机制制造工艺铣削教学教案.docx

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机制制造工艺铣削教学教案

教师姓名

吴颖

授课班级

09模具06数6

课程名称

机制工艺

授课日期

授课时数

授课章节

名称

§8、1铣削概述

§8、2铣床

§8、3铣床附件及工件的一般装夹方法

§8.4铣刀、铣削用量和铣削方式

教学目标

了解常用机床，掌握铣削加工范围及特点

教学重点

及难点

熟练使用及调整机床，掌握常用的铣削方法，注意操作安全事项。

铣削加工工艺，刀具的正确选用，切削速度，进给速度，切削深度及宽度的正确选用，加工不同种类的工件，附件的选择及正确安装方法。

教具及教学方法

立铣刀、三面刃铣刀、图片、挂图

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课堂教学设计

【板书设计及时间安排】：

一、铣削概述（10分钟）

二、铣床（20分钟）

1、卧式铣床的主要部件及其功用

2、卧式铣床的运动

三、铣床附件及工件的一般装夹方法（15分钟）

1、铣床的主要附件

2、工件的一般装夹方法

四、铣刀、铣削用量和铣削方式（45分钟）

1、铣刀

2、铣削用量

3铣削方式

【教学内容】

铣床和铣刀

一、铣床

铣床就是用铣刀进行切削加工的机床。

1应用:

加工表面（水平平面,垂直面等）,沟槽（键槽,T型槽,燕尾槽等）。

多齿零件的齿槽（齿轮,链轮,棘轮,花键轴等）,螺纹形表面（螺纹和螺旋槽）及各种曲面。

2铣床分类:

铣床可分为:

卧式升降台铣床;立式升降台铣床;龙门铣床;工具铣床;各种专门化铣床。

二、铣削特点:

1每个刀齿不均匀,不连续切削,切入与切离时均会硬气冲突与振动;

2铣削时切削层参数及切削力是变化的,也易引起振动,影响加工质量;

3同时参加切削的刀齿较多,生产率较高。

三、铣削方式:

1.周铣:

 ①.逆铣:

铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。

    特点:

提高刀具耐用度,工件Ra保证工件夹持稳固,易打刀。

  ②.顺铣:

铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。

   特点:

加速刀具后刀面磨损,破坏工件表面Ra,使工件夹持不稳。

2.端铣:

常用加工平面

 ①.不对称逆铣

 ②.不对称顺铣

3.端铣与周铣加工的特点

四、铣刀的种类及选择

铣刀为多齿回转刀具，其每一个刀齿都相当于一把车刀固定在铣刀的回转面上。

铣削时同时参加切削的切削刃较长,且无空行程,Vc也较高,所以生产率较高。

铣刀种类很多，结构不一，应用范围很广，按其用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀、加工成形面用铣刀等三大类。

通用规格的铣刀已标准化，一般均由专业工具厂生产。

现介绍几种常用铣刀的特点及其适用范围。

1．圆柱铣刀

圆柱铣刀如如下图所示。

它一般都是用高速钢制成整体的，螺旋形切削刃分布在圆柱表面上，没有副切削刃，螺旋形的刀齿切削时是逐渐切人和脱离工件的，所以切削过程较平稳。

主要用于卧式铣床上加工宽度小于铣刀长度的狭长平面。

根据加工要求不同，圆柱铣刀有粗齿、细齿之分，粗齿的容屑槽大，用于粗加工，细齿用于精加工。

铣刀外径较大时，常制成镶齿的。

2．面铣刀

面铣刀如下图所示，主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面切削刃为副切削刃，铣刀的轴线垂直于被加工表面。

按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类，多制成套式镶齿结构，刀体材料为40Cr。

高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=80～250mm，螺旋角β=10°，刀齿数Z=10～26。

硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。

硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹一焊接式和可转位式三种。

面铣刀主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面，特别适合较大平面的加工，主偏角为90°的面铣刀可铣底部较宽的台阶面。

用面铣刀加工平面，同时参加切削的刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因此可以用较大的切削用量，生产率较高，应用广泛。

3．立铣刀

立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，其结构如上图所示，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。

由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀工作时不能作轴向进给，端面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。

为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径则较大。

一般粗齿立铣刀齿数Z=3～4，细齿立铣刀齿数Z=5～8，套式结构Z=10～20，容屑槽圆弧半径r=2～5mm。

当立铣刀直径较大时，还可制成不等齿距结构，以增强抗振作用，使切削过程平稳。

标准立铣刀的螺旋角β为40°～45°（粗齿）和30°～35°（细齿），套式结构立铣刀的β为15°～25°。

直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。

φ2～φ71mm的立铣刀为直柄；φ6～φ63mm的立铣刀为莫氏推柄；φ25～80mm的立铣刀为带有螺孔的7：

24锥柄，螺孔用来拉紧刀具。

直径大干φ40～φ160mm的立铣刀可做成套式结构。

立铣刀主要用于加工凹槽，台阶面以及利用靠模加工成形面。

另外有粗齿大螺旋角立铣刀、玉米铣刀、硬质合金波形刃立铣刀等，它们的直径较大，可以采用大的进给量，生产率很高。

4．三面刃铣刀

三面刃铣刀如上图所示，可分为直齿三面刃和错齿三面刃。

它主要用在卧式铣床上加工台阶面和一端或二端贯穿的浅沟槽。

三面刃铣刀除圆周具有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了切削条件，提高了切削效率，减小了表面粗糙度值。

但重磨后宽度尺寸变化较大，镶齿三面刃铣刀可解决这一个问题。

5．锯片铣刀

锯片铣刀如下图所示，锯片铣刀本身很薄，只在圆周上有刀齿，用于切断工件和铣窄槽。

为了避免夹刀，其厚度由边缘向中心减薄，使两侧形成副偏角。

6．键槽铣刀

键槽铣刀如上图所示。

它的外形与立铣刀相似，不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿，其端面刀齿的刀刃延伸至中心，既象立铣刀，又像钻头。

因此在铣两端不通的键槽时，可以作适量的轴向进给。

它主要用于加工圆头封闭键槽，使用它加工时，要作多次垂直进给和纵向进给才能完成键槽加工。

国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d=2～22mm，锥柄键精铣刀直径d=14～50mm。

键槽铣刀直径的偏差有e8和d8两种。

键槽铣刀的圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损，重磨时，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后铣刀直径不变。

其它还有角度铣刀、成形铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀、仿形铣用的指形铣刀等，如下图所示。

教师姓名

吴颖

授课班级

09模具06数6

课程名称

机制工艺

授课日期

授课时数

授课章节

名称

§8.5铣削方法

§8.6铣削的工艺特点与铣削实例中国机械资讯网W_|-eHb/Cu/F

教学目标

1、了解各铣刀主要用途

*sO2、掌握铣削用量四个要素中国机械资讯网#GM;V&|hf+Z:

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3、掌握顺铣、逆铣概念及区别

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教学重点

及难点

铣刀分类方式中国机械资讯网8{a[ei

顺铣、逆铣概念及区别中国机械资讯网mHUIW

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顺铣、逆铣区别中国机械资讯网（^.R,Dsoe^?

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教具及教学方法

立铣刀、三面刃铣刀、图片、挂图

Q$c-[o.OyCz0

课堂教学设计

【板书设计及时间安排】：

一、铣削概述（10分钟）

二、铣床（20分钟）

1、卧式铣床的主要部件及其功用

2、卧式铣床的运动

三、铣床附件及工件的一般装夹方法（15分钟）

1、铣床的主要附件

2、工件的一般装夹方法

四、铣刀、铣削用量和铣削方式（45分钟）

1、铣刀

2、铣削用量

3铣削方式

【导入新课】

上次课我们学习了铣床主要部件及运动情况，铣床附件及工件的装夹方法，这节课我们重点给大家介绍一下进行铣削加工时所选用的各种铣刀以及铣削用量的参数和常见铣削方式的有关知识，并注意与车削相比较

 一、铣削用量：

铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量（铣削深度）和侧吃刀量（铣削宽度）四要素组成。

其铣削用量如下图所示。

a）在卧铣上铣平面b）在立铣上铣平面

铣削运运及铣削用量

1.切削速Vc，切削速度Vc即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算：

式中：

  —切削速度（m/min）

 d—铣刀直径（mm）；

 n—铣刀每分钟转数（r/min）。

2.进给量ƒ，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。

由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。

⑴每齿进给量ƒZ（mm/z）指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。

⑵每转进给量ƒ，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。

⑶每分钟进给量vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。

上述三者的关系为，

式中Z—铣刀齿数

—铣刀每分钟转速（r/min），

3.背吃刀量（又称铣削深度ap），铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。

因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。

侧吃刀量（又称铣削宽度ae），铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。

铣削用量选择的原则：

通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。

对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。

二、铣削的应用

铣床的加工范围很广，可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面（如齿形）。

还可以进行分度工作。

有时孔的钻、镗加工，也可在铣床上进行，如下图所示。

a）卧式铣床上镗孔b）卧式铣床上镗孔用吊架c）卧式铣床上镗孔用支承套

在卧式铣床上镗孔

a）圆柱铣刀铣平面 b）套式铣刀铣台阶面 c）三面刃铣刀铣直角槽 d）端铣刀铣平面

e）立铣刀铣凹平面 f）锯片铣刀切断 g）凸半圆铣刀铣凹圆弧面 h）凹半圆铣刀铣凸圆弧面

i）齿轮铣刀铣齿轮 j）角度铣刀铣V形槽 k）燕尾槽铣刀铣燕尾槽 l）T形槽铣刀铣T形槽

m）键槽铣刀铣键槽 n）半圆键槽铣刀铣半圆键槽 o）角度铣刀铣螺旋槽

铣削加工的应用范围

铣床的加工精度一般为IT9～IT8；表面粗糙度一般为Ra6.3～1.6μm。

三、铣削方式

1.周铣和端铣：

用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣；

用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣。

与周铣相比，端铣铣平面时较为有利，因为：

⑴端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。

周铣的工件表面则有波纹状残留面积。

⑵同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时振动较周铣为小。

⑶端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。

⑷端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。

由此可见，端铣法的加工质量较好，生产率较高。

所以铣削平面大多采用端铣。

但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，而有些形面（如成形面等）则不能用端铣。

2.逆铣和顺铣：

周铣有逆铣法和顺铣法之分。

逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。

逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。

实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。

这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。

逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铣则没有上述缺点。

但是，顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响。

因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同，铣削力忽大忽小，就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。

因此，必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。

但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置，只能采用逆铣法。

另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铣因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀具的磨损，此时，也是以逆铣为妥。

a）逆铣 b）顺铣

逆铣和顺铣:

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