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[摘 要]:本文主要针对职业教育类,机械加工专业,对普通铣床在铣削实训教学中应用浅谈。
铣床在工业中有着近两百年的历史,铣刀的类型较多,铣床附件多,使铣削加工范围广,铣削加工是在铣床上用铣刀进行金属切削,它是目前应用最广的切削加工方法之一,适用于各种平面、台阶、沟槽、成型面等的加工;还可利用分度头进行分度加工。铣床所用铣刀为多刃刀具,工作时连续切削,生产效率较高。统削加工精度也较高,其经济加工精度一般为IT8~IT 9,表面粗糙度R α =12.5~R α l.6μ m,高精度铣床加工精度可达IT5,表面粗糙度可达R α =0.2μ m。为加工出某些特殊的形状部位,在无适合的标准铣刀可选用时,还可采用适合于不同用途的单刃指铣刀。可完成许多车削和刨削无法实现的成型表面加工,所以在机械制造中有着广泛的运用。但铣床也存在着一些缺点,铣削过程中,它的平稳性差,有时也影响着工件表面的加工质量。但随着时代的进步,铣床也在不断改进,相信在不久的未来,它将更好的为人类服务。
1 铣床
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床种类很多,按布局形式和适用范围分,主要有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。升降台铣床有万能式、卧式和立式几种,主要用于加工中小型零件,应用最广;龙门铣床包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件;单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;单臂铣床的立铣头可沿悬臂导轨水平移动,悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。仪表铣床是一种小型的升降台铣床,用于加工仪器仪表和其他小型零件;工具铣床主要用于模具和工具制造,配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件,还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床。另外,按控制方式,铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等。
2 铣刀
按铣刀结构和安装方法,铣刀可分为带柄铣刀和带孔铣刀。带柄铣刀有直柄和锥柄之分,一般直径小于20mm的较小铣刀做成直柄,直径较大的铣刀多做成锥柄。带柄铣刀多用于立铣加工,用于铣削端面、斜面、沟槽和台阶面等。带孔铣刀适用于卧式铣床加工,能加工各种表面,应用范围较广。另外,端铣刀由于其刀齿分布在铣刀的端面和圆柱面上,故多用于立式升降台铣床上加工平面,也可用于卧式升降台铣床上加工平面。键槽铣刀和形槽铣刀是专门加工键槽和形槽的。燕尾槽铣刀专门用于铣燕尾槽。圆柱铣刀由于仅在圆柱表面上有切削刃,故用于卧式升降台铣床上加工平面。三面刃铣刀一般用于卧式升降台铣床上加工直角槽,也可以加工台阶面和较窄的侧面等。锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽。模数铣刀用来加工齿轮等。
3 铣床夹具的运用
1)铣床夹具的主要类型及结构形式。铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动,按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。直线进给式铣床夹具用得最多,它安装在铣床工作台上,加工中随工作台按直线进给方式运动。根据工件质量、结构及生产批量,将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式,有时还要采用分度机构。圆周进给式铣床夹具在有回转工作台的铣床上使用。这种夹具结构紧凑,操作方便,机动时间与辅助时间重叠,是高效铣床夹具,使用于大批量生产。靠模铣床夹具用在铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动,形成仿形运动。按主进给运动方式,其可分为直线进给和圆周进给两种。
2)铣床夹具的设计要点。由于铣削加工切削用量及切削力较大,又是多刃断续切削,加工时易产生振动,因此设计铣床夹具时应注意:夹紧力要足够且反行程自锁;夹具的安装要准确可靠,即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置;夹具体要有足够的刚度和稳定性,结构要合理。
定向键也称定位键,安装在夹具底面的纵向槽中,一般用两个,安在一条直线上,其距离越远,导向精度越高,用螺钉紧固在夹具体上。定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置;还能承受部分切削扭矩,减轻夹紧螺栓的负荷,增加夹具的稳定性。定向键有矩形和圆形两种。
对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上,其位置应便于使用塞尺对刀,不妨碍工件装卸。对刀时,在刀具与对刀块之间加一塞尺,避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种,其厚度和直径为3~5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化,使用时,夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。为提高铣床夹具在机床上安装的稳固性,减轻其断续切削可能引起的振动,夹具体不仅要有足够的刚度和强度,其高度和宽度比也应恰当,一般有H/B≤ 1~1.25,以降低夹具重心,使工件加工表面尽量靠近工作台面。此外,还要合理地设置加强筋和耳座。若夹具体较宽,可在同一侧设置两个与铣床工作台形槽间等距的耳座,对重型铣床夹具,夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等以便搬运。
4 铣床存在的问题及其发展趋势
随着社会经济的发展及数控设备的出现、运用,普通铣床存在着不可忽视的问题:加工精度较差,由于铣床的平稳性较差,它影响着工件表面的加工质量;普通铣床加工工件品种较少;上下工件时间加上操作时间较长,降低了工作效率;供货期较长,不能满足现在的快节奏社会。与传统的普通铣床相比,现代数控铣床的优越性是显而易见的,加工速度快、更为精准,长期下来更节省人力成本,加工重复性好、效益高,更适合批量生产。但是这并不意味着普通铣床会快速退出加工历史的舞台。首先,普通铣床的制造成本和售价较低,对处于作坊企业和起步阶段的加工制造企业而言,有着巨大的诱惑;其次,由于加工习惯和传统的原因,许多操作工人对普通铣床情有独钟;再次,对于一些特殊的加工要求,有时数控机床也难以保证做好做细,还是需要普通手动的铣床来实现。我们期待着普通机床和数控机床的完美结合,更好的带动社会发展。
铣床在工业中有着近两百年的历史,铣刀的类型较多,铣床附件多,使铣削加工范围广,铣削加工是在铣床上用铣刀进行金属切削,它是目前应用最广的切削加工方法之一,适用于各种平面、台阶、沟槽、成型面等的加工;还可利用分度头进行分度加工。铣床所用铣刀为多刃刀具,工作时连续切削,生产效率较高。统削加工精度也较高,其经济加工精度一般为IT8~IT 9,表面粗糙度R α =12.5~R α l.6μ m,高精度铣床加工精度可达IT5,表面粗糙度可达R α =0.2μ m。为加工出某些特殊的形状部位,在无适合的标准铣刀可选用时,还可采用适合于不同用途的单刃指铣刀。可完成许多车削和刨削无法实现的成型表面加工,所以在机械制造中有着广泛的运用。但铣床也存在着一些缺点,铣削过程中,它的平稳性差,有时也影响着工件表面的加工质量。但随着时代的进步,铣床也在不断改进,相信在不久的未来,它将更好的为人类服务。
1 铣床
铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外,还能加工比较复杂的型面,效率较刨床高,在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床种类很多,按布局形式和适用范围分,主要有升降台铣床、龙门铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。升降台铣床有万能式、卧式和立式几种,主要用于加工中小型零件,应用最广;龙门铣床包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床,均用于加工大型零件;单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动,工作台作纵向进给;单臂铣床的立铣头可沿悬臂导轨水平移动,悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。仪表铣床是一种小型的升降台铣床,用于加工仪器仪表和其他小型零件;工具铣床主要用于模具和工具制造,配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件,还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等,它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床。另外,按控制方式,铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等。
2 铣刀
按铣刀结构和安装方法,铣刀可分为带柄铣刀和带孔铣刀。带柄铣刀有直柄和锥柄之分,一般直径小于20mm的较小铣刀做成直柄,直径较大的铣刀多做成锥柄。带柄铣刀多用于立铣加工,用于铣削端面、斜面、沟槽和台阶面等。带孔铣刀适用于卧式铣床加工,能加工各种表面,应用范围较广。另外,端铣刀由于其刀齿分布在铣刀的端面和圆柱面上,故多用于立式升降台铣床上加工平面,也可用于卧式升降台铣床上加工平面。键槽铣刀和形槽铣刀是专门加工键槽和形槽的。燕尾槽铣刀专门用于铣燕尾槽。圆柱铣刀由于仅在圆柱表面上有切削刃,故用于卧式升降台铣床上加工平面。三面刃铣刀一般用于卧式升降台铣床上加工直角槽,也可以加工台阶面和较窄的侧面等。锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽。模数铣刀用来加工齿轮等。
3 铣床夹具的运用
1)铣床夹具的主要类型及结构形式。铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动,按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。直线进给式铣床夹具用得最多,它安装在铣床工作台上,加工中随工作台按直线进给方式运动。根据工件质量、结构及生产批量,将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式,有时还要采用分度机构。圆周进给式铣床夹具在有回转工作台的铣床上使用。这种夹具结构紧凑,操作方便,机动时间与辅助时间重叠,是高效铣床夹具,使用于大批量生产。靠模铣床夹具用在铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动,形成仿形运动。按主进给运动方式,其可分为直线进给和圆周进给两种。
2)铣床夹具的设计要点。由于铣削加工切削用量及切削力较大,又是多刃断续切削,加工时易产生振动,因此设计铣床夹具时应注意:夹紧力要足够且反行程自锁;夹具的安装要准确可靠,即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置;夹具体要有足够的刚度和稳定性,结构要合理。
定向键也称定位键,安装在夹具底面的纵向槽中,一般用两个,安在一条直线上,其距离越远,导向精度越高,用螺钉紧固在夹具体上。定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置;还能承受部分切削扭矩,减轻夹紧螺栓的负荷,增加夹具的稳定性。定向键有矩形和圆形两种。
对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上,其位置应便于使用塞尺对刀,不妨碍工件装卸。对刀时,在刀具与对刀块之间加一塞尺,避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种,其厚度和直径为3~5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化,使用时,夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。为提高铣床夹具在机床上安装的稳固性,减轻其断续切削可能引起的振动,夹具体不仅要有足够的刚度和强度,其高度和宽度比也应恰当,一般有H/B≤ 1~1.25,以降低夹具重心,使工件加工表面尽量靠近工作台面。此外,还要合理地设置加强筋和耳座。若夹具体较宽,可在同一侧设置两个与铣床工作台形槽间等距的耳座,对重型铣床夹具,夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等以便搬运。
4 铣床存在的问题及其发展趋势
随着社会经济的发展及数控设备的出现、运用,普通铣床存在着不可忽视的问题:加工精度较差,由于铣床的平稳性较差,它影响着工件表面的加工质量;普通铣床加工工件品种较少;上下工件时间加上操作时间较长,降低了工作效率;供货期较长,不能满足现在的快节奏社会。与传统的普通铣床相比,现代数控铣床的优越性是显而易见的,加工速度快、更为精准,长期下来更节省人力成本,加工重复性好、效益高,更适合批量生产。但是这并不意味着普通铣床会快速退出加工历史的舞台。首先,普通铣床的制造成本和售价较低,对处于作坊企业和起步阶段的加工制造企业而言,有着巨大的诱惑;其次,由于加工习惯和传统的原因,许多操作工人对普通铣床情有独钟;再次,对于一些特殊的加工要求,有时数控机床也难以保证做好做细,还是需要普通手动的铣床来实现。我们期待着普通机床和数控机床的完美结合,更好的带动社会发展。