机械制造装备机械制造技术表面加工装备机械制造技术平面加工 平面是箱体类零件、盘盖类零件的主要表面 ，加工的技术要求包括：平面精度（直线度 、平行度）、表面粗糙度、相对尺寸精度、 位置精度； 平面加工方法：铣、刨、车、拉、磨。思考：车床如何车削平面？磨床可以运用于哪些结构加工？牛头刨床：加工中小型工件龙门刨床：加工大型工件或同时加工多个中型工件刨床刨削加工刨削加工刨削种 类类尺寸公差等 级级表面粗糙度Ra 粗 刨IT12IT112512.5m 半精刨IT10IT96.33.2m精 刨IT8IT73.21.6m刨削特点加工平面和沟槽 加工质量：精度、粗糙度与铣削相当，但刨削中 低速切削； 加工范围：不及铣削广泛，但适宜加工V形槽、T 形槽、燕尾槽； 生产率：一般低于铣削，但加工窄长平面，效率 高于铣削，如机床导轨面等； 加工成本：刨床简单，刨刀易刃磨，成本一般比 铣削低； 实际应用：单件、小批、修配，大重型生产用龙 门刨。刀架燕尾槽牛头刨床 1 左侧刀架2 横梁3 左立柱4 顶梁5 左垂直刀架6 右垂直刀架7 右立柱8 右侧刀架9 工作台10 床身龙门刨床铣削加工 铣削加工是应用相切法成形原理，用多刃回 转体刀具在铣床上对平面、台阶面、沟槽、 成形表面、形腔表面、螺旋表面进行加工的 一种切削加工方法。它是目前应用最广泛的 加工方法之一 。 铣刀的旋转是主运动，铣刀或工件沿坐标方 向的直线运动或回转运动是进给运动。 不同坐标方向运动的配合联动和不同形状刀 具相配合，可以实现不同类型表面的加工。铣床铣削加工特点 断续切削，冲击、振动大； 多刀多刃切削，生产率高； 半封闭式切削，要有容屑和排屑空间； 切削负荷呈周期变化。切 削 刃 分 布 位 置圆 周 铣 削切削刃分布在刀具圆周表 面的切削方式切削刃分布在刀具端面上 的铣削方式端 面 铣 削铣削用量四要素铣削速度c 铣削速度是铣刀切削刃选定点相对于工件主运动 时的瞬时线速度，单位m/s。 vc=dn/60000d：铣刀直径，mm；n：铣刀转速，r/min。 背吃刀量ap 背吃刀量ap是平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸 。对于圆柱铣刀，背吃刀量即为被加工表面的宽 度；对于面铣刀， ap为切削层深度。铣削用量四要素侧吃刀量ae 指垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。圆周铣削时ae为切 削层深度，端铣时ae为被加工表面宽度。 进给量fz、f、f 每齿进给量fz 是铣刀每转一个刀齿时，工件与铣刀的相 对位移量，单位为mm/z，是衡量铣削效率和铣刀性能的重 要指标。 每转进给量f 是铣刀每转一转时，工件与铣刀的相对位 移量，单位为mm/r。 进给速度f 是每分钟铣刀相对工件的移动距离，单位 为mm/min。f=fn=fzzn铣削用量四要素铣削力 切向力Fy Fy是铣削时总铣削力在主运动方向上的投影分力，即是作 用于铣刀切线方向上消耗机床主要功率的力。 径向力Fx Fx是工作平面内总铣削力在垂直于主运动方向上的分力， 作用在铣刀半径方向上，能引起刀杆弯曲变形，但不做功 。 轴向力Fz Fz作用于主轴方向上 圆周铣削时，Fx和Fy 的大小与螺旋齿圆柱铣刀的螺旋角有 关；而端铣时，与面铣刀的主偏角有关。 铣削力工件所受切削力按铣床工作台运动方向来分解 （1）纵向分力Fe 与纵向工作台运动方向一致的分力。它作用 在铣床纵向进给机构上； （2）横向分力Fc 与横向工作台运动方向一致的分力； （3）垂直分力Fv 与铣床垂直进给方向一致的分力。圆 周 铣 削顺 铣铣刀切出工件时的切削速度方 向与工件的进给方向相同。铣刀切出工件时的切削速度方 向与工件的进给方向相反。逆 铣附：冷作硬化 钢材加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工 的工艺称为热轧； 钢材在再结晶温度以下，包括常温下进行扎制加 工的工艺称为冷轧； 钢材热轧具有良好的塑性，容易成型，成型后钢 材没有内应力，加工时有恢复和再结晶过程，钢 材发生软化过程，消除了加工硬化； 金属在冷态塑形变形中（在常温或再结晶温度以 下的加工），能显著提高强度和硬度，降低塑性 和冲击韧性，称为冷作硬化。逆铣 刀齿切削厚度从0至max，当切削厚度为0时 ，刀齿在工件表面上挤压和摩擦，刀齿较易 磨损，且工件表面受到较大的挤压应力，冷 硬现象严重，加剧刀齿磨损，并影响已加工 表面质量； 刀齿作用于工件上的垂直进给力朝上，有挑 起工件的趋势，要求工件装夹紧固；逆铣 刀齿是从切削层内部开始工作，当工件表面 有硬皮时，对刀齿没有直接影响； 作用于工件上的进给力与其进给方向相反， 使铣床工作台进给机构中的丝杠螺母始终保 持良好的侧面接触，因此进给速度比较平稳 ；逆铣顺铣逆铣顺铣顺铣 刀齿切削厚度从max 到0 ，切削层容易切下 ，刀齿磨损较少，已加工表面质量较高； 提高刀具耐用度23倍； 加工时要求工件表面没有硬皮，否则铣刀易 磨损；顺铣 作用于工件上的进给力与其进给方向相同， 如果铣床工作台传动丝杠与螺母之间的间隙 较大，则该进给力有可能使工作台连同丝杠 一起沿进给方向移动，导致丝杠与螺母之间 的间隙转移到另一侧面上去，引起进给速度 时快时慢，影响工件表面粗糙度，有时甚至 会因进给量突然增加很多而损坏铣刀刀齿。注意：顺铣加工时，要求铣床的进给机 构具有消除丝杠螺母间隙的装置。顺铣逆铣 顺铣:vc与f方向相同(Ff与f相同)。 特点：不易产生上下振动，垂直方向铣削平 稳，但纵向产生窜动和进给不均，铣刀易崩 刃等。 逆铣：切削速度方向与进给方向相反 特点：刀齿易磨损，Ra大，垂直方向易振动 ,纵向铣削较平稳等。铣削方式选择 顺铣无滑移现象，加工后的表面质量较好， 所以顺铣多用于精加工，逆铣多用于粗加工 ； 加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时应采用逆铣 ； 使用无丝杠螺母间隙调整机构的铣床加工时 ，应该采用逆铣。端铣 对称铣：切入切出切削厚度相同，铣淬硬钢采用； 不对称逆铣：切入切削厚度小，切出切削厚度大，铣碳钢 和合金钢用，减小切入冲击，增加刀具寿命； 不对称顺铣：切入切削厚度大，切出切削厚度小，铣不锈 钢和耐热合金用。铣削方法选择 端铣加工质量比周铣高； 端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多，铣 削过程平稳； 端铣切削厚度虽小，但不像周铣时切削厚度 最小时为零，改善了刀具后刀面与工件的摩 擦状况，提高了刀具耐用度，减小表面粗糙 度Ra值，端铣刀的修光刃可修光已加工表 面，使表面粗糙度Ra值减小。铣削方法选择 端铣的生产率比周铣高； 端铣的面铣刀直接安装在铣床主轴端部，刀 具系统刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片 ，易于采用大的切削用量进行强力切削和高 速切削，使生产率得到提高，而且工件已加 工表面质量也得到提高。铣削方法选择 端铣的适应性比周铣差，端铣一般只用于铣 平面，而周铣可采用多种形式的铣刀加工平 面、沟槽和成形面等。复杂表面加工 三轴及多轴数控铣床及加工中心加工复杂曲 面。数控铣床加工数控铣床主轴部件数控铣床换刀