(a)对称铣削(b)不对称逆铣(c)不对称顺铣
图1-3端铣的铣削方式
3、常用的平面连接面形位公差测量工具
常用的测量工具为90°角尺、塞尺、刀口形直尺
1)90°角尺
如图1-4所示为90°角尺。
90°角尺主要用来测量工件相邻表面的垂直度。
如图1-5(a)所示,使用时,90°角尺底座的一边与被测量面的基准贴合,观察90°角尺另一边与被测量面的另一边是否贴合,如果接触严密、不透光或透光细而均匀,说明垂直度符合要求;否则,有一定的误差。
使用90°角尺时要放正放好,如图1-5(b)、(c)、(d)所示为不正确的使用方法。
图1-490°角尺
图1-590°角尺的使用方法
如图1-6(a)所示,当被测量工件较大时,可将工件放在标准平板上。
以平板为基准,直角尺与被测量表面接触后,若上部有缝隙,则β<90°,如图1-6(b)所示;若下部有缝隙,则β>90°,如图1-6(c)所示。
(a)加标准平板(b)上部有缝隙(c)下部有缝隙
图1-6使用90°角尺测量大工件
2)塞尺
塞尺又称为厚薄规或间隙片,是测量或检验两个结合面之间间隙大小的片状量规。
如图1-7(a)所示为塞尺的外形结构,它有两个平行的测量平面,其长度有50mm、100mm和200mm等多种。
塞尺有若干个不同厚度的片,可叠合起来装夹在夹板里。
使用塞尺时,应根据间隙的大小选择塞尺的片数,可用一片或数片重叠在一起插入间隙内,如图1-7(b)所示。
厚度小的塞尺片很薄,容易弯曲和折断,插入时不能用力太大。
用后要擦拭干净并及时合到夹板中去。
(a)塞尺的外形结构(b)测量缝隙
图1-7塞尺的外形结构与用法
3)刀口形直尺
如图1-8(a)所示,使用时,将刀口形直尺与被测量表面贴紧,并朝与刀口垂直的方向轻微摆动直尺,其摆动幅度为15°左右,如图1-8(b)所示。
在摆动过程中,细致观察两者之间的透光缝隙大小,透过的缝隙即是被测表面的直线度误差。
若透光细而均匀,则平面平行。
用刀口形直尺测量平面的平面度或直线度时,除沿工件的纵向和横向检查外,还应沿对角线方向进行检查。
(a)直尺与工件贴合(b)透光法测量工件
图1-8刀口形直角尺使用方法
4)百分表
百分表又称为丝表,是在零件加工或机器装配时检验尺寸精度和形状精度的一种量具。
测量精度为0.01mm,测量范围有0~3mm、0~5mm和0~10mm等3种规格。
百分表的结构如图1-9所示,主要由测量头、测量杆、指针、表盘和表圈等组成。
常用百分表有钟表式和杠杆式两种。
百分表用于测量工件的形状误差、位置误差以及位移量,也可用比较法测量工件的长度。
使用时安装在磁力表架和万能表架上。
如图1-10所示。
图1-9百分表的结构
(a)安装在磁力表架上(b)安装在万能表架上
图1-10百分表的安装方法
4、铣平面的加工步骤
1)确定铣削方法,选择刀具
①粗铣加工
粗铣加工时应选用粗齿铣刀;铣刀的直径按工件的切削层深度大小而定,切削层深度大,铣刀的直径也应选大些,端铣刀的直径一般应大于工件的加工面宽度的1.2~1.5倍;铣刀宽度要大于工件加工面的宽度。
②精铣加工
精铣加工时应选用细齿铣刀;铣刀直径应取大些,因为其刀柄直径相应较大,刚性较好,铣削时平稳,能够保证加工表面的质量。
2)确定工件装夹方案
铣削中小型工件的平面时,一般采用机用虎钳装夹;铣削尺寸较大或不便于用机用虎钳装夹的工件时,可采用压板装夹。
装夹应按相应要求和注意事项完成。
3)确定铣削用量
①端铣时的背吃刀量ap和周铣时的侧吃刀量ac
在粗加工时,若加工余量不大,可一次切除;精铣时,每次的吃刀量要小一些。
②端铣时的侧吃刀量ac和周铣时的背吃刀量ap
端铣时的侧吃刀量和周铣时的背吃刀量一般与工件加工面的宽度相等。
③每齿进给量fz
通常取每齿进给量fz=0.02~0.3mm/z,粗铣时,每齿进给量要取大一些,精铣时,每齿进给量则应取小一些。
④铣削速度vc
根据工件材料及铣刀切削刃材料等的不同,所采用的铣削速度也不同。
4)对刀
在铣床上,移动工作台有手动和机动两种方法。
手动移动工作台一般用于切削位置的调整和工件趋近铣刀的运动,机动移动工作台用于连续进给实现铣削。
在调整工件或对刀时,如果不小心将手柄摇过位置,则应将手柄倒转一些后(一般转1/2~1周),再重新摇动手柄到规定位置上,从而消除了螺母丝杠副的轴向间隙,避免尺寸出现错误。
2.连接面的铣削
连接面是指垂直面或平行面。
典型的加工是铣削矩形工件,它是铣工与镗工必须掌握的一项基本技能,在多数情况下,都要将毛坯进行平行六面体加工处理,俗称“归方”,为后续加工做好准备。
如图1-11所示,矩形工件由六个平面组成,要求工件顶面与底面平行,侧面分别与底面垂直。
由此可知,底面是各连接面的基准。
所以,应当先加工底面,其他各面的加工以底面为基准面。
图1-11矩形工件图
1、端铣加工垂直面
在立式铣床上用立铣刀加工垂直面。
与基准面垂直的面称为垂直面。
在立式铣床上加工垂直面(用机用虎钳装夹),产生垂直度误差的原因及保证垂直度的方法如下。
1)工件基准面与固定钳口不贴合
避免工件基准面与固定钳口不贴合现象的方法是修去毛刺,擦净固定钳口和基准面,再在活动钳口处安置一根圆棒,也可放一条窄长而较厚的铜皮。
2)固定钳口与工作台台面不垂直
机用虎钳的固定钳口与工作台台面不垂直的校正方法如下:
①在固定钳口处垫铜皮或纸片。
当铣出的平面与基面之间的夹角小于90°时,铜皮或纸片应垫在钳口的上部,反之则垫在下部,这种方法只作为临时措施和用于单件生产。
②在机用虎钳底平面垫铜皮或纸片,当铣出垂直夹角小于90°时,则应垫在靠近固定钳口的一端;若大于90°,则应垫在靠近活动钳口的一端。
这种方法也是临时措施,但加工一批工件只需垫一次。
③校正固定钳口,先利用百分表检查钳口的误差,然后用百分表读数的差值乘以钳口铁的高度再除以百分表的移动距离,把此数值厚度的铜皮垫在固定钳口和钳口铁之间。
若上面的百分表读数大,则应垫在上面,反之则垫在下面,也可把钳口铁拆下并按误差的数值磨准。
把钳口铁垫准或磨准后,还需再做检查,直到准确为止。
用于检查的平行垫铁要紧贴固定钳口的检查面,且固定钳口的检查面必须光洁平整。
若钳口铁是光整平面,且高度方向尺寸较大时,可用百分表直接校正钳口铁。
④夹紧力太大会使固定钳口变形而向外倾斜,从而产生垂直度误差,特别是在精加工时,夹紧力更不能太大,所以不能使用较长的手柄夹紧工件。
3)用端铣刀端铣垂直面时,影响加工面与基准面之间垂直度的原因还有铣床主轴轴线与进给方向的垂直度误差。
2)如果立铣头的“零位”不准确,加工平面会出现倾斜的现象;如果在不对称端铣纵向进给时,加工的平面会出现略带凹且不对称的现象。
2、端铣加工平行面
与基准面平行的平面称为平行面。
在卧式铣床上加工平行面(用机用虎钳装夹),产生平行度误差的原因及保证平行度的方法如下。
1)工件基准面与机用虎钳导轨面不平行
①垫铁的厚度不相等。
应把两块平行垫铁在平面磨床上同时磨出。
②平行垫铁的上下表面与工件和导轨之间有杂物。
应用干净的棉布擦去杂物。
③当活动钳口夹紧工件而受力时,会使活动钳口上翘,工件靠近活动钳口的一边向上抬起。
因此在铣平面时,工件夹紧后,须用铜锤或木榔头轻轻敲击工件顶面,直到两块平行垫铁的四端都没有松动现象为止。
④工件上和固定钳口相对的平面与基准面不垂直,夹紧时应使该平面与固定钳口紧密贴合。
2)机用虎钳的导轨面与工作台面不平行
机用虎钳的导轨面与工作台台面不平行的原因是机用虎钳底面与工作台台面之间有杂物,以及导轨面本身不准。
因此,应注意剔除毛刺和切屑,必要时,需检查导轨面与工作台台面的平行度。
3、影响垂直面和平行面加工质量的因素
主要有垂直面的垂直度、平行面的平行度、平行面之间的尺寸精度。
1)保证垂直度和平行度的注意事项
①夹紧力不能过大,不然会造成工件变形,使加工平面与基准面不垂直或不平行。
②端铣时要注意机用虎钳固定钳口的校正,不然会影响加工端面与基准面的垂直度。
2)保证平行面之间尺寸精度的注意事项
①工件在单件生产时,一般都采用“铣削→测量→铣削”循环进行,一直到尺寸准确为止。
需要注意的是,在粗铣时对铣刀抬起或偏让量与精铣时不相等,在控制尺寸时要考虑这个因素。
②当尺寸精度的要求较高时,则需在粗铣后再进行一次半精铣,余量以0.5mm左右为宜,再根据余量决定精铣时工件台上升的距离。
在上升工作台时,可借助百分表来控制移动量。
③粗铣或半精铣后测量工件尺寸时,在条件允许的情况下,最好不把工件拆下,而在工作台上测量。
二、斜面的铣削
1.常见的斜面铣削方法
斜面的铣削方法有工件倾斜铣斜面、铣刀倾斜铣斜面和用角度铣刀铣斜面三种。
1、工件倾斜铣斜面
在立式或卧式铣床上,铣刀无法实现转动角度的情况下,可以将工件倾斜所需角度安装进行铣削斜面。
常用的方法有以下几种:
1)在单件生产中,常采用划线校正工件的装夹方法来实现斜面的铣削,如图2-1所示。
图2-1按画线加工斜面
2)利用机用钳钳体调转所夹工件的角度也可实现斜面的铣削。
安装机用虎钳时必须要校正固定钳口与主轴轴线的垂直度与平行度(卧式铣床),或与工作台纵向进给方向的垂直度与平行度,然后再按角度要求将钳体转到刻度盘上的相应位置,就可以铣削所要的斜面了,如图2-2所示。
(a)(b)
图2-2调转钳口角度装夹工件
3)利用倾斜垫铁装夹工件和利用分度头装夹工件加工斜面如图2-3所示。
图2-3用倾斜垫铁装夹工件和用分度头装夹工件
2.铣刀倾斜铣斜面
在立铣头可偏转的立式铣床、装有立铣头的卧式铣床、万能工具铣床上均可将端铣刀、立铣刀按要求偏转一定角度进行斜面的铣削,分别如图2-4至图2-7所示,(a)图为铣床生产实例图,图中α角为工件斜面的倾斜角。
图2-4工件基准与工作台台面图2-5工件基准与工作台台面
平行用圆周刃铣削平行用端面刃铣削
立铣头扳转角度β=90°-α立铣头扳转角度β=α
图2-6工件基准与工作台台面图2-7工件基准与工作台台面
垂直用圆周刃铣削垂直用端面刃铣削
3.角度铣刀铣斜面
切削刃与轴线倾斜成某一角度的铣刀称为角度铣刀,斜面的倾斜角度由角度铣刀保证。
受铣刀刀刃宽度的限制,用角度铣刀铣削斜面只适用于宽度不大的斜面,如图2-8所示。
图2-8角度铣刀铣斜面
综上所述,铣削斜面时,工件、铣床及铣刀三者之间必须满足以下几个条件:
1)工件的斜面应平行于铣削时铣床工作台的进给方向。
2)工件的斜面应与铣刀的切削位置相吻合,即用圆周刃铣刀铣削时,斜面
与铣刀的外圆柱面相切。
3)用端面刃铣刀铣削时,斜面与铣刀的端面相重合。
2.常用的斜面测量工具
游标万能角度尺
游标万能角度尺用来测量工件和样板内的内、外角度及角度划线。
游标万能角度尺的结构如图2-9所示,主要由尺身、90°角尺、游标尺、制动器、基尺、紧固螺钉、刀口形直尺和卡块等组成。
图2-9游标万能角度尺结构
Ⅰ型游标万能角度尺的测量范围为0°~320°,共分四段,即0°~50°、50°~140°、140°~230°、230°~320°。
各测量段的90°角尺、直角位置配置和测量方法如图2-10所示。
(a)0°~50°(b)50°~140°(c)140°~230°(d)230°~320°
图2-10Ⅰ型游标万能角度尺测量工件
教学方法及授课要点随记
复习前次讲过的工件的装夹和铣削
细致讲解,配合图示及幻灯片演示。
细致讲解,配合演示操作及幻灯片演示。
细致讲解,配合演示操作及幻灯片演示。
细致讲解,配合演示操作及幻灯片演示。
细致讲解,配合演示操作及幻灯片演示。
细致讲解,配合演示操作。
细致讲解,配合演示操作。
细致讲解,配合演示操作。
细致讲解,配合演示操作。
细致讲解,配合演示操作。
实训内容:
1.六面体
1、讲清图纸、工艺及有关的技术要求。
2、示范铣削,并讲解。
操作过程:
1)先铣一个大面。
2)以加工好的大面作为基准面巾靠固定钳口,并在活动钳口一端垫圆棒,依次铣削相邻的两个侧面。
3)铣第四面时,以第一面贴钳口底面或垫铁,钳口装夹两个侧面,进行铣削。
4)铣第五面(即第一个端面)时,注意用角尺校正,确保端面与相邻面的垂直度。
5)对照图纸检查。
2.四棱锥
1、讲清图纸、工艺及有关的技术要求。
2、示范铣削,并讲解。
操作过程:
1)先按图纸尺寸划线。
2)计算出工件倾斜角度,并将万能角度尺调整到计算所得角度。
3)使用平口虎钳将工件倾斜装夹,并使用已调整好的万能角度尺校正装夹角度。
4)开始铣削,接近所画尺寸线时,使用万能角度尺校正角度,铣到尺寸线完成第一面的铣削。
5)依照3、4步方法依次铣削其余三面,完成四棱锥台的加工。
6)对照图纸检查。
注意事项:
1、钳口及垫铁表面在装夹前应清洁干净。
2、工件应紧贴垫铁,用手扳动,垫铁不能有松动。
3、角尺、万能角度尺校正时,装夹不能过紧。
巡回指导:
1.注意检查学生的操作是否正确,对于个别的差生,要单独进行指导,随时纠正其错误的操作。
2.对普遍存在的问题采取集中指导的方法,即把部分同学或全体同学集合起来,先根据出现的问题加以纠正,后再把正确结果进行反复演示,这样可使学生进一步加深理解。
3.注意帮助学生提高分析问题和解决问题的能力,充分发挥学生的主观能动性,引导学生自主学习和探究,激发学生的学习热情。
课后总结:
1.本课题实习操作训练总结:
1、教师全面总结。
2、学生自我总结。
2.总结课堂纪律情况。
3.做好机床及车间卫生
示范操作结合讲解,让学生更直观的学习