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1、黄冰 编,铣工工艺学,第一章铣削的基本知识,1.了解铣刀材料，理解铣刀主要几何角度的意义及其作用，掌握合理选择铣刀几何角度的原则2.理解并掌握铣削用量及其选择原则。3.了解切削液的作用、种类、性能及其选用。4.了解常用量具的种类、结构、作用，并能正确、熟练地使用各种常用量具。,第一节铣刀,一、铣刀切削部分的材料1.铣刀切削部分材料的要求(1)高的硬度和耐磨性刀具材料应具有足够的硬度，至少应高于被切削工件的硬度。(2)足够的强度和韧性在切削过程中，刀具会受到很大的力，所以刀具材料要具有足够的强度，否则会断裂和损坏。,(3)良好的热硬性在切削过程中刀具和切削区的温度会很高，尤其是速度较高时温度会更
2、高，因此刀具材料在高温下仍能保持较高的硬度，能继续进行切削的性能称为耐热性或热硬性。(4)良好的工艺性为了能顺利地制造出一定形状和尺寸的刀具，尤其对形状比较复杂的铣刀，一般要求刀具材料具有良好的工艺性。2.铣刀切削部分常用的材料常用的铣刀切削部分常用的材料有高速工具钢和硬质合金两大类。,第一节铣刀,(1)高速工具钢高速工具钢简称高速钢。高速钢的强度较高，韧性也较好，能磨出锋利的刃口，并具有良好的工艺性，能锻造，容易加工，是制造铣刀的良好材料。(2)硬质合金硬质合金是由高硬度难熔的金属碳化物和金属粘结剂，用粉末冶金工艺制成。切削加工用硬质合金按其切屑排出形式和加工对象的范围可分为三个主要类别，分
3、别以字母P、M、K表示。1)K类(钨钴类)硬质合金。,第一节铣刀,在牌号后面加汉语拼音字母X，表示细晶粒；加J表示极细晶粒；加C表示粗晶粒；后面不加字母均为中晶粒。2)P类(钨钛钴类)硬质合金。3)M类钨钛钽(铌)钴类(通用)硬质合金。在K类硬质合金中加入稀有金属的碳化物，也能提高综合切削性能，故也属通用硬质合金，其牌号有YA6(即YG6A代号为K10)和YG8N(K20)等。3.涂层刀具材料,第一节铣刀,涂层刀具材料是在以硬质合金或高速钢为基体的刀具材料上，涂上一层高硬度和高耐磨的涂层材料，其厚度仅几微米。二、铣刀的种类及标记1.铣刀的种类铣刀的种类很多，分类方法也较多，现按常见的几种分类方
4、法介绍如下。(1)按切削部分的材料分类1)高速钢铣刀。2)硬质合金铣刀。,第一节铣刀,(2)按铣刀用途分类1)加工平面用的铣刀。2)加工沟槽用的铣刀。3)加工成形面用的铣刀。(3)按铣刀刀齿的构造分类1)尖齿铣刀。,图1-1铣刀刀齿的构造形式a)尖齿铣刀b)铲齿铣刀,第一节铣刀,2)铲齿铣刀。2.铣刀的标记(1)铣刀标记的内容为了便于辨别铣刀的规格、材料和制造单位等，在铣刀上都刻有标记。1)制造厂的商标。2)制造铣刀的材料。3)铣刀尺寸规格。(2)各类铣刀尺寸规格的标注铣刀尺寸规格的标注方法，随铣刀的形状不同而略有区别。,第一节铣刀,1)圆柱形铣刀、三面刃铣刀和锯片铣刀等均以外圆直径宽度内孔直
5、径来表示。2)立铣刀和键槽铣刀等一般只标注外圆直径。3)角度铣刀和半圆铣刀等，一般以外圆直径宽度内孔直径角度(或圆弧半径)表示。其他各种铣刀的尺寸规格标记方法都大致相同，都以表示出铣刀的主要规格为目的。三、铣刀主要部分的名称和角度,第一节铣刀,图1-2切刀各部分名称和几何角度1待加工表面2切屑3基面4前面5后面6已加工表面7切削平面,第一节铣刀,1.刀具各部分的名称和角度最简单的单刃刀具的切削情况如图12所示。(1)待加工表面工件上有待加工表面1。(2)已加工表面工件上经刀具切削后产生的表面6。(3)基面是指图上的假想平面3，它是通过切削刃上选定点并与该点切削速度方向垂直的平面。(4)切削平面
6、图1-2上的假想平面7，它是通过切削刃上选定点并与基面垂直的平面。(5)前面刀具上切屑2流过的表面4。,第一节铣刀,(6)后面与工件上切削中产生的已加工表面相对的表面5。(7)切削刃刀具前面上拟作切削用的切削刃，是图上前面4和后面5的相交线。,图1-3圆柱形铣刀及其组成部分a)组成方式b)各部分名称及角度1待加工表面2切屑3基面4前面5后面6已加工表面7切削平面8过渡表面,第一节铣刀,(8)前角前面与基面之间的夹角，代号是o。(9)后角后面与切削平面的夹角，代号是o。2.圆柱形铣刀各部分的名称和角度若将几把切刀分布在一个圆周上，组成如图13所示的圆柱形铣刀。,图1-4螺旋齿圆柱形铣刀a)铣削过
7、程b)螺旋角,第一节铣刀,3.三面刃铣刀的角度三面刃铣刀也可看成是由几把简单的切槽刀具组成的。,图1-5三面刃铣刀的构成a)切沟槽的刀具b)三面刃铣刀,第一节铣刀,4.面铣刀的角度面铣刀的构造如图16所示。,图1-6面铣刀的构成a)外圆车刀b)构成方式,第一节铣刀,第二节铣削运动和铣削用量,一、铣削的基本运动铣床为了实现铣削加工，必须使铣刀和工件作相对运动，它包括主运动和进给运动两种。1.主运动主运动是切除工件表面多余材料所需的基本运动，是指直接切除工件上待加工层，使之转变为切屑的主要运动。2.进给运动进给运动是使工件切削层材料相继进入切削，从而加工出完整表面所需的运动，铣削运动中，工件的移动
8、或回转、铣刀的移动等都是进给运动。,(1)断续进给控制切削刃切入被切层深度的进给运动。(2)连续进给沿着所要形成的工件表面的进给运动。进给运动按运动方向又分为：沿工作台面长度方向的纵向进给；沿工作台面宽度方向的横向进给；垂向进给等进给运动。二、铣削用量的基本概念铣削用量（见图17）包括铣削速度、进给量、侧吃刀量和背吃刀量。,第二节铣削运动和铣削用量,图1-7铣削用量a)周边铣削b)端面铣削1待加工表面2已加工表面3过渡表面,第二节铣削运动和铣削用量,1.铣削速度vc铣削时铣刀切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为铣削速度。例1-1在X6132铣床上，用直径为80mm的圆柱形铣刀，以25mm
9、in的铣削速度进行铣削。问主轴转速应调整到多少?解已知d0=80mm；vc=25mmin。n=1000/=100025m/min/80mm=995r/min2.进给量f刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，称为进给量。,第二节铣削运动和铣削用量,(1)每齿进给量fz铣刀每转过一个齿时，刀齿相对工件在进给运动方向上的位移量。(2)每转进给量f铣刀每转一转时，铣刀相对工件在进给运动方向上的位移量。(3)进给速度vf(又称每分钟进给量)切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。三种进给量的关系为vf=fn=fzzn(13)例1-2用直径为20mm，齿数为3的立铣刀，在X5032铣床上铣削。vc=25
10、mmin，0.04mmz。求铣床的转速和进给速度。,第二节铣削运动和铣削用量,解已知vc=25mmin；fz=0.04mmz；z=3；d0=20mm。代入公式计算得3.背吃刀量ap背吃刀量是指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，用符号ap表示，单位是mm。4.侧吃刀量ae侧吃刀量是在平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给方向上测量的吃刀量，用符号ae表示，单位是mm。铣削时由于采用的铣削方法和选用的铣刀不同，侧吃刀量和背吃刀量不同。,第二节铣削运动和铣削用量,图1-8背吃刀量和侧吃刀量a)周边铣b)端面铣,第二节铣削运动和铣削用量,第三节切削液,一、切削液的作用1.冷却作用在
11、铣削过程中，会产生大量的热量，致使刀尖附近的温度很高，而使切削刃磨损加快。2.润滑作用在铣削时，切削刃及其附近与工件被切削处发生强烈的摩擦，这种摩擦一方面会使切削刃磨损；另一方面会增大表面粗糙度值和降低表面质量。3.冲洗作用,在浇注切削液时，能把铣刀齿槽中和工件上的切屑冲去，尤其在铣削沟槽等切屑不易排出的地方，较大流量的切削液能把切屑冲出来。二、切削液的种类、性能和选用1.切削液的种类和主要性能切削液根据其性质不同而分为水基切削液和油基切削液两大类。(1)乳化液乳化液是把乳化油加1020倍的水稀释而成的乳白色液体。,第三节切削液,(2)切削油主要是矿物油，其他还有采用动物油和植物油等。2.切削
12、液的选用切削液应根据工件材料、刀具材料和加工工艺等具体条件来选用。1)粗加工时，由于切削量大，产生的热量多，温度高，而对表面质量的要求却不高，所以应采用以冷却为主的切削液。,第三节切削液,2)精加工时，对工件表面质量的要求较高，并希望铣刀寿命长，另外，由于精加工时切削量少，产生的热量也少，所以对冷却的作用要求不高。3)铣削不锈钢和高强度材料时，粗加工用较稀的乳化液；精加工用含有极压添加剂的煤油、浓度高的乳化液和硫化油(柴油加20脂肪和5硫黄)等。4)铣削铸铁和黄铜等脆性材料时，由于切屑呈细小颗粒状，和切削液混合后，容易堵塞冷却系统、机床导轨和丝杠、铣刀齿槽等。,第三节切削液,5)用硬质合金铣刀
13、作高速切削时，由于刀齿的耐热性好，故一般不用切削液，必要时用乳化液。在使用切削液时，为了得到良好的效果，应注意以下几点：用硬质合金作高速切削时，若必须使用切削液，则应在开始切削之前就连续充分地浇注，以免刀片因骤冷而碎裂。切削液应浇到刀齿与工件接触处，即尽量浇注在靠近温度最高的地方。,第三节切削液,在使用切削液时，量要充分，而且一开始就使用，使铣刀得到充分冷却，并使工件的温度与室温接近，以减少热胀冷缩的影响。铣削时常用切削液的选用情况见表1-1。,表1-1常用切削液选用表,第三节切削液,表1-1常用切削液选用表,第三节切削液,第四节常 用 量 具,一、游标量具游标量具是利用尺身和游标刻线间长度之
14、差原理制成的量具。1.游标卡尺游标卡尺是机械制造厂常用的量具之一，有、五种型式。(1)游标卡尺的结构游标卡尺的式样很多，常用的如图1-9所示。,图1-9游标卡尺a)带微动装置的游标卡尺b)三用游标卡尺1尺身2内测量爪3、5制动螺钉4游标6微动装置7滚花螺母8螺杆9外测量爪10深度尺,第四节常 用 量 具,(2)游标卡尺的标记原理及读数游标卡尺的卡身和游标上都有刻线，测量时配合起来读数。1)分度值为0.1mm的游标卡尺主标尺的标尺间隔为1mm。另一种分度值为01mm的游标卡尺，游标尺上10格是19mm。,图1-100.1mm游标卡尺的读数方法a)第六个标尺标记对齐b)第五个标尺标记对齐,第四节常
15、 用 量 具,读出游标尺上“零”标尺标记左侧在主标尺上的整毫米数，为4mm。读出游标尺上哪一个标尺标记与主标尺的标尺标记对齐，读出小数。图1-10b中为第五个标尺标记与主标尺的标尺标记对齐，是50.1mm=0.5mm。把上面两个读数相加，即为测得的尺寸。即4mm+0.5mm=4.5mm。2)分度值为0.05mm的游标卡尺。,第四节常 用 量 具,图1-110.05mm游标卡尺的读数方法,第四节常 用 量 具,3)分度值为0.02mm的游标卡尺。图112a的尺寸为3mm+002mm12=324mm,图1-120.02mm游标卡尺的读数方法a)第12个标尺标记对齐b)第24个标尺标记对齐,第四节常
16、 用 量 具,2.游标万能角度尺游标万能角度尺，可测任意角度的量尺，有、两种型号。(1)分度值为5的游标万能角度尺(型)型游标万能角度尺的结构如图1-13a所示。23/12=115=155,图1-13型游标万能角度尺a)型游标万能角度尺外形b)标尺1直尺2转盘3主尺4游标5基尺,第四节常 用 量 具,(2)分度值为2的万能角度尺(型)型游标万能角度尺如图1-14a所示，可以测量320的任意角度。,图1-14型游标万能角度尺a)型游标万能角度尺外形b)型游标万能角度尺测量方法示意图1主尺2直角尺3游标4锁紧装置5基尺6直尺7卡块,第四节常 用 量 具,二、千分尺千分尺是用微分筒读数的分度值为00
17、1mm、0001mm、0002mm或0005mm的量尺。1.外径千分尺(1)外径千分尺的外形与结构常用的外径千分尺的外形与结构如图1-15所示。,图1-15外径千分尺的结构形状a)外形b)结构1尺架2测砧3锁紧装置4固定套管5轴套6衬套7微分筒8测微螺杆9罩壳10弹簧11棘爪12棘轮13螺钉,第四节常 用 量 具,(2)千分尺的标记原理及读数千分尺的测微螺杆右端螺纹的螺距为0.5mm，当微分筒转一周时，就带动测微螺杆推进0.5mm。1)读出固定套管显露在外的数值，此数值为整毫米数或半毫米数。2)微分筒上哪一个标尺标记与固定套管上基准线对齐，并把此个数乘0.01mm。3)把两个读数加起来。,第四
18、节常 用 量 具,图1-16外径千分尺的读数方法a)外形b)结构,2.其他千分尺,第四节常 用 量 具,(1)内径千分尺内径千分尺可用来测量内孔直径及槽宽等尺寸，包括内测千分尺(见图1-17a)、两点内径千分尺(见图1-17b)和三爪内径千分尺三种，这三种千分尺的内部结构与外径千分尺相同。,图1-17内径千分尺a)内径千分尺b)两点内径千分尺,(2)深度千分尺深度千分尺是用来测量工件台阶、槽或,第四节常 用 量 具,孔的深度的，如图1-18所示。(3)壁厚千分尺壁厚千分尺是用来测量精密管形零件的壁厚的，如图1-19所示。(4)公法线千分尺公法线千分尺是用来测量齿轮的公法线长度的，如图1-20所
19、示。,图1-18深度千分尺,第四节常 用 量 具,图1-19壁厚千分尺,第四节常 用 量 具,图1-20公法线长度千分尺,第四节常 用 量 具,三、指示表指示表的分度值有010mm、001mm、0002mm和0001mm四种，是一种指针可转一周以上的机械式量表。1.齿轮齿条传动指示表指示表的外形和结构如图121所示。,图1-21指示表的外形和结构a)外形b)结构1测头2测杆3小齿轮(z=16)4、7大齿轮(z=100)5中间小齿轮(z=10)6指针8转数指针9度盘10表圈11拉簧,第四节常 用 量 具,图1-22杠杆指示表,第四节常 用 量 具,2.其他指示表(1)杠杆指示表杠杆指示表如图1-
20、22所示。(2)内径指示表内径指示表的外形如图1-23a所示，用来测量深孔或深的沟槽底部尺寸，其结构如图1-23b所示。,图1-23内径指示表a)外形b)结构1触头2摆块3测杆4弹簧5触杆6测头,第四节常 用 量 具,四、正弦规正弦规是利用三角法测量角度的一种精密量具。,图1-24正弦规1挡板2圆柱3长方体,第四节常 用 量 具,图1-25用正弦规测量锥度和斜度a)测量锥度b)测量斜度,例1-3有一自制的面铣刀刀杆，发现其锥体与铣床主轴孔接触不良，现用正弦规检验其锥角角度是否准确。已知其锥度应为724，即圆锥角=163539。,第四节常 用 量 具,求在检验时应垫多少厚度的量块组？解已知=16
21、3539，用L=200mm的正弦规检验。H=Lsin=200mmsin163539=200mm028559=57118mm例1-4有一工件，其斜面角度为30，在用100mm的正弦规检验时，量块组的尺寸应为多少?解已知=30，L=100mm。H=Lsin=200mmsin30=50mm五、直角尺、刀口形直尺和塞尺1.直角尺,第四节常 用 量 具,直角尺（见图126）用来检测工件相邻表面的垂直度。,图1-26直角尺,第四节常 用 量 具,图1-27用直角尺检测垂直度a)用内侧面检测b)用外侧面检测,第四节常 用 量 具,图1-28错误使用直角尺a)尺身前后歪斜b)尺身倒置c)尺身左右歪斜,第四节常
22、 用 量 具,2.刀口形直尺刀口形直尺（见图129）是用透光法来检测工件平面的直线度和平面度误差的量具。,图1-29刀口形直尺,3.塞尺塞尺（见图130）是由一组不同厚度和薄钢片组成的测量工具。,第四节常 用 量 具,图1-30塞尺,第四节常 用 量 具,图1-31用塞尺和直角尺检测工件垂直度误差,第四节常 用 量 具,六、光滑极限量规光滑极限量规是按被测工件极限尺寸设计制造的具有固定尺寸的量具，因此不能测得工件的实际尺寸的大小，而只能确定被测工件是否在规定的极限尺寸范围内，从而判断工件尺寸是否合格。1.孔用光滑极限量规(塞规)塞规的形状如图132a所示。,第四节常 用 量 具,2.轴用光滑极限量规(卡规)卡规的形状如图132b所示。,图1-32光滑极限量规a)塞规b)卡规,第四节常 用 量 具,
