台阶、沟槽的铣削和切断.ppt

黄冰 编,铣工工艺学,1.熟练掌握台阶、直角沟槽的铣削方法，掌握台阶、直角沟槽的检测方法及质量分析 2.熟练掌握轴上键槽的铣削方法，掌握键槽的检测方法及质量分析 3.熟练掌握各种成形沟槽的铣削方法，掌握成形沟槽的检测方法及质量分析 4.掌握工件的切断方法第三章 台阶、沟槽的铣削和切断,图3-1 带台阶和沟槽的零件 a)台阶式键 b)带键槽的传动轴,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,一、台阶和沟槽的技术要求 台阶和沟槽主要由平面组成，这些平面应具有较好的平面度和较小的表面粗糙度值 1)较高的尺寸精度(根据配合精度要求确定) 2)较高的位置精度(如平行度、垂直度、对称度和倾斜度等) 二、台阶的铣削 零件上的台阶，根据其结构尺寸大小不同，通常可在卧式铣床上用三面刃铣刀和在立式铣床上用面铣刀或立铣刀铣削1.用三面刃铣刀铣台阶 (1)三面刃铣刀 三面刃铣刀的圆柱面切削刃在铣削时起主要的切削作用，而两个侧面切削刃是起修光作用的图3-2 三面刃铣刀 a)直齿三面刃铣刀 b)错齿三面刃铣刀,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,(2)工件的装夹和找正,图3-3 固定钳口方向对铣台阶的影响,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,(3)用一把三面刃铣刀铣台阶 1)选择铣刀。

图3-4 用一把三面刃铣刀铣台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,2)装夹机用虎钳和工件图3-5 台阶的铣削方法 a)横向对刀 b)纵向对刀 c)轻擦贴纸 d)铣削台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,3)铣削方法 ①横向对刀工件装夹与找正后，手动操作铣床使回转中的铣刀的侧面切削刃轻擦工件台阶处侧面的贴纸，如图3-5a所示 ②纵向对刀横向对刀后垂直降落工作台，如图所示，然后将工作台再横向移动一个台阶的宽度ap，并紧固横向进给，再上升工作台，使铣刀的圆柱面切削刃轻擦工件上表面的贴纸，如图3-5c所示第一节 台阶和直角沟槽的铣削,③铣削台阶纵向对刀后手摇工作台纵向进给手柄退出工件，上升工作台一个台阶深度ae，摇动纵向进给手柄使工件接近铣刀，手动或机动进给铣出台阶如图3-5d所示图3-6 用一把三面刃 铣刀铣削双面台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,4)用一把三面刃铣刀铣削双面台阶 此外，也可在一侧的台阶铣好后，把机用虎钳松开，再把工件调转180°重新夹紧后铣另一侧台阶，这样能获得很高的对称度，但台阶凸台的宽度C的尺寸受工件宽度尺寸精度的影响较大 (4)用组合铣削法铣台阶 在成批生产中，台阶大都是采用两把三面刃铣刀组合铣削法来加工的(见图3-7)，这不仅可提高生产率，而且操作简单，并能保证工件质量。

第一节 台阶和直角沟槽的铣削,用三面刃铣刀组合铣削时，两把三面刃铣刀必须规格一致，直径相同（必要时两铣刀应一起装夹，同时刃磨外圆），铣刀直径按式（3⁃1）确定图3-7 用组合铣削法铣台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-8 用游标卡尺测量铣刀内侧切削刃间的距离 1—台阶的凸台宽度尺寸 2—铣刀杆垫圈,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,2.用面铣刀铣台阶 对于宽度较宽而深度较浅的台阶，常用面铣刀在立式铣床上加工，如图3⁃9所示图3-9 用面铣刀铣台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-10 用立铣刀铣台阶,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,3.用立铣刀铣台阶 对于深度较深台阶或多阶台阶，可用立铣刀在立式铣床上加工，如图3⁃10所示 4.台阶的检测 台阶的检测比较简单，台阶的宽度和深度一般可用游标卡尺、深度游标卡尺检测；双面台阶的凸台宽度可用游标卡尺、千分尺或极限量规检测 5.台阶铣削质量分析 (1)影响台阶尺寸的因素 1)手动移动工作台调整不准第一节 台阶和直角沟槽的铣削,2)测量不准 3)铣削时铣刀受力不均出现“让刀”现象 4)铣刀端面圆跳动(摆差或偏摆)大图3-11 工作台“零位” 不准对台阶质量的影响,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,5)工作台“零位”不准，用三面刃铣刀铣台阶时，会使台阶产生上窄下宽现象，致使尺寸不一致，如图3-11所示。

(2)影响台阶形状、位置精度的因素 1)机用虎钳固定钳口未找正，或用压板装夹时工件位置未找正，铣出的台阶产生歪斜 2)工作台“零位”不准，用三面刃铣刀铣台阶时，不仅台阶上窄下宽，而且台阶侧面被铣成凹面 3)工作台“零位”不准，用立铣刀采用纵向进给铣台阶，台阶底面铣成凹面 (3)影响台阶表面粗糙度的因素,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,1)铣刀磨损变钝 2)铣刀摆差大 3)铣削用量选择不当，尤其是进给量过大 4)铣削钢件时没有使用切削液或切削液使用不当 5)铣削时振动大，未使用的进给机构没有紧固，工作台产生窜动现象 三、直角沟槽的铣削 直角沟槽的形式如图3⁃12所示第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-12 直角沟槽的形式 a)通槽 b)半通槽 c)封闭槽,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-13 铣刀的选择,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,1.用三面刃铣刀铣直角通槽 (1)铣刀的选择(见图3-13) 三面刃铣刀的宽度L应等于或小于直角通槽的槽宽，即L≤bD d0d+2H(3⁃2) (2)工件的装夹和找正 直角沟槽在工件上的位置大多都要求与工件两侧面平行，故中小型工件一般用机用平口虎钳装夹，大型工件则用压板直接装夹在工作台上。

图3-14 直角斜槽工件,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-15 侧面对刀铣通槽,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,(3)对刀的方法 1)划线对刀法 2)侧面对刀法图3-16 用立铣刀铣半通槽,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,2.用立铣刀或键槽刀铣半通槽和封闭槽 宽度大于25mm的直角通槽大都采用立铣刀或键槽刀铣削图3-17 用立铣刀铣削穿通封闭槽 a)预钻落刀孔 b)从落刀孔开始铣削 1—封闭槽加工线 2—预钻落刀孔,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,图3-18 铣穿通封闭槽时的装夹 a)零件尺寸 b)用两块平行垫铁装夹,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,3.直角沟槽的检测 直角沟槽的长度、宽度和深度一般使用游标卡尺、深度游标卡尺检测，尺寸精度较高的槽宽可用光滑极限量规（塞规）检测图3-19 用杠杆指示表检测直角沟槽的对称度,第一节 台阶和直角沟槽的铣削,4.直角沟槽铣削的质量分析 直角沟槽铣削的质量主要指沟槽的尺寸、形状及位置精度 (1)影响尺寸精度的因素 1)用立铣刀和键槽铣刀采用“定尺寸刀具法”铣削沟槽时，铣刀的直径尺寸及其磨损、铣刀的圆柱度和铣刀的径向圆跳动等会产生以下影响 2)三面刃铣刀的端面圆跳动太大，使槽宽尺寸铣大；径向圆跳动太大，使槽深铣深。

第一节 台阶和直角沟槽的铣削,3)使用立铣刀或键槽铣刀铣沟槽时，产生“让刀”现象，或来回多次切削工件，将槽宽铣大 4)测量不准或摇错刻度盘数值 (2)影响位置精度的因素 1)工作台“零位”不准，使工作台纵向进给运动方向与铣床主轴轴线不垂直，用三面刃铣刀铣削时，将沟槽两侧面铣成弧形凹面，且呈上宽下窄(两侧面不平行) 2)机用虎钳固定钳口未找正，使工件侧面(基准面)与进给运动方向不一致，铣出的沟槽歪斜(槽侧面与工件侧面不平行)第一节 台阶和直角沟槽的铣削,3)选用的平行垫铁不平行，工件底面与工作台面不平行，铣出的沟槽底面与工件底面不平行，槽深不一致 4)对刀时，工作台横向位置调整不准；扩铣时将槽铣偏；测量时，尺寸测量不准确，按测量值调整铣削使槽铣偏；铣削时，由于铣刀两侧受力不均(如两侧切削刃锋利程度不等)或单侧受力，铣床主轴轴承的轴向间隙较大，以及铣刀刚性不够，使得铣刀向一侧偏让等 (3)影响形状精度的因素 用立铣刀和键槽铣刀铣削沟槽时，影响形状精度的主要因素是铣刀的圆柱度 (4)影响表面粗糙度的因素 与铣削台阶时相同第一节 台阶和直角沟槽的铣削,第二节 轴上键槽的铣削,一、轴上键槽的技术要求 键槽的两侧面在连接中起周向定位和传递转矩的作用，是主要工作面，因此，键槽宽度的尺寸精度要求较高（公差等级为IT9），键槽两侧面的表面粗糙度值较小（Ra1．6～3．2μm），键槽两侧面与轴的轴线的对称度也有较高的要求。

二、轴上键槽的铣削方法 键槽有通槽、半通槽（或称半封闭槽）和封闭槽三种，如图3⁃20所示图3-20 轴上键槽的种类 a)通槽 b)半通槽 c)封闭槽,1.工件的装夹 轴类零件装夹时不但要保证零件的稳定可靠，还需保证零件的轴线位置不变，以保证轴槽的中间平面通过轴线第二节 轴上键槽的铣削,(1)用机用虎钳装夹(见图3-21) 用机用虎钳装夹工件，简单、稳固，但当工件直径有变化时，工件中心在左右(水平位置)和上下方向都会产生变动，会影响键槽的对称度和深度 为了保证铣出的键槽两侧面和底平面都平行于工件轴线，必须使工件的轴线既平行于工作台纵向进给方向，又平行于工作台台面 (2)用V形块装夹 把圆柱形工件放在V形块内，并用压板紧固的装夹的方法来铣削键槽，是铣床上常用的方法之一第二节 轴上键槽的铣削,图3-21 用机用虎钳装夹工件铣轴上键槽,第二节 轴上键槽的铣削,图3-22 用V形块装夹工件铣轴上键槽,第二节 轴上键槽的铣削,图3-23 用中央T形槽装夹铣键槽,第二节 轴上键槽的铣削,图3-24 用分度头定中心装夹 a)用两顶尖装夹 b)用三爪自定心卡盘和尾座顶尖装夹,第二节 轴上键槽的铣削,(3)用分度头定中心装夹 用分度头主轴与尾座的两顶尖或用三爪自定心卡盘和尾座顶尖的一夹一顶方法装夹工件，如图3-24所示。

安装分度头和尾座时，要用标准检验棒进行找正，采用两顶尖或一夹一顶的方法进行安装，用指示表找正检验棒的上表面素线与工作台台面平行，其侧面素线与工作台纵向进给方向平行 2.铣刀位置的调整(对刀),第二节 轴上键槽的铣削,为了使键槽对称于轴线，必须使键槽铣刀的中心线或盘形铣刀的对称线通过工件的轴线(俗称对中心或对刀)，常用的调整方法有以下几种： (1)按切痕调整对刀 这种方法使用简便，但精度不高，是最常用的一种方法 1)盘形槽铣刀或三面刃铣刀的调整方法 2)键槽铣刀的调整方法 (2)擦侧面调整对刀,第二节 轴上键槽的铣削,图3-25 按切痕调整对刀 a)盘形槽铣刀对刀 b)键槽铣刀对刀,第二节 轴上键槽的铣削,图3-26 擦侧面调整对刀 a)盘形槽铣刀对刀 b)键槽铣刀对刀,第二节 轴上键槽的铣削,(3)利用指示表调整对刀 这种方法对刀精度高，适合在立式铣床上采用，可对用机用虎钳、V形块、分度头装夹工件进行对刀 用机用虎钳装夹工件时，先把工件夹紧，将指示表固定在铣床主轴上，用手转动主轴，观察指示表在钳口两侧的读数，横向移动工作台使两侧的读数相等，如图3⁃27a所示图3-27 用指示表对刀 a)用机用虎钳装夹 b)用V形块装夹 c)用三爪自定心卡盘或两顶尖装夹,第二节 轴上键槽的铣削,3.铣削方法 (1)铣通键槽 一般都采用盘形槽铣刀来铣削。

图3-28 铣通键槽 a)外圆已经磨准时 b)直径粗加工时,第二节 轴上键槽的铣削,(2)铣封闭键槽 1)用分层铣削法图3-29 分层铣削轴上键槽 a)一次铣削 b)分层铣削,第二节 轴上键槽的铣削,2)扩刀铣削法 先用直径比槽宽小0.5mm左右的键槽铣刀进行分层往复粗铣至接近槽深，槽深留余量0.1～0.3mm，槽长两端各留余量0.2～0.5mm，再用符合键槽宽度尺寸的键槽刀精铣，如图3-30所示图3-30 扩刀铣削轴上键槽,第二节 轴上键槽的铣削,三、键槽的检验和铣削质量分析 1.键槽的检验 (1)轴槽宽度的检验 轴上键槽的宽度通常用塞规来检验，如图3-31所示 (2)键槽深度和长度的检验 键槽的长度和宽度一般都用游标卡尺来检验，如图3-32所示图3-31 轴上键槽宽度的检验 1—通端 2—止端 3—塞规,第二节 轴上键槽的铣削,图3-32 轴上键槽宽度的检验 a)用量块配合游标卡尺测量槽深 b)用千分尺测量槽深,(3)轴槽对称度的检验 键槽的对称度可用指示表来检验,第二节 轴上键槽的铣。