铣床工培训资料

目 录章节内容页号1.0铣刀介绍1-42.0铣削过程的基础知识4-103.0铣刀几何参数的合理选择10-124.0铣削用量的选择135.0难铣削材料的铣削13-146.0轴上键槽的铣削14-20 铣削原理铣削，就是在铣床上以铣刀旋转做主运动，工件做进给运动的切削加工方法。刀具材料铣削性能的优劣和铣刀角度的合理选择将直接影响切削加工的生产率和加工表面的质量。1.0铣刀简介在铣削加工中，应根据铣床的情况和加工需要合理地选择和使用铣刀。1.1.铣刀的种类1.1.1.按用途分类按照用途的不同，可将铣刀分为铣削平面用铣刀、铣削直角沟槽用铣刀、铣削特种沟槽用铣刀和铣削特形面用铣刀等，具体见表1-1。 11.1.2 铣刀的标记为了便于识别铣刀的材料、尺寸规格和制造厂家等，铣刀上都刻有标记，标记的内容主要有以下几种。1.制造厂家商标我国制造铣刀的厂家很多，如哈尔滨量具刃具厂、上海工具厂和成都量具刃具厂等，各制造厂都将自己的注册商标标注在其产品上。2.铣刀材料铣刀的材料一般用材料的牌号表示。如HSS表示铣刀的材料为高速钢。3.铣刀尺寸规格铣刀的尺寸规格标注因铣刀形状的不同而略有不同。因铣刀上的标注尺寸均为基本尺寸，在使用和刃磨后会产生变化，所以在使用时应加以注意。1）带孔铣刀带孔铣刀包括圆柱铣刀，三面刃铣刀和锯片铣刀等，一般以外圆直径宽度内孔直径来表示尺寸规格。例如，三面刃铣刀上标有801227，表示该铣刀的外圆直径为80 mm，宽度为12 mm，内孔直径为27 mm。2）指状铣刀指状铣刀包括立铣刀和键槽铣刀等，尺寸规格一般只标注外圆直径。如锥柄立铣刀上标有18，则表示该立铣刀的外圆直径是18 mm。3）盘形铣刀角度铣刀和半圆铣刀等盘形铣刀，一般以外圆直径宽度内孔直径角度（或圆弧半径）表示。例如，角度铣刀的外圆直径为80 mm，宽度为22 mm，内孔直径为27 mm，角度为60，则标记为80222760。同样道理，在半圆铣刀的末尾标有8R，则表示铣刀圆弧半径为8 mm。 1.1.3 铣刀的主要参数铣刀是一种多切削刃的刀具，在了解铣刀的组成和几何角度时，可把铣刀看做是由多把简单的切刀组合而成的，如图1-1（a）所示。如图1-1（b）所示为铣刀各部分名称及相关的辅助平面。21.待加工表面 待加工表面是工件上有待切除的表面。2.已加工表面 已加工表面是工件上经刀具切削后产生的表面。3.过渡表面 工件上由当前切削刃形成或者由下一切削刃切除的表面，它在刀具或工件的下一转里被切除，又称为切削表面。4.前面 前面是指刀具切屑流过的表面，又称前刀面。5.后面 后面是指与已加工表面相对的表面，又称后刀面。6.前角0 前面与基面间的夹角。7.后角0 后面与切削平面间的夹角。1.1.4 铣刀的材料及选用 1.高速钢 高速钢是一种含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的高合金工具钢，通常其碳的质量分数在1%左右，W的质量分数为8%20%，Cr的质量分数为3%5%。高速钢抗弯强度b3 500 MPa,冲击韧度K0.30 MJ/。高速钢的强度与韧性好，能承受冲击，又易于刃磨，加工性好，价格便宜；但其耐热性、硬度较低，热处理后硬度为6265 HRC，耐热温度为550600 ，耐磨性也较低。由于受耐热温度的限制，高速钢刀具不能用于高速铣削。高速钢是国内最常用的机械铣削加工刀具材料。我国常用的高速钢牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W9Mo3Cr4V等。由于W18Cr4V等含W量较多的高速钢价格较贵，其生产和使用已经减少。 W2Mo9Cr4V2Co8是引进的超硬高速钢，它的高温硬度和抗氧化能力比上述高速钢好，可铣削难加工材料，适用于较高的铣削速度。我国生产的超硬高速钢牌号是W6Mo5Cr4V2Al，它的价格比W2Mo9Cr4V2Co8便宜得多，只是热处理工艺性要求较高。 现在常用物理气相沉积法在高速钢刀具的切削表面上沉积25m的TiN薄膜（也称涂层，呈金黄色），可提高刀具寿命25倍。 2.硬质合金 硬质合金是利用粉末冶金的方法将高硬度、高熔点的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）和钴（Co）黏结、压制、烧结而成。它的常温硬度为8893 HRA，耐热温度为8001 000 。与高速钢相比，其硬度、耐磨性、耐热性要好得多。因此，硬质合金刀具允许的铣削速度比高速钢刀具大510倍。但它的抗弯强度只有高速钢的1/41/2，冲击韧度仅为高速钢的几十分之一，故硬质合金塑性和韧性差，怕冲击和振动。另外，它的工艺性比高速钢差，刃磨时比高速钢难磨削得多，而且不易制成整体刀具和成形刀具，一般是制成刀片焊接在刀体上使用，或用机械方法装夹、固定在刀体上使用。我国目前常用的硬质合金有以下三类1）钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金（代号YG）由WC和Co组成，主要用于加工铸铁、有色金属等脆性材料和非金属材料。常用牌号有YG3、YG6和YG8。牌号中的数字表示含Co的百分比，3其余为含WC的百分比。硬质合金中Co起黏结作用，含Co量越多的硬质合金韧性越好，硬度和耐磨性越差，所以YG8适于粗加工和断续铣削，YG6适于半精加工，YG3适于精加工和连续铣削。 2）钨钛钴类硬质合金 钨钛钴类硬质合金（代号YT）由WC、TiC和Co组成，由于TiC比WC还要硬、脆、耐磨、耐热，所以YT类合金比YG类合金硬度和耐热温度更高，耐冲击和振动性差。加工钢材时，被加工材料塑性变形很大，切屑与刀具摩擦很剧烈，铣削温度很高，但由于其切屑呈带状，铣削过程较平稳，所以YT类硬质合金适于加工钢材等塑性材料。钨钛钴类硬质合金常用牌号有YT30、YT15和YT5。牌号中的数字表示含TiC的百分比。TiC含量越多的硬质合金韧性越差，硬度和耐磨性越高，所以YT30适于对钢材的精加工和连续铣削，YT15适于半精加工，YT5适于粗加工和断续铣削。 3)钨钛钽（铌）类硬质合金 钨钛钽（铌）类硬质合金（代号YW）是在YT类硬质合金中加入少量的TaC或NbC。YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热温度、抗弯强度和冲击韧性均比YT类高一些，其后两项指标与YG类相仿。因此，YW类硬质合金既可以加工钢，又可以加工铸铁和有色金属，所以又称为通用硬质合金。常用牌号有YW1和YW2，前者用于半精加工和精加工，后者用于粗加工和半精加工。 现在常用化学气相沉积法在硬质合金刀具表面上沉积510m的TiC薄膜（呈银灰色），也有沉积TiC、TiN双层薄膜或沉积TiC、Al2O3和TiN三层薄膜的，复合涂层用得更多。硬质合金刀具经过气相沉积后，寿命可提高210倍。2.0 铣削过程的基础知识2.1铣削过程中的变形 刀具在金属切削过程的实质是被切削金属在刀具切削刃和前刀面的挤压作用下，产生剪切滑移的变形过程，如图1-2所示。在刀具切削力的作用下，被切割的金属层首先产生压缩弹性变形，当剪应力超过材料屈服极限后，在与受力方向成45方向上产生最大剪应力，金属内部晶格发生滑移，即在剪切面上产生塑性变形。刀具继续前进，切削力增大，由于切削刃的刀楔作用，产生应力集中，使切削刃附近金属剪应力超过强度极限而被剥离。切削层产生塑性变形的同时，在切削刃附近剥离，形成切割作用。变形后剥离的金属层在刀具前刀面的挤推作用下，沿前刀面流出，即产生切屑。从图1-2中可以看出，由于刀具和工件的相互作用，切削层及其附近金属产生、这4三个变形区。第变形区是切削刃前方工件上的切削层产生塑性变形的滑移变形区。它是切屑形成过程中的主要变形区域，也是三个变形区中变形量最大的区域。第变形区是切屑底层与刀具前刀面接触的区域。切削层金属经过剪切滑移后，切屑流经前刀面时受前刀面挤压和摩擦的作用，底层金属流动小于切屑上层金属流动，形成滞留层。第变形区是刀具后刀面与工件已加工表面的接触区。由于刀具切削刃和刀具后刀面对加工表面的挤压和摩擦，使工件已加工表面产生晶粒纤维化和加工硬化，并伴有一定的残余应力。2.2积屑瘤当刀具对某些塑性金属进行切削加工时，在某一段切削速度范围内，切屑底层中的一部分金属容易被黏结或冷焊在前刀面，形成硬度很高的楔块，从而代替刀面和切削刃进行切削，这一个小楔块称为积屑瘤，如图1-3所示。一般情况下，积屑瘤的硬度可达工件材料硬度的23.5倍。1.积屑瘤的形成 在一定的切削速度范围内，切屑底层金属与前刀面发生强烈的挤压和摩擦，破坏了前刀面上的氧化膜和吸附膜，使其与前刀面的接触面积逐渐增大。同时，在巨大的压力和摩擦力作用下，切屑底层出现滞留现象，切削底层金属的流动速度较切屑的上层金属缓慢得多，并沿前刀面产生较大的变形。在适当的压力和温度作用下，切屑底层金属填满前刀面的微观凹谷，发生冷焊现象而形成冷焊层。冷焊层具有较大的强度和硬度，能抵御切削力的作用，形成第一层积屑瘤Q1。由于切屑还在继续流动，与第一层积屑瘤接触的切屑底层金属又重复上述的变形和冷焊过程，堆积在第一层积屑瘤上面，形成第二层积屑瘤Q2。如此不断堆积，致使积屑瘤不断长大。由于积屑瘤改变了前刀面和切削刃的实际形状，使切屑与前刀面的接触条件和受力情况发生变化，当积屑瘤长到一定高度时便不再继续增大，从而形成一个完整的积屑流。2.积屑瘤对切削加工影响 积屑瘤冷焊在刀具切削刃和前刀面的前端，其形成后便可代替切削刃和前刀面进行切削，从而保护了切削刃和前刀面。但是积屑瘤的稳定性较差，当积屑瘤达到一定高度时，常因冷焊接的破裂而脱落（部分或全部），有可能把刀具前刀面靠近刀尖的表面金属带走一部分，反而容易加剧刀具的磨损。 积屑瘤在切削过程中的产生和脱落，还常常将积屑瘤碎片黏结在已加工表面上，增大了已加工表面的粗糙度。积屑瘤表面粗糙会使已加工表面产生误差复映5随着积屑瘤的增大，实际工作前角oe有所增大，导致切削变形减小，切削力降低。当积屑瘤最高时，实际工作前角oe可达30左右。如图1-4所示，积屑瘤前端伸出切削刃之外，伸长量为ac，这种过切厚度改变了加工尺寸。同时，由于积屑瘤的不断产生和脱落，导致加工尺寸不稳定，影响了加工零件的尺寸精度。存在有利于粗加工而不利于精加工。 影响积屑瘤的主要因数：（1）硬度和塑性当工件材料硬度低、塑性大时，切削过程中金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数和接触长度都较大，故容易产生积屑瘤。（2）切削速度切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。（3）进给量进给量增加时，切削厚度增大，切削温度上升。切削厚度越大，刀具与切屑的接触长度越长，积屑瘤的高度越大。（4）前角刀具前角增大时，切削力减小，切削温度降低，切削变形减小，刀具与切屑的接触长度变短，从而减小积屑瘤的形成基础。防止积屑瘤形成的措施：62.3切削热与切削温度1.切削热的来源在刀具的作用下，被切削的金属发生弹、塑性变形和金属切削层发生错移和分离，形成切屑而消耗功，产生热量。此外，切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦也要消耗功，从而产生大量的热量。因此，切削时共有切削层剪切面、切屑与刀具前刀面的接触区、后刀面与工件加工表面的接触区三个发热区域（即三个变形区）。其中，切削变形是切削热的主要来源。2.切削热的传出切削热传给工件，将会造成工件的温度升高。铣削热可使切削区的温度达700800 ,甚至高达1 000 。一方面，由于热胀冷缩，会使工件产生变形，影响工件的尺寸与形状精度。粗加工时一般影响不大，但精加工时却会有较大的影响，特别是铣削细长件或薄壁件时影响更为严重。另一方面，铣削热传给工件，在较高的温度下，工件材料的金相组织一定会发生变化，使加工表面产生残余应力，烧伤、退火，影响其使用性能。切削热传给铣刀，使铣刀温度升高，产生热变形，影响加工精度，特别是精密复杂的铣刀更应该控制温度；另一方面，刀具温度的升高会引起铣刀的热磨损或刀具材料的力学性能变化。所以，使用高速钢铣刀，切削温度应控制在500 以下；使用硬质合金刀具，切削温度应控制在800 左右。3.减少铣削热的措施当采用端面铣削，工艺系统刚度较好时，可适当减小主偏角，改善刀具的散热条件，使切削区平均温度下降。在保证切削刃强度的条件下，适当增大前角，减小切削层金属的塑性变形，以减少切削热的产生。当工件余量较大，机床刚度较好时，可降低切削速度，增大进给量和背吃刀量或侧吃刀量。提高铣刀的刃磨质量，减小前刀面与后刀面的粗糙度值，减小切屑与前刀面及工件与后刀面的摩擦，从而使切削温度下降。采用大流量的切削液冲洗，将切削热带走。同时也减少了刀具和切屑及工件的摩擦，减少了切削热的产生。4.影响切削温度的因素1)切削用量的影响切削速度越高，单位时间切除金属的量越多，消耗于金属变形与摩擦的功越多，产生的切削热越多，故切削温度上升。同时，切削速度提高，使切屑流动速度加快，切削层变形产生的热来不及传给工件与刀具，从而使大量的切削热被切屑带走，切削温度降低。进给量增加，单位时间内金属切除量增加，切削热增加，切削温度升高。但同时，变形系数减小，单位体积切削量的切削功降低；随着进给量增加，切屑所带走的切削热也增多；此外，进给量增加，刀具与切屑接触长度增大，增大了热量的传出面积，从而使切削温度降低。背吃刀量增加，切削变形和摩擦消耗功也增加，切削热增加。但由于切削刃工作长度也增加，改善了散热条件，故背吃刀量对切削温度的影响较小。当背吃刀量提高一倍时，切削温度只升高3%左右。2）刀具几何参数的影响切削温度随前角的增大而降低，这是因为前角增大时，切削变形、切屑与前刀面的摩擦都减小，单位切削力下降，产生的切削热减少。前角的变化对切削温度影响较大，一般地，7当切削强度、硬度较低的塑性材料或对工件精加工时，应选用较大前角，以减少切削热的产生；当切削强度、硬度较高的材料或对工件粗加工时，应选用较小的前角，以保证切削刃强度和较好的散热条件。主偏角减小时，使切削宽度增大，切削厚度减小，切削变形减小；同时，主偏角减小使切削刃工作长度增加，散热条件改善，故切削温度下降。3)工件材料的影响工件材料的强度、硬度和热导率对切削温度的影响很大。工件材料的强度、硬度直接决定了单位切削力，而单位切削力是影响切削温度的重要因素，所以，工件材料的强度、硬度高时，产生的切削热多，切削温度升高。工件的热导率则直接影响切削热的导出，工件材料的热导率越低，通过工件和切屑传出的热量越少，而通过刀具传出的热量越多，这样切削产生的热量不易传出，使切削温度升高，刀具容易产生磨损。故工件材料热导率越高，切削温度越低。因为有色金属的热导率高，所以一般可以采用高速钢刀具切削。 4）刀具磨损的影响刀具磨损使切削刃变钝，切削过程中的推挤力增大，导致切削变形增大，切削热增加；同时，后刀面磨损增大，刀具后刀面与工件的摩擦越大，产生的切削热越多，故切削温度越高。这时，如果提高切削速度，刀具磨损对切削温度的影响越严重，极易造成刀具损坏。2.4刀具磨损铣刀过快磨损，必然会影响加工质量，增加刀具消耗，使生产率降低，增加加工成本。为了提高经济效益，保证加工质量，应该合理使用刀具，为此就应了解刀具磨损的原因，掌握合理使用刀具的方法。1.铣刀磨损的原因铣刀磨损的原因主要有机械磨损和热磨损两类。1）机械磨损机械磨损即机械摩擦造成的磨损。铣削时工件材料的硬质点在铣刀表面上刻划出沟纹而造成的磨损称为机械磨损，又称为磨料磨损。工件材料的硬质点的硬度越高，硬质点的数量越多，铣刀越容易磨损。高速钢铣刀容易产生机械磨损，而硬质合金铣刀一般不容易产生机械磨损，只有在铣削冷硬铸铁、夹砂铸铁时才容易发生机械磨损。2）热磨损热磨损包括以下几种情况：（1）在铣削温度很高的状况下由于高速钢铣刀硬度下降而造成的磨损。（2）在高温状态下硬质合金中的一些元素会扩散到工件材料与切屑中去，使硬质合金硬度下降而产生的磨损，称为扩散磨损。（3）在高温与足够大的切削力作用下刀具的前、后刀面在与工件、切屑的相对运动中发生黏结，而被工件和切屑带走发生黏结磨损。（4）在铣削过程中切削区的周围介质与铣刀材料发生化学反应产生氧化物，使刀齿硬度下降而造成磨损，称为化学磨损。2.铣刀磨钝标准铣刀磨损到一定限度就不应再继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。在生产中铣刀是否已经磨钝，在粗加工中可以从加工表面是否出现亮带，切屑颜色、形状是否发生变化，以8及是否出现振动或噪声等不良现象来判断；在精加工中可以从加工表面粗糙度的变化来判断。而在评定刀具材料的切削性能和研究试验时，国际ISO规定以测量后刀面上的磨损带的宽度VB作为铣刀的磨钝标准，如图1-5所示。2.5 铣刀耐用度铣刀刃磨后，从开始切削刀其磨损量达到磨钝标准的总切削时间，称为铣刀的耐用度，用T表示，它不包括对刀、测量及调整等非切削时间。在相同的切削用量与磨钝标准下，铣刀的耐用度越高，其切削性能就越好。铣刀寿命是指铣刀从第一次投入切削使用直到报废所经历的总切削时间。铣刀寿命=铣刀耐用度铣刀刃磨次数提高铣刀耐用度主要有以下措施：（1）选择合理的铣刀几何角度（2）采用合理的切削用量（3）提高铣刀的刃磨质量，保证前、后刀面的粗糙度要求（4）采取相应的工艺措施，改善工件材料的加工性能。（5）采用合理的切削液92.6加工硬化金属材料在再结晶温度以下塑性变形时，由于晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，从而使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性降低的现象，称为加工硬化或冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值或硬化层深度来表示。 加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的过程中会愈轧愈硬，以致轧不动，因而需要在加工过程中安排中间退火，通过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬，从而加速刀具磨损，增大切削力等。但加工硬化可提高金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷弹簧等，就是利用加工硬化来提高其强度和弹性极限的。3.0铣刀几何参数的合理选择3.1 铣刀直径和齿数的选择1.铣刀直径的选择铣刀直径D在铣削加工中有重要的意义。铣刀直径越大，散热效果越好。在安装铣刀时，需要选用直径较大的铣刀柄，以减小切削中的振动。但铣刀直径增大，铣削力矩也相应增加，这对切削是不利的。2.铣刀齿数的选择根据齿数z的不同，可将铣刀分为粗齿铣刀和细齿铣刀。如图1-6（a）所示为粗齿铣刀，粗齿铣刀在刀体上的刀齿稀，刀齿强度高，齿槽角大，容屑空间大，排屑方便，但由于参加切削的齿数少，工作平稳性较差，适于在粗铣和加工塑性材料时使用；如图1-6（b）所示为细齿铣刀，细齿铣刀的刀齿密，铣刀上的几个刀齿可同时切削，从而减小振动，适用于半精加工和加工脆性材料。103.2 前角的选择前角的选择原则如下：（1）不同的铣刀加工相同材料的工件，铣刀的前角也不应该相同。高速钢铣刀可取较大前角，硬质合金应取较小前角。（2）根据不同的工件材料，选择合理的前角数值（3）粗铣时一般取较小前角，精铣时取较大前角。（4）对数控机床、自动机床和自动线用铣刀，为保证铣刀工作的稳定性（不发生崩刃及主切削刃破损），应选用较小的前角。（5）工艺系统较差和铣床功率较低时，宜采用较大前角，以减小切削力和铣削功率，并减小铣削振动。3.3 后角的选择后角的选择原则如下：（1）工艺系统刚度差、容易产生振动时，应采用较小的后角。（2）工件材料的硬度、强度较高时，为了保证切削刃的强度，应采用较小的后角；工件材料塑性大或弹性大极易产生加工硬化时，应采用较大的后角。（3）若尺寸精度要求较高，应选用后角较小的铣刀。（4）粗加工时，铣刀承受的铣削力较大，为了保证刃口的强度，可选用较小的后角；精加工时，切削力较小，为了减小摩擦，提高工件表面质量，可选用较大的后角；当已采用副前角时，刃口的强度已得到加强，为提高表面质量，也可采用较大的后角。（5）高速钢铣刀的后角应比硬质合金铣刀的后角大23。3.4主偏角的选择当工艺系统刚度足够时，应尽可能选用较小的主偏角，以提高铣刀的寿命；当工艺系统刚度不足时，为避免铣削振动过大，应选用较大的主偏角。加工高强度、高硬度的材料时，应选用较小的主偏角，以提高刀尖部分的强度和散热条件；加工一般材料时，主偏角可选用稍大一些的。为增强刀尖强度，提高刀具寿命，面铣刀常磨出过渡刃，使主偏角变大，如图1-7所示。113.5 副偏角的选择 副偏角的选择原则：（1）精铣时，副偏角应取小些，以使表面粗糙度值较小。（2）铣削高强度、高硬度的材料时，应取较小的副偏角，以提高刀尖的强度。（3）为了保证刀尖强度和重磨后铣刀宽度变化较小，锯片铣刀和键槽铣刀等只能取0.52的副偏角。（4）为避免铣削振动，可适当加工副偏角。1.3.6 刃倾角和螺旋角的选择刃倾角和螺旋角的选择原则如下：铣削硬度较高的工件时，对刀尖强度和散热条件要求较高，可选取绝对值较大的负刃倾角。粗加工时，为增强刀尖的抗冲击能力，宜取负刃倾角；精加工时，切屑较薄，可取正刃倾角。工艺系统刚度不足时，不宜取负刃倾角，以免增大纵向铣削力而引起铣削振动。为了使圆柱铣刀和立铣刀铣削平稳轻快，切屑容易从铣刀容屑槽中排出，提高铣刀寿命和生产率，减少已加工表面的粗糙度值，可选较大的螺旋角（或正刃倾角）。124.0铣削用量的选择4.1 铣削用量的选择原则 选择铣削用量时应充分发挥刀具的铣削性能和铣床的潜力，合理的铣削用量应该保证零件的质量、提高生产效率和降低加工成本。在铣削过程中，如果能在一定时间内切除较多的金属，就有较高的生产率。提高铣削速度vC、增大背吃刀量ap和侧吃刀量ac、增大进给量f都可以增加金属切除量。铣削用量提高，则铣削温度相应升高，热效应明显。由于热效应作用导致刀具磨损加快，刀具寿命降低，因此，vC、ap、ac和f对刀具寿命的影响也是不同的，即铣削速度对刀具寿命影响最大，其次是进给量，背吃刀量和侧吃刀量影响最小。一般来说，粗加工时应尽可能发挥刀具、铣床的潜力和保证合理的刀具耐用度，减少铣削工艺时间，提高生产率；精加工时，则要先保证加工精度和表面粗糙度的要求，然后兼顾合理的刀具耐用度和生产率。 4.2 背吃刀量的选择背吃刀量的选择决定于工件的加工余量和所要求的加工精度。(1)工件精度要求不高或表面粗糙度要求为Ra5012.5m时，一般尽量一次走刀去除全部加工余量。当加工余量大于8 mm或工艺系统刚度较差时，可分两次或多次走刀铣削。这时第一刀的吃刀量应尽可能大一些，以使刀尖避开工件表面的铸、锻硬皮。通常，中型铣床铣削钢材料时，吃刀量为35 mm，铣削铸铁时，吃刀量为57 mm。对于圆柱铣刀，背吃刀量ap应小于铣刀长度，侧吃刀量ac的选择原则与上述原则相同（圆柱体铣刀的侧吃刀量相当于端铣刀的背吃刀量）。(2)工件精度要求较高或表面粗糙度要求为Ra6.33.2 m时，可分为粗铣和半精铣两步铣削，粗铣后留0.51 mm余量，再由半精铣完成。(3)工件精度要求较高或表面粗糙度要求为Ra3.21.6 m时，可分为粗铣、半精铣和精铣三步铣削，半精铣前预留吃刀量为1.52 mm，精铣前预留吃刀量为0.5 mm左右。4.3进给量的选择铣削进给量是指每齿进给量fz，每齿进给量是衡量铣削加工水平的重要指标。进给量的选择受到一些条件的限制，如粗铣时进给量受切削力的限制，在工艺系统强度、刚度允许的条件下，粗铣时的进给量应尽量选大些；精铣和半精铣时，进给量受表面粗糙度的限制，为了保证零件精度和表面粗糙度的要求，一般采用较小的进给量；对不同的铣刀材料也要考虑限制条件，如高速钢铣刀进给量受刀柄刚度和刀体强度的限制，硬质合金铣刀进给量受刀片强度的限制。4.4 铣削速度的选择在吃刀量和进给量确定之后，则可在保证合理刀具耐用度的前提下确定合理的铣削速度。粗铣时，铣削速度的选择主要考虑铣床的许用功率和工艺系统刚度，在允许的情况下选择较大值，以提高生产率。精铣时，一般背吃刀量（或侧吃刀量）和进给量较小，铣削速度的选择不会超过铣床的功率。为了抑制积屑瘤的产生，提高表面质量，硬质合金铣刀采用较高铣削速度，高速钢铣刀则采用较低的铣削速度。5.0难铣削材料的铣削当被铣削加工材料的硬度和强度很大，特别是高温硬度和高温强度很大，材料内部含有硬质点且塑性特别好，加工硬化严重或者材料导热性很差时，这些材料都属于难铣削材料。13生产中常用的难铣削材料有高强度合金钢、高锰钢、不锈钢、高温合金、钛合金、冷硬铸铁以及玻璃钢和陶瓷等。解决难铣削材料铣削加工问题的途径有以下几种：(1)合理选择刀具材料。目前，常用的刀具材料有高温硬度高、强度大、抗磨损能力强和加工工艺性好的超硬高速钢和硬质合金，必要时可采用立方氮化硼和陶瓷刀具。(2)对工件材料进行相应的热处理，调整材料的强度和硬度，以改善材料的可加工性，尽可能使材料在最适宜的组织状态下进行铣削。(3)提高工艺系统的强度和刚度，提高铣床的功率，并要求工件的安装（定位和夹紧）可靠，在铣削过程中要求均匀的机械进给，切忌手动进给和中途停顿。(4)刀具表面应该仔细研磨，达到尽可能小的粗糙度，以减小摩擦和黏结，减小因冲击造成的崩刀。(5)合理选择刀具几何参数和铣削用量，提高刀齿强度和散热条件。(6)对断屑、卷屑、排屑和容屑给予足够的重视，以提高刀具寿命和加工质量。(7)合理选择切削液，切削液供给要充足，不能中断。(8)采用特种加工。6.0轴上键槽的铣削6.1键槽的作用： 键连接是通过键将轴与轴上零件(如齿轮、带轮、凸轮等)连接在一起，实现周向固定，并传递转矩的连接。键连接属于可拆卸连接，具有结构简单、工作可靠、装拆方便和已经标准化等特点，故得到广泛的应用。键连接中使用最普遍的是平键连接。平键是标准件，它的两侧面是工作面，用以传递转矩。轴上的键槽俗称轴槽，轴上零件(即套类零件)的键槽俗称轮毅槽。轴槽与轮毅槽都是直角沟槽。轴槽多用铣削的方法加工。三面刃铣刀铣键槽 两面刃铣刀铣键槽6.2重点难点： 1、轴类工件的装夹方法、优点和缺点、 适用场合 2、铣刀对中心的方法 3、轴上键槽的铣削方法 4、轴上键槽对称度的检测6.3在轴上安装平键的直角沟槽称为键槽。（a）通槽 （b）半通槽 （c）封闭槽146.4轴上键槽的技术要求 1、宽度的尺寸精度要求较高（IT9级） 2、轴槽两侧面的表面粗糙度值较小 （Ra1.6- 3.2um） 3、对称度要求较高（公差为79级） 4、长度和深度尺寸精度要求较低 5、槽底面的表面粗糙度值较大。6.5轴上键槽的铣削方法1、工件的装夹装夹工件不但要保证工件稳定、可靠，还要保证轴槽的中心平面通过轴线。常用的装夹方法有以下几种:（1）、平口钳装夹（2）、用v型垫铁装夹（3）、用分度头定中心装夹 平口钳装夹 V型槽装夹15 用分度头定中心装夹 2、铣刀切削位置的调整 （1）、按切痕调整对中心 （2）、擦侧面调整对中心 （3）、用杠杆百分表整对中心按切痕调整工件对中心（又名左右切削法）这种方法对中精度不高，但使用简便，是最为常用的一种方法。16 擦侧面调整对中心擦侧面调整工件对中心这种方法对中精度较高，适用于直径较大的盘形槽铣刀或键槽铣刀较长(相对工件直径而言)的场合。调整时，先在工件侧面贴一薄纸，开动机床，使回转的铣刀逐渐靠向工件，当铣刀的刀刃擦到薄纸后，降下工作台退出工件，再将工作台横向移动一个距离A，可用上式计算用杠杆百分表用杠杆百分表调整铣刀位置对中心这种方法对中精度高，适合在立式铣床上采用，见图调整时，将杠杆百分表固定在立铣头主轴上，用手转动主轴，观察百分表在钳口两侧、V形架两侧和角尺两侧的读数，横向移动工作台使两侧读数相同。3、轴上键槽的铣削方法 (1)铣通键槽铣削通槽或一端为圆弧形的半通槽时，一般都采用盘形槽铣刀来加工对于长轴类零件，若外圆已经磨削，则可采用平口钳装夹进行铣削。为避免因工件伸出钳口太多而产生振动和弯曲，可在伸出端用千斤顶支撑。若采用一夹一顶装夹下件铣削通键槽时，中间需用千斤顶支撑。( 2)铣削封闭键槽用键槽铣刀铣削轴上封闭槽的方法有以下两种: 分层铣削法。分层铣削法是用符合键槽宽度尺寸的铣刀分层铣削键槽，如图所示。17扩刀铣削法。扩刀铣削法是先用直径较小的键槽铣刀(比槽宽尺寸小0. 5 mm左右)进行分层往复粗铣至槽深，深度留余量0. 10. 3 mm，槽长两端各留余量0. 20. 5 mm ,再用符合轴槽宽度尺寸的键槽铣刀精铣，如图所示。精铣时，由于铣刀的两个刀刃的径向力能相互平衡，所以铣刀偏让量较小，键槽的对称度好。但应当注意消除横向进给丝杠和螺母配合间隙的影响，以免键槽中心位置偏移。6.6轴上键槽的检测和铣削质量分析1.键槽长度和深度的检测轴上键槽的长度和深度可用游标卡尺或千分尺检测。封闭槽的深度可用所示的方法检测。用游标卡尺测量时，可在轴槽内放一块比槽深略高的平键，量得尺寸减去平键高度尺寸即为槽深。宽度大于千分尺测量杆直径的轴槽，可用千分尺直接测量。2.轴槽宽度的检测 常用塞规或塞块检测181、通规 2、止规3.键槽对称度的检测将工件置于V形架上，选择一块与轴槽尺寸相同的塞块塞入轴槽内，并使塞块的平面大致处于水平位置，用百分表检测塞块的A面与平板(或工作台台面)平面平行并读数，然后将工件转动180，用百分表检测塞块B面与平板平面平行并读数，两次读数的差值的一半就是轴上键槽的对称度误差。6.7影响键槽铣削精度的因素1.影响尺寸精度的因素没有经过试铣检查铣刀尺寸，就直接铣削工件，造成尺寸误差。用键槽铣刀铣键槽，铣刀径向圆跳动过大;用盘形槽铣刀铣键槽，铣刀端面圆跳动过大，将轴槽铣宽铣削时，吃刀深度过大，进给量过大，产生“让刀”现象，将槽铣宽2.影响对称度的因素铣刀对中不准。铣削中，铣刀让刀量太大成批生产时，工件外圆尺寸误差太大。轴槽两侧扩铣余量不一致3.影响键槽两侧面与轴线平行度的因素工件外圆直径圆柱度超差。用平口钳或V形架装夹工件时，平口钳或V形架没有找正好。194.影响键槽底与轴线平行度的因素工件的上素线未找准水平。选用的垫铁不平行，或选用的两V形架不等高。6.8注意事项1、加工键槽前，应认真检查铣刀尺寸，试铣合格后再加工工件；2、铣削用量要合适，避免产生“让刀”现象，以免将槽铣宽；3、铣削时不准测量工件，不准手摸铣刀和工件。20