铣削加工的优势和作用

1.铣削加工的特点及应用

在铣床上利用铣刀的旋转和工件的移动对工件进行切削加工，称为铣削加工。铣削是将毛坯固定，用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀，切出需要的形状和特征。传统铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形特征。数控铣床可以进行复杂外形和特征的加工。铣镗加工中心可进行三轴或多轴铣镗加工，用于加工模具、检具、胎具、薄壁复杂曲面、人工假体、叶片等。在选择数控铣削加工内容时，应充分发挥数控铣床的优势和关键作用。

铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工，用成型铣刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般为IT9～IT7，表面粗糙度为Ra6.3～1.6 μm。

通过铣削加工，可以铣削平面、台阶面、成型曲面、螺旋面、键槽、T 形槽、燕尾槽、螺纹、齿形等，如图3-2 所示。

铣削加工一般具有如下几个特点：

①采用多刃刀具加工，刀刃轮替切削，刀具冷却效果好，耐用度高。

② 铣削加工生产效率高、加工范围广，在普通铣床上使用各种不同的铣刀可以完成加工平面（平行面、垂直面、斜面）、台阶、沟槽（直角沟槽、V 形槽、T 形槽、燕尾槽等特形槽）、特形面等加工任务。加上分度头等铣床附件的配合运用，还可以完成花键轴、螺旋轴、齿式离合器等工件的铣削。

③铣削加工具有较高的加工精度，其经济加工精度一般为IT9～IT7，表面粗糙度Ra 值一般为12.5～1.6 μm。精细铣削精度可达IT5，表面粗糙度Ra 值可达到0.20 μm。

正因为铣削加工具有以上特点，它特别适合模具等形状复杂的组合体零件的加工，在模具制造等行业中占有非常重要的地位。随着数控技术的快速发展，铣削加工在机械加工中的作用越来越重要，尤其是在各种特形曲面的加工中，有着其他加工方法无法比拟的优势。目前，在五坐标数控铣削加工中心上，甚至可以高效率地连续完成整件艺术品的复制加工。

图3-2　铣削加工应用举例

2.铣床

卧式铣床又可分为普通卧式铣床和万能卧式铣床，其中万能卧式铣床应用广泛。它比普通卧式铣床在纵向工作台下多了个转台。下面以万能卧式铣床为例介绍铣床的型号和组成及其作用。

1）万能卧式铣床的型号

如图3-3 所示为X6132 型万能卧式铣床，其中X6132 的字母和数字的含义如下：

X——类别，铣床类；

6——组别，卧式铣床组；

1——型别，万能升降台铣床型；

32——主参数，工作台工作面宽度的1/10，即工作台工作面宽度为320 mm。

图3-3　X6132 型万能卧式铣床示意图

2）万能卧式铣床的组成及其作用

万能卧式铣床由床身、横梁、主轴、升降台、横向工作台、纵向工作台、转台等组成。(www.xing528.com)

（1）床身。用来固定和支撑铣床各部件，其内部装有主轴、主轴变速箱、电气设备及润滑油泵等部件。

（2）横梁。横梁上一端装有吊架，用来支承刀杆，以增强其刚性，减少振动；横梁可沿燕尾轨道移动，以调整其伸出的长度。

（3）主轴。主轴为空心轴，其前端为锥孔，用来安装铣刀或刀轴，并带动铣刀轴旋转。

（4）升降台。升降台可以带动整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工件与铣刀的距离和实现垂直进给，其内部装有进给变速机构。

（5）横向工作台。横向工作台位于升降台上面的水平导轨上，可沿升降台上的导轨做横向移动。

（6）纵向工作台。纵向工作台用来安装工件和夹具，可沿转台上的导轨做纵向移动。

（7）转台。转台可将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度（正、反均为0°～45°），以便铣削螺旋槽等。有无转台是万能卧式铣床与普通卧式铣床的主要区别。

（8）底座。用于支承床身和升降台，其内盛切削液。

3）立式铣床

立式铣床与卧式铣床的主要区别是主轴与工作台面垂直，有的立式铣床的主轴可以在垂直面内左右摆动45°。其他组成部分及运动与万能卧式铣床基本相同。

3.铣削方式

1）周铣和端铣

如图3-4 所示，用刀齿分布在圆周表面的铣刀进行铣削的方式叫作周铣；用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀进行铣削的方式叫作端铣。

与周铣相比，端铣铣平面时较为有利，主要是因为以下几点：

①端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。

② 同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时振动较周铣小。

③端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。

④ 端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。由此可见，端铣法的加工质量较好，生产率较高。所以铣削平面大多采用端铣。但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，且有些形面（如成形面等）不能用端铣。

图3-4　周铣和端铣示意图

2）逆铣和顺铣

周铣有逆铣法和顺铣法之分。逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。这就使得刀刃容易被磨损，并增加加工表面的粗糙度。逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铣则没有上述缺点。但是，顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响。因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同，铣削力忽大忽小，就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。因此，必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置，只能采用逆铣法。另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铣因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀具的磨损，此时，也是以逆铣为妥。