12～～0.200.20端铣刀端铣刀钢钢0.040.04～～0.060.06铸铁铸铁0.150.15～～0.200.20三面刃铣刀三面刃铣刀钢钢0.040.04～～0.060.06铸铁铸铁0.150.15～～0.250.25硬质合金铣刀硬质合金铣刀钢钢0.10.1～～0.200.20铸铁铸铁0.150.15～～0.300.30 ②②半半精精加加工工 此此时时工工件件的的加加工工余余量量一一般般在在0.50.5～～2 2 mmmm，，并并且且无无硬硬皮皮，，加加工工后后要要降降低低表表面面粗粗糙糙度度值值，，因因此此应应选选择择较较小小的的每每齿齿进进给给量量，，而而取取较较大大的切削速度的切削速度( (参见表参见表6—3)6—3)。

表表6-36-3 铣削速度铣削速度v vc c的推荐值的推荐值工工 件件 材材 料料铣削速度铣削速度vc（m/min）说说 明明高速钢铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀硬质合金铣刀2020～～45150～～190（（1）粗铣时取小值，精铣时取大值粗铣时取小值，精铣时取大值2）工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值3）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值③③精加工精加工 精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的影响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削影响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削 3.3.铣刀安装铣刀安装 在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔的铣在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔的铣刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上刀杆的直径与铣刀的刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上刀杆的直径与铣刀的孔径应相同，尺寸已孔径应相同，尺寸已标准化，常用的直径标准化，常用的直径为为2222、、2727、、3232、、4040和和50mm50mm五种。

图五种图6 6－－1515所所示为这种刀杆的结构示为这种刀杆的结构和应用的情况和应用的情况 图图6-15 6-15 铣刀杆的结构和应用铣刀杆的结构和应用4.4.平面的铣削方法平面的铣削方法 ⑴⑴平面的铣削方法平面的铣削方法 ①①圆周铣和端铣圆周铣和端铣 ②②顺铣和逆铣顺铣和逆铣 见（图见（图6 6－－1616）） 图图6-16 6-16 顺铣和逆铣顺铣和逆铣⑵⑵常见的常见的平面铣削加工平面铣削加工铣平面是铣床加工中最铣平面是铣床加工中最基本的工作图基本的工作图6-176-17所所示是各种铣平面的方法示是各种铣平面的方法（（3 3）正六面形的铣削方法）正六面形的铣削方法6.3 6.3 平面的刨削加工平面的刨削加工及设备6.3.1.6.3.1.牛头刨床牛头刨床1 1．刨床工作基本内容．刨床工作基本内容2 2．．B665B665牛头刨床的结构牛头刨床的结构图图6-20 B6656-20 B665型牛头刨床的外形图型牛头刨床的外形图1—1—刀架；刀架；2—2—转盘；转盘；3—3—滑枕；滑枕；4—4—床身；床身；5—5—横梁；横梁；6—6—工作台工作台6.3.2 6.3.2 刨刀刨刀 刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小5°5°～～6°6°；而；而且刨刀的刃倾角也应取大值。

且刨刀的刃倾角也应取大值 刨刀刀杆有刨刀刀杆有直杆和弯杆直杆和弯杆之分6.4 6.4 平面的磨削加工及设备平面的磨削加工及设备 6.4.1 6.4.1 平面磨床平面磨床 1 1．平面磨床的组成及其作用．平面磨床的组成及其作用加工各种零件的平面加工各种零件的平面尺寸公差可达尺寸公差可达IT5IT5～～IT6IT6两平面平行度误差小于两平面平行度误差小于0.010.01表面粗糙度一般可达表面粗糙度一般可达R Ra=0.4a=0.4～～0.20.2 m m精密磨削可达精密磨削可达R Ra=0.01a=0.01～～0.10.1 m m图图6-24 6-24 平面磨床外形图平面磨床外形图1—1—床身；床身；2—2—工作台；工作台；3—3—砂轮架；砂轮架；4—4—滑座；滑座；5—5—立柱立柱2 2．平面磨床的类型及磨削运动．平面磨床的类型及磨削运动平面磨削有以下几种运动：平面磨削有以下几种运动：砂轮的旋转运动砂轮的旋转运动v vs s，工件的纵向运，工件的纵向运动动f f1 1、砂轮或工件的横向进给运动、砂轮或工件的横向进给运动f f2 2、砂轮的垂直进给运动、砂轮的垂直进给运动f f3 3，如图，如图6-256-25所示。

所示图图6-25 6-25 平面磨削运动平面磨削运动平面磨削类型：平面磨削类型：卧轴矩台平面磨床卧轴矩台平面磨床卧轴圆台平面磨床卧轴圆台平面磨床立轴矩台平面磨床立轴矩台平面磨床立轴圆台平面磨床立轴圆台平面磨床等几种类型等几种类型 图图6-26 6-26 平面磨床的几种类型及其磨削运动平面磨床的几种类型及其磨削运动6.4.2.6.4.2.磨平行面磨平行面 常常用用的的平平面面磨磨削削方方式式：：卧卧轴轴矩矩台台平平面面磨磨削削；；卧卧轴轴圆圆台台平面磨削；立轴矩台平面磨削平面磨削；立轴矩台平面磨削 ；立轴圆台平面磨削立轴圆台平面磨削1.1.工件的安装工件的安装 平面零件磨削时最平面零件磨削时最常用的安装夹具是电常用的安装夹具是电磁吸盘（图磁吸盘（图6 6－－2727） 图图6-27 6-27 电磁吸盘电磁吸盘 1—1—吸盘体；吸盘体；2—2—线圈；线圈；3—3—方铁；方铁；4—4—缘体；缘体；5—5—方铁方铁2.2.砂轮选择砂轮选择 周周磨磨时时一一般般采采用用平平形形砂砂轮轮；；由由于于砂砂轮轮与与工工件件的的接接触触面面积积比比外外圆圆磨磨削削时时大大，，所所以以砂砂轮轮的的硬硬度度应应比比外外圆圆磨磨削削时时选选用用的的砂砂轮轮稍稍软软一一些些。

端端磨磨时时一一般般采采用用筒筒形形砂砂轮轮或或碗碗形形砂砂轮轮，，粗粗磨磨时时也也可可选选用用镶块砂轮镶块砂轮3.3.平行面的磨削方法平行面的磨削方法（（1 1）常用的平行面磨）常用的平行面磨削方法有以下三种：削方法有以下三种：①①横向磨削法横向磨削法 ②②深度磨削法深度磨削法 ③ ③阶梯磨削法阶梯磨削法 （（2 2）磨削用量的选择）磨削用量的选择 ①①砂轮的圆周速度砂轮的圆周速度 ②②工作台纵向进给速度工作台纵向进给速度当工作台为矩形时，纵向进给量选1～12 m/min;当工作台为圆形时，其速度选为7～30 m/min.③③砂轮的垂直进给量砂轮的垂直进给量 一般粗磨时，垂直进给量为0.015～0.05 mm；精磨时为0.005～0.01 mm表表6-46-4砂轮圆周速度的选择范围砂轮圆周速度的选择范围磨 削 形 式被磨工件材料粗磨/（m/min）精磨/（m/min）周面磨削周面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢20～～2222～～2522～～2525～～30端面磨削端面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢15～～1818～～2018～～2020～～25（（3 3）磨垂直面）磨垂直面 几种典型的磨垂直面方法：几种典型的磨垂直面方法：①①用精密平口钳装夹工件用精密平口钳装夹工件 磨小型垂直面，特别是非磁磨小型垂直面，特别是非磁性材料工件时，通常采用此种性材料工件时，通常采用此种方法装夹工件。

这种磨削方法方法装夹工件这种磨削方法较简便，生产率高，且能保证较简便，生产率高，且能保证工件的加工精度，如图工件的加工精度，如图6 6－－2929所所示 图图6-29 6-29 精密平口钳精密平口钳 1—1—固定钳口；固定钳口；2—2—活动钳口；活动钳口；3—3—凸台；凸台；4—4—螺杆；螺杆；5—5—平口钳体平口钳体②②用精密角铁装夹工件用精密角铁装夹工件 磨磨削削时时，，工工件件以以精精加加工工过过的的面面贴贴紧紧在在角角铁铁的的垂垂直直面面上上，，用用压压板板和和螺螺钉钉夹夹紧紧，，并并用用百百分分表表校校正正后后进进行行加加工工此此种种方方法法虽虽装装夹夹较较烦烦，，但但可可以以获获得得较较高高的的垂垂直直精精度度，，通通常常适适用用于于制制造造工夹具的装夹，如图工夹具的装夹，如图6 6－－3030所示图图6-30 6-30 精密角铁精密角铁 ③③用导磁角铁装夹工件用导磁角铁装夹工件 加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上，此种加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上，此种加工方法能得到较高的垂直度图加工方法能得到较高的垂直度图6 6－－3131所示。

所示 图图6-31 6-31 导磁角铁导磁角铁1—1—纯铁；纯铁；2—2—黄铜片；黄铜片；3—3—螺栓螺栓(4) (4) 磨斜面磨斜面常用的斜面磨削方法有以下三种常用的斜面磨削方法有以下三种①①用正弦规和精密角铁装夹工件磨斜面用正弦规和精密角铁装夹工件磨斜面 正正弦弦规规是是一一种种精精密密量量具具，，使使用用时时，，根根据据所所磨磨工工件件斜斜面面的的角角度度，，算出需要垫入的块规高度，如图算出需要垫入的块规高度，如图6 6－－3232所示图图6-32 6-32 正弦规和精密角铁正弦规和精密角铁②②用正弦精密平口钳或正弦电磁吸盘装夹工件磨斜面用正弦精密平口钳或正弦电磁吸盘装夹工件磨斜面 正正弦弦精精密密平平口口钳钳的的最最大大倾倾斜斜角角度度为为45450 0，，而而正正弦弦电电磁磁吸吸盘盘是是用用电电磁磁吸吸盘盘代代替替了了正正弦弦精精密密平平口口钳钳中中的的平平口口钳钳，，它它的的最最大大回回转转角角度度也也是是45450 0一般可用于磨削厚度较薄的工件，如图一般可用于磨削厚度较薄的工件，如图6 6－－3333所示 图图6-33 6-33 正弦精密平口钳和正弦电磁吸盘正弦精密平口钳和正弦电磁吸盘③③用导磁用导磁V V形铁装夹工件磨斜面形铁装夹工件磨斜面 导导磁磁V V型型铁铁的的结结构构和和使使用用原原理理与与导导磁磁角角铁铁相相同同。

这这种种导导磁磁V V形形铁铁所所能能磨磨削削的的工工件件倾倾斜斜角角不不能能调调整整，，因因而而适适用用于于批批量量生生产，如图产，如图6 6－－3434所示图图6-34 6-34 导磁导磁V V形铁形铁（（5 5）磨削平行平面应注意的问题）磨削平行平面应注意的问题① ① 正确选择定位基准面正确选择定位基准面② ② 装夹必须牢靠装夹必须牢靠③ ③ 注意磨削余量注意磨削余量④ ④ 分粗磨、精磨分粗磨、精磨⑤ ⑤ 注意磨削热注意磨削热⑥ ⑥ 注意机床精度注意机床精度 。