平面及复杂曲面加工

一、概述平面是箱体类零件、盘类零件的主要表面之一，平面加工的技术要求包括：平面本身的精度（例如直线度、平面度），表面粗糙度，平面相对于其他表面的位置精度（例如平行度、垂直度等）。加工平面的方法很多，常用的有铣、刨、车、拉、磨削等方法。其中铣平面是平面加工应用最广泛的方法。二、铣平面铣削方式逆铣1.铣削方式端铣端铣顺铣周铣周铣顺铣和逆铣各有特点，应根据加工的具体条件合理选择。图图端铣的加工质量和生产效率比周铣高，在大批量生产中端铣比周铣用得多。周铣可使用多种形式的铣刀，能铣槽、铣成形表面，并可在同一刀杆上安装几把刀具同时加工几个表面，适用性好，在生产中用得也比较多。（1）从切屑截面形状分析（2）从工件装夹可靠性分析（3）从工作台丝杆、螺母间隙分析逆铣顺铣对比角度逆铣顺铣结论切屑截面形状逆铣时，刀齿的切削厚度由零逐渐增加，刀齿切入工件时切削厚度为零，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表面上滑擦一段距离后才能真正切入工件，因而刀齿磨损快，加工表面质量较差。顺铣时则无此现象，但顺铣不宜铣带硬皮的工件顺铣时铣刀寿命比逆铣高2－3倍，加工表面也比较好工件装夹可靠性逆铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向上，容易使工件的装夹松动。顺铣时，刀齿对工件的垂直作用力Fv向下，使工件压紧在工作台上，加工比较平稳。顺铣时工件加紧比逆铣可靠工作台丝杠、螺母间隙逆铣时，工件承受的水平铣削力FH与进给速度的方向相反，铣床工作台丝杠始终与螺母接触。顺铣时，工件承受的水平铣削力FH与进给速度相同，由于丝杠螺母间有间隙，铣刀会带动工件和工作台窜动，使铣削进给量不均匀，容易打刀。采用顺铣法加工时必须采取措施消除丝杠与螺母之间的间隙。顺铣时工作台有窜动，容易打刀。端铣时，铣刀刀齿切入切出工件阶段会受到很大的冲击。在刀齿切入阶段，刀齿完全切入工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击越大。刀齿完全切入工件时间的长短与刀具的切入角有关，切入角越小，刀齿全部切人工件的过渡时间越短，刀齿受到的冲击就越大，切入角趋于0时是最不利的情况。从减小刀齿切入工件时受到的冲击考虑，不对称铣比对称铣较为有利。2．铣刀及其几何角度铣刀的种类：圆柱形铣刀面铣刀三面刃铣刀锯片铣刀立铣刀键槽铣刀模具铣刀角度铣刀成型铣刀（1）圆柱形铣刀的结构刀齿排列在刀体圆周上的铣刀称为圆柱形铣刀。它的结构形式分为由高速钢制造的整体圆柱形铣刀和镶焊硬质合金刀片的镶齿圆柱形铣刀。圆柱形铣刀一般采用螺旋刀齿，以提高切削工作的平稳性。圆柱形铣刀（2）面铣刀的结构面铣刀的刀齿排列在刀体端面上，硬质合金面铣刀是加工平面的最主要刀具。焊接夹固式面铣刀结构如图机夹可转位面铣刀结构如图：（3）铣刀的几何角度圆柱铣刀和面铣刀是铣刀的基本形式，给出了这两种刀具的几何角度1）前角及铣刀前角在正交平面P。中测量。为了便于铣刀制造和测量，圆柱形铣刀还要标注法平面Pn内的法前角。0n2）后角铣刀后角在正交剖面P。中测量。O3）刃倾角铣刀的刃倾角是主切削刃和基面之间的夹角，在切削平面Ps中测量。圆柱形铣刀的刃倾角就是刀齿的螺旋角。s3．铣削的工艺特点及应用范围由于铣刀是多刃刀具，刀齿能连续地依次进行切削，没有空程损失，且主运动为回转运动，可实现高速切削，故铣平面的生产效率一般都比刨平面高。由于铣平面的生产率高，在大批大量生产中铣平面已逐渐取代了刨平面。因为刨平面不能获得足够的切削速度，有色金属材料的平面加工几乎全部都用铣削。三、复杂曲面加工如螺旋桨的表面，涡轮叶片表面，复杂模具型腔面等，其表面形状比较复杂，不能用基本立体要素（例如棱柱、棱锥、球等）描述，通常称之为复杂曲面。复杂曲面的切削加工方法主要有仿形铣和数控铣两种，使用的刀具一般是头部为圆形的球头铣刀。数控加工与仿形加工相结合，产生了数控仿形技术（直接实物仿形加工）。