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1、第二节 平面的加工,平面是箱体、滑轨、机架、床身、工作台及回转体等类零件的主要表面。平面的主要技术要求：几何形状精度，如平面度、直线度；各表面间的位置精度，如平行度、垂直度等；表面质量，如表面粗糙度、表面加工硬化、残余应力及金相组织等。,适用于回转体零件如盘套、齿轮、阶梯轴的端面加工。单件小批量生产的中小型零件在普通车床上进行，重型零件可在立式车床上进行。车削后两平面间的尺寸公差等级一般可达IT8IT7级，表面粗糙度Ra值为6.31.6m。,一.车平面,刨削时的主运动为直线往复运动，进给运动是间歇的。,常见的刨床有:牛头刨床(shaper)龙门刨床(planer)插床(vertical sha
2、per)。,牛头刨床：适于加工中、小型的零件刨刀的往复直线运动是主运动，工作台带动工件作间歇进给运动。,1工作台 2导轨 3滑枕 4床身 5变速箱 6底座,(1)床身,用于支承和连接刨床的各部件。其顶面导轨供滑枕往复运动用，侧面导轨供工作台升降用。床身的内部装有传动机构。,（2）滑枕,主要用来带动刨刀作直线往复运动(即主运动)，其前端装有刀架。滑枕往复运动的快慢、行程的长短和位置均可根据加工位置进行调整。,（3）刀架,用于夹持刨刀。摇动刀架手柄时，滑板便可沿转盘上的导轨带动刨刀上下移动。松开转盘上的螺母，将转盘扳转一定角度后，可使刀架斜向进给。滑板上还装有可偏转的刀座(又称刀盒、刀箱)。刀座上
3、装有抬刀板，刨刀随刀夹安装在抬刀板上，在刨刀的返回行程时，刨刀随抬刀板绕A轴向上抬起，以减少刨刀与工件的摩擦。,(4)工作台,用于安装工件它可随横梁作上下调整，并可沿横梁作水平方向移动，实现间歇进给运动。,（5)底座,支承床身，并通过地脚螺栓与地基相连。,龙门刨床主要用于加工大、中型零件，或一次安装几个中、小型零件，进行多件同时刨削。工件随工作台作往复直线运动是主运动，刨刀作间歇的进给运动。,插床又称立式牛头刨床，主要用来加工工件的内表面，如键槽、花键槽等；也可用于加工多边形孔，如四方孔、六方孔等。特别适于加工盲孔或有障碍台阶的内表面。,插键槽,1）刨刀,刨刀的形状与车刀相似，但由于刨削过程是
4、不连续的，刨削冲击力易损坏刀具，因而刨刀截面通常要比车刀大。为了避免刨刀扎入工件，刨刀刀杆常做成弯头的。,平面刨刀用来刨平面；偏刀用来刨垂直面或斜面；角度偏刀用来刨燕尾槽和角度；弯切刀用来刨T形槽及侧面槽；切刀及割槽刀用来切断工件或刨沟槽。此外，还有成型刀，用来刨特殊形状的表面。,工件安装方法,在刨床上安装工件的方法有:平口钳安装压板螺栓安装专用夹具安装,平口钳安装工件,压板螺栓安装工件,(1)适应性较好，费用低 机床结构简单，操作方便。刨刀为单刃刀具，制造方便，容易刃磨。所以机床、刀具的费用低。刨削可以适应多种表面的加工，如平面、V形槽、燕尾槽、T形槽及成形表面等在刨床上加工床身、箱体等平面
5、，易于保证各表面之间的位置精度。,(2)生产率较低 刨刀回程时不切削；一般只用单刃刨刀进行加工；刨刀在切入、切出时产生较大的振动，因而限制了切削用量的提高。因此，刨削一般用在单件小批或修配生产中。在龙门刨床上采用多工件、多刨刀刨削。,（3）加工质量较低 精刨平面的尺寸公差等级一般可达IT9IT8级，表面粗糙度Ra值为6.31.6m,刨削的直线度较高,可达0.040.08mm/m。,铣削(milling)时，铣刀的旋转运动是主运动，工件随工作台的运动是进给运动。卧式或立式升降台铣床：单件小批生产中加工中小型工件；龙门铣床：加工大型工件或同时加工多个中小型工件，生产率较高，多应用于成批大量生产。,
6、X6125卧式万能升降台铣床主要由床身、主轴、横梁、纵向工作台、转台、横向工作台、升降台等部分组成。,(1)床身,用于支承和连接铣床各部件，其内部装有传动机构。,(2)主轴,主轴是空心轴，前端有7:24的精密锥孔，用于安装铣刀或刀轴，并带动铣刀或刀轴旋转。,(3)横梁,横梁上面可安装吊架，用来支承刀轴外伸的一端，以加强刀轴的刚度。横梁可沿床身顶部的水平导轨移动，以调整其伸出的长度。,(4)纵向工作台,纵向工作台可以在转台的导轨上作纵向移动，以带动安装在台面上的工件作纵向进给。,(5)转台,转台的惟一作用是能将纵向工作台在水平面内扳转一个角度(顺时针、逆时针最大均可转过)，用于铣削螺旋槽等。有无
7、转台，是万能卧铣与普通卧铣的主要区别。,(6)横向工作台,横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可带动纵向工作台一起作横向进给。,(7)升降台,升降台可以使整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离。并可带动纵向工作台一起作垂直进给。,数控立式升降台铣床,圆形工作台铣床,龙门铣床,铣平面,播放,铣床附件,a)机用平口钳 b)回转式机用平口钳1钳体 2固定钳口 3、4钳口护片 5活动钳口6丝杠 7方榫 8导轨 9压板,回转工作台，又称为转盘或圆工作台,a)外形图 b)分度盘 分度头,铣 刀,主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的加工。,1）带孔铣刀:多用于卧式铣床,圆柱铣刀:
8、用其周刃铣削中小型平面；三面刃铣刀:铣削小台阶面、直槽和四方或六方螺钉小侧面；锯片铣刀:铣削窄缝或切断；盘状模数铣刀:属于成形铣刀，用于铣削齿轮的齿形槽；角度铣刀:属于成形铣刀,加工各种角度槽和斜面；半圆弧铣刀:属于成形铣刀，用于铣削内凹和外凸圆弧表面。,带孔铣刀的装夹,2）带柄铣刀:多用于立式铣床，有时亦可用于卧式铣床。,镶齿端铣刀:铣削较大的平面，可进行高速铣削；立铣刀:端部有三个以上的刀刃，用于铣削直槽、小平面、台阶平面和内凹平面等；键槽铣刀:端部只有两个刀刃，专门用于铣削轴上封闭式键槽；T形槽铣刀和燕尾槽铣刀:分别用于铣削T形槽和燕尾槽。,带柄铣刀的装夹,端铣刀的装夹,工件安装:附件、
9、专用夹具、组合夹具,铣削方式：铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系。同是加工平面，既可以用端铣法，也可以用周铣法；同一种铣削方法，也有不同的铣削方式（顺铣和逆铣）。,（1）周铣法,用圆柱铣刀的圆周刀齿加工平面的方法。周铣法：逆铣法和顺铣法。,逆铣时，刀齿的切削厚度从0至最大。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，并影响已加工表面质量。逆铣时刀齿作用于工件上的垂直进给力FV朝上有挑起工件的趋势，这就要求工件装夹紧固。当工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接影响；,在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向相反。,作用于工件上的进给力Ff与其进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杠
10、螺母始终保持良好的右侧面接触，因此进给速度比较平稳。,顺铣时，刀齿的切削厚度从最大到0，容易切下切削层，刀齿磨损较少，已加工表面质量较高。顺铣法可提高刀具耐用度23倍。切削力的方向使工件紧压在工作台上，所以加工比较平稳。如果工件表面有硬皮，易打刀，铣刀很易磨损。,在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向相同。,顺铣时作用于工件上的进给力Ff与其进给方向相同，此时如果铣床工作台下面的传动丝杠与螺母之间的间隙较大，则力Ff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。,b
11、)顺铣（有水平切削力）c)顺铣（无水平切削力）,（2）端面铣削法（端铣法）,刀齿切入工件与切出工件的切削厚度相同。,刀齿切入时的切削厚度小于或大于切出时的切削厚度。,1）端铣的加工质量比周铣好。周铣时，同时参加工作的刀齿一般只有12个，而端铣时同时参加工作的刀齿多，切削力变化小，因此，端铣的切削过程比周铣时平稳；端铣刀的刀齿切入和切出工件时，虽然切削厚度较小，但不像周铣时切削厚度变为零，从而改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，并可减小表面粗糙度；端铣时还可以利用修光刀齿修光已加工表面，因此，端铣可达到较小的表面粗糙度。,2）端铣的生产率比周铣高。,端铣刀一般直接安装在铣床的主轴
12、端部，悬伸长度较小，刀具系统的刚性好，而圆柱铣刀安装在细长的刀轴上，刀具系统的刚性远不如端铣刀；端铣刀可以方便地镶装硬质合金刀片，而圆柱铣刀多采用高速钢制造。端铣时可以采用高速铣削，大大地提高了生产率，同时还可以提高已加工表面的质量。,3）周铣的适应性好于端铣,周铣便于使用各种结构形式的铣刀铣削斜面、成形表面、台阶面、各种沟槽和切断等。,1）生产率高。2）铣刀刀齿散热条件好。3）铣削过程不平稳。4）铣刀的结构较复杂，成本高，所以一般适用于成批、大量生产。铣平面的尺寸公差等级一般可达IT97级，表面粗糙度Ra值为6.31.6m,直线度可达0.120.08mm/m。,（四）拉平面,拉削(broac
13、hing)是优质高效的先进加工方法，多用于大批大量生产加工要求较高且面积不太大的平面。,当拉削面积较大时，为减小拉削力，也可采用渐进式拉刀进行加工。,渐进式拉刀拉削平面1拉刀 2工件 3切屑,磨平面：在平面磨床上对平面进行精加工的方法。常用的平面磨床有卧轴、立轴矩台磨床和卧轴、立轴圆台平面磨床。主运动都是砂轮的高速旋转，进给运动是砂轮、工作台的移动，,（五）磨平面,卧轴矩台平面磨床,1床身 2床鞍 3砂轮 4磨头 5立柱,平面磨削：周磨和端磨,周磨：利用砂轮的圆周面进行磨削。工件与砂轮的接触面积小，发热少，排屑与冷却情况好，加工精度高，但生产率低，在单件小批生产中应用较广。,端磨：利用砂轮的端
14、面进行磨削。砂轮轴立式安装，刚性好，可采用较大的切削用量，而且砂轮与工件的接触面积大，故生产率高。但精度较周磨差，磨削热较大，切削液进入磨削区较困难，易使工件受热变形，且砂轮磨损不均匀，影响加工精度。,平面磨削常作为刨削或铣削后的精加工，特别是用于磨削淬硬工件，以及具有平行表面的零件（如滚动轴承环、活塞环等）。经磨削两平面间的尺寸公差等级可达IT6IT5级，表面粗糙度Ra值为0.80.2m。,研磨一般在磨削之后进行。研磨平面的研具：带槽的平板：用于粗研；光滑的平板：用于精研。,（六）研磨,研磨时，在平板上涂以适当的研磨剂，工件沿平板的全部表面以8字形或直线相结合的运动轨迹进行研磨，目的是使磨料
15、不断在新的方向起研磨作用。研磨小而硬的工件或粗研时，用较大的压力、低的速度；反之，则用较大的压力、较快的速度。,研磨后两平面之间的尺寸公差等级可达IT53,表面粗糙度Ra值为0.10.008m。研磨还可以提高平面的形状精度，对于小型平面研磨还可减小平行度误差。,平面研磨主要用来加工小型精密平板、平尺、块规以及其它精密零件的表面。单件小批生产一般用手工研磨，大批大量生产多用机器研磨。,刮削：刮刀刮除工件表面薄层金属的加工方法，常在精刨和精铣的基础上进行，刮削余量一般约为0.05mm0.4mm。刮削后的表面形成比较均匀的微浅凹坑，可储存润滑油，使滑动配合面减小摩擦，提高工件的耐磨性。刮削方法简单，不需要复杂的设备和工具，但是刮削是手工操作，其生产率低，劳动强度大。刮削常用于单件小批生产和维修中，刮削未淬硬、要求高的固定联接平面、导轨面及大型精密平板和直尺等。,（七）刮削平面,
