1、第第七七章章平面及沟槽加工平面及沟槽加工7 7.1.1 平面加工方法平面加工方法 1.1.平面铣削加工平面铣削加工 铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直铣削加工是以铣刀旋转为主运动，工件沿相互垂直的三个方向上作进给运动的切削进给方式。的三个方向上作进给运动的切削进给方式。一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣一般情况下，铣削主要用于粗加工和半精加工。铣削加工的精度等级为削加工的精度等级为IT11IT11IT8IT8，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra6.3Ra6.31.6m1.6m。铣削加工可采用较大的切削用量，故生产效率。铣削加工可采用较大的切削用量，故生产效率较高。较高。2.2.
2、平面刨削加工平面刨削加工 刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进刨削加工是在刨床上利用刨刀或工件的直线往复运动进行切削加工的方法。刨削加工的精度可达行切削加工的方法。刨削加工的精度可达IT9IT9IT8IT8，表面粗，表面粗糙度值可达糙度值可达Ra1.6Ra1.66.3m6.3m。刨削加工可以保证一定的相互。刨削加工可以保证一定的相互位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面。位置精度，所以适合加工箱体、导轨等平面。3.3.平面磨削加工平面磨削加工 平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行，平面磨削是属于精加工，主要在平面磨床上进行，若零件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进若零
3、件较小或加工一些特殊平面时也可在工具磨床上进行。平面磨削精度可达行。平面磨削精度可达IT7IT7IT5IT5，表面粗糙度值为，表面粗糙度值为Ra Ra 0.80.80.2m0.2m。平面的加工方法应根据工件的技术要求、材料、毛坯平面的加工方法应根据工件的技术要求、材料、毛坯及生产规模进行合理选用，以保证平面加工质量。常用的及生产规模进行合理选用，以保证平面加工质量。常用的平面加工方案见表平面加工方案见表7 71 1表表7 7-1-1 平面加工方案平面加工方案序号序号加加 工工 方方 案案经济精度经济精度表面粗糙度表面粗糙度Ra值值/m适适 用用 范范 围围1粗车粗车半精车半精车IT96.33.
4、2回转体零件的端面回转体零件的端面2粗车粗车半精车半精车粗车粗车IT8IT71.60.83粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT8IT60.80.24粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）精刨（或精铣）IT10IT86.31.6精度不太高的不淬硬平精度不太高的不淬硬平面面5粗刨（粗铣）粗刨（粗铣）粗刨（或精铣）粗刨（或精铣）刮研刮研IT7IT60.80.1精度要求较高的不淬硬精度要求较高的不淬硬平面平面6粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）精刨（或粗铣）精刨（或粗铣）磨削磨削IT70.80.2精度要求较高的淬硬或精度要求较高的淬硬或不淬硬平面不淬硬平面7粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）粗刨（或粗铣）粗刨（或
5、粗铣）粗磨粗磨精精磨磨IT7IT60.40.028粗铣粗铣拉拉IT9IT70.80.2大量生产，较小平面大量生产，较小平面（精度与拉刀精度有关）（精度与拉刀精度有关）粗铣粗铣精铣精铣精磨精磨研磨研磨IT5以上以上0.10.06高精度平面高精度平面7 7.2.2 平面铣削加工平面铣削加工 7 7.2.1.2.1铣床铣床1.1.铣床类型及加工范围铣床类型及加工范围通用铣床的基本类型：通用铣床的基本类型：升降台式铣床、工作台不升降式铣升降台式铣床、工作台不升降式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床、此外，还有数控铣床，多工序自动换刀铣镗床（又称加工中心
6、）等由数字程床，多工序自动换刀铣镗床（又称加工中心）等由数字程序控制或计算机控制加工各种型面的铣床。序控制或计算机控制加工各种型面的铣床。铣床加工范围：铣床加工范围：2 2X6132X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床（1 1）主要部件及其功用）主要部件及其功用图图7 7-2 X6132-2 X6132型卧式升降台铣床型卧式升降台铣床11床身；床身；22主轴；主轴；33横梁；横梁；44挂架；挂架；55工作台；工作台；66转台；转台；77横向溜板；横向溜板；88升降台；升降台；99底座底座（2 2）传动系统）传动系统图图7 7-3 X6132-3 X6132型卧式万能铣床传动系统型卧式万能
7、铣床传动系统3 3X6132X6132型万能铣床的调整型万能铣床的调整（1 1）调整丝杠轴向间隙和传动间隙）调整丝杠轴向间隙和传动间隙 调整纵向工作台丝杠轴向间隙调整纵向工作台丝杠轴向间隙 现象：现象：加工工件表面粗糙加工工件表面粗糙原因：原因：工作台两端轴承座中推力轴承工作台两端轴承座中推力轴承与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台与丝杠轴向间隙过大，会造成工作台轴向窜动轴向窜动 间隙调整方法间隙调整方法：利用止动垫圈利用止动垫圈4 4、圆螺母、圆螺母3 3，圆螺母，圆螺母5 5，来调整间隙，调整时用，来调整间隙，调整时用0.010.010.02mm0.02mm塞尺检查，一般要求间隙不塞尺检查，一
8、般要求间隙不大于大于0.03mm0.03mm。图图7 7-4 -4 丝杠轴向间隙调整丝杠轴向间隙调整11刻度盘紧固螺母；刻度盘紧固螺母；22刻度盘；刻度盘；3 3、55圆螺母；圆螺母；44圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈 调整纵向工作台丝杠传动间隙调整纵向工作台丝杠传动间隙 现象：现象：顺铣时，工作台会出现窜顺铣时，工作台会出现窜动，影响工件表面质量，严重会动，影响工件表面质量，严重会出现扎刀现象。出现扎刀现象。原因：原因：丝杠与螺母的螺纹侧面磨丝杠与螺母的螺纹侧面磨损，因而间隙增大，需进行调整损，因而间隙增大，需进行调整 。间隙调整方法：间隙调整方法：旋松锁紧板旋松锁紧板2 2上的上的3 3
9、个螺钉个螺钉3 3，并顺时针方向转动调节蜗杆，并顺时针方向转动调节蜗杆4 4，使，使其带动蜗杆其带动蜗杆5 5转动从而使丝杠与螺母间隙减小。转动从而使丝杠与螺母间隙减小。图图7 7-5 -5 丝杠传动间隙调整丝杠传动间隙调整11盖板；盖板；22锁紧板；锁紧板；33螺钉；螺钉；44调节蜗杆；调节蜗杆；55蜗杆蜗杆（2 2）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整）纵向、横向和垂向进给导轨镶条的调整现象：现象：移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙，移动时松动，切削时不平稳，易振动，加工工件表面粗糙，或移动时过紧，不灵活或移动时过紧，不灵活 。原因：原因：运动部件与导轨之间的间隙不适当运动部
10、件与导轨之间的间隙不适当 。一般间隙允许为。一般间隙允许为0.03mm0.03mm，可用塞尺检查，可用塞尺检查 间隙调整方法：间隙调整方法：图图7 7-6 -6 纵向工作台导轨镶条的调整纵向工作台导轨镶条的调整11镶条；镶条；22调节螺母；调节螺母；33调节螺杆；调节螺杆；44圆螺母圆螺母 图图7 7-7 -7 横向工作台导轨镶条的调整横向工作台导轨镶条的调整 图图7 7-8 -8 垂向导轨镶条的调整垂向导轨镶条的调整 1 1镶条；镶条；22调节螺杆调节螺杆 1 1镶条；镶条；22调节螺杆调节螺杆4 4X6132X6132型卧式升降台铣床附件型卧式升降台铣床附件万能分度头万能分度头图图7 7-
11、9 F11125-9 F11125分度头的外形结构分度头的外形结构11基座；基座；22分度盘；分度盘；33分度叉；分度叉；44挂轮轴；挂轮轴；55蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄；66主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；77回转体；回转体；88主轴；主轴；99刻度环；刻度环；1010分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉；1111分度手柄；分度手柄；1212锁紧螺母；锁紧螺母；1313定位销定位销图图7 7-10 F11125-10 F11125分度头传动系统分度头传动系统11基座；基座；22分度盘；分度盘；33分度叉；分度叉；44挂轮轴；挂轮轴；55蜗杆脱落手柄；蜗杆脱落手柄；66主轴锁紧手柄；主轴锁紧手柄；77
12、回转体；回转体；88主轴；主轴；99刻度环；刻度环；1010分度盘锁紧螺钉；分度盘锁紧螺钉；1111分度手柄；分度手柄；1212锁紧螺母；锁紧螺母；1313定位销定位销分度方法分度方法 直接分度法直接分度法利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，进行能被360360整除倍数的分度整除倍数的分度。简单分度法简单分度法（a a）分度原理）分度原理 如果要将工件进行如果要将工件进行z z等分，则每次分度需使工件转过等分，则每次分度需使工件转过1/1/z z转，分度手柄应转转，分度手柄应转过的转数过的转数（b b）分度方法）分度方法 工件进行工件进行1212等分，分
13、度手柄应转过的转数等分，分度手柄应转过的转数 手柄转整数手柄转整数3 3圈，再转圈，再转1/31/3转。转。先在分度盘上找出孔数为先在分度盘上找出孔数为3 3的倍数的孔圈的倍数的孔圈，即即2828的孔圈。的孔圈。手柄在孔数为手柄在孔数为3636的孔圈上转过的孔圈上转过1212个孔距，完成了个孔距，完成了1/31/3转。转。40nz40133nz7 7.2.2.2.2 铣刀铣刀 1.1.铣刀的种类与选用铣刀的种类与选用铣刀的种类：铣刀的种类：整体式结构整体式结构镶齿结构镶齿结构注意：立铣刀注意：立铣刀与键槽铣刀的区别与键槽铣刀的区别 图图7 7-13 -13 特种铣刀特种铣刀2.2.铣削用量铣削
14、用量 铣削用量铣削用量如图如图7 71414所示所示背吃刀量背吃刀量a ap p 侧吃刀量侧吃刀量a ae e 进给运动参数进给运动参数它有三种表示方法：它有三种表示方法：(a)(a)每齿进给量每齿进给量f fz z(b)(b)进给量进给量f f(c)(c)进给速度进给速度v vf f 图图7 7-14 -14 铣削用量铣削用量三者之间的关系为三者之间的关系为：vf=fn=fzzn式中，式中，vf进给速度，单位进给速度，单位mm/min；z铣刀齿数铣刀齿数。铣削速度铣削速度v vc c指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的指铣刀切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度。瞬时速度。可按下式计算可按下式计
15、算v vc c=dndn/1 000/1 000式中，式中，v vc c瞬时速度，单位为瞬时速度，单位为m/minm/min或或m/sm/s；d d铣刀直径，单位为铣刀直径，单位为mmmm；n n铣刀转速，单位为铣刀转速，单位为r/minr/min或或r/sr/s。铣削用量的选择铣削用量的选择 下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则。下面介绍按加工精度不同选择铣削用量的一般原则。粗加工粗加工 因粗加工余量较大，精度要求不高，一般选取较大的背因粗加工余量较大，精度要求不高，一般选取较大的背吃刀量和侧吃刀量，使一次进给尽可能多地切除毛坯余量。在刀具性能吃刀量和侧吃刀量，使一次进给尽可能多地切
16、除毛坯余量。在刀具性能允许的条件下应以较大的每齿进给量允许的条件下应以较大的每齿进给量(参见表参见表7 72)2)进行切削，以提高生进行切削，以提高生产率。产率。表表7 7-2-2 粗铣每齿进给量粗铣每齿进给量f fz z的推荐值的推荐值刀刀 具具工工 件件 材材 料料推荐进给量推荐进给量fz（mm/z）高高 速速 钢钢圆柱铣刀圆柱铣刀钢钢0.100.100.500.50铸铁铸铁0.120.120.200.20端铣刀端铣刀钢钢0.040.040.060.06铸铁铸铁0.150.150.200.20三面刃铣刀三面刃铣刀钢钢0.040.040.060.06铸铁铸铁0.150.150.250.25硬
17、质合金铣刀硬质合金铣刀钢钢0.10.10.200.20铸铁铸铁0.150.150.300.30 半精加工半精加工 此时工件的加工余量一般在此时工件的加工余量一般在0.50.52 mm2 mm，并且无硬皮，并且无硬皮，加工后要降低表面粗糙度值，因此应选择较小的每齿进给量，而取较大加工后要降低表面粗糙度值，因此应选择较小的每齿进给量，而取较大的切削速度的切削速度(参见表参见表7 73)3)。表表7 7-3-3 铣削速度铣削速度v vc c的推荐值的推荐值工工 件件 材材 料料铣削速度铣削速度vc（m/min）说说 明明高速钢铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀硬质合金铣刀202045150190（1）粗铣时
18、取小值，精铣时取大值。）粗铣时取小值，精铣时取大值。（2）工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值。）工件材料强度、硬度高取小值，反之取大值。（3）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值）刀具材料耐热性好取大值，耐热性差取小值精加工精加工 精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的精加工时加工余量很小，应当着重考虑刀具的磨损对加工精度的影响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削。影响，因此宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行铣削。3.3.铣刀安装铣刀安装 在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔的铣在卧式铣床上安装圆柱铣刀、三面刃铣刀、特种铣刀等带孔
19、的铣刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上。刀杆的直径与铣刀的刀，首先用带锥柄的刀杆安装在铣床的主轴上。刀杆的直径与铣刀的孔径应相同，尺寸已孔径应相同，尺寸已标准化，常用的直径标准化，常用的直径为为2222、2727、3232、4040和和50mm50mm五种。图五种。图7 71515所所示为这种刀杆的结构示为这种刀杆的结构和应用的情况。和应用的情况。图图7 7-15 -15 铣刀杆的结构和应用铣刀杆的结构和应用4.4.平面的铣削方法平面的铣削方法 平面的铣削方法平面的铣削方法 圆周铣和端铣圆周铣和端铣 顺铣和逆铣顺铣和逆铣 见（图见（图7 71616）图图7 7-16 -16 顺铣和逆铣顺
20、铣和逆铣常见的常见的平面铣削加工平面铣削加工铣平面是铣床加工中最铣平面是铣床加工中最基本的工作。图基本的工作。图7 7-17-17所所示是各种铣平面的方法。示是各种铣平面的方法。（3 3）正六面形的铣削方法）正六面形的铣削方法7 7.3 .3 平面的刨削加工平面的刨削加工及设备7 7.3.1.3.1.刨床刨床1 1刨床工作基本刨床工作基本内容内容2 2B665B665牛头刨床的结构牛头刨床的结构图图7 7-20 B665-20 B665型牛头刨床的外形图型牛头刨床的外形图11刀架；刀架；22转盘；转盘；33滑枕；滑枕；44床身；床身；55横梁；横梁；66工作台工作台7 7.3.2.3.2 刨刀
21、刨刀 刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小刨刀的结构与车刀相似，刨刀的前角比车刀约小5 56 6；而；而且刨刀的刃倾角也应取大值。且刨刀的刃倾角也应取大值。刨刀刀杆有刨刀刀杆有直杆和弯杆直杆和弯杆之分。之分。7 7.4 .4 平面的磨削加工及设备平面的磨削加工及设备 7 7.4.1.4.1 平面磨床平面磨床 1 1平面磨床的组成及其作用平面磨床的组成及其作用加工各种零件的平面加工各种零件的平面尺寸公差可达尺寸公差可达IT5IT5IT6IT6两平面平行度误差小于两平面平行度误差小于0.010.01表面粗糙度一般可达表面粗糙度一般可达R Ra=0.4a=0.40.20.2 m m精密磨削可达
22、精密磨削可达R Ra=0.01a=0.010.10.1 m m图图7 7-24 -24 平面磨床外形图平面磨床外形图11床身；床身；22工作台；工作台；33砂轮架；砂轮架；44滑座；滑座；55立柱立柱2 2平面磨床的类型及磨削运动平面磨床的类型及磨削运动平面磨削有以下几种运动：平面磨削有以下几种运动：砂轮的旋转运动砂轮的旋转运动v vs s，工件的纵向运，工件的纵向运动动f f1 1、砂轮或工件的横向进给运动、砂轮或工件的横向进给运动f f2 2、砂轮的垂直进给运动、砂轮的垂直进给运动f f3 3，如图，如图7 7-25-25所示。所示。图图7 7-25 -25 平面磨削运动平面磨削运动平面磨
23、削类型：平面磨削类型：卧轴矩台平面磨床卧轴矩台平面磨床卧轴圆台平面磨床卧轴圆台平面磨床立轴矩台平面磨床立轴矩台平面磨床立轴圆台平面磨床立轴圆台平面磨床等几种类型等几种类型 图图7 7-26 -26 平面磨床的几种类型及其磨削运动平面磨床的几种类型及其磨削运动7 7.4.2.4.2.磨平行面磨平行面 常用的平面磨削方式常用的平面磨削方式：卧轴矩台平面磨削；卧轴圆台：卧轴矩台平面磨削；卧轴圆台平面磨削；立轴矩台平面磨削平面磨削；立轴矩台平面磨削 ；立轴圆台平面磨削。；立轴圆台平面磨削。1.1.工件的安装工件的安装 平面零件磨削时最平面零件磨削时最常用的安装夹具是电常用的安装夹具是电磁吸盘（图磁吸盘
24、（图7 72727）。）。图图7 7-27 -27 电磁吸盘电磁吸盘 1 1吸盘体；吸盘体；22线圈；线圈；33方铁；方铁；44缘体；缘体；55方铁方铁2.2.砂轮选择砂轮选择 周磨时一般采用平形砂轮；由于砂轮与工件的接触面积比周磨时一般采用平形砂轮；由于砂轮与工件的接触面积比外圆磨削时大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时选用的砂轮稍外圆磨削时大，所以砂轮的硬度应比外圆磨削时选用的砂轮稍软一些。端磨时一般采用筒形砂轮或碗形砂轮，粗磨时也可选软一些。端磨时一般采用筒形砂轮或碗形砂轮，粗磨时也可选用镶块砂轮。用镶块砂轮。3.3.平行面的磨削方法平行面的磨削方法（1 1）常用的平行面磨）常用的平行面磨削
25、方法有以下三种：削方法有以下三种：横向磨削法横向磨削法 深度磨削法深度磨削法 阶梯磨削法阶梯磨削法 （2 2）磨削用量的选择）磨削用量的选择 砂轮的圆周速度砂轮的圆周速度 工作台纵向进给速度工作台纵向进给速度当工作台为矩形时，纵向进给量选112 m/min;当工作台为圆形时，其速度选为730 m/min.砂轮的垂直进给量砂轮的垂直进给量 一般粗磨时，垂直进给量为0.0150.05 mm；精磨时为0.0050.01 mm。表表7 7-4-4砂轮圆周速度的选择范围砂轮圆周速度的选择范围磨 削 形 式被磨工件材料粗磨/（m/min）精磨/（m/min）周面磨削周面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢202222
26、2522252530端面磨削端面磨削灰铸铁、钢灰铸铁、钢1518182018202025（3 3）磨垂直面）磨垂直面 几种典型的磨垂直面方法：几种典型的磨垂直面方法：用精密平口钳装夹工件用精密平口钳装夹工件 磨小型垂直面，特别是非磁磨小型垂直面，特别是非磁性材料工件时，通常采用此种性材料工件时，通常采用此种方法装夹工件。这种磨削方法方法装夹工件。这种磨削方法较简便，生产率高，且能保证较简便，生产率高，且能保证工件的加工精度，如图工件的加工精度，如图7 72929所所示。示。图图7 7-29 -29 精密平口钳精密平口钳 1 1固定钳口；固定钳口；22活动钳口；活动钳口；33凸台；凸台；44螺杆
27、；螺杆；55平口钳体平口钳体用精密角铁装夹工件用精密角铁装夹工件 磨削时，工件以精加工过的面贴紧在角铁的垂直面上，磨削时，工件以精加工过的面贴紧在角铁的垂直面上，用压板和螺钉夹紧，并用百分表校正后进行加工。此种方法用压板和螺钉夹紧，并用百分表校正后进行加工。此种方法虽装夹较烦，但可以获得较高的垂直精度，通常适用于制造虽装夹较烦，但可以获得较高的垂直精度，通常适用于制造工夹具的装夹，如图工夹具的装夹，如图7 73030所示。所示。图图7 7-30 -30 精密角铁精密角铁 用导磁角铁装夹工件用导磁角铁装夹工件 加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上，此种加工时将工件的侧面吸贴在导磁角铁的侧面上
28、，此种加工方法能得到较高的垂直度图加工方法能得到较高的垂直度图7 73131所示。所示。图图7 7-31 -31 导磁角铁导磁角铁11纯铁；纯铁；22黄铜片；黄铜片；33螺栓螺栓(4)(4)磨斜面磨斜面常用的斜面磨削方法有以下三种常用的斜面磨削方法有以下三种用正弦规和精密角铁装夹工件磨斜面用正弦规和精密角铁装夹工件磨斜面 正弦规是一种精密量具，使用时，根据所磨工件斜面的角度，正弦规是一种精密量具，使用时，根据所磨工件斜面的角度，算出需要垫入的块规高度，如图算出需要垫入的块规高度，如图7 73232所示。所示。图图7 7-32 -32 正弦规和精密角铁正弦规和精密角铁用正弦精密平口钳或正弦电磁吸
29、盘装夹工件磨斜面用正弦精密平口钳或正弦电磁吸盘装夹工件磨斜面 正弦精密平口钳的最大倾斜角度为正弦精密平口钳的最大倾斜角度为45450 0，而正弦电磁吸盘是用电，而正弦电磁吸盘是用电磁吸盘代替了正弦精密平口钳中的平口钳，它的最大回转角度也是磁吸盘代替了正弦精密平口钳中的平口钳，它的最大回转角度也是45450 0。一般可用于磨削厚度较薄的工件，如图。一般可用于磨削厚度较薄的工件，如图7 73333所示。所示。图图7 7-33 -33 正弦精密平口钳和正弦电磁吸盘正弦精密平口钳和正弦电磁吸盘用导磁用导磁V V形铁装夹工件磨斜面形铁装夹工件磨斜面 导磁导磁V V型铁的结构和使用原理与导磁角铁相同。这种导型铁的结构和使用原理与导磁角铁相同。这种导磁磁V V形铁所能磨削的工件倾斜角不能调整，因而适用于批量形铁所能磨削的工件倾斜角不能调整，因而适用于批量生产，如图生产，如图7 73434所示。所示。图图7 7-34 -34 导磁导磁V V形铁形铁（5 5）磨削平行平面应注意的问题）磨削平行平面应注意的问题 正确选择定位基准面正确选择定位基准面 装夹必须牢靠装夹必须牢靠 注意磨削余量注意磨削余量 分粗磨、精磨分粗磨、精磨 注意磨削热注意磨削热 注意机床精度注意机床精度
