项目21难加工工件：复合斜面的铣削

项目21难加工工件：复合斜面的铣削难加工工件是指具有多角度、多曲面的复杂零件和组合件。如复合斜面工件、特形刀具、精密镶配组合件等。铣削难加工工件一般具有难装夹、难校正、不易测量、需进行必要的工艺计算等特点。复合斜面的铣削是高级铣工掌握的重要内容之一。任务一铣复合斜面（星形件）知识与技能目标1、掌握复合斜面铣削工艺方案的编制原则及有关计算。2、掌握复合斜面工件的铣削方法。3、了解棱体的角度与斜度、锥度与锥角的基本概念。4、熟悉角度与锥度的测量方法。知识链接如果工件的基面是一个矩形面，当一个斜面只向基准面一条边的方向倾斜称为单斜面。若一个斜面向基准面两个坐标方向倾斜则此斜面称为复合斜面。一、复合斜面的角度关系如图所示工件的斜面与基准（底平面）沿纵坐标（侧面）X轴方向的夹角为α；沿横坐标（端面）Y轴方向的夹角为β。此斜面由于在加工过程中受装夹方法的限制，铣削时要比单斜面复杂些，一般还需计算出相关的角。在加工复合斜面时，除要知道α和β外，往往还需要计算出在垂直于斜面轮廓的平面内的夹角αn和βn。α和αn或β和βn之间的换算关系如下：1、若在图上标出α和β，则αn和βn的计算方法为：在直角三角形MGF中tanα=MGEG在直角三角形MGF中tanαn=MGFG在直角三角形GFE中，因为∠FGE=β所以cosβ=EGFG,FG=EGcosβ以FG=EGcosβ代入上式得tanαn=MGEGcosβtanαn=tanαcosβ用同样方法，可在直角三角形NOA、NOH和AHO的关系中得出：tanβn=tanβcosα2、若标出的角度为α和βn，可先从上式中求得β再算出αn。若标出的角度为αn和β，则应先求得α再算出βn。二、复合斜面的铣削方法1、铣复合斜面的铣削要点铣削复合斜面，一般先将工件绕其一坐标旋转一个倾斜角α（或β），再把夹具或铣刀转动一个角度βn（或αn）后进行铣削。⑴先绕OY轴旋转后加工以图所示工件为例，当工件绕OY轴顺时针转过一个α角，工件上的AE和DC两条棱边与底面（或工作台面）平行。此时工件上的复合斜面只在横坐标方向倾斜βn角，这样就可转动主铣头或夹具像铣削单斜面一样加工。⑵先绕OX轴旋转后加工当工件绕OX逆时针旋转β角，工件上的EC棱边与工作台面平行。复合斜面只向纵坐标方向倾斜αn角。此时只要把立铣头或夹具倾斜αn角后即可加工。2、铣削方法⑴利用可倾虎钳铣削以图示为例，先把工件装夹在钳口内，使工件底面（或斜面）与钳口的两条轨面沿钳口方向倾斜α角。校正α角的方法是用斜垫铁。单件生产时可按计划或万能角度尺来校正。然后利用可倾平口钳的水平轴把工件和钳口倾斜βn角。加工情况如图图21-1-1利用可倾虎钳和斜垫铁装夹铣复合斜面a)可用斜虎钳装夹b)用机床用平口虎钳装夹1、3—工件2—斜垫铁4—垫铁⑵利用斜垫铁和虎钳配合铣削如果复合斜面的位置在工件的端面上或在靠近端面的侧面上，则利用带回转盘的平口钳加工。先使转盘转一个角度，在利用斜垫铁把工件垫倾斜（见上图）⑶利用转动主铣头和斜垫铁配合铣削在立式铣床加工如图图21-1-2转动立铣头和斜垫铁配合铣复合斜面a)工件b)加工示意图所示的车刀前面可用垫铁把工件底面垫起使之倾斜成λs角，再将工件和垫铁一起装夹在机用平口钳内，并把钳口校正到与横向进给方向平行。然后把立铣头偏转гn角。利用横向进给铣削前面，如图所图21-1-3转动立铣头平口图21-1-4复合斜面的两面角虎钳转盘配合铣复合斜面，若同时要加工焊接硬质合金刀片的台阶缺口，则用直径合适的立铣刀来铣削即可。夹具和立铣头均不需要从新调整。⑷利用转动立铣头和平口钳转盘配合铣削若复合斜面在工件的端部，则可用如上图所示的方法进行铣削。（即立铣头转动一个角平口钳转动一个角度后，用立铣刀的周刃铣削）在直角三角形OAN中，tanβ=ONOA在三角形OHN中，tanβn=ONOH在三角形OAH中，∠HOA=αn∴cosα=OAOHOH=OACOSα以OH=OACOSα代入上式tanβn=ONOAcosαtanβn=tanβcosα在直角三角形MGE中，tanα=MGEG在直角三角形MGF中，tanαn=MGFG在直角三角形GFE中,∵∠FGE=β∴cosβ=EGFG,FG=EGcosβ图21-1-5复合斜面工件—星行件以FG=EGcosβ代入上式得tanαn=MGEGcosβtanαn=tanαcosβ技能训练一、布置任务1、零件分析上图为一复合斜面工件，星形件零件图。工件内接圆Ф1000.5mm呈五个星形，中心凸起高度为120.2。因此，组成星形件的10个三角形均为复合斜面。要求斜面的粗糙度Ra3.2um。星形件毛坯有车削而成。坯件装夹在分度上，一保证等分精度，在立式铣条上用立铣刀加工。2、斜面复合角度计算以星件轴向OO′为x轴，OB1为y轴，星期底平面为yoz，平面建立空间直角坐标系，复合斜面O′A′B′在座标系中位置如图所示。图21-1-6星行件得的复合斜面的角度关系已知：OO′=12mm，OB1=50mm（1）OA1A1B1计算在三角形OA1B1中，∠A1OB1=36°，∠OA1B1=β=18°∠OA1B1=180°-（36°+18°）=126°OA1=OB1126sin18sinA1B1=OB1126sin36sin（2）OO″、α计算在三角形OO″B1中，OO″=OB1tanβ=50×tan18°=16.246在△OO′O″tanα==12246.16=1.3538α=52°32′55.7″（3）复合角αn计算tanαn=tanαcosβ=1.3538×cos18°=1.3538×0.9511=1.2876（查αn=52°10′）（4）βn计算在△OO′B1中，O′B1==225012=51.42在△OO′A1中，O′A1==2208.1912=22.56在△O′A1B1中,cos(90°+βn)==-0.497790°+βn=119°51′βn=29°51′3、铣削步骤和作业要点⑴检查坯料⑵将坯件装在分度头三爪自定心卡盘上，划线（划出五角星轮廓形状）⑶划完线后将分度头仰起（）B1B4点处于同一平面内⑷装Φ20左右的立铣刀⑸精确分度粗、精铣A1H1B1五个斜面⑹同样方法铣A5B4面。⑺将分度头定位键卸掉，顺时针转29°51′依次铣O1A1H1五面⑻将分度头向相反方向掉转第一次2倍角度，铣刀移相反方向铣削另一方向5个复合斜面。注意立铣周刃铣至中线即可⑼检验项目：铣削星形件二、工、量、刀具准备工、量、刃清单序号名称规格精度数量1立铣刀Φ粗12卡尺0~1500.023常用工具自定三、切削用量选取切削用量参考刀具加工内容进给量主轴转速立铣刀铣平面47.5mm/min300r/min学后测评1、什么是单斜面？什么是复合斜面？复合斜面有什么特点？2、什么是复合斜面的复合角？如何计算？3、试述铣削复合斜面时，工件位置的调整原理？常用工件位置调整方法有哪些？