1、铣削加工工艺基础铣削加工工艺基础 第五章铣削加工工艺基础铣削加工工艺基础5.1 铣床概述5.2 铣刀5.3 平面、斜面、台阶面的铣削加工5.4 槽的铣削加工5.5 综合应用铣削加工工艺基础铣削加工工艺基础 铣削加工是在铣床上利用铣刀加工工件的一种方式，铣刀是多齿刀具，加工时，铣刀作旋转运动，工件相对铣刀作纵向或横向进给运动，完成平面（斜面、台阶）、沟槽（T型槽、燕尾槽、键槽）、成形面（圆弧、齿轮、螺旋）、切断等加工，因此，铣削加工在机械制造行业中应用十分广泛。5.1 铣床概述5.1 铣床概述5.1.1 卧式万能升降台铣床 升降台式铣床是铣床中应用最广泛的一种。升降台式铣床的结构特征是，安装铣刀
2、的主轴轴线位置通常固定不动；安装工件的工作台可在相互垂直的三个方向上调整位置，并可在其中任一方向上实现进给运动。升降台式铣床根据主轴的布局可分为卧式和立式两种，卧式万能升降台铣床加工范围广，对产品的适应性强。图5-1所示为X6132型卧式万能升降台铣床，它具有功率大、转速高、刚性好、操作方便等特点，属于中型通用机床，多用于中小型工件单件、小批生产。5.1 铣床概述X6132的含义如下： X 6 1 32 主参数代号（工作台宽度的1/100） 系代号（卧式铣床系） 组代号（万能升降台组） 类代号（铣床类）5.1 铣床概述5.1.1.1 X6132型卧式万能升降台铣床的主要组成部分（1）床身 床身
3、用来安装和联接其它部件。床身1固定在底座9上，床身内部装有主轴部件、主传动装置及其变速操纵机构等。床身正面有燕尾形的垂直导轨，用于升降台8上下移动。床身的顶部有燕尾形水平导轨，供悬梁3前后移动。（2）主轴 主轴2用于铣刀或铣刀杆定心。（3）悬梁 悬梁3安装在床身顶部的燕尾形水平导轨上，其位置可根据加工需要调整。（4）挂架 挂架4安装在悬梁下方，用于支承刀杆的悬伸端，以提高刀杆刚性。 5.1 铣床概述（5）工作台 工作台5用来安装工件或夹具，并带动工件沿回转盘上的导轨在垂直主轴轴线方向纵向移动。台面上有三条T型槽，以便用T形螺栓将工件、夹具或铣床附件固定在台面上。中间T型槽的中线通过回转工作台的
4、中心，所以，一般将夹具或铣床附件的定向键安放在此槽内。工作台前侧面有一条小T型槽，用来安装行程挡铁，挡铁可以使工作台的机动进给自动停止。（6）回转盘 回转盘6可在床鞍7上绕垂直主轴轴线在45范围内转动，可使工作台5实现斜向进给（如铣削螺旋表面）。回转盘位置调整好后必须锁紧。5.1 铣床概述（7）床鞍 床鞍7安装在升降台8的水平导轨上，可沿主轴轴线方向带动工作台一起横向移动，实现横向进给。（8）升降台 升降台8可沿床身垂直导轨上下移动，用来调整工作台的高低位置。其内部装有进给运动的变速传动装置、快速传动装置及其操纵机构。（9）底座 底座9用来承受铣床的全部重量及盛放切削液。5.1 铣床概述5.1
5、.1.2 X6132型铣床的传动系统 X6132型卧式万能升降台铣床的传动系统由主运动传动系统、进给运动传动系统等组成，如图5-2所示。 由于在采用大直径铣刀铣削时，主轴转速要求低，但进给量可以加大；采用小直径铣刀铣削时，主轴转速要求高，但进给量要小，再者铣削加工时，主运动与进给运动之间无需保持严格的传动关系，所以，主运动和进给运动分别采用两个电机单独驱动。5.1 铣床概述5.1 铣床概述 （1）主运动传动系统主运动传动装置的功能是使主轴实现变速、换向和主轴制动。铣床主电机的功率是7.5kW，转速为1450r/min。主电机的运动经皮带（150/290）传至轴，再经轴-间三联滑移齿轮（16/3
6、8，22/33，19/36）和轴-间三联滑移齿轮（38/26，17/46，27/37）及轴-间双联滑移齿轮（18/71，80/40）传至主轴。 主轴转速为18级，转速范围为301500r/min。主轴旋转方向由电机的正反转来实现。主轴制动由多片式电磁制动器M来控制。5.1 铣床概述（2）进给运动传动链 进给运动传动装置的功能是使工作台实现在纵向、横向和垂直三个方向的进给运动和快速移动。进给电机功率为1.5KW，转速为1410r/min，传动经过17/32锥齿轮副传至轴VI，然后通过不同的离合器结合，分两条传动路线传至I轴，当X轴上的M2结合，M1脱开时，轴VI的运动经齿轮副40/26，44/4
7、2及离合器M2传至轴，这是一条使工作台快速移动路线。当X轴上的M1结合，M2脱开时，轴VI的运动经齿轮副20/40传至轴，再经轴-间的三联滑移齿轮（26/32，36/22，29/29）和轴-间的三联滑移齿轮（32/26，22/36，29/29）传至轴，轴至轴的传动由曲回机构实现，传动比为40/49。使用曲回机构，可扩大传动组内的传动比范围，试比较：5.1 铣床概述 轴-间， i最大=32/26，i最小=22/36, I范围= i最大/i最小=2.01， 曲回机构的I范围= i最大/i最小=24.38 但曲回机构应用齿轮多，噪音大，摩擦热大。 轴的运动经离合器M3、M4、M5及相应的齿轮传动，使
8、工作台分别获得垂向、横向和纵向三个方向的进给运动。工作进给量级数为21级，纵向和横向进给量的范围为101000mm/min，垂向进给量的范围为3.3333mm/min。5.1 铣床概述 5.1.1.3 X6132型铣床的典型结构 （1）主轴部件结构主轴部件是保证机床加工精度及表面质量的关键部件，对主轴部件的要求有较高的回转精度、刚性和抗震能力。如图5-3所示为主轴部件结构，主轴采用三支承结构，以提高主轴刚度，其前支承采用P5级精度的圆锥滚子轴承，用来承受径向力和向左的轴向力；中间支承采用P6级的圆锥滚子轴承，用来承受径向力和向右的轴向力；后支承用P5级的深沟球轴承，只承受径向力 。 5.1 铣
9、床概述5.1 铣床概述 主轴的回转精度主要由前支承和中间支承来保证，后支承只起辅助作用。回转精度还取决于轴承间隙调整。调整前，先移开悬梁，拆下床身盖板，拧出中间轴承左侧螺母上的紧固螺钉3，用专用勾头扳手勾住螺母11，手动使主轴顺时针旋转，中间轴承的内圈向右移动，轴承间隙得以消除。继续旋转主轴，使其左移，通过轴肩带动前轴承6的内圈左移，消除前轴承间隙。调整后以一定的转速运转1小时，轴承温升应不超过60。 5.1 铣床概述 飞轮9用螺钉和定位销与大齿轮紧固在一起，利用飞轮在高速旋转中的惯性，减少铣削过程中铣刀齿断续切削而产生的振动，使主轴运转平稳。 主轴是一空心轴，前端有7:24锥孔和定心外圆柱面
10、，端面上有一端面键紧固在一径向槽内。锥孔用于安装刀具或心轴，由于7:24锥度不能自锁，所以空心轴内通过一拉杆从尾部将刀具或心轴拉紧。前端端面键用来与刀杆上径向槽配合来传递转距。5.1 铣床概述（2）工作台 如图5-4所示，工作台部件由工作台7，床鞍1，回转盘3三层组成。床鞍 1用其矩形导轨与升降台导轨相配合，使工作台在升降台导轨上作横向移动。工作台不作横向移动时，可通过手柄14经偏心轴13的作用将床鞍夹紧在升降台上。工作台7可沿回转盘3上面的燕尾形导轨作纵向移动，工作台还可连同回转盘一起绕锥齿轮的轴线回转 45，并利用螺栓15和两块弧形压板2紧固在床鞍 上。5.1 铣床概述5.1 铣床概述 纵
11、向丝杠4一端通过滑动轴承支承在后支架6上，另一端通过圆锥滚子轴承、推力球轴承支承在前支架11上，推力球轴承承受丝杠带动工作台移动时所产生的轴向力，螺母12用于调整轴承的间隙。轴XVIII的运动通过一对锥齿轮Z16、Z20传至Z20，Z20锥齿轮通过键带动离合器M5的左离合子运动，离合器M5的右离合子与丝杠滑键连接，当离合器的左右离合子啮合时，运动就传递到丝杠。由于双螺母是固定不动的，所以丝杠既转动，又移动，并通过支架6、11带动工作台作纵向进给运动。5.1 铣床概述 进给丝杠的左端有空套手轮5，用于手动移动工作台。操作时，将手轮向右移动，压缩弹簧，使离合器M合上，即可转动手轮使工作台移动。而松
12、开手轮时在弹簧的作用于下，手轮自动与离合器脱开，保证工作台在机动进给和快速移动时，手轮不转，以免打伤操作者。纵向丝杠右端有带键槽的轴头，用来安装配换交换齿轮。 铣削加工时，根据铣刀旋转方向与工件进给运动方向的关系，可分为顺铣和逆铣两种方式。下面以圆柱铣刀铣平面为例进行分析。5.1 铣床概述 如图5- 5所谓顺铣是指铣削时在铣刀与工件的接触处，铣刀旋转方向与工件进给运动方向相同。此时铣刀作用在工件上的水平铣削分力F纵与进给方向相同。逆铣是指铣削时铣刀旋转方向与工件进给运动方向相反，此时水平铣削分力F纵与进给方向相反。铣削时，工作台的纵向进给机构的丝杠螺母传动副以一侧面为工作面，另一侧有一定的间隙
13、。如图5- 5 。顺铣时，进给推力Ff，使丝杠与螺母的螺纹在一个侧面相互紧贴，而在另一侧面则出现间隙（见图55中放大图）。此时铣刀刀齿对工件的作用分力F纵传给工作台，使其受拉力，当拉力较大时，丝杆与螺母的紧贴面便会向存在间隙的一侧突然转移，使进给量突然增加一个间隙量。而且作用力F纵是不稳定的，时大时小，时有时无，这样，工作台就会在铣削加工过程中产生无规则的窜动现象，严重时甚至会引起啃刀、打刀等事故，工件也可能报废。 5.1 铣床概述 逆铣时（图55 b），铣削分力F纵与进给方向相反， F纵的作用始终是使丝杠螺纹右侧面贴紧螺母，不会产生工作台窜动现象，能够保证工作台实现平稳进给。 图55顺铣和逆
14、铣受力分析5.1 铣床概述 顺铣时，为使工作台运动平稳采用了双螺母机构（也称为顺铣机构），如图5-6所示。顺铣机构由右旋丝杠3、左螺母1、右螺母2、寇状齿轮4及齿条5等组成。在弹簧6的作用下，齿条5向右移动。使寇状齿轮4沿图示箭头方向回转，带动螺母1和2沿相反的方向回转。于是螺母1螺纹的左侧与丝杠螺纹的右侧靠紧，螺母2螺纹的右侧与丝杠螺纹的左侧靠紧。顺铣时，丝杠的轴向力由螺母1承受，由于丝杠与螺母1之间摩擦力的作用，使螺母1有随丝杠转动的趋势，并通过冠状齿轮使螺母2产生与丝杠反向旋转的趋势，从而消除螺母2与丝杠间的间隙，不会产生轴向窜动，保证了顺铣的加工质量。 5.1 铣床概述5.1 铣床概述
15、（3）孔盘变速机构 X6132型铣床的主运动变速操纵机构采用孔盘变速操纵机构。图5-7所示为孔盘变速操纵机构原理图。由孔盘3、齿条2和2、齿轮4及拔叉1组成。5.1 铣床概述 拔叉1固定在齿条2的左端，用它来拔动滑移齿轮。齿条2和2右端有圆形推杆，推杆上有直径不同的两段台阶m、n，齿轮4与齿条2和2啮合。在孔盘3的不同直径圆周上钻有直径大小不同的两种孔，使孔盘有大孔、小孔和未钻孔三种状态。齿条上m、n两段台阶可分别插入孔盘3的大孔、小孔中。变速时，先将孔盘3向右移动，使其离开齿条轴，根据变速要求，使孔盘3转动一定角度，再使孔盘左移复位。孔盘复位时，可通过孔盘上对应齿条轴的不同状态，使滑移齿轮获
16、得三种不同的位置，从而达到变速的目的。 5.1 铣床概述 假设孔盘变速机构开始处于图示b）状态，此时齿条轴2对应孔盘3的无孔状态，齿条轴2对应孔盘3的大孔状态，滑移齿轮处于左位。退出孔盘，转动后再复位，此时齿条轴2对应孔盘3的小孔状态，齿条轴2对应孔盘3的小孔状态，复位时，因为齿条轴2的台肩m不能通过孔盘上的小孔，孔盘推动齿条轴2向左移动，齿轮4顺时针转动，齿条轴2右移，台肩 n刚好通过孔盘上的小孔，拔叉1带动滑移齿轮右移。如图 c）所示。继续重复孔盘退出、转动、复位过程，可以使滑移齿轮处于右位，如图d）所示。5.1 铣床概述 X6132型万能升降台铣床的变速操纵机构立体示意图如图58所示。该
17、变速机构操纵了主运动传动链的二个三联滑移齿轮和一个双联滑移齿轮，使主轴获得十八级变速，孔盘每转20度改变一种速度。变速是由手柄1和速度盘4联合操纵。变速时，将手柄1向外拉出，使手柄1绊绕销子3摆动而脱开定位销2，然后逆时针转动手柄1约250度，经操纵盘5、平键带动齿轮套筒6转动，再经齿轮9使齿条轴10向右移动，其上拔叉11拔动孔盘12右移并脱离各组齿条轴；接着转动速度盘4，经心轴，一对锥齿轮使孔盘12转过相应的角度（由速度盘4的速度标记确定）；最后反向转动手柄时，通过齿条轴10，由拔叉将孔盘12向左推入，推动各组变速齿条轴作相应的移位，改变三个滑移齿轮的位置，实现变速，当手柄1转回原位并由销2
18、定时，各滑移齿轮达到正确的啮合位置。 5.1 铣床概述5.1 铣床概述 变速时，为了使滑移齿轮在移位过程易于啮合，变速机构中设有主电动机瞬时冲动控制。变速操纵过程，齿轮9上的凸块8压动微动开关7，瞬时接通主电动机，使之产生瞬时点动，带动传动齿轮慢速转动，使滑移齿轮容易进入啮合。5.1.2 立式升降台铣床 图5-9为立式升降台式铣床外形图。立式铣床的主轴垂直于工作台，可用各种端铣刀或立铣刀加工平面、斜面、沟槽、台阶、齿轮、凸轮以及封闭的轮廓表面等。5.1 铣床概述图5-9 万能立式升降台铣床外形图 5.1 铣床概述 立式升降台铣床除立铣头外，其他主要结构与相同规格的卧式铣床相似。其组成部分见图5
19、-10。5.1.2.1 型号 X 5 0 32 主参数代号（工作台宽度的1/100） 系代号（立式升降台铣床系） 组代号（立式铣床组） 类代号（铣床类）5.1 铣床概述5.1.2.2 立铣头结构 立铣头1可根据加工要求在垂直平面内调整角度，使主轴与台面倾斜成所需角度，以扩大铣床的工艺范围。其结构如图5-11。 主轴3前支承采用D3182118双列向心短圆柱滚子轴承，承受径向载荷，轴承间隙的调整靠修磨半环1及调整螺母6实现。后支承采用一对E46117向心推力球轴承，承受径向和轴向载荷，使主轴轴向定位。轴承间隙靠修磨隔套13来调整。旋紧螺钉4，经法兰5推动轴承外环，使轴承产生一定的预紧力。因结构关
20、系，前后支承距离较小。5.1 铣床概述 主电机传来的运动由齿轮10经双键9、套筒8和双键7带动主轴转动。齿轮10安装在套筒8上，套筒8由一对向心球轴承支承在箱体上，使主轴得到卸荷（即主轴只传递扭矩），这样减少了主轴变形，提高了主轴工作性能。 整个主轴部件装在长套筒2中，转动手轮经过锥齿轮14、15，使丝杠13转动，通过螺母11带动套筒2作轴向调整，调整后将套筒2夹紧。5.1 铣床概述5.1 铣床概述5.1.2.3 X5032主要技术参数 工作台尺寸（宽*长） 320*1250毫米工作台最大行程：纵向 机动680毫米；手动700毫米横向 机动240毫米；手动255毫米垂直 机动350毫米；手动3
21、70毫米主轴孔径 29毫米主轴端孔锥度 7：24主轴转速范围（18级） 301500转/分进给量范围（18级）：纵向 23.51180毫米/分横向 15786毫米/分垂直 8394毫米/分5.1 铣床概述主轴轴向移动距离 70毫米主轴端面到工作台面间距离 30400毫米主轴中心线至床身立柱导轨距离 350毫米立铣头最大回转角度 +-45主电机：功率 7.5千瓦转速 1450转/分进给机电：功率 1.5千瓦转速 1410转/分机床外形尺寸（长*宽*高） 2294*1770*2002毫米5.1 铣床概述5.1.3 万能工具铣床 万能工具铣床的基本布局与万能升降台铣床相似，但配备有多种附件，因而扩大
22、了机床的万能性。图5-12所示为万能工具铣床外形及其附件。在图5-12a中机床安装着主轴座1、固定工作台2，机床的横向进行给运动由主轴座1的水平移动来实现，纵向进给运动与垂向进给运动仍分别由工作台2及升降台3来实现。根据加工需要，机床还可安装其他图示附件，图5-12b为可倾斜工作台，图5-12c为回转工作台，图5-12d为平口钳，图5-12e为分度装置，利用该装置，可在垂直平面内调整角度，其上顶尖可沿工作轴向调整距离；图5-12f为立铣头，图5-12g为插削头，用于插削工件上键槽。5.1 铣床概述5.1 铣床概述 由于万能工具铣床具有较强的万能性，故常用于工具车间，加工形状较复杂的各种切削刀具
23、、夹具及模具等。5.1.4 龙门铣床图5-13龙门铣床1-工作台 2、9-水平铣头 3-横梁 4、8-垂直铣头5、7-立柱 6-顶梁 10-床身5.1 铣床概述 龙门铣床在布局上以两根立柱5、7及顶梁6与床身10构成龙门式框架，并由此而得名，如图513所示。通用的龙门铣床一般有34个铣头，每个铣头由主轴箱单独驱动，分别安装在左右立柱和横梁3上，主轴箱内包括单独的驱动电动机、变速机构、传动机构、操纵机构及主轴部件等部分。主轴箱可沿导轨作垂直和横向进给运动，横梁可沿立柱导轨作垂直方向的调整。 龙门铣床工作台只有纵向进给运动。各铣刀的切削深度均由主轴套筒带动铣刀主轴沿轴向移动来实现。主轴采用手动变速
24、。进给系统的滑移齿轮变速机构、离合器的开合、横梁的卡紧与松开，都采用液压装置来控制。调整工作台侧面T形槽内撞块，可使工作台运动实现自动循环。5.1 铣床概述 龙门铣床由于机床具有足够的刚度，可用镶硬质合金端铣刀进行高速铣削。可以采用多刀同时加工几个表面，所以加工效率较高。该铣床主要适用于大中型零件的平面加工或中小型零件的成批、大量生产。 X2010龙门铣床主要技术参数：两立柱间的距离 1330毫米两水平主轴端面间的距离 7601160毫米水平主轴中心线至工作台面距离 75650毫米垂直主轴端面至工作台面距离 125900毫米5.1 铣床概述工作台：尺寸（宽X长） 1000X3000毫米纵向行程
25、 3000毫米进给量范围（18级） 201000毫米/分快速移动速度 3米/分主轴孔径 29毫米主轴套筒：直径 250毫米手动调整距离 200毫米5.1 铣床概述主轴箱： 进给范围（18级） 10500毫米/分快速移动速度 1.5米/分回转角度 +-30主轴转速范围（12级） 50630转/分推荐用最大刀盘直径 350毫米主电机：功率 13千瓦转速 1460转/分进给电机：功率 5.5千瓦转速 1440转/分机床最大轮廓尺寸（长X宽X高） 8000X4190X3460毫米5.1 铣床概述5.1.5 铣床附件 5.1.5.1 刀杆 铣刀从结构上分为有柄铣刀和有孔铣刀，有柄铣刀可以直接或通过变径套
26、与铣床主轴锥孔配合安装，有孔铣刀则要用刀杆安装。5.1 铣床概述 刀杆结构如图5-14所示。刀杆的一端有7：24锥度的锥柄，用来与主轴锥孔相配。锥柄尾端的螺纹孔与拉杆（如图5-14所示）上的螺纹旋合，将刀杆拉紧在主轴锥孔内。锥柄右侧的凸缘开有两个缺口，以便与主轴前端的端面键相配，用来传递扭矩。刀杆中部为光轴，用来安装刀杆套和铣刀，轴上开有键槽，用来将扭矩传递给铣刀。光轴部分的直径与铣刀的孔径相配，常用的规格有22、27、32、40、50。刀杆长度有长、短两种，如图5-14所示。短刀杆的另一端有螺纹和轴颈，螺纹用来安装紧固螺母，锁紧铣刀，轴颈与悬挂支架的轴承孔配合，支承刀杆。长刀杆不加工出专门的
27、轴颈，而是采用刀杆套与悬挂支架相配，刀杆套在轴上的位置可以调整。5.1 铣床概述 安装直径较小的端铣刀采用图5-14c）所示的刀杆，刀杆上的端面键与铣刀背面的键槽相配，用来传递扭矩。 铣刀杆的装卸步骤如下： （1）根据铣刀孔径选择铣刀杆，铣刀杆长度在满足安装铣刀后不影响铣削正常进行的前提下选择短一些的，以增强铣刀的刚度。（2）松开铣床横梁的紧固螺母，适当调整横梁的伸出长度，使其与铣刀杆长度相适应，然后将横梁紧固，见图5-15a）。（3）清理铣床主轴锥孔和铣刀杆的锥柄，以免因赃物影响铣刀杆的安装精度。（4）将铣床主轴转速调整到最低（30r/min）或将主轴锁紧。5.1 铣床概述（5）安装铣刀杆。
28、右手将铣刀杆的锥柄装入主轴锥孔，安装时铣刀杆凸缘上的缺口（槽）应对准主轴端部的凸键；左手顺时针（由主轴后端观察）转动主轴，使拉紧螺杆前端的螺纹部分旋入铣刀杆的螺纹孔67转，然后用扳手旋紧拉紧螺杆上的背紧螺母，将铣刀杆拉紧在主轴锥孔内。如图515所示。（6） 卸下刀杆。松开拉紧螺杆的背紧螺母，然后用锤子轻轻敲击拉紧螺杆端部，使铣刀杆锥柄从主轴锥孔中松动。右手握铣刀杆，左手旋出拉紧螺杆，取下铣刀杆。（7）铣刀杆取下后，洗净、涂油，然后垂直放置在专用的支架上，悬挂保存。不允许水平或杂乱放置，以免铣刀杆弯曲变形，更不可敲打。5.1 铣床概述5.1 铣床概述5.1.5.2 回转工作台 回转工作台有手动和
29、机动两种。如图5-16所示为手动回转工作台，其内部有一蜗杆蜗轮机构，摇动手轮4，通过蜗杆轴3带动蜗轮转动，转台2与蜗轮相连接，随蜗轮一起转动，转台周围有刻度，用来确定转台转过的角度；底座l上的槽与铣床工作台上的T型槽相配，当不需要转台转动时，拧紧固定螺钉5，可以固定转台2的位置；转台中央有一个孔，它与转台的回转中心同心，利用它可以找正转台的位置和安装工件的定位元件；找正转台位置时，可以在转台孔中装入带有中心孔的心轴，铣床主轴装上顶尖进行找正，如图5-17所示，要求高时，用百分表直接找正。转台位置确定后，用螺栓把回转工件台固定在铣床工作台上。 5.1 铣床概述 回转工作台的规格以工作台的外径表示
30、，常用的规格有250、320、400、500四种，蜗杆蜗轮副的传动比有60：1、90：1、120：1三种。 回转工作台主要用于中、小型工件圆弧表面的铣削和圆周分度，以及按一定角度铣削工件局部直线表面。图5-16回转工作台1一底座 2一转台 3一蜗杆轴 4一手轮 5一固定螺钉5.1 铣床概述5.1.5.3 分度头 分度头是铣床的主要附件之一。它可以将工件分成任意等分，将装在顶尖间或卡盘上的工件转动任意角度，也可用于铣削螺旋槽等需要工件连续转动的场合。5.1 铣床概述（1）常用万能分度头型号 万能分度头主要规格有F1180、F11100、F11l25、F11160、F11250五种。其代号的含义如
31、下： F11250型万能分度头的主要功能：能够将工件作任意的圆周等分或直线移距分度；可把工件轴线装置成水平、垂直或倾斜的位置；通过交换齿轮，可使分度头主轴随纵向工作台的进给运动作连续旋转，以铣削螺旋面和等速凸轮的型面。5.1 铣床概述（2）分度头的结构和传动系统 图518所示为F11250的外形结构。分度头主轴8安装在回转体7内，回转体7用两侧的轴颈支承在基座1上,并可绕其轴线回转,使主轴在水平线6以下至水平线以上95范围内调整所需角度。调整时松开基座上靠近主轴后端的两个压紧螺母，用撬棒插入主轴孔中扳动回转体，调整后再拧紧压紧螺母。基座1底面槽内有两个定位键，可与铣床工作台面上T形槽相配合，以
32、精确定位。分度头主轴8为空心轴，两端均为莫氏4号锥孔。前锥孔用来安装带有拔盘的顶尖；后锥孔可安装心轴，作为差动分度或作直线移距分度时安装交换挂轮用。5.1 铣床概述 主轴前端的短圆锥用于安装卡盘或拔盘，前端的刻度环9可在分度手柄11转动时可随主轴一起旋转，环上有O 360的刻度值，用作直接分度。分度盘2套装在分度手柄轴上，盘上（正、反面）有若干圈在圆周分布的定位孔，作为分度计算和实施分度的依据，分度盘用来配合分度手柄完成不是整数的分度。不同型号的分度头都配有1或2块分度盘，F11250型万能分度头有带一块分度盘和带二块分度盘两种形式。其孔圈数相同。带二块分度盘的孔圈数如下：5.1 铣床概述第一
33、块 正面：24、25、28、30、34、37 反面：38、39、41、42、43第二块 正面：46、47、49、51、53、54 反面：57、58、59、62、665.1 铣床概述图518 F11250分度头的结构1顶尖 2主轴 3一刻度环 4一回转体 5一分度叉 6一挂轮轴 7定位销 8锁紧螺母 9一分度手柄 10一分度盘 11一基座 12一分度盘锁紧螺钉 13一压紧螺母 14一蜗杆脱落手柄 15一主轴锁紧手柄5.1 铣床概述 插销7可在分度手柄9的长槽中沿分度盘径向调整位置,以使插销能插入同孔数的孔圈内。分度盘左侧有一紧固螺钉12，松开紧固螺钉，可使分度手柄9随分度盘一起作微量转动调整，或
34、完成差动分度、螺旋面加工。分度叉5是用来防止分度差错和方便分度，其开合角度大小，根据计算的孔距数调整。挂轮轴6用于与分度头主轴间或铣床工作台纵向丝杠间安装交换齿轮，进行差动分度、铣削螺旋面。蜗杆脱落手柄14 用于脱开蜗杆蜗轮的啮合，进行直接分度。主轴锁紧手柄15通常用于分度后锁紧主轴，使铣削力直接作用在蜗杆蜗轮上，减少铣削时的振动，保持分度头的分度精度。5.1 铣床概述 图5-19所示为F11250分度头传动系统。分度时，从分度盘10定位孔中拔出定位销7，转动分度手柄9，通过传动比为1的直齿圆柱齿轮以及140的蜗杆副传动，使主轴带动工件转动。此外，在分度头内还有一对传动比为1的螺旋齿轮，与空套
35、于手柄轴上的分度盘相联，用来将侧轴的运动传递给分度盘。 图519 F11250分度头传动系统5.1 铣床概述（3）分度方法 利用分度头可进行直接分度、简单分度、角度分度、差动分度和直线移距分度等多种分度方法，这里介绍直接分度、简单分度、角度分度、差动分度四种方法。 直接分度 利用主轴前端刻度环，转动分度手柄，使基线对准某一角度刻度线，进行任意角度数的分度。此法分度方便，但分度精度较低。5.1 铣床概述 简单分度法 从万能分度头传动系统可知，如果分度手柄每转过1转，则主轴转l/40转，如果要把工件作z等分，则主轴每次应转1/z转，分度手柄的转数n和工件等分数的关系如下： 1/401 n n 用简
36、单分度法分度时，应先将分度盘固定，通过手柄的转动，使蜗杆带动蜗轮旋转，从而带动主轴和工件转过一定的度数。5.1 铣床概述【例题51】 在F11250分度头上铣削一个八边形工件，试求每铣削一边后分度手柄的转数?解: z8 n 转即每铣削完一边后，分度手柄应转过5转。【例题52】 利用F11250分度头铣一六角螺钉头，试求每铣削一面后分度手柄应转过的转数。解: z6 5.1 铣床概述 即分度手柄转6转后，再转2/3转。这就需要利用分度盘上的孔圈了，选择一个孔数能被3整除的孔圈。 由数学关系知， = = = = ，从式中看出,采用哪一个孔圈都可以，从加工精度考虑，一般宜选大数值有利确保分度精度，从孔
37、圈磨损情况考虑，则应均匀使用。这里采用 ，安装第二块分度盘，利用反面的66孔圈。使分度手柄沿66孔的孔圈上转过6转再转过44个孔距即可。5.1 铣床概述 为了避免数孔距的麻烦和差错，应调整分度盘上的分度叉的夹角, 分度盘上的分度叉按孔距数调节两叉的夹角，即使分度叉间的孔数比需要的孔数多一孔。分度叉受到弹簧的压力，可以紧贴在孔盘上而不致滑动，每次定位销从分度叉的一边缘拔出转插入另一内边缘孔中作定位，然后顺时针转动分度叉，使其左叉紧靠插销，为下一次分度作好准备，每次分度时，只要转动一下分度叉，就能保证转过的孔距准确无误。图520 分度叉应用5.1 铣床概述 角度分度法 角度分度法是简单分度法的另一
38、种变化应用。从分度头的结构可知，分度手柄转40转，分度头主轴带动工件随之转1转，也就是转了360。所以，分度手柄转1转，工件转过9，由此，可得出角度分度法的计算公式： 或 转 式中 n - 分度手柄转数 - 工件所转角度5.1 铣床概述【例题53】利用F11250分度头铣两条互成116的槽，试计算分度手柄转数。解: =116 转 即可取用第二块分度盘，孔眼数为54的孔圈，在手柄转过12转后，再在54孔圈上转过48个孔距（分度叉间48个孔距）。5.1 铣床概述 差动分度 简单分度虽然解决了大部分的分度问题，但有时会遇到工件的等分数Z和40不能相约，如Z=83、Z=127等，此时可采用差动分度法来
39、解决。差动分度时，要松开分度盘的紧固螺钉，在分度头的主轴和挂轮轴之间装上挂轮，如图5-21所示，这样，每次分度时，在转动分度手柄的同时，分度盘以相反或相同的方向转动，则手柄的实际转数将等于手柄相对分度盘的转数与分度盘本身转数的代数和。 5.1 铣床概述5.1 铣床概述 现以工件的等分数83为例进行说明。按简单分度公式 但此时即不能约简，分度盘也没有孔数为83的孔圈，可先选一个与Z相近而又能作简单分度的假定等分数Z0，此例取Z0=80，然后按Z0选择孔圈，并使分度手柄相对分度盘转过 : 显然，手柄多转了 转，其差值可由主轴经挂轮传动分度盘，使其产生微量转动来补偿。 5.1 铣床概述 分度头主轴经
40、挂轮带动分度盘，在每次分度时转过： 化简后得公式 （5-4）式中 Z-所要求的分度数； Z0-选定的分度数；n0 Z1，Z3-主动挂轮的齿数； Z2，Z4-被动挂轮的齿数； 5.1 铣床概述 从式中可知，当Z0-Z0时，挂轮传动比是正值，反之为负值，式中正负号只说明分度盘的转向与分度手柄相反还是相同，采用差动分度时, 分度盘转向极为重要，否则将产生废品，如图5-22所示：5.1 铣床概述 为了满足搭配挂轮的需要，各种型号的分度头均备有一套挂轮。F11250型万能分度头配备的挂轮数值如下:20、25、30、35、40、50、55、60、70、80、90、100。【例题54】已知Z83，求（1）挂
41、轮齿数，（2）手柄转数。解1选择假设等分数Z080，Z0的选择要求接近Z，并能简单分度。按式（5-1）计算手柄的转数： 即每分度一次，分度手柄相对孔盘在30孔的孔圈上转过15个孔距，分度叉之间包括16个孔。5.1 铣床概述2按式（5-4）计算挂轮的齿数： 即主动轮Z140，Z290，从动轮Z380，Z430，负号表示孔盘和分度手柄转向相反。 使用分度头时，还需注意以下几点。（1）在实际工作中，可根据分度头的型号和有关手册来选配挂轮，一般不需自己计算。（2）挂轮、孔圈、孔距调整好后，可先用切痕法检验分度是否正确，待检查分度无误后，才可对工件正式铣削。5.1 铣床概述（3） 分度头中的蜗杆蜗轮之间
42、有间隙,分度时手柄必须始终向一个方向转动,以消除间隙对分度精度的影响。因此，转动手柄时，注意不要转过头，使定位销在预定的孔前停下，然后用手轻敲手柄使定位销落入孔中。如果转过了头，必须退回大半圈，再重新转动。（4） 在分度头上装卸工件时，要锁紧分度头主轴，以免使蜗杆蜗轮受力损坏。（5） 分度时，定位销应慢慢插入分度盘孔内，切勿突然松手，使定位插销自动弹出，以免损坏分度盘的孔眼。（6） 分度时，首先松开主轴紧固手柄，分度后重新固定。但在加工螺旋槽，不需固定。（7） 要保持分度头的清洁，定期润滑，存放时，外露的金属表面涂防锈油。5.1 铣床概述5.1.6 铣床日常维护和安全使用 5.1.6.1 铣床
43、的一级保养 铣床的一级保养内容与要求，见表51。表5-1 铣床的一级保养内容与要求序号部位内容与要求1铣床及表面（1）清洗机床表面及死角，做到漆见本色铁见光（2）消除导轨面的毛刺2主变速箱各定位手柄应无松动3进给箱（1）各变速手柄应无松动（2）调整摩擦片间隙（由机修工进行）5.1 铣床概述4工作台（1）各部位清洗。台面应无毛刺，凸起处应刮平（2）调整导轨斜铁间隙在0.04毫米左右（3）调整丝杠、螺母间隙，消除轴向窜动量5润滑（1）清洗各油管、油毡、油网。要求油路畅通、油毡有效，油标及油窗醒目（2）按规定加油6冷却系统（1）冷却槽应无杂物和铁屑（2）擦拭冷却泵的外表面7电器部分（1）清理电器箱，
44、电器盒内的积油和灰尘（由电工进行）（2）检查各电器的接触点和接线（由电工进行）5.1 铣床概述5.1.6.2 铣床日常维护保养要领（1）经常保持机床的清洁，各导轨面，工作台面和主轴锥孔更要加倍保护，不得有磕碰和拉痕。（2）必须掌握铣床的一级保养内容，并能配合维修工做一些简单的一级保养工作。（3）看懂机床的润滑系统图，了解各润滑部位的润滑方法，并按机床使用说明书的规定对机床进行润滑。润滑工作包括：机床启动前检查应加油部位并加入规定的润滑油；机床启动后要经常观察自动润滑装置的指示油窗，看有没有油流过；油池中的润滑油要定期更换。5.1 铣床概述5.1.6.3 机床安全使用规则（1）工作前先穿好紧袖口
45、的工作服，女工（女生）要戴工作帽。（2）机床启动前必须检查各手炳的位置是否正确，然后开车低速、空载运行两分钟观察是否有异常情况。（3）工作台上不应堆放工件和不必要的工具；安装工件或夹具时，要轻拿轻放避免磕碰台面。（4）在铣削时严禁戴手套操作，或用手直接清除铣刀下面的切削、检查工作表面和测量工件尺寸等。 5.1 铣床概述（5）无特殊说明的变速机构严禁运转中变速。（6）工件刀具和夹具安装要牢固，防止切削时飞出伤人。（7）手柄摇动后一定要拉回空转位置，防止机动时高速旋转伤人。所有扳手必须与螺帽相匹配，防止脱滑伤人，扳手紧固后立即取下，防止开车后摔出或进给时与其他部件相碰。（8）各向运动的限制位置不得
46、任意变更或拆除，并应经常试验其灵敏性。不准任意拆卸改装电器设备，防止电器装置失灵或失控造成危险。（9）在工作中发现机床、刀具或工件有异常情况，应立即停机检查。（10）离开机床应关机，并切断电源。5.2 铣刀5.2.1 铣刀的基础知识 5.2.1.1 铣刀刀齿材料的要求 在铣削加工时，直接参与切削的铣刀刀齿部分要承受切削力、冲击、振动和较高的切削温度，并与工件和切屑之间有较强的摩擦，因此铣刀切削部分的材料应具备以下性能：（1）较高的硬度和耐磨性 刀具材料的耐磨性高，刀具不易磨损，可以延长刀具使用寿命。5.2 铣刀（2）红硬性高 红硬性指的是材料在高温下保持较高硬度的性能。（3）必要的强度和韧性
47、刀具材料的强度高，刀齿不易断裂、损坏；韧性好，刀齿不易崩刃和碎裂。 （4）较好的导热性和抗粘结性 导热性好，散热快，刀具热变形小；抗粘结性，切屑不易粘结在刀齿上，保证切削顺利。（5）较好的工艺性 刀具材料的工艺性好，便于加工成形，尤其是形状复杂的铣刀对材料的工艺性要求高。5.2 铣刀5.2.1.2 铣刀刀齿常用材料 铣刀切削部分常用高速钢、硬质合金等材料，此外也应用涂层刀具材料、新型陶瓷刀具材料、超硬刀具材料。高速钢用于制造形状复杂的低速铣刀，硬质合金用于制造高速铣刀，常用硬质合金有钨钛钴类（YT）和钨钴类（YG），前者用于切削一般钢材，后者用于切削铸铁、有色金属。 铣刀结构有整体式、镶齿式。
48、镶齿铣刀的刀体采用结构钢或合金结构钢，多用于尺寸较大的铣刀，除高速钢材料可做成整体铣刀式外，其他材料（包括高速钢）一般做成镶嵌刀片、焊接或机械装夹在刀体上，采用镶齿结构还便于调整刀具尺寸。5.2 铣刀5.2.1.3 铣刀切削部分几何角度 铣刀是一种多刃刀具，结构比较复杂，但对铣刀的每一个刀齿而言，刀齿部分的几何角度和切削过程与车刀基本相同，如图5-23所示。5.2 铣刀5.2.2 铣刀的种类 根据铣削工作的需要，刀齿布置在圆柱形刀体的不同位置上，构成各种各样的铣刀，以适应不同的加工要求。5.2 铣刀5.2.2.1 圆柱铣刀 圆柱铣刀的刀齿布置在刀体的圆柱面上，用于卧式铣床加工平面，根据刀齿分布
49、形式不同，可分为直齿和螺旋齿，图5-24a）为直齿圆柱铣刀， b）为整体螺旋齿圆柱铣刀，c）为镶齿螺旋齿圆柱铣刀，图中为螺旋角。直齿圆柱铣刀的刀齿与圆柱轴线平行，铣削时，一个刀齿上整个刀齿是同时进入切削或同时离开切削，使切削力同时增大或同时减小，因而引起较大振动，造成切削不平稳，加之排屑不畅，使得加工精度低；螺旋齿圆柱铣刀的刀齿是逐步切入或切离工件，同时参与切削的刀齿多，排屑顺利，所以切削平稳，加工质量好，但加工时会产生较大的轴向力。螺旋齿圆柱铣刀分粗齿铣刀和细齿铣刀，前者刀齿数为810个，用于粗加工，后者有12个以上刀齿，用于精加工。5.2 铣刀5.2.2.2 面铣刀（端铣刀） 面铣刀的刀齿
50、布置在刀体的端面上，用于卧式或立式铣床加工平面，其结构形式有整体式、镶齿式和机夹式，如图525所示。5.2 铣刀5.2.2.3 三面刃铣刀 三面刃铣刀的刀齿布置在刀体的圆柱面和左右端面上，圆柱面上刀刃担任主要切削，端面上刀刃担任修光作用，主要用于卧式铣床加工台阶面、小平面和沟槽。三面刃铣刀的结构有整体式和镶齿式，根据刀齿的排列又可分为直齿、错齿两种，如图5-26所示。直齿三面刃铣刀的每个刀齿同时切入和切离工件，刀刃的整个宽度都同时参与切削，切削力变动大，切削不平稳，但刀具的制造和刃磨方便；错齿三面刃铣刀的相邻刀齿是一齿右斜，另一齿左斜，交错排列，圆柱面上刀齿与刀体轴线倾斜，因此切削平稳，应用广
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