1、金屬切削與機床Metal Cutting & Machine ToolsMetal Cutting & Machine Tools 第七講第七講 銑削加工與鉆削加工銑削加工與鉆削加工 l銑削加工工藝與設(shè)備l銑削工藝概述l銑削刀具結(jié)構(gòu)分析、銑削用量分析l常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)l銑床典型結(jié)構(gòu)l鉆削加工工藝與設(shè)備l鉆削加工工藝特點l鉆削刀具刀具及結(jié)構(gòu)分析l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)Metal Cutting & Machine Tools l銑削工藝概述l銑削加工廣泛用于平面及成形表面加工，是一種用途非常廣泛的加工工藝銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備Metal Cutting & Machine Tools

2、l銑削工藝特點l1、銑削加工為多刃切削，加工效率高，旋轉(zhuǎn)運動有利于高速切削；精度IT8-7；Ra1.6-3.2。l2、由于銑削過程中，多齒參與工作，每個齒切削厚度變化，切削力變化，導致切削過程不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振動；l3、多齒工作，每個齒間歇工作，有冷卻時間，散熱條件好，但切入切出時的沖擊可能引起刀片碎裂。銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備Metal Cutting & Machine Tools l銑刀結(jié)構(gòu)分析銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備一、一、 坐標平面坐標平面在正交平面內(nèi)：(以圓柱銑刀靜止參考系平面以圓柱銑刀靜止參考系平面)基面Pr:通過選定點并包含軸線的平面通過選定點并包含軸線

3、的平面切削平面Ps:通過選定點并切于過渡表面的平面通過選定點并切于過渡表面的平面正交平面Po:與假定工作平面與假定工作平面Pf重合，是垂直于軸線的平面重合，是垂直于軸線的平面Metal Cutting & Machine Tools l銑刀結(jié)構(gòu)分析銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備 圓柱銑刀的圓柱銑刀的刃傾角刃傾角s就是銑刀的螺旋角就是銑刀的螺旋角，即，即是在切削平面是在切削平面Ps中測量的中測量的切削刃與基面的夾角切削刃與基面的夾角 其它角度標注見右圖其它角度標注見右圖 圓柱銑刀的刀齒只有主切削刃，無副切削刃，故無副偏角，圓柱銑刀的刀齒只有主切削刃，無副切削刃，故無副偏角，其其主偏角為主偏

4、角為900 圓柱銑刀的圓柱銑刀的前角前角n在法平面在法平面Pn中測量，中測量，后角后角0在正交平面在正交平面P0中中測量。測量。0與與n換算方法與車刀相同換算方法與車刀相同二、二、 幾何角度幾何角度Metal Cutting & Machine Tools l銑削用量分析一、銑削用量四要素銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備端銑時，端銑時，ap為切削深度，圓周銑時，為切削深度，圓周銑時，ap為被加工表面的寬度為被加工表面的寬度端銑時端銑時ae為被加工表面寬度，圓周銑時，為被加工表面寬度，圓周銑時，ae為切削層深度為切削層深度 Metal Cutting & Machine Tools l銑削用

5、量分析一、銑削用量四要素銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備 每齒進給量每齒進給量fz,，銑刀齒相對于工件在進給運動方向上的位移，銑刀齒相對于工件在進給運動方向上的位移量。單位為量。單位為mm/z進給量進給量f，銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀的相對位移量，銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀的相對位移量，單位為單位為mm/r進給速度進給速度vf ，每分鐘銑刀相對工件的移動距離，單位為，每分鐘銑刀相對工件的移動距離，單位為mm/minZnffnvzfMetal Cutting & Machine Tools l銑削用量分析一、銑削用量四要素銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備 指銑刀切削刃上基點相對于工件

6、的主運動的瞬時指銑刀切削刃上基點相對于工件的主運動的瞬時速度速度(一般指銑刀外緣處的線速度一般指銑刀外緣處的線速度)1000/dnvcMetal Cutting & Machine Tools l銑削方式 銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備一、圓周銑削方式一、圓周銑削方式 周銑有周銑有順銑順銑和和逆銑逆銑兩種方式。兩種方式。 順銑切削厚度大，接觸長度順銑切削厚度大，接觸長度短，銑刀壽命長，加工表面光潔，但不宜加工帶硬皮工件，且短，銑刀壽命長，加工表面光潔，但不宜加工帶硬皮工件，且進給絲杠與螺母間應(yīng)消除間隙。否則，應(yīng)采用逆銑。進給絲杠與螺母間應(yīng)消除間隙。否則，應(yīng)采用逆銑。Metal Cutti

7、ng & Machine Tools l銑削方式 銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備二、端銑削方式二、端銑削方式端銑有端銑有對稱銑對稱銑與與不對稱逆銑不對稱逆銑、 不對稱順銑不對稱順銑三種方式。三種方式。 銑淬硬鋼采用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小銑淬硬鋼采用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小切入沖擊，切入沖擊，刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。Metal Cutting & Machine Tools l銑削方式 銑削加工工藝與設(shè)備銑削加工工藝與設(shè)備端銑端銑周銑周銑工作齒數(shù)工作齒數(shù)一般較多一般12個齒切削厚度切削厚度厚度均勻

8、厚度不均勻刀具磨損刀具磨損刀具磨損小刀具磨損大銑削剛度銑削剛度銑削剛度好，多采用硬質(zhì)合金刀片，可高速銑削，生產(chǎn)率高。多采用高速鋼；表面質(zhì)量表面質(zhì)量表面較光潔表面粗糙度稍差使用情況使用情況銑削平面時常用適應(yīng)性廣，還可銑溝槽、齒形等結(jié)構(gòu)Metal Cutting & Machine Tools 常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點一、一、 圓柱形銑刀圓柱形銑刀 用途用途:加工平面加工平面(分粗齒和細齒分粗齒和細齒) 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 作用在銑床升降臺作用在銑床升降臺運運動方向上動方向上 粗齒：粗齒：用于粗加工用于粗加工 細齒：細齒：用于精加工用于精加工二、二、 立銑刀立銑刀Metal Cu

9、tting & Machine Tools 硬質(zhì)合金立銑刀硬質(zhì)合金立銑刀普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀模塊螺旋齒立銑刀模塊螺旋齒立銑刀Metal Cutting & Machine Tools 三、三、 鍵槽銑刀鍵槽銑刀常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點四、四、 可轉(zhuǎn)位面銑刀可轉(zhuǎn)位面銑刀Metal Cutting & Machine Tools 常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點五、五、 三面刃銑刀三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀直齒三面刃銑刀直齒三面刃銑刀鑲齒三面刃銑刀鑲齒三面刃銑刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面

10、刃銑刀Metal Cutting & Machine Tools 常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點六、六、 角度銑刀角度銑刀Metal Cutting & Machine Tools 常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點常用尖齒銑刀結(jié)構(gòu)特點七、七、 模具銑刀模具銑刀高速鋼模具銑刀高速鋼模具銑刀可轉(zhuǎn)位球頭立銑刀可轉(zhuǎn)位球頭立銑刀硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼Metal Cutting & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)l銑床的運動l主運動l銑刀的旋轉(zhuǎn)運動；l進給運動l大多數(shù)由工件在垂直于銑刀軸線方向的直線運動來實現(xiàn)l少數(shù)機床由工件的回轉(zhuǎn)運動或曲線運動來實現(xiàn)Metal Cutti

11、ng & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)l銑床的類型及組成 根據(jù)機床布局與用途分類 升降臺銑床、龍門銑床、工具銑床、仿形銑床以及專門化銑床等Metal Cutting & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)l銑床的類型及組成 臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、龍門銑床、數(shù)控銑床以及專門化銑床等1. 臥式升降臺銑床由床身、懸梁、懸梁上刀桿支架、工作臺、升降臺、滑座、底座及裝在主軸上的刀桿等部件組成。2. 懸梁和支架的位置可根據(jù)刀桿的長度進行調(diào)整，以較大剛度支承刀桿。3. 加工時，銑刀旋轉(zhuǎn)作主運動，工件移動作進給運動。適用于單件及成批生產(chǎn)。Me

12、tal Cutting & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)l銑床的類型及組成 臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、龍門銑床、數(shù)控銑床以及專門化銑床等1.立式升降臺銑床由床身1、底座7、立銑頭2、主軸3、工作臺4、升降臺6及床鞍5等部件組成。2.升降臺可作垂直運動。床鞍5及升降臺6的結(jié)構(gòu)和功能與臥式銑床基本相同，同樣也適用于單件及成批生產(chǎn)。Metal Cutting & Machine Tools l銑床的類型及組成 臥式升降臺銑床、立式升降臺銑床、龍門銑床、數(shù)控銑床以及專門化銑床等普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)1. 龍門銑床屬大型高效通用機床，常用于各類大型工件上的

13、平面、溝槽等的粗銑、半精銑和精銑加工。2. 龍門銑床由橫梁3、兩個立式銑削主軸箱（立銑頭）4和8、兩個臥式銑削主軸箱（臥銑頭）2和9、床身10、工作臺1、頂梁6及兩個立柱5和7等部件組成。生產(chǎn)率較高，適用于成批和大量生產(chǎn)中。Metal Cutting & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)l銑床的類型及組成 臥式升降臺銑床傳動方框圖Metal Cutting & Machine Tools 普通銑床典型結(jié)構(gòu)普通銑床典型結(jié)構(gòu)Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削加工工藝概述 用刀具在實體材料上加工孔或擴大

14、已有孔的加工方法，統(tǒng)稱為鉆削加工。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削加工工藝概述 鉆削工藝特點1）容易產(chǎn)生引偏 定義：a、由于鉆頭彎曲而引起孔徑擴大，孔不圓。 b、孔的軸線歪斜； 起因： a、鉆頭結(jié)構(gòu)細長導致剛性差； b、鉆頭上有兩條較深螺旋槽導致剛性差； c、鉆頭橫刃處前角有很大負值，切削條件差； d、僅有兩條很窄棱邊與孔壁接觸，接觸剛度差； e、切削刃不對稱，工件材料不均勻；Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削加工工藝概述 鉆削工藝特點1）容易產(chǎn)生引偏

15、避免措施： a、預鉆錐形定心坑； b、用鉆套為鉆頭導向，特別是在斜面或曲面上； c、鉆頭的兩個主切削刃，刃磨對稱； Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削加工工藝概述 鉆削工藝特點2）排屑困難 切削較寬，排屑困難，與孔壁有較大的摩擦和擠壓，降低了孔壁的質(zhì)量，有時切削阻塞在容屑槽里，卡死鉆頭，甚至將鉆頭扭斷。 排屑是鉆孔重要問題之一，可多次退出，或修磨出分屑槽。3）切削熱不易傳散Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削加工工藝概述 鉆削工藝特點4）鉆削精度l鉆削的加工

16、精度較低，一般只能達到IT10，一般Ra為12.56.3m，在鉆削后常常采用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工。擴孔采用擴孔鉆，鉸孔采用鉸刀進行加工。鉸削加工精度一般為IT9IT6，Ra為1.60.4m。l擴孔、鉸孔時，鉆頭、鉸刀一般順著原底孔的軸線，無法提高孔的位置精度。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具 一、麻花鉆l最常見的孔加工刀具。一般用于實體材料上的粗加工。鉆孔的尺寸精度為IT11IT12，Ra為5012.5m。加工范圍為0.180mm,以30mm以下時最常用。Metal Cutting & Machine

17、Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具二、擴孔鉆l對工件上已鉆出、鑄出或鍛出的孔進行擴大孔的加工。常用作鉸孔或磨床前的預加工擴孔以及毛坯孔的擴大，作半精加工。在成批或大量生產(chǎn)時應(yīng)用較廣。擴孔的加工精度可達IT10IT11，Ra可達6.33.2m。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具三、中心鉆l用來加工各種軸類工件的中心孔Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具四、锪鉆l在已有孔的山加工沉孔或锪平面Metal Cutting

18、 & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具五、可轉(zhuǎn)位深孔鉆Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具六、鉸刀l用鉸刀從被加工孔的孔壁上切除微量金屬，使孔的精度和表面質(zhì)量得到提高的加工方法，稱為鉸孔。l 鉸孔可用于孔的半精加工和精加工，加工精度可達IT6IT8，Ra可達1.60.4m。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具七、孔加工復合刀具l孔加工復合刀具是由兩把或兩把以上同類或不同類的孔加工刀具組合成一體，同

19、時或按先后順序完成不同工步加工的刀具。 Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具七、孔加工復合刀具Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具七、孔加工復合刀具Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 1）標準麻花鉆結(jié)構(gòu)包括柄部、頸部和工作部分；Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu)

20、2）標準麻花鉆工作部分包含：切削與導向兩部分Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）標準麻花鉆工作部分包含：切削與導向兩部分Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）麻花鉆幾何參數(shù)：螺旋角：鉆頭最外緣處螺旋線與鉆頭軸線的夾角。f軸向力與扭矩切削刃強度壽命Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）麻花鉆幾何參數(shù)：頂角2：兩條主切

21、削刃在與它們平行的平面上投影的夾角。一般為118度。2 主切削刃長度散熱2 鉆尖強度扭矩Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）麻花鉆幾何參數(shù)：主偏角r：在主切削刃上選定點的基面內(nèi)度量的假定工作平面與切削平面之間的夾角。切削刃上個點不同。接近鉆心，主偏角越小Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）麻花鉆幾何參數(shù)：前角o：是在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面間的夾角。Metal Cutting & Machine To

22、ols l鉆削典型刀具l 麻花鉆結(jié)構(gòu) 2）麻花鉆幾何參數(shù)：橫刃角度：包括橫刃斜角、橫刃前角o、和橫刃后角 o。鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l鉆削典型刀具l 麻花鉆切削用量 1）鉆削速度定義：切削刃上選定點m相對于工件的主運動的瞬時速度。 2）進給量f和每刃進給量af定義：鉆頭或工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，鉆頭相對于工件的軸向位移（或在進給方向的位移量）稱進給量f（mm/r）。由于麻花鉆有兩個切削刃，故每齒進給量為f z =f/2 （mm/z）。 3）背吃刀量ap Metal Cutting & Mac

23、hine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)l鉆削運動由工件與鉆頭的相對旋轉(zhuǎn)運動為主運動。工件與鉆頭的相對軸向運動為進給運動。l孔加工工藝可以在鉆床上進行，也可以在鏜床、車床、銑床上進行。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)一、立式鉆床立式鉆床 1.1.立式鉆床的組成立式鉆床的組成立式鉆床由變速箱4、進給箱3、立柱5、工作臺1和底座6等部件組成。 加工時，工件直接或通過夾具安裝在工作臺上,主軸既旋轉(zhuǎn)又作軸向進給運動。 2.2.立式鉆床的適用范圍立式鉆床的適用范圍單件、小批生產(chǎn)中

24、加工中、小型零件. 3.立式鉆床的主參數(shù)立式鉆床的主參數(shù) 最大鉆孔直徑Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)二、搖臂鉆床二、搖臂鉆床 1.1.搖臂鉆床的組成搖臂鉆床的組成 搖臂鉆床由外立柱3、內(nèi)立柱2、搖臂4、主軸箱5、主軸6和底座1等部件組成。 2.2.搖臂鉆床的適用范圍搖臂鉆床的適用范圍 單件和中、小批生產(chǎn)中加工大、中型零件. 3.搖臂鉆床的主參數(shù)搖臂鉆床的主參數(shù)最大跨距Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)三、鏜床三、鏜床 1.1

25、.適用范圍適用范圍加工工件上已有鑄造的孔或加工的孔，常用于加工尺寸較大及精度較高的場合，特別適宜于加工分布在不同表面上、孔距尺寸精度和位置精度要求十分嚴格的孔系。Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機床典型結(jié)構(gòu)三、鏜床三、鏜床 2.2.鏜削工藝特點鏜削工藝特點加工精度：一般鏜孔：IT8IT7，Ra為0.81.6精細鏜：IT7IT6，Ra為0.20.8鏜削方式：單刃鏜刀鏜孔單刃鏜刀鏜孔(1) 適應(yīng)性較廣，靈活性較大?？纱旨樱刖?，精加工，一把鏜刀可加工直徑不同的孔。(2) 可以校正原有孔軸線歪斜或位置偏差(3) 生產(chǎn)率較低，較適用于單件小批量生產(chǎn)(4) 單刃鏜刀的剛度較低，為減少變形和振動，采用較小的切削用量，Metal Cutting & Machine Tools 鉆削加工工藝與設(shè)備鉆削加工工藝與設(shè)備 l孔加工機