单元三 铣工技能训练

一、铣床结构简介铣床有多种形式，并各有特点，按照结构和用途的不同可分为：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、仿形铣床、工具铣床、数控铣床等。其中，卧式升降台铣床和立式升降台铣床的通用性最强，应用也最广泛。这两类铣床的主要区别在于主轴轴心线相对于工作台水平或垂直安置。其中卧式升降台式铣床，简称万能卧式铣床应用最多，特加以介绍。1．铣床的型号铣床的型号由表示该铣床所属的系列、结构特征、性能和主要技术规格等的代号组成。例如：X6132工作台面宽度320mm（主要技术参数）万能升降台型（型别）卧式铣床组（组别）铣床类（类别）铣床种类虽然很多，但各类铣床的基本结构大致相同。现以X6132型万能升降台铣床（如图3-1所示）为例，介绍铣床各部分的名称及功用。1-底座2-主轴变速机构3-床身4-横梁5-主轴6-挂架7-工作台8-横向溜板9-升降台10-进给变速机构图3-1X6132型万能升降台铣床2．铣床的基本部件及功用（1）底座底座是整部机床的支承部件，具有足够的强度和刚度。底座的内腔盛装切削液，供切削时冷却润滑。（2）主轴变速机构安装在床身内，由主传动电动机（7.5kW、1450r/min）通过带传动、齿轮传动机构带动主轴旋转，操纵床身侧面的手柄和转盘，可使主轴获得18种不同的转速，以适应各种铣削加工的需要。（3）床身床身是铣床的主体，铣床上大部分的部件都安装在床身上。床身的前壁有燕尾形的垂直导轨，可引导升降台上下移动；床身的顶部有水平导轨，可引导横梁在导轨上面水平移动；床身的内部装有主轴、主轴变速机构、润滑油泵等。（4）横梁可沿床身顶部燕尾形导轨移动，并可按需要调节伸出其长度，横梁的一端装有挂架。（5）主轴主轴是一根空心轴，前端有锥度为7∶24的圆锥孔，铣刀刀轴一端就安装在锥孔中。主轴前端面有两键槽，通过键联接传递扭矩，主轴通过铣刀轴带动铣刀作同步旋转运动。（6）挂架用以支承刀杆的外端，以增强刀杆的刚性。（7）工作台用来安装工件或夹具，并带动工件作纵向进给运动。工作台上面有三条T形槽，用来安放T形螺钉以固定夹具和工件。工作台前侧面有一条T形槽，用来固定自动挡铁，控制铣削长度。（8）床鞍床鞍（也称横拖板）带动纵向工作台做横向移动。（9）横向溜板用来带动工作台实现横向进给运动。横向溜板与工作台之间设有回转盘，可使工作台在水平面内作45°范围旋转，以满足加工的需要。（10）升降台升降台装在床身正面的垂直导轨上，用来支撑工作台，并带动工作台上下移动。升降台中下部有丝杠与底座螺母联接；铣床进给系统中的电动机和变速机构等安装在其内部。（11）进给变速机构进给变速机构装在升降台内部，它将进给电动机的固定转速通过其齿轮变速机构，变换成18级不同的转速，使工作台获得不同的进给速度，以满足不同的铣削需要。二、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至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、撞击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，不得用手强行刹住因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。三、铣床的保养铣床是高精度的金属机械加工设备，必须合理的使用和维护保养，才能保持其精度。保养分日常保养、一级保养和二级保养。1．日常保养A．保持铣床润滑，每班要按要求加油，注油，并注意观察油窗和油标是否出油和达标线位置，根据说明书要求定期加油和换油，使运动部分保持润滑。B．启动前要将导轨、工作台丝杠等外露部分揩干净并上油，工作中杂物不放在其上面，工作后清除铁屑、杂物并上油。C．发现异常现象和声响时，应及时停车排除。D．合理使用机床，包括操作方法、铣削用量、刀具、辅具、负荷、行程等。2．一级保养铣床运转500小时以后进行的保养为一级保养，以操作者为主，以专业维护人员为辅，保养时间为6-8小时，保养包括：A．外保养：各部位清洗、上油。B．转动部分保养：导轨、丝杠、离合器摩擦片间隙、三角带松紧等的调整。C．冷却系统：过虑网清洗、冷却液的更换。D．润滑部分：油路、毡垫、油泵等检查、清洗维修。E．电器的维护和保养。3．二级保养铣床运转1500小时以后进行。作业时间为24小时。以专业维护人员为主，以操作者为辅。维修内容同一级保养，在力度上加大、加深，并更换全部润滑油。任务一了解铣床及铣削加工将各进给手柄及锁紧手柄放在空档位，练习主轴的起动、停止及主轴变速。先将变速手柄向下压，使手柄的榫块自槽1内滑出，并迅速转至最左端，直到榫块进入槽2内，然后转动转速盘，使盘上的某一数值与指针对准，再将手柄下压脱出槽2，迅速向右转回，快到原来位置时慢慢推上，完成变速（如图3-2所示）。转速盘上有30～1500r/min共l8种转速。图3-2主轴变速机构工作台的自动进给必须启动主轴才能进行。工作台纵向、横向、垂向的自动进给操纵手柄均为复式手柄。纵向进给操纵手柄有三个位置，如图3-3所示。横向和垂向由同一手柄操纵，该手柄有五个位置，如图3-4所示。手柄推动的方向即工作台移动的方向，停止进给时，把手柄推至中间位置。变换进给速度时应先停止进给，然后将变速手柄向外拉并转动，带动转速盘转至所需要的转速数，对准指针后，再将变速手柄推回原位，如图3-5所示。转速盘上有23.5～1180r/min共8种进给速度。图3-3工作台纵向进给手柄在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程叫做铣削加工。铣削加工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。一、铣削加工的特点1．效率高由于铣刀是多刃的，相对而言，单位时间内铣削量（即切下的切屑）较多。特别是随着科学技术的发展，先进的刀具材料和铣削加工设备不断地制造出来，在铣削效率方面都会大副度地提高。2．加工范围广铣削加工范围非常很广,它可以铣削平面、台阶、沟槽、成形面、特型沟槽、螺旋槽、齿轮、以及切断和孔加工等，如图3-7所示。3．加工精度高经济的加工精度为IT8-IT9，表面粗糙度Ra12.5-1.6。必要时可达IT5、Ra0.2。4．振动与噪音较大由于铣刀是多刃刀具，在铣削加工中属不连续切削，会产生一定的冲击和振动，因此噪音较大。二、铣削用量及选择1.铣削基本运动：（铣削运动是一个合成运动）主运动：由机床提供的主要运动，指直接切除工件上的待切削层，使之转变为切削的主要运动，它同时也是铣削运动中速度最高，消耗功率最大的运动。在铣削运动中，铣刀的旋转运动为主运动。进给运动：也是由机床提供的运动，指不断地把待切削层投入切削，以逐渐切出整个工件的运动。在铣削运动中，工件作缓慢直线的进给运动。2.铣削产生的表面：铣削过程中产生三个表面：（1）待加工表面：在铣削加工中即将被加工的表面；（2）已加工表现：经过铣削已经形成的新表面；（3）加工表面：正在加工的表面，也就是刀刃与工件接触的表面。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)角度铣刀铣螺旋槽图3-7铣削加工3.铣削用量：在铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量，铣削用量包括铣削层宽度、铣削层深度、进给量和铣削速度，在实际的生产中如何合理地选用对提高生产效率、改善工件表面粗糙度和加工精度都有密切的关系，首先我们要了解铣削用量中各要素是怎么定义的。其铣削用量如3-8所示。a)圆周铣时的铣削用量b)端铣时的铣削用量图3-8铣削运运及铣削用量3种进给量的关系为：υf=fn=fzzn式中：n—铣刀或铣床主轴转速，r/min；Z—铣刀齿数。（4）铣削速度：主运动的线速度叫做铣削速度，也就是铣刀刀刃上离旋转中心最远的一点在单位时间内所转过的长度，用符号υc表示，单位m/min。公式表示：式中：d—铣刀直径（mm）n—铣刀转速r/min从公式中可以看出，直径、转速和铣削速度成正比，也就是d、n越大，υc也越大。在实际加工中，对刀具耐用度影响最大的是铣削速度，而不是转速。因此，我们往往是根据刀具和被加工工件的材料等因素先选好合适的铣削速度，然后再根据铣刀直径和铣削速度来计算并选择合适的转速。1000dnc转换公式如下：以上公式中可以看出：两个变量υc、d中υc↑、n↑,d↑、n↓。4.铣削用量的选择原则：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，侧吃刀量和背吃刀量影响最小；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。dnc1000（1)铣削深度ap（背吃刀量）和铣削层度ae（侧吃刀量）的选择：ap主要根据工件的加工余量和加工表面的精度来确定，当加工余量不大时，应尽量一次铣完，只有当工件的加工精度要求较高或表面粗糙度小于Ra6.3时，才分粗、精铣两次进给。ap选择如表3-1所示。表3-1铣削深度ap的推荐值工件材料高速钢硬质合金粗铣精铣粗铣精铣铸铁5～20.5～110～181～2软钢＜50.5～1＜121～2中硬钢＜40.5～1＜71～2硬钢＜30.5～1＜41～2在铣削过程中，ae(铣削宽度)一般可根据加工面宽度决定，尽量一次铣出。（2）每齿进给量的选择：粗铣时，限制进给量提高的主要因素是切削进给量，主要根据铣床进给机构的强度，刀轴尺寸，刀齿强度以及机床床夹具等工艺系统的刚性来确定，在强度，刚度许可的条件下，进给量应尽量取得大些。精铣时，限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度，为了减少工艺系统的弹性变形，减少已加工表面的残留面积高度，一般采取较小的进给量。每齿进给量推荐值如表3-2所示表3-2每齿进给量fz的推荐值工件材料硬度（HB）硬质合金高速钢低碳钢＜2000.15～0.40.1～0.3中高碳钢120～3000.07～0.50.05～0.25灰铸铁150～3000.15～0.50.03～0.3（3）铣削速度的选择粗铣时取小值，精铣时取大值。工件材料强度和硬度高取小值，反之取大值。刀具材料耐热性好取大值，反之取小值。铣削速度υc的推荐值如表3-3所示。表3-3铣削速度υc的推荐值工件材料铣削速度高速钢铣刀硬质合金铣刀2015一40150一1904520一35120一15040Cr15一2560一90HT15014一2270一100黄铜30一60