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课题六特形面和球面的铣削§6-1手动进给铣曲面§6-2在回转工作台上铣曲面用成形铣刀铣成形面§6-3铣外球面§6-4§6-3用成形铣刀铣成形面工作任务———铣成形滑板1.了解成形铣刀的相关知识。2.掌握用成形铣刀铣削成形面的方法和步骤。3.掌握成形面的检测方法。本任务要求用成形铣刀完成图所示成形面的铣削。成形滑板工艺分析上图所示成形滑板的廓形曲线的曲率均较小，而直素线较长，所以无法用立铣刀的圆周刃进行加工，而要用专用的成形铣刀在卧式铣床上进行铣削。其加工工艺步骤如下：相关工艺知识———成形铣刀成形铣刀要求其切削刃的截面形状和工件的成形表面完全吻合。成形铣刀为了刃磨后仍然保持原截面形状，其齿形一般为铲齿结构，齿背曲线为阿基米德螺线，前角一般为0°，如图所示。当工件加工余量较大时，应先用普通铣刀粗铣去除大部分余量后，再用成形铣刀精铣。精铣时铣削用量应适当降低。成形铣刀用钝后应及时刃磨，以减少刃磨量，提高刀具的使用寿命。成形铣刀刃磨时只刃磨前面。成形铣刀分为盘形成形铣刀和组合成形铣刀，分别用来铣削较窄和较宽的成形表面。凸、凹圆弧成形铣刀及构造工艺过程1.用划线样板在毛坯表面划出成形表面的加工线，如图所示。2.安装、校正平口钳，装夹、校正工件，用普通铣刀粗铣去除大部分余量，如图a所示。3.用R10mm凹圆弧成形铣刀对成形滑板上的凸圆弧进行精铣，用R8mm凸圆弧成形铣刀对成形滑板上的凹圆弧进行精铣。成形滑板工件的划线成形滑板工件的粗铣与精铣a)粗铣 b)精铣4.检测成形滑板上成形面的廓形。成形面的加工质量主要由成形铣刀的精度来保证，加工精度通过专用检测样板进行检测，如图所示。成形面廓形的检测§6-4铣 外 球 面工作任务———铣削单柄外球面手柄1.了解球面的铣削原理。2.掌握带柄外球面的铣削方法和加工步骤。3.了解球面的检测方法。4.了解其他形状球面的铣削方法。本任务要求完成图所示外球面的铣削。手柄工艺分析上图所示为单柄外球面手柄，球面直径D球=2R球=40mm，柄部直径D=20mm。铣削外球面时，一般均用硬质合金铣刀在立式铣床上用展成法铣削，如图所示。其工艺步骤如下：用硬质合金铣刀采用展成法铣削球面相关工艺知识一、球面的铣削原理1. 球面的特点及铣削加工原理半圆曲线绕其直径回转一周所形成的曲面称为球面。球面具有以下特点：(1)球面上任意一点到其中心 (球心)的距离都相等，这个距离就是球的半径R。(2)任一个平面与球面相截，所得截面图形都是一个圆。(3)任一截形圆的圆心O1是球心O在截面上的投影，截形圆的半径r由球的半径R和球心到截面的距离e的大小决定，如图所示。平面截球的截形圆由图可知：式中r———截形圆的半径，mm；R———球半径，mm；e———球心到截面的距离，mm。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。铣刀回转轴线与工件轴线的交点即球心。2. 球面铣削的基本原则根据上述加工原理，球面铣削的三个基本原则：（1）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。（2）以铣刀刀尖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。（3）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。二、加工外球面用的铣刀外球面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。铣刀及刀头的形状和角度如图所示。铣削球面用的铣刀及刀头a)铣刀 b)刀头三、铣削单柄球面时的相关调整在铣削单柄球面时，铣刀或工件应扳一个角度α，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，应分别通过球面顶点a(回转轴线与球面的交点)和球面与柄的上素线的连接点b，主轴或分度头扳角度的目的就是为了使工件仰起一个起度角α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O，而截形圆的直径 (铣刀直径dc)即为这两点间的线段距离ab，如图所示。单柄球面的铣削原理由图可知：式中rc———铣刀刀尖回转半径，mm；R———球面半径，mm；d———球柄的直径，mm。工艺过程1. 计算分度头起度角α和刀尖回转半径rc2. 安装、 校正分度头调整分度头主轴轴线与工作台面平行及与纵向进给方向平行。安装、调整铣刀盘3. 安装、 调整铣刀盘采用切痕调整法调整铣刀盘刀尖回转半径rc等于计算值 (19.32mm)。即先将刀头装在刀盘上，大体测量一下两刀尖间尺寸，并通过手动回转刀盘，用游标高度卡尺检测两刀尖回转半径是否一致。固定后试铣出一个圆形刀痕，测量圆形刀痕后对刀头进行调整，使刀尖回转直径符合要求。4. 装夹、 校正工件（1）以毛坯端面为基准，以球面半径R值为尺寸，在球面毛坯圆周划线，如图所示。（2）将工件装夹在分度头的三爪自定心卡盘上并用百分表校正，如图所示。（3）用游标高度卡尺划出中心线，与圆周线相交于O点，转动分度头分度手柄使交点转过90°与立铣头主轴相对，如图所示。（4）按计算值精确调整分度头起度角α(15°)，如图所示。划球心距端面位置线整分度头起度角划出球心位置（O点）安装、校正工件5. 对中心在铣床主轴锥孔内插入一顶尖，将尖端对准中心O点后，先降下工作台，然后将工作台纵向移动距离S，即可对中。由图b可知：S=Rsinα式中R———球面半径，mm；α———工件倾斜角度，(°)。故工作台只要沿纵向移动距离S=Rsinα=20mm×sin15°≈5.18mm，铣刀盘回转轴线即可通过球心。主轴对中心6. 球面的铣削对好中心后，锁紧工作台纵向、横向紧固手柄，装上铣刀盘，启动机床主轴，利用垂直进给调整切深，转动分度头手柄带动工件铣削。外球面的铣削过程a)利用垂直进给调整切深 b)粗铣后检测球面直径 c)根据余量采用分层补充进刀7. 检测球面的尺寸精度用游标卡尺或千分尺直接测量，如图所示。检测尺寸精度形状精度用检测样板检测。检测时，应使样板平面通过球面中心，转动工件或样板，利用透光法观察球面与样板曲面的贴合情况，来检测球面加工的形状精度，如图所示。用样板检测形状精度形状精度还可通过目测法检测。通过目测观察加工好的球面的切削纹路，如果切削纹路为交叉网纹，表示球面形状是正确的；若切削纹路为单向，则表明该球面形状不正确，如图所示。表面粗糙度可通过目测法或比较法检测，如图所示。用目测法检测形状精度用比较法检测表面粗糙度

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