项目七台阶、沟槽的铣削和切断

金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社1（1（2（3（4项目七金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社2（1）掌握台阶、直角沟槽的铣削工艺和加工（2（3（4（5）掌握轴类零件的装夹方法；（6（7（8金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社3任务一在机械加工中，有许多零件是带有台阶和沟槽的，如阶梯垫铁、传动轴的键槽、沉头螺钉的直角沟槽、铣床和刨床工作台上的T形槽、机床导轨上的燕尾槽等，它们通常是铣床加工的。铣削台阶就是铣削加工如图7.1所示的台阶面。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社4图7.1零件台阶的形式金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社51大多数的台阶和沟槽要与其他零件配合，所以对它们的尺寸公差，主要是配合尺寸公差，要求较2如各表面的平面度、台阶与沟槽侧面与基准面的平行度、双台阶对中心线的对称度等。对于斜槽和与侧面成一夹角的台阶，还有斜度的要求。3．表面粗糙度对与其他零件配合的两侧面的表面粗糙度要求较高，其表面粗糙度值一般应不大于Ra6.3μm。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社6零件上的台阶，根据其结构尺寸不同，通常可在卧式铣床上用三面刃铣刀和在立式铣床上用端铣1由于三面刃铣刀的直径和刀齿尺寸都比较大，容屑槽也较大，所以刀齿的强度大，排屑、冷却较好，生产效率较高，因此，在铣削宽度不太大的台阶时，一般都采用三面刃铣刀。铣削时，三面刃铣刀的圆柱面刀刃起主要的切削作用，两个侧面刀刃金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社7图7.2用一把三面刃铣刀铣削台阶金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社8图7.3铣削台阶方法金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社9图7.4铣削双面台阶的另一侧台金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社10图7.5铣较深的台阶金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社11图7.6用公法线千分尺测量金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社12图7.7用极限量规测量金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社13图7.8测量台阶对称度金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社14图7.9金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社15用组合的三面刃铣刀铣削台阶时，应选择两把直径相同的铣刀，中间用刀杆垫圈隔开，将铣刀内侧面两刃间的距离调整到工件台阶凸台的宽度，并比实际所需的尺寸略大一些。装刀时，两把铣刀应错开半个齿，以减小铣削中的振动。对精度要求较高的工件，应使用废料进行试铣，检查凸台的尺寸，符合图样要求后再进行加工。加工中还需经常抽检金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社162铣削如图所示的深度较深、或多级台阶时，可用立铣刀在立式铣床上加工。如图7.10所示。铣削时，立铣刀的圆周刃起主要切削作用，端面刃起修光作用。由于立铣刀的外径小于三面刃铣刀，主切削刃较长，其刚度及强度较小，因而立铣刀铣削台阶时，铣削用量不能过大，否则容易产生“让刀”现象，甚至折断铣刀。因此，在条件许可的情形下，应选择直径较大的立铣刀，以提高刀具强度、刚性和铣削效率。其铣削方法和步骤与用三面刃铣刀铣金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社173铣削图7.1(c)所示的宽度较大、深度较浅的台阶时，可用端铣刀在立式铣床上加工，如图7.11所示。端铣刀刀杆刚度大，铣削时切屑厚度变化小，金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社18图7.10用立铣刀金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社19图7.11用端铣刀铣削台阶金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社20铣削时，为了在一次进给中铣出台阶的全部宽度，所选用的端铣刀直径应大于台阶宽度，一般可按D＝（1.4～1.6）B选取。台阶的深度可分几次铣削完成，铣削方法和步骤，与用立铣刀铣削台阶基本相同。用端铣刀铣削台阶时，工件可用机床用平口虎钳装夹，也可以用压板压紧在工作台面上。在用机床用平口虎钳装夹工件时，其装夹要求与用立铣刀铣削台阶时装夹要求相同。在用压板压紧工金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社21图7.12铣削台阶零件图及形状示意图金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社221零件毛坯为矩形，加工后台阶宽度为16-0.05-0.16mm，台阶底面高度尺寸为14mm，表面粗糙度Ra为3.2μm，凸台左侧面对右侧的平行度公差是0.10mm，对外形宽度30mm的对称度为0.10mm。对称度是位置精度，本例的对称度含义为台阶两侧面与30mm金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社2323．装夹工件根据工件外形和大小，采用机床用平口虎钳装4根据工件加工表面粗糙度的要求，分粗、精铣两步进行。粗铣时，切去加工表面大部分余量。每面为精铣留0.5mm的余量。调整铣床主轴转速为75r/min，进给量为47.5mm/min。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社245（1）对刀。对刀包括深度对刀和侧面对刀，主要用来调整工件的铣削层深度和宽度。①深度对刀，在工件上表面贴一张纸，开动铣床，调整各方向手柄，使铣刀外圆切削刃刚擦到薄纸，记下垂直刻度盘的刻度值，退出工件。粗铣时把铣削层深度调整到11.5mm，精铣时，工作台再上升0.5mm②侧面对刀。如图7.13所示，调整铣刀位置。在工件侧面贴一张薄纸，开动铣床，缓慢地横向移动工作台，使铣刀一侧面擦到薄纸。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社256（1（2）用游标卡尺和游标深度尺，或千分尺，（3）用铣削粗糙度样板比检测工件表面粗糙度。（4）用0.01mm金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社267（1③铣削中，铣刀受力不均匀出现“让刀”现象。⑤工作台“零位”不准，用三面刃铣刀铣台阶金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社27（2①平口钳固定钳口未校正，或用压板装夹时工②工作台“零位”不准，用三面刃铣刀铣削时，③立铣头“零位”不准，纵向进给用立铣刀铣金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社28（3③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铣削时振动太大，未使用的进给机构没有紧金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社29任务二直角沟槽有敞开式（通槽）、半封闭式（半通槽）和封闭式（封闭槽）三种形式，如图7.14所示。敞开式直角沟槽主要用三面刃铣刀铣削，也可用立铣刀、盘形槽铣刀来铣削。封闭式直角沟槽一般采用立铣刀或键槽铣刀铣削。半封闭直角沟槽则须根据封闭的形式采用不同的铣刀进行加工。若槽端底面成圆弧形，则用盘形铣刀铣削；若槽端侧面成圆金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社30图7.14直角沟槽的形式金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社311（1B应不大于所加工的沟槽宽度B′（2）铣刀直径D。铣刀直径D应大于刀轴垫圈的直径d加上两倍的槽深H金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社32图7.15三面刃铣刀铣削直角沟槽金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社332．装夹工件（1）装夹夹具。一般情况下，用机床用平口虎钳装夹工件，其固定钳口应与铣床主轴线垂直或平行，保证铣出沟槽两侧面与工件基准面平行或垂（2）工件的装夹。装夹工件时，工件底面应与钳体导轨或垫铁贴合，保证加工出的沟槽底面深金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社34用立铣刀铣削半封闭槽时，选择的立铣刀直径应不大于槽的宽度。由于立铣刀刚度较差，铣削时易产生偏让，受力过大使铣刀折断，故在加工较深的沟槽时，应分几次铣削，以达到要求的深度。铣削时只能由沟槽的外端铣向沟槽深度。如图7.19所示。槽深铣好后，再扩铣沟槽两侧，扩铣时应避免金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社35用立铣刀铣削封闭的沟槽时，由于铣刀的端面中心附近没有切削面，不能垂直进给切削工作，因此要预钻落刀孔，如图7.20所示，落刀孔的深度略大于沟槽的深度，其直径小于所铣槽宽度的0.5~1mm。铣削时，应分几次进给，每次进给都由落刀孔一端铣向另一端，槽深达到要求后，再扩铣两侧。铣削时，不使用的进给机构应紧固（如使用纵向铣削时，应锁紧横向进给机构。反之，则锁紧纵向进金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社36任务三由于轴槽的两侧面与平键两侧面相配合，以传递转矩，是主要工作面，因此，轴槽宽度的尺寸精度要求较高，轴槽两侧面的表面粗糙度值较小，轴槽对轴的轴线的对称度也有较高的要求，槽的深度金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社37轴类零件的装夹方法很多。装夹工件时，不但要保证工件的稳定可靠，还要保证工件的轴线位置不变，以保证轴槽的中心平面通过轴线。按工件的（1）用平口钳装夹。用平口钳装夹工件，装夹简单、稳固，但当工件直径有变化时，工件轴线在左右（水平位置）和上下方向都会产生变动，安装找正比较麻烦，如图所示，影响轴槽的深度尺寸金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社38（2）用V形架和压板装夹。采用将圆柱形工件放在V形架内，并用压板紧固的装夹方法来铣削键槽，是铣床上常用的方法之一，其特点是工件中心必定在V形的角平分线上，对中性好，当工件直径的变动时，不影响键槽的对称度。铣削时虽铣削深度有改变，但变化量一般不会超过槽深的尺寸公金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社39（3）用轴用虎钳装夹。如图7.27所示，用轴用虎钳装夹轴类零件时，具有用台虎钳装夹和V形架装夹的优点，装夹简便迅速。轴用虎钳的V形槽能两面使用，其夹角大小不同，以适应工件直径的金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社40（4）用分度头（其结构在项目九介绍）装夹。用分度头主轴和尾座的两顶尖装夹工件（如图7.28所示），或用三爪自定心盘和尾座顶尖的一夹一顶方法装夹工件（如图7.29所示），工件的轴线始终在两顶尖或三爪自定心卡盘中心与后顶尖的连心线上，工件轴线的位置不因工件直径变化而变化，因此，轴上键槽的对称性不会受工件直径变化的影响。安装分度头和尾座时，也应用标准量棒在两顶尖间或一夹一顶装夹，用百分表校正其上母线与工作台金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社413（1）铣轴上通键槽。轴上键槽为通槽（如普通车床光杠上的键槽）或一端为圆弧的半通槽（如铣刀杆上的键槽），一般都采用盘形槽铣刀来铣削。这种长的轴类零件，若外圆已经磨削准确，则可采用平口钳装夹进行铣削，如图7.33所示。为避免因工件伸出钳口太多而产生振动和弯曲，可在伸出端用千斤顶支撑。若工件外圆只经粗加工，则采用三爪自定心卡盘和尾座顶尖来装夹，且中间需用千斤顶支撑。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社42（2）铣轴上封闭键槽。轴上键槽是封闭槽或一端为直角的半通槽，应采用键槽铣刀铣削。用键槽铣刀铣削轴槽，通常不采用一次铣到轴槽深度的铣削方法，因为当铣刀用钝时，其刀刃磨损的轴向长度等于轴槽深度，如刃磨圆柱面刀刃，会使铣刀直径磨小而不能再用作精加工，因而一般采用磨去端面一段的方法较合理，但磨损长度太长则对铣刀使用不利。用键槽铣刀铣削轴上封闭槽，常用分层金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社431键槽的宽度通常用塞规来检验，如图所示。深度和长度一般用游标卡尺来检验。对封闭式键槽的槽深，可用如图所示的方法检测。用游标卡尺测量时，可在键槽内放一块比键槽深度略大的矩形块，如图所示，量得的尺寸减去矩形块的尺寸，即为槽底到圆柱面的尺寸。宽度大于千分尺测量杆直径的金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社442对窄而浅的键槽，可在槽内紧密插入一块平整的键，以增大测量面。对宽而深的键槽，可直接测量槽的侧面。检测时，可把工件安放在V形架或两顶尖之间，并一起放在平板上，使其能作定轴旋转。先使键槽处在一侧，用百分表将键的上平面（键槽的下侧面）校到与平板平行，并记下百分表读数，然后将工件转过180°，用同样方法检测，又得到一个读数。两个读数的差值即为对称度误差。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社45任务四12锯片铣刀是在铣床上铣窄槽或切断工件时所用的铣刀，如图所示。锯片铣刀的刀齿有粗齿、中齿和细齿之分。粗齿锯片铣刀的齿数少，齿槽的容屑量大，主要用于切断工件。细齿锯片铣刀的齿数最多，齿槽的容屑量最小。中齿和细齿锯片铣刀适用于切断较薄的工件和铣窄槽。金属切削加工（二）——铣削出版社理工分社46二、工件的装夹在切断工