平面加工方法和平面加工方案节（中）
时间：2010-12-20
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（三）铣削方式及其合理选用
1.铣削方式的选用
铣削方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动关系。
(1) 周铣法（圆周铣削方式）
周铣法铣削工件时有两种方式，即逆铣与顺铣。铣削时若铣刀旋转切入工件的切削速度方向与工件的进给方向相反称为逆铣，反之则称为顺铣。
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①逆铣如图8-8a所示，切削厚度从零开始逐渐增大，当实际前角出现负值时，刀齿在加工表面上挤压、滑行，不能切除切屑，既增大了后刀面的磨损，又使工件表面产生较严重的冷硬层。当下一个刀齿切入时，又在冷硬层表面上挤压、滑行，更加剧了铣刀的磨损，同时工件加工后的表面粗糙度值也较大。逆铣时，铣刀作用于工件上的纵向分力Ff，总是与工作台的进给方向相反，使得工作台丝杠与螺母之间没有间隙，始终保持良好的接触，从而使进给运动平稳；但是，垂直分力FfN的方向和大小是变化的，并且当切削齿切离工件时，FfN向上，有挑起工件的趋势，引起工作台的振动，影响工件表面的粗糙度。
②顺铣如图8-8b所示，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压、滑行现象；并且垂直分力FfN始终压向工作台，从而使切削平稳，提高铣刀耐用度和加工表面质量;但纵向分力Ff与进给运动方向相同，若铣床工作台丝杠与螺母之间有间隙，则会造成工作台窜动，使铣削进给量不匀，严重时会打刀。因此，若铣床进给机构中没有丝杠和螺母消除间隙机构，则不能采用顺铣。
(2)端铣削方式
端铣有对称端铣、不对称逆铣和不对称顺铣三种方式。
①对称铣削如图8-9a所示，铣刀轴线始终位于工件的对称面内，它切入、切出时切削厚度相同，有较大的平均切削厚度。一般端铣多用此种铣削方式，尤其适用于铣削淬硬钢。
②不对称逆铣如图8-9b所示，铣刀偏置于工件对称面的一侧，它切入时切削厚度最小，切出时切削厚度最大。这种加工方法，切入冲击较小，切削力变化小，切削过程平稳，适用于铣削普通碳钢和高强度低合金钢，并且加工表面粗糙度值小，刀具耐用度较高。
③不对称顺铣如图8-9c所示，铣刀偏置于工件对称面的一侧，它切出时切削厚度最小，这种铣削方法适用于加工不锈钢等中等强度和高塑性的材料。
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2.铣削用量的选择
铣削用量的选择原则是：“在保证加工质量的前提下，充分发挥机床工作效能和刀具切削性能”。在工艺系统刚性所允许的条件下，首先应尽可能选择较大的铣削深度ap和铣削宽度ac；其次选择较大的每齿进给量fz；最后根据所选定的耐用度计算铣削速度vc 。
（1）铣削深度ap和铣削宽度ac的选择
对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量≤8mm，且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精铣余量0.5~2mm以后，应尽可能一次去除多余余量；当余量＞8mm时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应保持以下关系：
d0=(l.l~1.6) ac（mm）
对于圆柱铣刀，铣削深度ap应小于铣刀长度，铣削宽度ac的选择原则与端铣刀铣削深度的选择原则相同。
（2）进给量的选择
每齿进给量fz是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗铣时fz主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，fz主要受表面粗糙度限制。
表8-1 每齿进给量fz的推荐值mm/z
工件材料工件硬度
HBS硬质合金高速钢
面铣刀三面刃铣刀圆柱铣刀立铣刀面铣刀三面刃铣刀
低碳钢<150
150～2000.20～0.40
0.20～0.350.15～0.30
0.12～0.250.12～0.20
0.12～0.200.04～0.20
0.03～0.180.15～0.30
0.15～0.300.12～0.20
0.10～0.15
中、高碳钢120～180
180～220
220～3000.15～0.50
0.15～0.40
0.12～0.250.15～0.30
0.12～0.25
0.07～0.200.12～0.20
0.12～0.20
0.07～0.150.05～0.20
0.04～0.20
0.03～0.150.15～0.30
0.15～0.25
0.10～0.200.12～0.20
0.07～0.15
0.05～0.12
灰铸铁150～180
180～220
220～3000.20～0.50
0.20～0.40
0.15～0.300.12～0.30
0.12～0.25
0.10～0.200.20～0.30
0.15～0.25
0.10～0.200.07～0.18
0.05～0.15
0.03～0.100.20～0.35
0.15～0.30
0.10～0.150.15～0.25
0.12～0.20
0.07～0.12
可锻铸铁110～160
160～200
200～240
240～2800.20～0.50
0.20～0.40
0.15～0.30
0.10～0.300.10～0.30
0.10～0.25
0.10～0.20
0.10～0.150. 20～0.35
0.20～0.30
0.12～0.25
0.10～0.200.08～0.20
0.07～0.20
0.05～0.15
0.02～0.080.20～0.40
0.20～0.35
0.15～0.30
0.10～0.200.15～0.25
0.15～0.20
0.10～0.20
0.07～0.12
含碳量
<0.3%的
合金钢125～170
170～220
220～280
280～3000.15～0.50
0.15～0.40
0.10～0.30
0.08～0.200.12～0.30
0.12～0.25
0.08～0.20
0.05～0.150.12～0.20
0.10～0.20
0.07—0.12
0.05—0.100.05～0.20
0.05～0.10
0.03～0.08
0.025～0.050.15～0.30
0.15～0.25
0.12～0.20
0.07～0.120.12～0.20
0.07～0.15
0.07～0.12
0.05～0.10
含碳量
>0.3%的
合金钢170～220
220～280
280～320
320～3800.125～0.40
0.10～0.30
0.08～0.20
0.06～0.150.12～0.30
0.08～0.20
0.05～0.15
0.05～0.120.12～0.20
0.07～0.15
0.05～0.12
0.05～0.100.12～0.20
0.07～0.15
0.15～0.12
0.05～0.100.15～0.25
0.12～0.20
0.07～0.12
0.05～0.100.07～0.15
0.07～0.20
0.05～0.10
0.05～0.10
工具钢退火状态
36HRC
46HRC
56HRC0.15～0.50
0.12～0.25
0.10～0.20
0.07～0.100.12～0.30
0.08～0.15
0.06～0.12
0.05～0.100.07～0.15
0.05～0.100.05～0.10
0.03～0.080.12～0.20
0.07～0.120.07～0.15
0.05～0.10
铝镁合金95～1000.15～0.380.125～0.300.15～0.200.05—0.150.20～0.300.07～0.20
注：表中小值用于精铣，大值用于粗铣
(3)铣削速度vc的确定
铣削速度的确定可查铣削用量手册，如《机械加工工艺手册》第l卷等
铣刀的选择
(1) 铣刀直径的选择
铣刀直径通常据铣削用量选择，一些常用铣刀的选择方法见表8-2。
表8-2 圆柱、端铣刀直径的选择(参考)mm
名称高速钢圆柱铣刀硬质合金端铣刀
铣削深度ap≤5~8~10≤4~5~6~7~8~10
铣削宽度ac≤70~90~100≤60~90~120~180~260~350
铣刀直径d0≤8080~100100~125≤80100~125160~200200~250320~400400~500
表8-3盘形、锯片铣刀直径的选择mm
切削深度ap≤8~15~20~30~45~60~80
铣刀直径d06380100125160200250
注：如ap、ac不能同时与表中数值统一，而ap （圆柱铣刀）或ac （端铣刀）选择铣刀又较大时，主要应根据ap （圆柱铣刀）或ac (端铣刀)选择铣刀直径。【MechNet】