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提高铣削加工精度的方法和途径

仿真圈

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来源：安徽理工大学

作者：李辉

在机械加工的过程中，很多因素都会影响工件的加工质量。工件的加工质量要求对加工精度有重要的影响。

加工精度主要是指在零件加工之后，实际几何参数与理想几何参数的契合度。加工误差主要是指在零件加工之后，实际几何参数与预期参数的偏差。当零件的加工精度越来越高，加工误差会越来越小。

本文通过对影响铣削加工精度的各种因素的分析研究，找出提高铣削加工精度的方法与途径。

一、影响铣削加工精度的因素

1.铣削振动对加工精度的影响

铣削振动是因铣削加工断续的切削特点、铣削方式和工艺系统的刚性引起的，铣削振动直接影响铣削加工精度。铣削加工中引起振动的原因如下：

·铣刀是多刃刀具，断续切入工件的加工表面，切削力不断变化，引起工艺系统周期性振动；

·逆铣时铣刀在切入工件加工表面时有一段滑移距离，使得刀杆抬起，切入加工表面后刀杆又被拉下，引起周期性铣削振动；

·铣床的主轴、工作台导轨、传动机构等存在间隙，能够引起铣削振动；铣床夹具在铣削过程中因为刚性不足能引起铣削振动；

·铣刀刀杆较长、铣刀直径或长度尺寸较大能引起铣削振动；

·工件刚性不足，或定位、夹紧不当也能引起铣削振动。

2.铣床精度对加工精度的影响

铣床主轴位置和运动精度差，能够影响加工精度。若立式铣床的主轴对工作台面的垂直度误差大，影响加工平面的的平面度；若铣床主轴径向圆跳动大，影响加工表面粗糙度。

铣床工作台精度差，能够影响加工精度。若工作台平面度差，会影响工件和夹具的安装精度；若工作台横向移动对工作台面的平行度差，会影响工件铣削的平行度和垂直度等。

铣床使用的附件和辅具精度差，能够影响加工精度。若万能铣床换装的立铣头精度差，直接影响加工精度。

3.铣刀及其安装精度对加工精度的影响

(1)铣刀材料选用不当，会引起刀具切削部分过早磨损，如在铣削铸铁时选用了YT类的硬质合金，铣削淬火钢时选用高速钢铣刀等会直接影响加工的正常进行，使得铣削加工尺寸精度难以控制。

(2)铣刀形式、结构参数选用不当，会影响铣削过程的稳定性和尺寸精度的控制，如铣削车床光轴上的直角长槽时选用立铣刀加工，会使铣刀在铣削过程中因转速高、行程长等因素中途磨损，从而影响槽宽的尺寸精度。又如在切割铣削时选用的锯片铣刀直径过大、厚度过小，会使铣刀在铣削过程中扭曲变形，影响尺寸精度的控制，严重时会引起铣刀折损，造成废品。

(3)铣刀的几何精度差，严重影响加工精度。若用于键槽铣削的键槽铣刀，其刀尖部分外圆尺寸磨损后未修磨到位，残留的部分会直接影响键槽的截面形状，使得键槽底部尺寸变小，形状变异。若使用齿轮盘铣刀加工齿轮，铣刀磨损后没有及时修磨前面或修磨不到位，将会使齿廓形状变异，影响齿轮铣削的形状精度和齿厚精度的控制。

(4)铣刀几何角度选用不当，能影响加工精度。若前角选用不当，会使排屑不畅，影响工件的表面质量。若铣削薄形工件平面时选用的铣刀偏角较小，会使切削力分配不均，引起铣削振动，影响工件的平面度。

(5)铣刀安装精度差，能够影响加工精度。若盘形铣刀安装选用的刀轴过长、安装位置离主轴距离过大、支架调整不当间隙过大等，将造成铣刀跳动，将会引起铣削振动和加工尺寸难以控制。若指形铣刀安装时选用的刀轴精度差、铣刀安装过程操作不当等，会使铣刀安装后与主轴不同轴，铣刀回转精度差，直接影响加工精度。

4.工件装夹不当对加工精度的影响

若加工薄形工件，选择的定位、夹紧部位不合理，会引起工件变形，影响加工精度；若加工细长轴缺少辅助支承，会引起工件变形；若选用的通用夹具精度差，比如平口钳的定钳口与虎钳底面基准不垂直，会引起矩形工件的装夹误差，影响加工精度；若使用的专用夹具设计不合理、制造精度差，会使工件装夹精度差，影响加工精度。

二、提高铣削加工精度的方法和途径

1.控制和避免振动

针对产生铣削振动的原因，可以采取以下的措施控制和避免振动。尽可能选用刚性足够的工艺系统，如足够的机床功率、刚性好的夹具、合理的铣刀结构尺寸、合理的夹紧方式、夹紧力等；铣削操作前合理地调整机床各部位的间隙，加工中注意锁紧不使用的进给方向；合理选择刀具的切削角度和铣削用量等。

2.选用先进铣刀，控制铣刀精度和安装精度

选用各种先进可转位刀具和整体铣刀，改善铣削过程的排屑，控制欠切和过切现象；在铣削前测量铣刀的尺寸精度、几何精度和成形铣刀的齿廓形状精度，修磨后仔细检测修磨质量；安装后进行安装精度的检测，保证铣刀安装后的回转精度。

3.选用精度相应的夹具，合理选择工件的装夹方式

小型、薄形等易变形工件装夹应预先设定装夹方案，合理选择夹紧位置、夹紧力大小和夹紧装置形式；等分精度要求高的工件选用的分度头或回转台应预先检测等分精度，必要时应采用光学分度装置；使用专用夹具批量加工，注意首件留有铣削余量进行试加工，以检测夹具精度；大型工件装夹应预先设计装夹方案，设置装夹位置应防变形，保证工件在铣削中保持正确的加工位置。

4.选用先进的铣削加工方法

平面铣削可选用强力、阶梯铣削法提高加工效率和加工精度；能采用展成法加工的尽可能采用展成铣削，如滚子链轮的轮齿铣削可在立式铣床上用立式铣刀采用展成法加工，以提高铣削加工精度；采用旋风和高速铣削方法，提高球面、花键等零件的铣削加工精度；灵活使用标准铣刀改制、组合等方法，提高铣削加工效率和尺寸、形状精度；采用光学、电测技术提高测量检验精度，有效控制精加工余量，以提高铣削精加工的尺寸控制精度。

三、结束语

提高铣削加工的加工精度，是铣削加工的发展方向。只有把影响其加工质量的因素分析透彻，才能找到合理的提高铣削加工精度的方法。

科普塑性加工结构基础

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首次发布时间：2020-10-20