工信版（中职）铣工工艺与技能训练第六章铣削曲面和球面教学课件.ppt

YCF（中职）铣工工艺与技能训练第六章铣削曲面和球面教学课件第六章铣削曲面和球面第六章铣削曲面和球面 第一节铣削曲面第一节铣削曲面 第二节铣削球面第二节铣削球面 第一节铣削曲面第一节铣削曲面一、铣削曲面的方法一、铣削曲面的方法 1.手动进给铣削曲面手动进给铣削曲面 单件、小批量生产，且精度要求不高的曲线回转面，通常采用单件、小批量生产，且精度要求不高的曲线回转面，通常采用按划线由双手配合手动进给的方法，在立式铣床上用立铣刀的圆周刃按划线由双手配合手动进给的方法，在立式铣床上用立铣刀的圆周刃铣削。铣削。(1)工件装夹工件装夹前，先在工件上画出加工部位的轮廓线并打上样工件装夹工件装夹前，先在工件上画出加工部位的轮廓线并打上样冲眼。用压板将工件压紧在工作台台面上，工件下面应垫以平行垫铣，冲眼。用压板将工件压紧在工作台台面上，工件下面应垫以平行垫铣，以防止铣伤工作台。工件在工作台上的装夹位置要便于操作，如以防止铣伤工作台。工件在工作台上的装夹位置要便于操作，如图图6-1所示。所示。下一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面(2)铣刀的选择。铣削只有凸圆弧的曲线回转面时，立铣刀直径不受限制铣刀的选择。铣削只有凸圆弧的曲线回转面时，立铣刀直径不受限制;铣削有凹圆弧的曲线回转面时，立铣刀的半径必须等于或小于凹圆铣削有凹圆弧的曲线回转面时，立铣刀的半径必须等于或小于凹圆弧曲率半径，否则无法加工。弧曲率半径，否则无法加工。为厂保证铣刀的刚性，在条件允许的情况下，尽可能选用直径较为厂保证铣刀的刚性，在条件允许的情况下，尽可能选用直径较大的立铣刀。大的立铣刀。(3)铣削方法铣削方法 由于曲线外形各处余量不均匀，因此应先粗铣，把大部分余量分儿由于曲线外形各处余量不均匀，因此应先粗铣，把大部分余量分儿次切除，使画线轮廓周围的余量大致相等。次切除，使画线轮廓周围的余量大致相等。精铣时，与进给方向平行的直线部分可以用一个方向进给，其他部精铣时，与进给方向平行的直线部分可以用一个方向进给，其他部分应双手分别操作纵、横两个方向进给手柄，协调配合进给。操作时分应双手分别操作纵、横两个方向进给手柄，协调配合进给。操作时要精神集中，密切注视铣刀切削刃与画线相切的部位，用逐渐趋近法要精神集中，密切注视铣刀切削刃与画线相切的部位，用逐渐趋近法分儿次铣至要求，即铣去样冲眼的一半。分儿次铣至要求，即铣去样冲眼的一半。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面 铣削时应始终保持逆铣，尤其是在两个方向同时进给时更应注意，铣削时应始终保持逆铣，尤其是在两个方向同时进给时更应注意，以免因顺铣折断铣刀和铣废工件。以免因顺铣折断铣刀和铣废工件。铣削外形较长又较平坦的部分时，可以一个方向采用机动进给，另铣削外形较长又较平坦的部分时，可以一个方向采用机动进给，另一个方向采用手动进给配合。一个方向采用手动进给配合。按画线手动进给铣削曲线回转面，生产效率低，劳动强度大，且按画线手动进给铣削曲线回转面，生产效率低，劳动强度大，且加工质量不稳定，因此要求操作者有较高的技能。该方法仅适用于单加工质量不稳定，因此要求操作者有较高的技能。该方法仅适用于单件、小批生产。件、小批生产。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面2.用回转工作台铣削曲面用回转工作台铣削曲面 (1)铣削前的工作铣削由圆弧或由圆弧和直线组成的曲线回转面工件时，铣削前的工作铣削由圆弧或由圆弧和直线组成的曲线回转面工件时，在数量不多的情况下，大多采用回转工作台在立式铣床上加工，如在数量不多的情况下，大多采用回转工作台在立式铣床上加工，如图图6-2所示。所示。(2)铣削方法用回转工作台铣削曲面时，应先找正回转工作台中心与铣铣削方法用回转工作台铣削曲面时，应先找正回转工作台中心与铣床主轴的同轴度，再找正工件圆弧面中心与回转工作台的同轴度，然床主轴的同轴度，再找正工件圆弧面中心与回转工作台的同轴度，然后调整铣刀与回转工作台中心的距离，调整好后方可铣削。后调整铣刀与回转工作台中心的距离，调整好后方可铣削。3.仿形法铣削曲面仿形法铣削曲面 (1)仿形法仿形法是将工件和靠模板一起装夹在夹具体上仿形法仿形法是将工件和靠模板一起装夹在夹具体上图图6-3 (a)，或直接装夹在工作台中或直接装夹在工作台中图图6-3 (b)，用手动进给使铣刀靠在靠模曲线，用手动进给使铣刀靠在靠模曲线型面上进行铣削的一种方法。仿形铣削可在立式铣床或仿形铣床上进型面上进行铣削的一种方法。仿形铣削可在立式铣床或仿形铣床上进行，可手动进给，也可采用机动进给。行，可手动进给，也可采用机动进给。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面(2)铣削方法铣削时，用双手分别操纵横向和纵向进给手轮，使靠模铣刀铣削方法铣削时，用双手分别操纵横向和纵向进给手轮，使靠模铣刀的柄部外圆始终沿着靠模板的型面做进给运动，即可将工件的曲面铣的柄部外圆始终沿着靠模板的型面做进给运动，即可将工件的曲面铣出。粗铣时，铣刀的柄部外圆不与靠模板直接接触，而是保持一定距出。粗铣时，铣刀的柄部外圆不与靠模板直接接触，而是保持一定距离，以使精铣余量均匀离，以使精铣余量均匀;精铣时，双手配合均匀进给，铣刀与靠模之精铣时，双手配合均匀进给，铣刀与靠模之间接触压力适当、稳定，以保证获得圆滑、平整的加工表面。间接触压力适当、稳定，以保证获得圆滑、平整的加工表面。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面(3)注意事项注意事项 精铣时，铣刀的直径及铣刀、滚轮和靠模之间的相对位置和中心距，精铣时，铣刀的直径及铣刀、滚轮和靠模之间的相对位置和中心距，都必须和靠模设计时的预定数据相符都必须和靠模设计时的预定数据相符(一般应将铣刀、滚轮和模型的一般应将铣刀、滚轮和模型的中心找正在同一直线上中心找正在同一直线上)，否则无法加工出正确的成形面。，否则无法加工出正确的成形面。刀柄刀柄(或滚轮或滚轮)与靠模之间的压力要适当，只要能保证它们之间能互与靠模之间的压力要适当，只要能保证它们之间能互相接触即可相接触即可(一般为一般为200 N左右左右)，压力过大会增加靠模磨损，引起铣，压力过大会增加靠模磨损，引起铣刀折断或损伤滚轮和销轴刀折断或损伤滚轮和销轴;压力过小会使铣削过程发生振动。压力过小会使铣削过程发生振动。铣削时，要防止切屑嵌入靠模与刀杆之间，以免靠模和刀杆过早磨铣削时，要防止切屑嵌入靠模与刀杆之间，以免靠模和刀杆过早磨损，影响加工精度。损，影响加工精度。4.用成形法铣削曲面用成形法铣削曲面 一般成形面是直素线较长的简单成形面，由于直素线较长，不一般成形面是直素线较长的简单成形面，由于直素线较长，不能用立铣刀的圆周刃进行加工，而要使用成形铣刀在卧式铣床上进行能用立铣刀的圆周刃进行加工，而要使用成形铣刀在卧式铣床上进行加工，如加工，如图图6-4所示。所示。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面(1)成形铣刀成形铣刀 成形铣刀又称特形铣刀，其切削刃截面形状与工件成形表面完全成形铣刀又称特形铣刀，其切削刃截面形状与工件成形表面完全一样成形铣刀分整体式和组合式两种，后者一般用于铣削较宽的成形一样成形铣刀分整体式和组合式两种，后者一般用于铣削较宽的成形表面。为厂便于制造和节约贵重材料，大型的成形铣刀很多做成镶齿表面。为厂便于制造和节约贵重材料，大型的成形铣刀很多做成镶齿的组合铣刀。的组合铣刀。(2)铣削方法铣削方法 先在工件的基准面上画出成形面的加工线，然后安装和找正夹具先在工件的基准面上画出成形面的加工线，然后安装和找正夹具和工件，再按画线对刀进行粗铣和精铣。当工件加工余量较大时，可和工件，再按画线对刀进行粗铣和精铣。当工件加工余量较大时，可先用普通铣刀粗铣，铣去大部分余量后，再用成形铣刀精铣，以减小先用普通铣刀粗铣，铣去大部分余量后，再用成形铣刀精铣，以减小成形铣刀的磨损。成形面的铣削过程如成形铣刀的磨损。成形面的铣削过程如图图6-5所示。所示。成形面的加工质量由成形铣刀的精度来保证，检验一般采用样板，成形面的加工质量由成形铣刀的精度来保证，检验一般采用样板，如如图图6-6和和图图6-7所示。所示。下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面(3)注意事项注意事项 铣削成形面时，由于切削余量不够均匀、宽度较大和铣刀的工作条铣削成形面时，由于切削余量不够均匀、宽度较大和铣刀的工作条件较差。因此，当工件的余量较多时，应分成粗铣和精铣两个步骤进件较差。因此，当工件的余量较多时，应分成粗铣和精铣两个步骤进行。粗铣时，可以用形状精度不高的并磨成具有正前角的粗成形铣刀行。粗铣时，可以用形状精度不高的并磨成具有正前角的粗成形铣刀加工，也可先用普通铣刀来切去较多的余量加工，也可先用普通铣刀来切去较多的余量;精铣时再用精确的成形精铣时再用精确的成形铣刀铣削。铣刀铣削。成形铣刀制造比较困难、刃磨比较费时，故价格较昂贵。为厂提高成形铣刀制造比较困难、刃磨比较费时，故价格较昂贵。为厂提高刀具的寿命，使用时应采用较低的铣削速度。刀具的寿命，使用时应采用较低的铣削速度。成形铣刀要及时刃磨，否则会增加刃磨铣刀的困难，甚至失去成形成形铣刀要及时刃磨，否则会增加刃磨铣刀的困难，甚至失去成形刀的精度。刀的精度。开始铣削时，应使铣刀慢慢地切入，以免刀齿由于突然撞击工件而开始铣削时，应使铣刀慢慢地切入，以免刀齿由于突然撞击工件而损坏铣刀。损坏铣刀。粗铣时，可在铣刀齿背刃口处交错地磨出一条或儿条分屑槽。这样粗铣时，可在铣刀齿背刃口处交错地磨出一条或儿条分屑槽。这样能有效地改善切削和排屑状况能有效地改善切削和排屑状况下一页上一页返回第一节铣削曲面第一节铣削曲面二、曲面的检验方法二、曲面的检验方法 (1)圆弧半径的检验，圆弧半径的检测可以用游标卡尺和圆弧样板配合圆弧半径的检验，圆弧半径的检测可以用游标卡尺和圆弧样板配合检测。检测。(2)曲面素线的检验，型面素线应垂直于两基准平面，检测时可用曲面素线的检验，型面素线应垂直于两基准平面，检测时可用90角角尺检查素线是否垂直于端平面。尺检查素线是否垂直于端平面。(3)表面粗糙度的检验，表面质量要求低的成形面，可以用表面粗糙度表面粗糙度的检验，表面质量要求低的成形面，可以用表面粗糙度样块比较检测样块比较检测;表面质量要求高的成形面只检查形状误差表面质量要求高的成形面只检查形状误差(切痕的大小切痕的大小)，可用样板目测间隙是否合格。，可用样板目测间隙是否合格。上一页返回第二节铣削球面第二节铣削球面一、球面的铣削原理一、球面的铣削原理 半圆曲线绕其直径回转一周所形成的曲面称为球面。球面具有以半圆曲线绕其直径回转一周所形成的曲面称为球面。球面具有以下特点下特点:(1)任一个平面与球面相截，所有的截面图形都是一个圆。任一个平面与球面相截，所有的截面图形都是一个圆。(2)球面上任意一点到其中心球面上任意一点到其中心(球心球心)的距离都相等，这个距离就是球的的距离都相等，这个距离就是球的半径半径R (3)任一截形圆的圆心任一截形圆的圆心O1是球心是球心O在截面上的投影，截形圆的半径在截面上的投影，截形圆的半径r由球由球的半径的半径R和球心到截面的距离和球心到截面的距离e的大小决定，如的大小决定，如图图6-8所示，由图可知所示，由图可知:下一页返回第二节铣削球面第二节铣削球面 由上式可知由上式可知:到球心距离相等的不同平面截同一个球时，截得的到球心距离相等的不同平面截同一个球时，截得的各截形圆半径都相等球面铣削就是基于这一原理的一种加工方法。各截形圆半径都相等球面铣削就是基于这一原理的一种加工方法。铣削时，只要铣刀回转时刀尖运动的轨迹圆与被加工球面的截形铣削时，只要铣刀回转时刀尖运动的轨迹圆与被加工球面的截形圆重合，同时使工件绕与铣刀回转轴线相交的自身轴线回转，就能加圆重合，同时使工件绕与铣刀回转轴线相交的自身轴线回转，就能加工出所需的球面。铣刀回转轴线与工作轴线的交点即球心。工出所需的球面。铣刀回转轴线与工作轴线的交点即球心。根据上述加工原理，球面铣削的三个基本原则是根据上述加工原理，球面铣削的三个基本原则是:铣刀回转轴线必须通过球心，以使刀尖的回转运动轨迹与球面铣刀回转轴线必须通过球心，以使刀尖的回转运动轨迹与球面的某一截形圆重合。的某一截形圆重合。以铣刀刀尖的回转半径及截形圆所在截平面到球心的距离确定以铣刀刀尖的回转半径及截形圆所在截平面到球心的距离确定球面的半径尺寸。球面的半径尺寸。以铣刀回转轴线与球面工件轴线的交角确定球面的加工位置。以铣刀回转轴线与球面工件轴线的交角确定球面的加工位置。下一页上一页返回第二节铣削球面第二节铣削球面二、加工外球面用的铣刀二、加工外球面用的铣刀 铣削外球面用的刀具一般采用机夹式刀盘上安装硬质合金铣刀铣削外球面用的刀具一般采用机夹式刀盘上安装硬质合金铣刀头来加工，以便于调整刀尖回转直径头来加工，以便于调整刀尖回转直径)铣刀及刀头的形状和角度如铣刀及刀头的形状和角度如图图6-9所示所示)下一页上一页返回第二节铣削球面第二节铣削球面三、铣削单柄球时的相关知识三、铣削单柄球时的相关知识 在铣削单柄球面时，铣刀或工件应搬一个角度在铣削单柄球面时，铣刀或工件应搬一个角度a使铣刀旋转轴线使铣刀旋转轴线与工件回转轴线相交于球心。其目的是使铣刀的刀尖在完成铣削时，与工件回转轴线相交于球心。其目的是使铣刀的刀尖在完成铣削时，应分别通过球面顶点应分别通过球面顶点a(回转轴线与球面的交点回转轴线与球面的交点)和球面与柄的上素线的和球面与柄的上素线的连接点连接点b，主轴或分度头扳角度的目的就是为厂使工件仰起一个起度，主轴或分度头扳角度的目的就是为厂使工件仰起一个起度角角后，工件上的这两点的连线恰好处于与主轴轴线垂直的位置，此后，工件上的这两点的连线恰好处于与主轴轴线垂直的位置，此时铣刀轴线与工件轴线应交于球心时铣刀轴线与工件轴线应交于球心O，而截形圆的直径，而截形圆的直径(铣刀直径铣刀直径dc)即为这两点间的直线距离即为这两点间的直线距离ab，如，如图图6-10所示。由图可知所示。由图可知:下一页上一页返回第二节铣削球面第二节铣削球面四、铣削步骤四、铣削步骤1.计算分度头起度角计算分度头起度角和刀尖回转半径和刀尖回转半径r2.安装、校正分度头安装、校正分度头3.调整、安装铣刀盘调整、安装铣刀盘4.安装、校正工件安装、校正工件5.对中心对中心6.球面的铣削球面的铣削7.检测检测上一页返回图图6-1手动进给铣曲线回转面手动进给铣曲线回转面返回图图6-2用回转工作台铣削圆弧面用回转工作台铣削圆弧面返回图图6-3仿形法手动进给铣削曲线回转面仿形法手动进给铣削曲线回转面返回图图6-4用成形铣刀铣削成形面用成形铣刀铣削成形面返回图图6-5成形面的粗、精铣讨程成形面的粗、精铣讨程返回图图6-6凹、凸圆弧检验样板凹、凸圆弧检验样板返回图图6-7用凸圆弧样板检验工件用凸圆弧样板检验工件返回图图6-8平面截球的截形圆平面截球的截形圆返回图图6-9铣削球面用的铣刀及刀头铣削球面用的铣刀及刀头返回图图6-10单柄球的铣削原理单柄球的铣削原理返回