机械制造技术 模块二 箱体零件加工技术
项目6 箱体类零件加工技术 【核心项目】 如下图6-1所示，为某冲裁模具的凸模，模具寿命为5万件。为了保证与凹模的间隙，须保证刃口尺寸精度。为保证模具的定位精度，须保证4个导向孔的位置精度。
项目6 箱体类零件加工技术 【任务】 1．分析凸模的力学性能要求，选择凸模的材料； 2．根据凸模的结构和使用力学性能要求，选择凸模的毛坯类型； 3．根据凸模材料的使用力学性能要求，确定热处理工艺方法； 4．编制该凸模的加工工艺规程（填写工艺过程卡和加工工艺卡）； 5．操作机床加工该凸模。
项目6 箱体类零件加工技术 【项目1】方铁的加工 方铁的立体图和零件图如图6-2所示，材料为45钢，坯料尺寸为60×55×50。
项目6 箱体类零件加工技术 【任务】 1.根据尺寸精度和表面粗糙度要求确定加工方法； 2.确定方铁的定位装夹方法； 3.确定切削用量参数； 4．编写方铁的加工工艺规程（填写工艺过程卡和加工工艺卡）。 一、教师提问 （1）该铁块长、宽、高的尺寸精度是几级？ (2) 根据尺寸精度和表面粗糙度要求，应选用什么加工方法？ (3) 该铁块各表面之间有什么位置精度要求，如何装夹（定位）来保证平面之间位置精度要求?
项目6 箱体类零件加工技术 二、任务驱动 根据以上提问及分析，利用金工实习所学知识，写出该铁块的加工过程。 ※约需要15分钟，期间教师巡视。鼓励学生相互积极讨论，并与老师探讨 三、教师引领 1．读图 该方铁块为规则零件，以平面加工为主。材料为45钢，选定毛坯的尺寸为60×55×50。长度尺寸50的尺寸精度为IT7级，表面粗糙度各面均为Ra1.6μm，所以B面和B面对面最终加工应该是磨削。宽度55的尺寸精度为IT8级，所以最终加工为精铣。高度尺寸45的尺寸精度为IT9级，所以最终加工也是精铣。平面加工方法的选择详见【知识链接1】。 在形状精度和平面之间的位置精度方面，A面有平面度要求，A面和B面之间有垂直度要求。宽度面对A面和B面有垂直度要求。
项目6 箱体类零件加工技术 2．加工方案 根据以上分析，B面及对面的加工方案为：粗铣→精铣→磨削；A面及对面的加工方案为：粗铣→精铣；宽度两面的加工方案为：粗铣→精铣。 3．定位基准的选择和转换 （1）粗基准的准备 由于方铁六个面均为下料的粗糙面，所以首先必须检查坯料，清理表面粗大毛刺，然后在虎钳上粗铣六个面。 （2）基准的选择 从方铁平面之间位置精度要求分析可知， A面为加工整个方铁的基准面，所以按照基面先行的原则，所以先选顶面（A面的对面）为粗基准，精铣A面，再以A面为基准，精铣顶面。同样，以A面为基准精铣B面，保证垂直度要求。最后以A面和B面为基准精铣宽度面，再以该宽度面为基准，精铣对边面。 方铁加工的基准转换关系如下：顶面→A面→顶面；A面→B面→B面对面；A面和B面→侧面→侧面对面。
项目6 箱体类零件加工技术 4．方块装夹 方块零件为形状规则的中小型零件，一般用机用平口虎钳装夹，用固定钳口和导轨面定位。安装平口虎钳时，首先要对在铣床上进行正确定位找正。详见【知识链接2】。 5．加工工艺路线的拟定 根据以上分析，方铁的加工分三个阶段完成，即：粗铣阶段、精铣阶段和磨削阶段。不难确定该零件的加工工艺路线为：粗铣六个面→顶面为基准精铣A面→A面为基准，精铣顶面→A面为基准，基准精铣B→B面为基准，基准精铣B面对面→以A面和B面为基准精铣侧面→以该测面为基准，精铣对边面→磨削宽度面，保证尺寸50±0.012。
项目6 箱体类零件加工技术 6．确定切削用量，选用铣刀 该方铁块的毛坯尺寸为60×55×50，所以各面的切削余量为5mm。根据粗铣、精铣、磨削选择各工序的切削深度，详见【知识链接1】。选择工序铣削切削速度、磨削速度、进给量，详见【知识链接1】。确定各平面的铣削方法（端铣、周边铣、逆铣、顺铣等），选择合适的铣刀。 7．按要求编写加工工艺规程，填写加工工艺过程卡和加工工艺卡。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 6.1.1 铣削的加工内容 铣削是以铣刀的旋转运动为主运动，工件随工作台上做直线运动为进给运动。通常工件可以随工作台做纵向、横向与垂直3个方向的进给运动。铣削是机械加工中平面加工和曲面加工的主要方法。铣削在铣床上进行，选用不同的铣床和各种铣刀，可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面（如齿形），如图6-3所示。此外，在铣床上还可以进行孔的加工，如孔的钻、镗加工，如图6-4所示。 铣床一般分为粗铣和精铣，加工精度一般为IT9～IT8；表面粗糙度一般为Ra6.3～1.6μm。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 6.1.2 铣削方式 1．周铣和端铣 用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣，用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣(如图6-5所示)。与周铣相比，端铣铣平面时较为有利，因为：⑴ 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。⑵ 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为小。⑶ 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。⑷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，而有些形面（如成形面等）则不能用端铣。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 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，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同，如图6-6所示。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。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 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。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 式中： Vc — 切削速度(m/min) d — 铣刀直径（mm）； 6.1.3 铣削切削用量的选择 与车削加工切削用量一样，铣削切削用量的选用直接与铣削加工质量有关。 1．切削用量 铣削切削用量是指铣削切削速度、进给量、铣削深度（背吃到量）和铣削宽度。铣削用量如6-7所示。 (1) 切削速度 切削速度即铣刀最大直径处的线速度，可由下式计算： 式中： Vc — 切削速度(m/min) d — 铣刀直径（mm）； n — 铣刀每分钟转数（r/min）。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 (2) 进给量ƒO铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。 1）每齿进给量 ƒZ (mm/z)，指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。 2）每转进给量 ƒ ，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。 3） 每分钟进给量Vf ，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为:
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 （3） 背吃刀量(又称铣削深度)ap 铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。 （4） 铣削宽度ac 铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。 铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响最大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响最小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了抑制积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 2．铣削切削用量的选择 铣削用量选择是否合理，直接关系到铣削加工质量和生产效率。铣削用量的选择顺序是：背吃刀量ap→每齿进给量ƒZ→每分钟进给量νf→切削速度νc。切削表面宽度一般尽量一次铣出。粗铣时工件加工余量大，加工精度和表面粗糙度要求不高，在铣刀耐用度及铣削力满足的情况下，为提高切削效率，应选用加大的铣削用量；而精铣时工件余量小，加工精度和表面粗糙度要求高，切削用量的选择主要考虑加工质量。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 （1）切削深度选取 对于端铣刀，切削深度就是铣削深度ap；对于圆柱铣刀周边铣，切削深度是铣削宽度ae。粗铣时，应根据机床动力和工艺系统的刚性，尽量选用大的切削深度。一般铣削钢料时，ap=3～5mm，铣削铸铁时，ap=5～7mm；表面粗糙度为Ra6.3～3.2μm时，留铣削余量0.5～1.0mm一次走刀完成；当工件表面粗糙度要求为Ra1.6～0.8μm时，分粗铣、半精铣、精铣三步铣削，半精铣余量1.5～2mm，精铣余量0.5mm。 （2）进给量选取 粗铣按每齿进给量ƒZ选取，主要考虑切削力和容屑空间大小。半精铣和精铣按每转进给量ƒ选取。主要根据铣床的功率,系统的刚性,和刀具材料和表面粗糙度要求按表6-1和表6-2参考选取。
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺
项目6 箱体类零件加工技术 6.1 铣削加工工艺 （3）铣削速度υc选取 铣削速度越大，单位时间内参与切削的刀齿越多，所以加工质量越高，同时也提高了工作效率。因此在机床功率和系统刚性足够的情况下，总是尽可能采用高的铣削速度。同时，铣削速度还与刀具材料有关，硬质合金铣刀比普通高速钢铣刀铣削速度高得多，所以，用硬质合金铣刀可以得到较高的加工质量。铣削速度根据工件材料硬度，刀具的材料可按表6-3参考选取。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 6.2.1 铣床 铣床种类很多，常用的有卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和数控铣床及铣镗加工中心等。在一般工厂，卧式铣床和立式铣床应用最广，其中万能卧式升降台式铣床，简称万能卧式铣床应用最多，特加以介绍。 1．万能卧式铣床 卧式万能升降台铣床简称万能铣床，如图2.2.7所示，是铣床中应用最广的一种。其主轴是水平的，与工作台面平行。下面以实习中所使用的X6132铣床为例，介绍万能铣床型号以及组成部分和作用。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 X6132万能卧式铣床的主要组成部分及作用： ⑴ 床身 用来固定和支承铣床上所有的部件。电动机、主轴及主轴变速机构等安装在它的内部。 ⑵ 横梁 它的上面安装吊架，用来支承刀杆外伸的一端，以加强刀杆的刚性。横梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其伸出的长度。 ⑶ 主轴 主轴是空心轴，前端有7:24的精密锥孔，其用途是安装铣刀刀杆并带 动铣刀旋转。 ⑷ 纵向工作台 在转台的导轨上作纵向移动，带动台面上的工件作纵向进给。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 ⑸ 横向工作台 位于升降台上面的水平导轨上，带动纵向工作一起作横向进给。 ⑹ 转台 作用是能将纵向工作台在水平面内扳转一定的角度，以便铣削螺旋槽。 ⑺ 升降台 它可以使整个工作台沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工作台面到铣刀的距离，并作垂直进给。 带有转台的卧铣，由于其工作台除了能作纵向、横向和垂直方向移动外，尚能在水平面内左右扳转45°，因此称为万能卧式铣床。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 2．立式升降台铣床 立式升降台铣床，如图6-9所示。其主轴与工作台面垂直。有时根据加工的需要，可以将立铣头（主轴）偏转一定的角度。 3．龙门铣床 龙门铣床属大型机床之一，图6-10为四轴龙门铣床外形图。它一般用来加工卧式、立式铣床不能加工的大型工件。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 6.2.2 铣刀的选用和安装 1．铣刀的种类 按铣刀结构和安装方法可分为带柄铣刀和带孔铣刀。 （1）带柄铣刀 带柄铣刀有直柄和锥柄之分。一般直径小于20mm的较小铣刀做成直柄。直径较大的铣刀多做成锥柄。这种铣刀多用于立铣加工如图6-11所示。 1）端铣刀 由于其刀齿分布在铣刀的端面和圆柱面上，固多用于立式升降台铣床上加工平面，也可用于卧式升降台铣床上加工平面。 2）立铣刀 它是一种带柄铣刀，有直柄和锥柄两种，适于铣削端面、斜面、沟槽和台阶面等。 3）键槽铣刀和T形槽铣刀 它们是专门加工键槽和T形槽的。 4）燕尾槽铣刀 专门用于铣燕尾槽。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 （2）带孔铣刀 带孔铣刀适用于卧式铣床加工，能加工各种表面，应用范围较广。如图6-12所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 1）圆柱铣刀 由于它仅在圆柱表面上有切削刃，固用于卧式升降台铣床上加工平面。 2）三面刃铣刀和锯片铣刀 三面刃铣刀一般用于卧式升降台铣床上加工直角槽，也可以加工台阶面和较窄的侧面等。锯片铣刀主要用于切断工件或铣削窄槽。 3）模数铣刀 用来加工齿轮等。 2．铣刀的规格 铣刀的选用是根据加工要求，按规格选用的，铣刀的规格与尺寸已经标准化，选用时可查阅相关手册，也可根据制造厂商的标准系列选取。 铣刀分为粗齿铣刀和细齿铣刀。粗齿铣刀一般用于平面的粗铣加工，细齿铣刀一般用于平面的半精铣和精铣加工。 表6-5、表6-6、表6-7、表6-8、表6-9是国内某著名的刀具刃具厂提供的高速钢直柄立铣刀系列、卧式圆柱铣刀系列、锥柄立铣刀系列、直齿三面刃铣刀系列和端铣刀系列。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 3．铣刀的选用 （1）铣刀直径的确定 铣刀直径d是铣刀的重要参数，d取大时，刀具齿数可增加，刀杆加粗、刚度大，刀体散热性好，耐用度高，生产效率可提高；但d过大会使切削扭矩增大，切入行程增长。铣刀直径d选择的原则是，在保证刀体刚度的前提下，采用较小直径；而立铣刀刚性差，可按加工情况尽可能选用较大的直径。 （2）铣刀齿数的确定 铣刀齿数根据加工类别和切削用量而定。高速钢圆柱铣刀、锯片铣刀和立铣刀按齿数多少分为粗齿和细齿两种。粗齿铣刀刀齿强度高、散热性好、重磨次数多、容屑量大，因此可以采用较大的切削用量。但工作平稳性差，适用于粗加工；细齿铣刀的特点相反，适用于半精加工和精加工。加工脆性材料也宜采用细齿铣刀。 对于硬质合金铣刀，粗齿适用于钢件粗铣；中齿适用于铣削断续表面的铸铁或钢件连续表面进行粗铣或精铣；而细齿铣刀则适合于在机床功率足够的情况下对铸铁进行粗铣或精铣。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 4．铣刀的安装 （1）孔铣刀的安装 带孔铣刀中的圆柱形、圆盘形铣刀，多用长刀杆安装，如图6-13所示。长刀杆一端有7:24锥度与铣床主轴孔配合，安装刀具的刀杆部分，根据刀孔的大小分几种型号，常用的有 16、 22、 27、 32等。 用长刀杆安装带孔铣刀时要注意： 1)铣刀应尽可能地靠近主轴或吊架，以保证铣刀有足够的刚性；套筒的端面与铣刀的端面必须擦干净，以减小铣刀的端跳；拧紧刀杆的压紧螺母时，必须先装上吊架，以防刀杆受力弯曲。 2)斜齿圆柱铣所产生的轴向切削刀应指向主轴轴承，主轴转向与铣刀旋向的选择见表6-10。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀
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项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀 （2）带柄铣刀的安装 1）锥柄铣刀的安装，如图6-15（a）所示。根据铣刀锥柄的大小，选择合适的变锥套，将各配合表面擦净，然后用拉杆把铣刀及变锥套一起拉紧在主轴上。 2)直柄立铣刀的安装，这类铣刀多为小直径铣刀，一般不超过Ф20mm，多用弹簧夹头进行安装。如图6-15（b）所示。铣刀的柱柄插入弹簧套的孔中，用螺母压弹簧套的端面，使弹簧套的外锥面受压而孔径缩小，即可将铣刀抱紧。弹簧套上有三个开口，故受力时能收缩。弹簧套有多种孔径，以适应各种尺寸的铣刀。
项目6 箱体类零件加工技术 6.2 铣床和铣刀
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 （2）带柄铣刀的安装 1）锥柄铣刀的安装，如图6-15（a）所示。根据铣刀锥柄的大小，选择合适的变锥套，将各配合表面擦净，然后用拉杆把铣刀及变锥套一起拉紧在主轴上。 2)直柄立铣刀的安装，这类铣刀多为小直径铣刀，一般不超过Ф20mm，多用弹簧夹头进行安装。如图6-15（b）所示。铣刀的柱柄插入弹簧套的孔中，用螺母压弹簧套的端面，使弹簧套的外锥面受压而孔径缩小，即可将铣刀抱紧。弹簧套上有三个开口，故受力时能收缩。弹簧套有多种孔径，以适应各种尺寸的铣刀。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 铣床的主要附件有分度头、平口钳、万能铣头、和回转工作台。 6.3.1 分度头 在铣削加工中，常会遇到铣六方、齿轮、花键和刻线等工作。这时，就需要利用分度头分度。因此，分度头是万能铣床上的重要附件。 1．分度头的作用 ⑴ 能使工件实现绕自身的轴线周期地转动一定的角度（即进行分度）； ⑵ 利用分度头主轴上的卡盘夹持工件，使被加工工件的轴线，相对于铣床工作台在向上90°和向下10°的范围内倾斜成需要的角度，以加工各种位置的沟槽、平面等（如铣圆锥齿轮）； ⑶ 与工作台纵向进给运动配合，通过配换挂轮，能使工件连续转动，以加工螺旋沟槽、斜齿轮等。 万能分度头由于具有广泛的用途，在单件小批量生产中应用较多。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 2.分度头的结构 分度头的主轴是空心的，两端均为锥孔，前锥孔可装入顶尖（莫氏4号），后锥孔可装入心轴，以便在差动分度时挂轮，把主轴的运动传给侧轴可带动分度盘旋转。主轴前端外部有螺纹，用来安装三爪卡盘，如图6-16所示。 松开壳体上部的两个螺钉，主轴可以随回转体在壳体的环形导轨内转动，因此主轴除安装成水平外，还能扳成倾斜位置。当主轴调整到所需的位置上后，应拧紧螺钉。主轴倾斜的角度可以从刻度上看出。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 在壳体下面，固定有两个定位块，以便与铣床工作台面的T形槽相配合，用来保证主轴轴线准确地平行于工作台的纵向进给方向。手柄用于紧固或松开主轴，分度时松开，分度后紧固。以防在铣削时主轴松动。另一手柄是控制蜗杆的手柄，它可以使蜗杆和蜗轮联接或脱开（即分度头内部的传动切断或结合），在切断传动时，可用手转动分度的主轴。蜗轮与蜗杆之间的间隙可用螺母调整。 3．分度方法 分度头内部的传动系统如图2.2.16a所示，可转动分度手柄，通过传动机构（传动比1:1的一对齿轮，1:40的蜗轮蜗杆），使分度头主轴带动工件转动一定角度。手柄转一圈，主轴带动工件转1/40圈。 如果要将工件的圆周等分为Z等分，则每次分度工件应转过1/Z圈。设每次分度手柄的转数为n，则手柄转数n与工件等分数Z之间有如下关系：
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 分度头分度的方法有直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法等。这里仅介绍常用的简单分度法。例如：铣齿数Z=35的齿轮，需对齿轮毛坯的圆周作35等分，每一次分度时，手柄转数为： 分度时，如果求出的手柄转数不是整数，可利用分度盘上的等分孔距来确定。分度盘如图6-17b所示，一般备有两块分度盘。分度盘的两面各钻有不通的许多圈孔，各圈孔数均不相等，然而同一孔圈上的孔距是相等的。 分度头第一块分度盘正面各圈孔数依次为24、25、28、30、34、37；反面各圈孔数依次为38、39、41、42、43。 第二块分度盘正面各圈孔数依次为46、47、49、51、53、54；反面各圈孔数依次为57、58、59、62、66。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 按上例计算结果，即每分一齿，手柄需转过 圈，其中1/7圈需通过分度盘（图6-17b）来控制。用简单分度法需先将分度盘固定。再将分度手柄上的定位销调整到孔数为7的倍数（如28、42、49）的孔圈上，如在孔数为28的孔圈上。此时分度手柄转过1整圈后，再沿孔数为28的孔圈转过4个孔距 。 为了确保手柄转过的孔距数可靠，可调整分度盘上的扇形条1、2间的夹角（图6-17b），使之正好等于分子的孔距数，这样依次进行分度时就可准确无误。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 6.3.2 平口虎钳 机床用平口虎钳有非回转式和回转式两种，两者结构基本相同，但回转式平口虎钳底座设有转盘，可绕其轴线在360°范围内任意扳转，平口虎钳外形如图6-18所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 机床用平口虎钳的固定钳口本身精度及其相对于底座底面的位置精度均较高。底座下面带有两个定位键，用以在铣床工作台T形槽定位和连接，以保持固定钳口与工作台纵向进给方向垂直或平行。当加工工件精度要求较高时，安装平口虎钳要用百分表对固定钳口进行校正。 机床用平口虎钳适用于以平面定位和夹紧的中小型工件。按钳口宽度不同，常用的机床用平口虎钳有100，125，136，160，200，250mm等6种规格。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 6.3.3万能铣头 在卧式铣床上装上万能铣头，不仅能完成各种立铣的工作，而且还可以根据铣削的需要，把铣头主轴扳成任意角度。如图2.2.18所示。 万能铣头的底座用螺栓固定在铣床的垂直导轨上。铣床主轴的运动通过铣头内的两对锥齿轮传到铣头主轴上。铣头的壳体可绕铣床主轴轴线偏转任意角度。铣头主轴的壳体还能在铣头壳体上偏转任意角度。因此，铣头主轴就能在空间偏转成所需要的任意角度。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用 6.3.4回转工作台 回转工作台又称圆转台，分手动进给和机动进给两种。以手动进给式（图6-20）应用较多。按工作台直径不同，回转工作台有200，250，320，400，500mm等规格。直径大于250mm的均为机动进给式（图6-20）。机动式回转工作台的结构与手动式基本相同，主要差别在于其传动轴3可通过万向联轴器与铣床传动装置连接，实现机动回转进给，离合器手柄2可改变圆工作台1的回转方向和停止圆工作台的机动进给。 回转工作台主要用于中小型工件的分度和回转曲面的加工，如铣削工件上的圆弧形周、圆弧形槽、多边形工件和有分度要求的槽或孔等。
项目6 箱体类零件加工技术 6.3 铣床附件的使用
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 6.4.1 用机用平口虎钳装夹工件 机用平口虎钳是一种通用夹具。对于中小尺寸、形状规则的工件通常采用机用平口虎钳装夹。平口钳尺寸规格，是以其钳口宽度来区分的。X62W型铣床配用的平口钳为160mm。平口钳用两个T形螺栓固定在铣床上，底座上还有一个定位键，它与工作台上中间的T形槽相配合，以提高平口钳安装时的定位精度。 安装虎钳时，应擦净虎钳底面及铣床工作台面。装夹工件前，应对虎钳进行找正。如图6-21所示，用固定在铣床垂直导轨面上的百分表对虎钳进行找正。将触头压在固定钳口（而不是活动钳口）上，移动工作台，观察百分表指针在钳口全长上摆动量是否相等，若不等则继续调整，直到百分表摆动量相等。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 平口虎钳装夹工件要领如下： （1）将工件的基准面紧贴固定钳口或钳体导轨面上。铣削是铣削力要指向固定钳口，用固定钳口来承受铣削力，如图6-22所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 （2）为使工件基准面紧贴固定钳口，可在活动钳口与工件之间垫一圆棒； （3）为保护钳口、避免夹伤已加工表面，应在工件与钳口间垫一块钳口铁（如铜皮）； （4）工件装夹高度以铣尺寸高出钳口面3mm～5mm为宜，如装夹位置不合适，应在工件下面垫适当的平行垫铁； （5）装夹工件时，应将工件向固定钳口方向轻轻推压，工件夹紧后可用铜锤轻轻敲击工件，使工件紧贴地步垫铁上，最后夹紧工件。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 6.4.2用压板、螺栓安装工件 对于大型工件或平口钳难以安装的工件，可用压板、螺栓和垫铁将工件直接固定在工作台上，如图6-23所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 注意事项： 1）压板的位置要安排得当，压点要靠近切削面，压力大小要适合。粗加工时，压紧力要大，以防止切削中工件移动；精加工时，压紧力要合适，注意防止工件发生变形。 2）工件如果放在垫铁上，要检查工件与垫铁是否贴紧了，若没有贴紧，必须垫上铜皮或纸，直到贴紧为止。 3）压板必须压在垫铁处，以免工件因受压紧力而变形。 4）安装薄壁工件，在其空心位置处，可用活动支撑（千斤顶等）增加刚度。 5）工件压紧后，要用划针盘复查加工线是否仍然与工作台平行，避免工件在压紧过程中变形或走动。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 安装工件时，应擦净工件底面及铣床工作台面。加工之前也必须对工件进行找正。当工件为粗毛坯时，用划线找正的方法找正，如图6-24a所示；当工件的各面为加工过后的平整光滑面时，用直接找正的办法找正, 如图6-24b所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.4 工件安装 6.4.3 专用夹具装夹 当零件的生产批量较大时，可采用专用夹具或组合夹具装夹工件，这样既能提高生产效率，又能保证产品质量。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 6.5.1 铣平面 6.5.1 铣平面 铣平面可以用圆柱铣刀、端铣刀或三面刃盘铣刀在卧式铣床或立式铣床上进行铣削。 1．用圆柱铣刀铣平面 圆柱铣刀一般用于卧式铣床铣平面。铣平面用的圆柱铣刀，一般为螺旋齿圆柱铣刀。铣刀的宽度必须大于所铣平面的宽度。螺旋线的方向应使铣削时所产生的轴向力将铣刀推向主轴轴承方向。圆柱铣刀通过长刀杆安装在卧式铣床的主轴上，刀杆上的锥柄与主轴上的锥孔相配，并用一拉杆拉紧。刀杆上的键槽与主轴上的方键相配，用来传递动力。安装铣刀时，先在刀杆上装几个垫圈，然后装上铣刀，如图6-25a所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 应使铣刀切削刃的切削方向与主轴旋转方向一致，同时铣刀还应尽量装在靠近床身的地方。再在铣刀的另一侧套上垫圈，然后用手轻轻旋上压紧螺母，如图6-25b所示。再安装吊架，使刀杆前端进入吊架轴承内，拧紧吊架的紧固螺钉，如图6-25c所示。初步拧紧刀杆螺母，开车观察铣刀是否装正，然后用力拧紧螺母，如图6-25d所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 操作方法： 根据工艺卡的规定调整机床的转速和进给量，再根据加工余量的多少来调整铣削深度，然后开始铣削。铣削时，先用手动使工作台纵向靠近铣刀，而后改为自动进给；当进给行程尚未完毕时不要停止进给运动，否则铣刀在停止的地方切入金属就比较深，形成表面深啃现象；铣削铸铁时不加切削液（因铸铁中的石墨可起润滑作用；铣削钢料时要用切削液，通常用含硫矿物油作切削液）。 用螺旋齿铣刀铣削时，同时参加切削的刀齿数较多，每个刀齿工作时都是沿螺旋线方向逐渐地切入和脱离工作表面，切削比较平稳。在单件小批量生产的条件下，用圆柱铣刀在卧式铣床上铣平面仍是常用的方法
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 2．用端铣刀铣平面 端铣刀一般用于立式铣床上铣平面，有时也用于卧式铣床上铣侧面。如图6-26所示。 端铣刀一般中间带有圆孔。通常先将铣刀装在短刀轴上，再将刀轴装入机床的主轴上，并用拉杆螺丝拉紧。 用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比，其特点是：切削厚度变化较小，同时切削的刀齿较多，因此切削比较平稳；再则端铣刀的主切削刃担负着主要的切削工作，而副切削刃又有修光作用，所以表面光整；此外，端铣刀的刀齿易于镶装硬质合金刀片，可进行高速铣削，且其刀杆比圆柱铣刀的刀杆短些，刚性较好，能减少加工中的振动，有利于提高铣削用量。因此，端铣既提高了生产率，又提高了表面质量，所以在大批量生产中，端铣已成为加工平面的主要方式之一。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 6.5.2 铣斜面 工件上具有斜面的结构很常见，铣削斜面的方法也很多，下面介绍常用的几种方法。 1）使用倾斜垫铁铣斜面，如图6-27a所示。在零件设计基准的下面垫一块倾斜的垫铁，则铣出的平面就与设计基准面成倾斜位置，改变倾斜垫铁的角度，即可加工不同角度的斜面。 2）用万能铣头铣斜面，如图6-27b所示。由于万能铣头能方便地改变刀轴的空间位置，因此我们可以转动铣头以使刀具相对工作倾斜一个角度来铣斜面。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 2．用端铣刀铣平面 端铣刀一般用于立式铣床上铣平面，有时也用于卧式铣床上铣侧面。如图6-26所示。 端铣刀一般中间带有圆孔。通常先将铣刀装在短刀轴上，再将刀轴装入机床的主轴上，并用拉杆螺丝拉紧。 用端铣刀铣平面与用圆柱铣刀铣平面相比，其特点是：切削厚度变化较小，同时切削的刀齿较多，因此切削比较平稳；再则端铣刀的主切削刃担负着主要的切削工作，而副切削刃又有修光作用，所以表面光整；此外，端铣刀的刀齿易于镶装硬质合金刀片，可进行高速铣削，且其刀杆比圆柱铣刀的刀杆短些，刚性较好，能减少加工中的振动，有利于提高铣削用量。因此，端铣既提高了生产率，又提高了表面质量，所以在大批量生产中，端铣已成为加工平面的主要方式之一。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 3）用角度铣刀铣斜面，如图6-27c所示。较小的斜面可用合适的角度铣刀加工。当加工零件批量较大时，则常采用专用夹具铣斜面。 4）用分度头铣斜面，如图6-27d所示。在一些圆柱形和特殊形状的零件上加工斜面时，可利用分度头将工件转成所需位置而铣出斜面。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 6.5.3 铣键槽 在铣床上能加工的沟槽种类很多，如直槽、角度槽、V形槽、T形槽、燕尾槽和键槽等。现仅介绍键槽、T形槽和燕尾槽的加工： 铣键槽 常见的键槽有封闭式和敞开式两种。在轴上铣封闭式键槽，一般用键槽铣刀加工，如图6-28a所示。键槽铣刀一次轴向进给不能太大，切削时要注意逐层切下。敞开式键槽多在卧式铣床上用三面刃铣刀进行加工，如图6-28b所示。注意在铣削键槽前，做好对刀工作，以保证键槽的对称度。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 若用立铣刀加工，则由于立铣刀中央无切削刃，不能向下进刀，因此必须预先在槽的一端钻一个落刀孔，才能用立铣刀铣键槽。对于直径为3～20mm的直柄立铣刀，可用弹簧夹头装夹，弹簧夹头可装入机床主轴孔中；对于直径为10～50mm的锥柄铣刀，可利用过渡套装入机床主轴孔中。 对于敞开式键槽，可在卧式铣床上进行，一般采用三面刃铣刀加工。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 2、铣T形槽及燕尾槽 T形槽应用很多，如铣床和刨床的工作台上用来安放紧固螺栓的槽就是T形槽。要加工T形槽及燕尾槽，必须首先用立铣刀或三面刃铣刀铣出直角槽，然后在立铣上用T形槽铣刀铣削T形槽和用燕尾槽铣刀铣削成形。但由于T形槽铣刀工作时排屑困难，因此切削用量应选得小些，同时应多加冷却液，最后再用角度铣刀铣出倒角。如图6-29
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项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 6.5.4 铣成形面 如零件的某一表面在截面上的轮廓线是由曲线和直线所组成，这个面就是成形面。成形面一般在卧式铣床上用成形铣刀来加工，如图6-30a所示。成形铣刀的形状要与成形面的形状相吻合。如零件的外形轮廓是由不规则的直线和曲线组成，这种零件就称为具有曲线外形表面的零件。这种零件一般在立式铣床上铣削，加工方法有：按划线用手动进给铣削；用圆形工作台铣削；用靠模铣削，如图6-30b所示。 对于要求不高的曲线外形表面，可按工件上划出的线迹移动工作台进行加工，顺着线迹将打出的样冲眼铣掉一半。在成批及大量生产中，可以采用靠模夹具或专用的靠模铣床来对曲线外形面进行加工。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 6.5.5 铣齿形 齿轮齿形的加工原理可分为两大类：展成法（又称范成法），它是利用齿轮刀具与被切齿轮的互相啮合运转而切出齿形的方法，如插齿和滚齿加工等；成形法（又称型铣法），它是利用仿照与被切齿轮齿槽形状相符的盘状铣刀或指状铣刀切出齿形的方法，如图6-31所示。在铣床上加工齿形的方法属于成形法。铣削时，常用分度头和尾架装夹工件，如图6-32所示。可用盘状模数铣刀在卧式铣床上铣齿（图6-31a），也可用指状模数铣刀在立式铣床上铣齿（图6-31b）。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 圆柱形齿轮和圆锥齿轮，可在卧式铣床或立式铣床上加工。人字形齿轮在立式铣床上加工。蜗轮则可以在卧式铣床上加工。卧式铣床加工齿轮一般用盘状铣刀，而在立式铣床上则使用指状铣刀。 成形法加工的特点是： 1）设备简单，只用普通铣床即可，刀具成本低； 2）由于铣刀每切一齿槽都要重复消耗一段切入、退刀和分度的辅助时间，因此生产率较低； 3）加工出的齿轮精度较低，只能达到11～9级。这是因为在实际生产中，不可能为每加工一种模数、一种齿数的齿轮就制造一把成形铣刀，而只能将模数相同且齿数不同的铣刀编成号数，每号铣刀有它规定的铣齿范围，又每号铣刀的刀齿轮廓只与该号范围的最小齿数齿槽的理论轮廓相一致，对其它齿数的齿轮只能获得近似齿形。
项目6 箱体类零件加工技术 6.5 铣削加工技术 根据同一模数而齿数在一定的范围内，可将铣刀分成8把一套和15把一套的两种规格。8把一套适用于铣削模数为0.3～8的齿轮；15把一套适用于铣削模数为1～16的齿轮，15把一套的铣刀加工精度较高一些。铣刀号数小，加工的齿轮齿数少，反之刀号大，能加工的齿数就多。 根据以上特点，成形法铣齿一般多用于修配或单件制造某些转速低、精度要求不高的齿轮。在大批量生产中、或精度要求较高的齿轮，都在专门的齿轮加工机床加工。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 1.工作前，必须穿好工作服（军训服），女生须戴好工作帽，发辫不得外露，在执行飞刀操作时，必须戴防护眼镜。 2.工作前认真查看机床有无异常，在规定部位加注润滑油和冷却液。 3.开始加工前先安装好刀具，再装夹好工件。装夹必须牢固可靠，严禁用开动机床的动力装夹刀杆、拉杆。 4.主轴变速必须停车，变速时先打开变速操作手柄，再选择转速，最后以适当快慢的速度将操作手柄复位。复位时速度过快，冲动开关难动作；太慢易达启动状态易于损坏啮合中的齿轮。 5.开始铣削加工前，刀具必须离开工件，并应查看铣刀旋转方向与工件相对位置是顺铣还是逆铣，通常不采用顺铣，而采用逆铣。若有必要采用顺铣，则应事先调整工作台的丝杆螺母间隙到合适程度方可铣削加工，否则将引起“扎刀”或打刀现象。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 6.在加工中，若采用自动进给，必须注意行程的极限位置；必须严密注意铣刀与工件夹具间的相对位置。以防发生过铣、撞铣夹具而损坏刀具和夹具。 7.加工中，严禁将多余的工件、夹具、刀具、量具等摆在工作台上。以防碰撞、迭落，发生人身、设备事故。 8.机床在运行中不得擅离岗位或委托他人看管。不准闲谈、打闹和开玩笑。 9.两人或多人共同操作一台机床时，必须严格分工，分段操作，严禁同时操作一台机床。 10.中途停车测量工件，不得用手强行刹住惯性转动着的铣刀主轴。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 11.铣后的工件取出后，应及时去毛刺，防止拉伤手指或划伤堆放的其它工件。 12.发生事故时，应立即切断电源，保护现场，参加事故分析，承担事故应负的责任。 13.工作结束应认真清扫机床、加油，并将工作台移向立柱附近。 14.打扫工作场地，将切屑倒入规定地点。 15.收拾好所用的工、夹、量具，摆放于工具箱中，工件交检。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 【项目1训练】写出如图6-33方铁加工工艺过程，编写工艺过程卡和机械加工工艺卡。并在机床上加工该方铁。 考核要求及评分标准： 1. 能正确编写工艺过程卡、机械加工工艺卡，内容完整正确（25分）； 2．会安装刀具，装夹（找正）工件，安全正确操作机床（25分）； 3. 尺寸精度、表面粗糙度达到要求；（30分）； 3．会使用量具（包括尺寸测量和表面粗糙度测量）（10分）； 4．自觉遵守劳动纪律和《铣工安全技术守则》，自觉做到7S（10分）
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 【项目2】模具模架导柱孔的加工 完成如图6-33所示的冲压模具模架导柱孔2-φ32H8通孔加工。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 【任务】 1.分析导柱孔2-φ32H8尺寸精度和位置精度要求对模具的影响； 2.确定孔的加工方法和保证孔距精度的加工方法； 3.确定孔加工的切削用量参数； 4．编写整个模板的加工工艺规程（填写工艺过程卡和加工工艺卡）。 一、教师提问 1．如何保证孔与孔的位置精度、孔与铁块的位置关系； 2．孔的要分几个加工阶段，分别在什么机床上加工； 3．零件如何装夹，如何找正。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 二、任务驱动 根据前面所学的知识，写出该铁块的加工过程，重点突出如何保证孔。 ※约需要15分钟，期间教师巡视。鼓励学生相互积极讨论，并与老师探讨 二、教师引领 1．导柱孔位置精度分析 模具在冲压零件时，上、下模具受到很大的压力，为使两模座水平位置保持不动，因此上、下模架用导柱和孔进行配合。所以，必须保证两导柱孔2-φ32H8尺寸精度和位置精度49±0.03。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 2．加工阶段 在加工孔之前必须完成铁块的加工。即必须加工好铁块的六个面，是铁块六个面达到尺寸精度和表面粗糙度。加工方法参照【项目1】方铁的加工。然后进行两个导柱孔的加工。 3．导柱孔的加工 非回转体零件孔的加工一般在钻床上先钻孔。单个孔的加工方法根据孔的精度要求是：划线→钻→扩→铰（镗）。但多空（孔系）的加工除了要保证孔的尺寸精度和表边粗糙度要求外，还必须保证孔与孔之间的位置精度，所以孔系的加工方法：划线→钻→扩→镗孔。最后利用镗孔的方法来保证孔与孔之间的位置精度。 综上，本项目模板的加工路线为：划线→钻→扩→镗孔。
项目6 箱体类零件加工技术 6.6 铣工安全技术守则 4．工件的装夹 由于工件毛坯为长方形，且加工内容为通孔。结合车间现有夹具设备，可以采用平口钳装夹工件。铣削时应在铣床上对虎钳找正，钻孔扩孔时应在钻床上对虎钳找正，而镗孔时，除了对虎钳找正外，还应对工件找正。装夹时注意垫铁要避开孔位且足够高。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 6.7.1 钻削加工内容 非旋转体零件孔的加工在钻床上进行，其加工方法与轴类零件轴向孔的加工方法基本一致。在钻床上采用不同的刀具，可以完成钻钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、锪孔和锪平面等，如图6-34所示。在钻床上钻孔精度低，但也可通过钻孔----扩孔----铰孔加工出精度要求很高的孔（IT6～IT8，表面粗糙度为1.6～0.4μm），还可以利用夹具加工有位置要求的孔系。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 1．钻孔 钻削加工使用的钻头是定尺寸刀具，按其结构特点和用途可分为扁钻、麻花钻、深孔钻和中心钻等，钻孔直径为0.1～100mm，钻孔深度变化范围也很大。普通加工通常使用麻花钻。 标准麻花钻如图6-35所示，由柄部、颈部和工作部分组成。柄部是钻头的夹持部分， 钻孔时用于传递转矩。麻花钻的颈部凹槽是磨削钻头柄部时的砂轮退刀槽，槽底通常刻有钻头的规格及厂标。麻花钻的工作部分是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成。切削部分担负着切削工作，由两个前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃及一个横刃组成。导向部分 是当切削部分切入工件后起导向作用，也是切削部分的备磨部分。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 麻花钻钻孔注意事项： 1）找正和引导方式：单件小批：按划线位置钻孔。批量生产：采用专用钻床夹具利用钻套引导。 2）钻深孔 当孔的深度超过孔径三倍时，钻孔时要经常退出钻头及时排屑和冷却。 3）在硬材料上钻孔 钻孔速度不能过高，手动进给量要均匀，特别是孔将要钻透时，应注意适当降低速度和进给量。 4）钻削较大的孔 当钻孔直径较大（通常＞30mm）时，应分两次钻削。 5）钻高塑性材料上的孔 在塑性好、韧性高的材料上钻孔时，断屑常成为影响加工的突出问题。可通过降低切削速度、提高进给量及时退出钻头排屑和冷却等措施加以改善。 6）在斜面上钻孔 易使钻头引偏，造成孔轴线歪斜。可先锪出平面后再进行钻孔，或采用特殊钻套来引导钻头。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 2．扩孔 扩孔常用于已铸出、锻出或钻出孔的扩大。扩孔可作为铰孔、磨孔前的预加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工。扩孔比钻孔的质量好，生产效率高。扩孔对铸孔、钻孔等预加工孔的轴线的偏斜，有一定的校正作用。扩孔精度一般为IT10左右，表 面粗糙度Ra值可达6.3～3.2μm。 扩孔可以校正孔的轴线偏差，并使其获得较正确的几何形状与较低的表面粗糙度。扩孔精度一般为IT10，表面粗糙度Ra为6.3μm。扩孔可作为孔加工的最后工序，也可作为铰孔前的准备工序。扩孔加工余量为0.5～４mm。 扩孔钻的形状与麻花钻相似，所不同的是：扩孔钻有3～4个主切削刃和刃带，故导向性好，切削平稳；无横刃，消除了横刃的不利影响，改善了切削条件；切削余量较小，容屑槽小，使钻心较粗，刚性较好；切削时可采用较大的切削用量。故扩孔的加工质量和生产效率都高于钻孔。扩孔钻及其应用如图6-36所示
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 3．铰孔 铰孔是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小表面粗糙度值的方法。它适用于孔的半精加工及精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。铰孔精度一般为IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm ，精细铰尺寸公差等级最高可达IT6，表面粗糙度Ra值为1.6～0.4μm。 铰孔的加工质量高是因为铰刀本身的结构及良好的切削条件所决定的。在铰刀的结构方面：铰刀的实心直径大，故刚性强，在铰削力的作用下不易变形，对孔的加工能保持较高的尺寸精度和形状精度；铰刀的刀齿多，切削平稳，同时导向性好，能获得较高的位置精度。在切削条件方面：加工余量小，粗铰为0.15～0.25mm，精铰为0.05～0.25mm，
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 因此铰削力小，每个刀齿的受力负荷小、磨损小； 用低的切削速度（手铰），避免了积屑瘤，加上使用 适当的冷却润滑液，使铰刀得到冷却，减少了切削热 的不利影响，并使铰刀与孔壁的摩擦减少，降低了表 面粗糙度，故表面质量高。手铰刀、机铰刀如图 6-37所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 1.2 钻床的使用 钻床的主要类型有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床以及专门化钻床等。 1.立式钻床 立式钻床又分为圆柱立式钻床、方柱立式钻床和可调多轴立式钻床三个系列。如图6-38所示，为一方柱立式钻床，其主轴是垂直布置的，在水平方向上的位置固定不动 必须通过工件的移动，找正被加工孔的位置。立式钻 床生产率不高，大多用于单件小批量生产加工中小型工件。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工 2．摇臂钻床 摇臂钻床有一个能绕立柱回转的摇臂，摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动，同时主轴箱还能在摇臂上作横向移动，如图6-39所示。由于摇臂钻床结构上的这些特点，操作时能很方便地调整刀具的位置，以对准被加工孔的中心，而不需移动工件来进行加工。因此，适用于在一些笨重的大工件以及多孔的工件的加工，它广泛地应用于单件和成批生产中。
项目6 箱体类零件加工技术 6.7 钻削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 镗削加工 镗削加工是在镗床上对已有孔进行扩大孔径并提高孔加工质量的加工方法。镗削可以加工直径较大的孔，精度较高，而且可以提高孔与孔之间的同轴度、垂直度、平行度及孔距的精度。 6.8.1 镗削的加工内容 镗削加工的工艺范围较广，它可以镗削单孔或孔系，锪、铣平面，镗盲孔及镗端面等，如图2.2.39所示。机座、箱体、支架等外形复杂的大型工件上直径较大的孔，特别是有位置精度要求的孔系，常在镗床上利用坐标装置和镗模加工。镗孔精度为IT7～IT6级，孔距精度可达0.015mm,表面粗糙度值Ra为1.6～0.8μm。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2.2 镗床 镗床可分为卧式镗床、坐标镗床和精镗床等。 1．卧式镗床 卧式镗床由床身、主轴箱、工作台、平旋盘和前、后立柱等组成，如示意图2.2.40所示。卧式镗床的工艺范围非常广泛，图2.2.39所示的加工都可以在卧式镗床上进行。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2．坐标镗床 坐标镗床是具有精密坐标定位装置的镗床，用于镗削尺寸、形状和位置精度要求较高的孔系。坐标镗床是一种高精度机床，刚性和抗振性很好，还具有工作台、主轴箱等运动部件的精密坐标测量装置，能实现工件和刀具的精密定位。所以，坐标镗床加工的尺寸精度和形位精度都很高。主要用于单件小批生产条件下对夹具的精密孔、孔系和模具零件的加工，也可用于成批生产时对各类箱体、缸体和机体的精密孔系进行加工。 1）单柱坐标镗床 其结构形式如图2.2.41所示。 2）双柱坐标镗床 如图2.2.42所示。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2.3 镗刀 镗刀是指在镗床上用以镗孔的刀具。镗刀由镗刀头和镗刀杆及夹紧装置组成，镗刀头结构和几何参数与车刀相似。在镗床上镗孔时，工件固定在工作台上做进给运动，镗刀固定在镗刀杆上与机床主轴做回转运动。镗刀可分为单刃镗刀、双刃镗刀和浮动镗刀。 1.单刃镗刀 图2.2.43a所示的单刃镗刀为镗盲孔用的盲孔镗刀，图2.2.43b所示的单刃镗刀为镗通孔用的通孔镗刀
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项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2.双刃镗刀 双刃镗刀就是镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参与切削，切削时可以消除径向切削力对镗杆的影响，工件孔径的尺寸精度由镗刀来保证。双刃镗刀分为固定式和浮动式两种。固定式镗刀块及其安装如图2.2.44所示。 3.浮动式镗刀 结构如图2.2.45示。其镗刀块以间隙配合装入镗杆的方孔中，无需夹紧，而是靠切削时作用于两侧切削刃上的切削力来自动平衡定位，因而能自动补偿由于镗刀块安装误差和镗杆径向圆跳动所产生的加工误差。用该镗刀加工出的孔径精度可达IT7～IT6表面粗糙度Ra为1.6～0.4μm。缺点是无法纠正孔的直线度误差和相互位置误差。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 在镗削加工中，镗杆的选择非常的重要，镗杆大小的选择一般情况下不能小于所镗孔径的75%。如果过小，则在加工中容易产生振动，表面出现振纹。如果过大，则可加工范围变小，不利于排屑。 2.4 镗削切削用量的选择 镗削内孔可以看作是车削内孔，因此，镗削的切削用量基本与车削切削用量基本相似。 1．切削深度 镗刀的加工量可大可小，主要决定于镗刀刀刃长短、镗刀杆刚性。粗加工吃刀量为1mm～5mm为宜，半精加工吃刀量为0.2mm～1mm为宜，精加工加工量为0.05mm～0.2mm为宜。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2．镗削速度V的选择 镗削通常情况下速度V：高速钢为5m/min～8m/min，硬质合金为15m/min～25m/min。 3．每分进给量F的选择 F(mm/min)＝S（r/min）×f（mm/r） S(r/min)＝1000×V／(π×D) (r/min) 由以上关系式可知：主轴转数S确定的前提下，每分进给量F的大小主要决定于每转进给量f（mm/r）的大小，镗刀刀刃材料与每转进给量f的参考推荐值如下表2.2.12。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2.5 平行孔系的加工 平行孔系是平板类或箱体类零件轴线相互平行的孔系。平行孔系的加工主要是保证孔轴线间的距离尺寸精度、平行度，孔轴线与基准面之间的距离尺寸精度等，如图2.2.32项目二所示的模板孔。 在平板类或箱体类零件表面钻孔时，必须先将孔的两端面加工完毕。 根据加工精度的要求不同，生产中常用以下几种加工方法。 1．划线找正法 在平板类或箱体类零件表面钻孔时，根据图样要求在平板类或箱体类零件表面划出孔的中心位置，然后在摇臂钻床上按线钻孔。划线钻孔加工位置精度较低，孔距精度一般在±0.3～±0.5。为了进一步提高孔距位置精度，必须在镗床上进一步进行找正加工。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 2．心轴和块规找正法 如图2.2.46所示，将精密心轴分别插入镗床主轴孔和已加工孔中，然后组合一定尺寸的量块来找正主轴的位置。采用这种方法孔距尺寸精度可达±0.03～±0.05适用于单件小批生产。 3．通用机床坐标加工法 在工具铣床、钻铣床或镗床上利用千分表、块规或数显装置等工具提高工作台移动精度。如图2.2.47所示，为在工具铣床上加工加工模板孔的示例。加工前模板六个面必须达到要求，工件沿工作台X和Y运动方向及平面平行方向找正，刀具与机床主轴同心，先加工好起始孔，然后按下一个加工孔的位置用块规和千分表找位，按坐标以此加工各孔，加工精度可达±0.01mm。移动时应注意沿同一方向顺次移动，避免往复移动造成误差。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 4．坐标镗床镗削加工 为了进一步提高孔距精度，需要采用专用坐标镗床，在坐标镗床上加工孔系。为此，工件在加工前不但要在机床上定位，而且还要将孔系间各孔按照基准面转换为直角坐标系或极坐标再进行加工，如图2.2.48所示。 用坐标镗床加工的孔距精度可达±0.01～±0.005。 5．镗模法 在成批大量生产中，一般采用专用镗床夹具（镗模）加工，其孔距和同轴度由镗模保证。如图2.2.49所示，工件装夹在镗模上，镗杆支承在前后镗套的导向孔中，由镗套引导
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 4．坐标镗床镗削加工 为了进一步提高孔距精度，需要采用专用坐标镗床，在坐标镗床上加工孔系。为此，工件在加工前不但要在机床上定位，而且还要将孔系间各孔按照基准面转换为直角坐标系或极坐标再进行加工，如图2.2.48所示。 用坐标镗床加工的孔距精度可达±0.01～±0.005。 5．镗模法 在成批大量生产中，一般采用专用镗床夹具（镗模）加工，其孔距和同轴度由镗模保证。如图2.2.49所示，工件装夹在镗模上，镗杆支承在前后镗套的导向孔中，由镗套引导镗杆在工件的正确位置上镗孔。用镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动夹头浮动连接，保证孔系的加工精度不受机床精度的影响。
项目6 箱体类零件加工技术 6.8 镗削加工 【项目2训练】完成如图2.2.32所示的冲压模具模架导柱孔2-φ32H8通孔加工。 写出加工工艺过程，编写工艺过程卡和机械加工工艺卡。并在机床上加工该模架。 考核要求及评分标准： 1. 能正确编写工艺过程卡、机械加工工艺卡，内容完整正确（15分）； 2．会安装刀具，装夹（找正）工件，安全正确操作机床（15分）； 3．正确选择导保证柱孔2-φ32H8孔的加工精度和孔距精度加工方法（25分）； 3. 尺寸精度、表面粗糙度达到要求；（25分）； 3．会使用量具（包括尺寸测量和表面粗糙度测量）（10分）； 4．自觉遵守劳动纪律和《铣工安全技术守则》，自觉做到7S（10分）。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 3.1 平面磨削 1．平面磨床 当平面的表面粗糙度和尺寸精度要求较高时，往往需要对平面进行磨削。磨平面是在平面磨床进行的。常用的平面磨床有卧轴、立轴矩台磨床和卧轴、立轴圆台平面磨床。主运动都是砂轮的高速旋转，进给运动是砂轮、工作台的移动。如图2.2.50是常用的卧轴矩台平面磨床。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 2．平面磨削方法 平面磨削有两种方式：周磨和端磨。 周磨：利用砂轮的圆周面进行磨削。工件与砂轮的接触面积小，发热少，排屑与冷却情况好，因此加工精度高，但生产率低，在单件小批生产中应用较广。如图2.2.51所示。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 端磨：利用砂轮的端面进行磨削。砂轮轴立式安装，刚性好，可采用较大的切削用量，而且砂轮与工件的接触面积大，故生产率高。但精度较周磨差，磨削热较大，切削液进入磨削区较困难，易使工件受热变形，且砂轮磨损不均匀，影响加工精度。如图2.2.52所示。 平面磨削常作为刨削或铣削后的精加工，特别是用于磨削淬硬工件，以及具有平行表面的零件（如滚动轴承环、活塞环等）。经磨削两平面间的尺寸公差等级可达IT6～IT5级，表面粗糙度Ra值为0.8～0.2μm。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 3.2 平面研磨 平面研磨的原理和作用与外圆内圆研磨基本一样，研磨一般在磨削之后进行。平面研磨主要用来加工小型精密平板、平尺、块规以及其它精密零件的表面。单件小批生产一般用手工研磨，大批大量生产多用机器研磨。 研磨平面的研具主要有带槽的平板和光滑的平板。带槽的平板用于粗研；光滑的平板 用于精研。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 研磨时，在平板上涂以适当的研磨剂，工件沿平板的全部表面以8字形或直线相结合的运动轨迹进行研磨，目的是使磨料不断在新的方向起研磨作用。如图2.2.53（a）所示。 研磨小而硬的工件或粗研时，用较大的压力、低的速度；反之，则用较大的压力、较快的速度。 研磨后两平面之间的尺寸公差等级可达IT5～3,表面粗糙度Ra值为0.1～0.008μm。研磨还可以提高平面的形状精度，对于小型平面研磨还可减小平行度误差。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 3.3 平面刮研 刮削是使用刮刀从已加工表面刮去很薄一层金属的操作，分为手工刮研如图2.2.53（b）和机床宽刃刮研如图2.2.53（c）。常在精刨和精铣的基础上进行，刮削余量一般约为0.05mm～0.4mm。其加工精度可达IT7，表面粗糙度Ra值达1.25～0.04μm刮削后的表面形成比较均匀的微浅凹坑，可储存润滑油，使滑动配合面减小摩擦，提高工件的耐磨性。刮削方法简单，不需要复杂的设备和工具，但是刮削是手工操作，其生产率低，劳动强度大。 刮削常用于单件小批生产和维修中，刮削未淬硬、要求高的固定联接平面、导轨面及大型精密平板和直尺等。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 3.4 平面抛光 抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮、平整表面的加工手段。当对零件表面只有粗糙度要求，而无严格的精度要求时，抛光是较常用的光整加工手段。对各种工件的平面进行抛光的光整加工称为平面抛光。 抛光所用的工具是在圆周上粘着涂有细磨料层的弹性轮或砂布，弹性轮材料用得最多的是毛毡轮，也可用帆布轮、棉花轮等。抛光材料可以是在轮上粘结几层磨料（氧化铬或氧化铁），粘结剂一般为动物皮胶、干酪素胶和水玻璃等，也可用按一定化学成分配制的抛光膏。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 抛光一般可分为两个阶段进行：首先是“抛磨”，用粘有硬质磨料的弹性轮进行，然后是“光抛”，用含有软质磨料的弹性轮进行。 抛光剂中含有活性物质，故抛光不仅有机械作用，还有化学作用。在机械作用中除了用磨料切削外，还有使工件表面凸锋在力的作用下产生塑性流动而压光表面的作用。 弹性轮抛光不容易保证均匀地从工件上切下切屑，但切削效率并不低，每分钟可以切下十分之几毫米的金属层。抛光经常被用来去掉前工序留下的痕迹，或是打光已精加工的表面，或者是做为装饰镀铬前的准备工序。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 3.5 高速铣削加工 高速铣削加工是近年来发展起来的一门重要现代加工技术。在普通切削加工中，随着切削速度的增加，切削温度和切削力随之增加。但当切削速度增加到一定临界速度时，切削温度和切削力反而下降。由此提出高速切削加工的概念。因此，高速切削是指切削速度高于临界切削速度的切削加工。不同的材料，其临界切削速度不同。对于钢和铸铁，高速铣削是切削速度大于305m/min铣削加工。高速铣的高速切削速度由高速主轴转速来达到，比如高速数控铣床的主轴速度可达20000r/min以上。此外，高速铣可以有很高的进给速度，可达20000～60000mm/min。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 与常规切削加工相比，高速铣有以下优点： （1）单位时间内切除的金属材料多，因此，切削效率高； （2）由于主轴刀具高速旋转，单位时间内参与切削的刀刃较多，每个刀刃的切削余量很小，所以极大提高零件表面质量。因此，高速铣削可以取代磨削，达到较低的表面粗糙度值； （3）由于高速铣削时切削力大大降低，大部分切削热被切屑带走，因此工件变形大为减少； （4）高速切削可以加工淬硬钢，极大提高紧密零件加工效率； （5）高速切削极高的主轴转速，机床运转的激振频率远高于工艺系统的固有频率，因此，机床振动较小，工作平稳，有利于提高零件的加工质量；
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 （6）由于高速加工时，切削温度较低，单位切削力较小，因此，刀具耐用度得到提高。 高速铣削加工一般在数控高速铣床上加工。高速数控铣床的主轴转速范围为10000～100000r/min，并具有快速升速、快速停转的性能，因此它具有与普通机床相比优越的结构和性能。如图2.2.41为某高速数控铣床。 此外，高速铣削对刀具的安装和刀具材料有较高要求。刀具主轴定位精度可达0.001mm。在高速旋转离心力作用下，刀具夹紧锁定必须更为可靠，其径向跳动不超过0.005mm。用于高速铣的刀具材料主要有硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石等。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 【核心项目】 如下图2.2所示，为冲压模具的冲孔凹模，模具寿命为5万件。为了保证与凸模的间隙，须保证刃口尺寸精度。为保证模具的定位精度，须保证4个导向孔的位置精度 【任务】 1．分析凸模的力学性能要求，选择凸模的材料； 2．根据凸模的结构和使用力学性能要求，选择凸模的毛坯类型； 3．根据凸模材料的使用力学性能要求，确定热处理工艺方法； 4．编制该凸模的加工工艺规程（填写工艺过程卡和加工工艺卡）； 5．操作机床加工该凸模。
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项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 教师引领： 一、技术要求分析 1．工件的材料选择 该凹模是冲裁模的凹模，在冲压过程中需要承受较大的冲击力，而且批量生产量较大。因此，要求材料具有高硬度、高耐磨性，足够的强度和韧性，并要求热处理变形小。且模具尺寸较小。综上分析，该凹模可以采用常用模具钢CrWMn。CrWMn是低变形冷作模具钢淬硬性和淬透性好，淬火开裂、变形小。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 2．毛坯选择 由于凹模在冲压过程中需要承受较大的冲击力，因此，需要有较高的力学性能要求。因此需要选用锻件毛坯。可以用自由锻锻造获得方块毛坯。 3．热处理安排 由于锻造毛坯比较难切削加工，所以在粗加工之前，锻造毛坯需要进行正火热处理；冲裁模要求高硬度、高耐磨性、韧性，硬度要求在 HRC58-64。因此，模板在精加工之前进行淬火，然后进行低温回火，以保证硬度要求。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 4．精度分析 为了保证凹模凸模的间隙和相互位置关系，必须保证4个φ10孔的尺寸精度（尺寸精度为IT7级），特别是相互位置精度66±0.05。刃口尺寸和尺寸精度分别为IT8级和IT7级。尺寸90±0.05、66±0.05和刃口均以中心孔的中心为基准。所以，要在加工过程中除了要保证它们的尺寸精度外，还要保证它们的相互位置关系。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 5．主要表面加工方案 根据功能分析，本凸模的主要表面为方台尺寸90±0.05、4个定位孔尺寸φ10及位置66±0.05、刃口尺寸和。定位孔φ10尺寸精度为IT7级，尺寸较小，所以孔的加工方案为：钻→粗铰→精铰。其位置精度尺寸66±0.05在钻铣床上用块规找正的方法保证（参见图2.2.47）。中心孔尺寸精度为IT7级，加工方案为：钻→扩粗→铰→精铰。刃口尺寸尺寸精度为IT8级，加工方案为：粗铣→半精铣→精铣。此外，方台尺寸90±0.05和凸台高度尺寸5±0.03用精铣的办法达到。刃口4-R35和φ80由于尺寸精度要求较低，可按划线粗铣、精铣，最后钳工打磨完成。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 6．工件的定位分析和装夹 由于该凸模板形状规则，尺寸较小，所以用一台机用平口虎钳来装夹在工具钻铣床上加工。虎钳的装夹和找正详见【知识链接3】。在虎钳上先将锻造毛坯铣六个面并达到要求，并使工件沿工作台X方向及平面平行方向找平。由于中心孔是其它加工面的基准，先用划线法确定该孔的位置，完成该孔的加工后用，按图2.2.47所示，用块规坐标法分别确定4个φ10定位孔、刃口和方台尺寸90±0.05的加工位置。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 7．工艺路线制定 根据箱体类零件先面后孔的加工顺序和孔系定位关系，将该凸模的加工工艺路线制定如下： 1）粗铣、精铣六个面； 2）找正工件的X方向或Y方向； 3）刃口4-R35和φ80划线； 4）粗铣、精铣刃口4-R35和φ80，确保凸台高度5±0.03； 5）划孔中心线，钻、扩、粗铰、精铰孔； 6）粗铣、精铣X方向刃口，用百分表找正中心孔位置，粗铣、精铣Y方向刃口； 7）用块规找正法确定一个φ10定位孔位置，钻、粗铰、精铰该孔； 8）用块规找正法依次加工其它三个φ10定位孔； 9）用百分表找正中心孔位置，用块规找正法找正，粗铣、精铣方台90±0.05，确保凸台高度5±0.03； 10）钳工打磨刃口刃口4-R35和φ80。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工 【核心项目训练】 编写图2.2凸模的工艺规程（填写工艺过程卡和加工工艺卡）并操作机床加工该凸模。 考核要求及评分标准： 1. 能正确编写工艺过程卡（15分）； 2. 机械加工工艺卡内容填写完整正确（15分）； 3. 能用机用虎钳装夹工件并找正（10分）； 4．能正确操作机床铣削六个面，达到加工要求（10分）； 5．能正确划线并正确操作机床和选用刀具加工中心孔且达到加工要求（10分）； 6．能使用块规找正4个φ10定位孔，并正确操作机床和选用刀具进行加工且达到加工要求（15分）； 7．能使用块规找正，加工方台90±0.05，并达到加工要求（5分）； 8．能用百分表找正中心孔，并正确加工刃口，达到加工要求（10分）； 9．自觉遵守劳动纪律和《车工安全技术守则》，自觉做到7S（10分）。
项目6 箱体类零件加工技术 6.9 平面的精密加工
总装图
前模部分
后模部分
机嘴，上模板
前模板
后模板
顶针板
下模板
前模仁
压铸模具
前后两部分
顶针板