磨削加工技术

7　铣削、刨削、磨削、齿形加工技术及项目实训

7.1　项目实训

7.1.1　实训目的和要求

（1）了解铣削、刨削、磨削及齿轮加工基本知识。

（2）了解常用铣床、刨床、磨床的型号、基本结构及应用范围。

（3）熟悉常用铣床、刨床、磨床附件的结构及其应用。

（4）了解切削运动、切削用量及其选择原则。

（5）掌握基本的铣削、刨削、磨削加工方法并能按照实训图纸要求完成零件加工项目。

7.1.2　实训安全守则

1）铣削实训安全守则

（1）实训时必须穿好工作服，戴好工作帽，长发必须压入工作帽内；严禁戴手套操作；夏天不得穿凉鞋进入车间。（刨削、磨削实训时要求相同）

（2）操作铣床时，必须严格按着铣床安全操作规程进行规范操作。

（3）开车前检查铣床主要部件是否处于正常状态以及刀具、工件是否牢固；检查刀具运转方向与工作台进给方向是否正确；确定周围无障碍物后先试车，情况正常再正式开车。

（4）铣削时，操作者应站在安全位置处，不得触摸工件、刀具及机床传动部件；不得直接用手拨或用嘴吹来清除切削，必要时可停车用刷子或其他器具清除；工作台上不得放置任何工具或其他物品。

（5）调试铣床、变换速度，调换附件、装夹工件、刀具及测量工件时必须停车进行。

（6）铣床运转过程中出现异常情况时，应立即关闭铣床电源并及时报告实习指导教师，等待处理。

（7）零件铣削后应去除毛刺。

（8）操作结束后，应关闭铣床电源；清除切屑，擦净铣床；整理工、夹、量具；加注润滑油，导轨面上涂防锈油；调整相关部位使铣床处于完好的正常状态；打扫工作场地卫生，保持良好的工作环境。

2）刨削实训安全守则

（1）开车前检查工作台面前后有无障碍物，滑枕行程前后切勿站人。

（2）刨削前先手动或开空车检查和调整滑枕行程长度和位置是否正确；调整完滑枕行程后应随手取下调整手柄；检查刀具与工件是否碰撞。

（3）刨床运转时，操作者的头，手严禁伸入刨刀前。

（4）零件刨削后，应进行去除毛刺、倒钝等。

3）磨削实训安全守则

（1）磨削是高速切削的精密加工，操作不当砂轮极易破碎，操作时必须严格遵守磨床安全操作规程。

（2）磨削时，应根据工件材料、硬度及磨削要求合理选择砂轮。

（3）安装砂轮时，在砂轮与法兰盘之间要垫衬纸；新砂轮要用木槌轻敲检查是否有裂纹，有裂纹的砂轮严禁使用；砂轮安装后要做静平衡，未经静平衡的砂轮严禁使用。

（4）开车前检查砂轮罩壳、挡块等是否完好和紧固，防护装置是否齐全；启动砂轮时，严禁正对砂轮旋转方向站立；砂轮应进行1～2min空运转后，确定机床与砂轮运转正常再开始磨削。

（5）外圆磨床纵向挡铁的位置要调整得当，并经常检查是否松动；严格防止砂轮与顶尖、卡盘、轴肩等部位发生撞击。

（6）严格遵守开车对砂轮的规定，将砂轮引向工件时应仔细、均匀，避免撞击。

（7）干磨工件时要戴口罩并开启吸尘器；使用切削液的磨床停车时应先关闭切削液，待砂轮空转1～2min进行脱水后再停车。

（8）在平面磨床上加工高而窄或底部接触面积较小的工件时，工件周围必须用挡铁，挡铁高度为工件高度的2/3，待工件吸牢后方可进行加工。

（9）磨削过程中不得测量工件，测量工件时必须将砂轮退出工件。

（10）操作结束后，应关闭磨床电源，清除切屑，擦净磨床，整理工、夹、量具，加注润滑油，打扫工作场地卫生，保持良好的工作环境。

7.1.3　项目实训内容

在下列项目实训过程中，要求学生严格遵守各工种安全操作规程，能够根据给出的图纸及工艺卡片要求，完成零件的加工任务。

（1）铣削沟槽及键槽训练。

（2）刨削平面训练。

（3）磨削平面及外圆训练。

7.2　铣削加工技术

铣削加工是指在铣床上用铣刀进行的切削加工，铣削加工生产率高，加工范围广，是切削加工中常用的方法之一，可加工各种平面、沟槽及成形面，还可进行切断、分度、钻孔、扩孔、铰孔和镗孔等，铣削加工精度一般为IT9-IT7，表面粗糙度Ra值一般为6.3～1.6μm。

7.2.1　铣床

铣床种类很多，常见的有卧式万能升降台铣床、立式升降台铣床、龙门镗铣床及数控铣床等。

1）卧式万能升降台铣床

卧式万能升降台铣床简称万能铣床，其主要特征是主轴轴线与工作台台面平行，即主轴轴线处于横卧位置，故称卧铣。

（1）卧式万能升降台铣床型号及含义

以X6132卧式万能升降台铣床为例，其型号具体含义如下：

（2）卧式万能升降台铣床的组成

图7-2-1所示为X6132型卧式万能升降台铣床，其主要组成部分包括床身、主轴、纵向工作台、横向工作台、转台、横梁、升降台和底座等。

①床身　床身呈箱体结构，用来支撑和固定铣床上的所有部件，其内部装有主轴、主轴变速机构、电器设备及润滑系统；后方装有主电动机；前方有供升降台上、下移动的燕尾型垂直导轨；顶部有供横梁移动的水平导轨。

图7-2-1　X6132卧式万能升降台铣床

②横梁　横梁装在床身的上方，用于安装吊架，以便支撑刀杆的外端，增强刀杆的刚性。横梁可沿床身的水平导轨移动，以适应不同长度的刀杆。

③主轴　主轴做成空心轴，其前端带有精密锥孔，以便安装刀杆或直接安装带柄铣刀，而且可以通过刀杆带动铣刀旋转。

④纵向工作台　纵向工作台用于安装工件和夹具，其可以沿转台上方的水平导轨做纵向移动，即纵向进给。

⑤转台　转台支撑着纵向工作台，其上有水平导轨，可使纵向工作台做纵向移动，其下方与横向工作台通过螺钉连接，松开螺钉时可以让纵向工作台在水平面内扳转一个角度（正、反均为0°～45°），以便铣削螺旋槽等，具有转台的卧式铣床称为卧式万能铣床。

⑥横向工作台　横向工作台支撑着纵向工作台和转台，它可以带动纵向工作台沿升降台上的水平导轨做横向移动，在对刀时可以调整工件与铣刀间的距离。

⑦升降台　升降台支撑着纵向工作台、转台和横向工作台，并且可以沿床身的垂直导轨上、下移动，以调整工作台面到铣刀间的距离，并做垂直进给。升降台内部装有供进给运动的电动机及变速机构。

⑧底座　底座是整个铣床上的基础，其上安装有床身及冷却系统。

（3）卧式万能升降台铣床的传动系统

图7-2-2所示为X6132卧式万能升降台铣床的传动系统，铣削加工的主运动是铣刀的旋转运动。主运动传动系统由主电机（7.5kW、1450r/min）开始，经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ到V轴（即主轴），其传动结构如下：

铣削加工的进给运动是工作台带动工件的直线运动，即沿工作台的纵向、横向和垂直三个方向的直线运动。进给运动的传动系统从进给电机（1.5kW、1410r/min）开始，经过一系列的轴与齿轮副将运动传递给工作台，实现工件进给和快速移动，其传动结构式如下：

图7-2-2　X6132卧式万能升降台铣床的传动系统

2）立式升降台铣床

立式升降台铣床简称立式铣床，图7-2-3所示为X5032型立式铣床，与卧式铣床相比较，立式铣床的主轴与工作台面垂直，且没有横梁、吊架和转台。可根据加工需要，将主轴（立铣头）左、右扳转一定的角度，以加工斜面等。铣削时铣刀安装在主轴上，由主轴带动铣刀做旋转运动，工作台带动工件做纵向、横向或垂直移动。

图7-2-3　X5032立式升降台铣床

图7-2-4　四轴落地龙门镗铣床

3）龙门镗铣床

龙门镗铣床主要用来加工卧式、立式铣床所不能加工的大型或较重的工件。落地龙门镗铣床有单轴、双轴、四轴等多种形式，图7-2-4为四轴落地龙门镗铣床，它可以同时用几个铣头对零件的几个表面进行加工，故生产率高，适合成批大量生产。

7.2.2　铣床附件及其零件装夹

铣床常用的附件有平口虎钳、回转工作台、分度头和万能铣头等。

1）平口虎钳

平口虎钳是一种通用夹具，主要用于安装尺寸较小且形状较规则的板块类、盘套类、轴类及支架类零件。当零件较大或形状特殊时，可直接用压板将零件装夹在工作台上。

图7-2-5　平口虎钳

图7-2-5所示为带有转台的平口虎钳，其主要由底座、钳身、固定钳口、活动钳口、钳口铁及螺杆等组成。安装时，将底座下的定位键放入工作台的T型槽内，拧紧螺栓即可获得正确的安装位置，若松开钳身上的螺母，钳身便可以扳转一定的角度，以满足零件的安装位置要求。

用平口虎钳装夹工作时，工件应安装在固定钳口与活动钳口之间，且工件的待加工表面必须高于钳口，工件的定位面应紧贴钳口，不允许有空隙，刚性不足的工件需采用辅助支撑，以免由于夹紧力使工件变形。

2）回转工作台

回转工作台又称圆工作台或转盘，它分手动和机动两种进给方式，主要用于较大零件的分度加工和圆弧面、圆弧槽的加工。

图7-2-6a所示为手动回转工作台的外形结构，摇动手轮，通过蜗杆轴直接带动与转台相连接的蜗轮转动。转台的外圆面上有360°刻度，手轮上也有一刻度环，用于观察和确定转台位置。转台中央有一基准孔，用以找正和确定工件的回转中心。拧紧转台下面的锁紧螺钉，转台即被固定。铣圆弧槽时，工件装夹在回转工作台上（注意校正工件圆弧中心与转台中心重合），铣刀旋转，用手均匀缓慢地摇动手轮，即可在工件上铣出圆弧槽（见图7-2-6b）。

图7-2-6　回转工作台

3）万能分度头

分度头是一种用于分度的装置，主要用来安装需要进行分度的零件，分度头可在水平、垂直及倾斜三种位置工作，可铣削多边形、齿轮、花键、刻线、螺旋面及球面等。分度头种类很多，有简单分度头、万能分度头、光学分度头及自动分度头等，其中应用最多的是万能分度头。

（1）万能分度头的结构

图7-2-7　FW250万能分度头

万能分度头的结构如图7-2-7所示，主要由底座、回转体、主轴和分度盘等组成。其中，回转体安装在底座上；分度头主轴的前端锥孔内可安装顶尖，用来支撑工件；外端定位锥体可与卡盘的法兰盘锥孔相连接，以便用卡盘装夹工件；另外，主轴可随回转体在垂直平面内转动-60°～90°，以适应不同空间位置装夹工件的需要，图7-2-8和图7-2-9所示分别为分度头卡盘在垂直位置和倾斜位置装夹工件的情形。分度头的侧面有分度盘和分度手柄，分度时摇动分度手柄，通过回转体内的蜗杆、蜗轮带动分度头主轴旋转进行分度。

加工时，分度头底座用螺钉紧固在工作台上，并利用导向键与工作台中间的一条T型槽相配合，使分度头主轴轴心线平行于工作台的纵向进给方向。装夹工件时，既可用分度头卡盘（或顶尖）与尾座顶尖一起安装，也可用心轴或卡盘单独装夹，具体方法如图7-2-10所示。

图7-2-8　分度头卡盘在垂直位置装夹工件

图7-2-9　分度头卡盘在倾斜位置装夹工件

（2）万能分度头的分度方法

分度头的分度方法有直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法，这里只介绍简单分度法。

图7-2-11所示为分度头的传动示意图。图中分度头蜗杆、蜗轮的传动比i为1∶40，即当手柄通过一对直齿轮（传动比为1∶1）带动蜗杆转动一周时，蜗轮只带动主轴转过1/40周。若零件在整个圆周上的分度数目Z为已知时，则每分一个等分就要分度头主轴转过1/Z圈，这时手柄所需转数n可由下列关系式计算：

图7-2-10　用分度头装夹零件的方法

式中：n——手柄转数；

　　　Z——工件的等分数；

　　　40——分度头的定数。

例如：铣削Z＝6的外花键，用分度头分度时，则手柄需转过转数（转）。分度手柄的准确转数是借助分度盘来实现的。

分度头一般备有两块分度盘，每块分度盘的正、反两面各钻许多圈孔，且各圈的孔数均

不相同，但每一圈孔的孔距都是相等的，如图7-2-12所示。下面以国产FW250型万能分度头为例，其两块分度盘正、反两面各圈的孔数分别如下：

第一块分度盘　　正面：24、25、28、30、34、37；

反面：38、39、41、42、43；

第二块分度盘　　正面：46、47、49、51、53、54；

反面：57、58、59、62、66；

图7-2-11　万能分度头的传动系统

图7-2-12　分度盘

当n＝6时，先将分度盘固定，再将分度手柄的定位销调整到孔数是3的整数倍的孔圈上，即24的孔圈上，转过6圈后，再转过16个孔距（即转）即完成了首次分度工作。为了避免转动手柄时出现差错和节省时间，可调整分度盘上的两个分度叉之间的夹角，使之正好等于孔距数，这样依次分度时就可准确无误。

图7-2-13　万能铣头

4）万能铣头

万能铣头装在卧式铣床上，不仅能完成各种立铣的工作，而且还可以根据铣削的需要，将铣头主轴扳转成任意角度，其底座用四个螺栓固定在铣床垂直导轨上（如图7-2-13a），铣床主轴的运动可以通过铣头内的两对齿数相同的锥齿轮传递到铣头主轴，因此铣头主轴的转速级数与铣床的转速级数相同。

铣头的壳体1可绕铣床主轴轴线偏转任意角度，（见图7-2-13b），铣头主轴的壳体2还能在壳体1上偏转任意角度（见图7-2-13c），因此，铣头主轴可以在空间偏转成所需要的任意角度，从而扩大了卧式铣床的加工范围。

5）其他装夹方法

在铣床上除了用附件装夹零件外，根据加工零件的结构特点，有时为了保证零件的加工质量，提高劳动生产率，常使用各种专用夹具及组合夹具装夹工件，以满足不同零件的加工需求。

7.2.3　铣刀及其安装

1）铣刀的分类

铣刀种类很多，若按铣刀的安装方法可分为带孔铣刀和带柄铣刀两大类。

（1）带孔铣刀

常用的带孔铣刀如图7-2-14所示，有圆柱铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀和成形铣刀等。带孔铣刀多用在卧式铣床上。

①圆柱铣刀其刀齿分布在圆柱表面上（图7-2-14a），一般有直齿和斜齿两种，主要用于铣削中小型平面。

②圆盘铣刀　如三面刃圆盘铣刀（图7-2-14b）、锯片铣刀（图7-2-14c）等。三面刃铣刀主要用于加工不同宽度的沟槽及小平面、小台阶面等；锯片铣刀用于铣窄槽或切断材料。

③角度铣刀　这类铣刀具有各种不同的角度，图7-2-14e所示为单角度铣刀，用于加工斜面；图7-2-14f所示为双角度铣刀，用于铣V形槽等。

图7-2-14　带孔铣刀

④成形铣刀　图7-2-14d、图7-2-14g及图7-2-14h所示均为成形铣刀，其切削刃分别呈齿槽形，凸圆弧形和凹圆弧形，主要用于加工与切削刃形状相对应的齿槽、凸圆弧面和凹圆弧面等成形面。

（2）带柄铣刀

常用的带柄铣刀有镶齿端铣刀、立铣刀、键槽铣刀、T形槽铣刀和燕尾槽铣刀等，如图7-2-15所示。带柄铣刀多用于立式铣床上。

图7-2-15　带柄铣刀

①镶齿端铣刀　镶齿端铣刀的刀齿主要分布在刀体端面上，还有部分分布在刀齿周边，且刀齿上装有硬质合金刀片（见图7-2-15a），主要用于加工大平面，由于可进行高速铣削，生产率较高。

②立铣刀　立铣刀有直柄（见图7-2-15b）和锥柄两种，多用于加工沟槽、小平面和台阶面等。

③键槽铣刀　键槽铣刀用于加工封闭式键槽，其结构形状见图7-2-15c。

④T形槽铣刀　T形槽铣刀用于加工T形槽，其结构形状见图7-2-15d。

⑤燕尾槽铣刀　燕尾槽铣刀用于加工燕尾槽，其结构形状见图7-2-15e。

2）铣刀的安装

铣刀在铣床上的安装形式，由铣刀的类型、使用的机床及工件的铣削部位所决定。这里仅介绍几种常用铣刀的安装方法。

（1）带孔铣刀的安装

图7-2-16　带孔铣刀的安装

利用长刀杆将带孔铣刀安装在卧式铣床上，如图7-2-16所示。刀杆的一端为锥体，装入铣床主轴口前端的锥孔内，并用拉杆螺丝穿过铣床主轴将刀杆拉紧，刀杆的另一端支撑在吊架内。主轴动力是通过主轴内锥孔与刀杆外锥面之间的键联接带动刀杆旋转。铣刀在刀杆上的轴向定位是由若干套筒和压紧螺母确定的。此种安装方式适用于三面刃铣刀、角度铣刀和半圆铣刀等。

用刀杆安装铣刀时，铣刀应尽量靠近主轴端面，吊架应尽量靠近铣刀，以保证刀杆具有足够的刚性，安装前应将套筒及铣刀端面擦干净，以保证铣刀端面与刀杆轴线垂直，在确保铣刀装正后再拧紧压紧螺母。

（2）带柄铣刀的安装

①锥柄铣刀的安装　如果锥柄铣刀的锥柄尺寸与主轴内孔锥度尺寸相符，则可直接装入铣床主轴孔内并用拉杆将铣刀拉紧，否则，根据铣刀锥柄的大小，选择合适的过渡套，用拉杆将铣刀和过渡套一起拉紧在主轴锥孔内，如图7-2-17a所示。

图7-2-17　带柄铣刀的安装

②直柄铣刀的安装　直柄立铣刀、T形槽铣刀、键槽铣刀、半圆键铣刀和燕尾槽铣刀等，可以用弹簧夹头或滚针式夹头安装。图7-2-17b所示为用弹簧夹头安装直柄立铣刀示意图。将铣刀柄径插入弹簧套的孔内，靠螺母压紧带有三个开口的弹簧套的端面，使弹簧套的外锥面受压缩而缩小孔径，从而将铣刀夹紧，弹簧套有多种孔径，以适应各种尺寸的直柄铣刀。

7.2.4　铣削运动、铣削用量及铣削方式

1）铣削运动

（1）主运动

铣削时，铣刀安装在铣床主轴上，其主运动是铣刀绕自身轴线的高速旋转运动。

（2）进给运动

铣削平面和沟槽时，进给运动是直线运动，大多由铣床工作台（工件）完成，加工回转体表面时，进给运动是旋转运动，一般由旋转工作台完成。

2）铣削用量

（1）背吃刀量asp或（ap）（mm）

背吃刀量的定义与车削相同，对于铣刀的每个切削刃即为在通过其基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，单位为mm。图7-2-18分别示出了用圆柱铣刀铣削平面（周铣法）和端面铣刀铣削平面（端铣法）时的背吃刀量asp，对于周铣法，背吃刀量反映了铣削宽度；对于端铣法，背吃刀量反映了铣削深度。

图7-2-18　铣削用量要素

（2）侧吃刀量ase或（ae）（mm）

侧吃刀量是在平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给运动方向上的吃刀量，单位为mm。对于周铣法，侧吃刀量ase反映了铣削深度；对于端铣法，侧吃刀量则反映了铣削宽度（见图7-2-18）。

（3）铣削速度vc（m/min）

铣削速度计算公式为：

式中：d——铣刀直径，单位为mm；

　　　n——铣刀转速，单位为r/min。

（4）进给运动速度vf

进给速度vf是指单位时间内，铣刀在切削刃基点的进给运动方向上的位移速度，单位为mm/min。

（5）进给量

进给量包括每齿进给量fz（mm/z）和每转进给量f（mm/r）

每齿进给量fz是指铣刀每转过一个刀齿，在切削刃基点的进给运动方向上的位移量，单位为mm/r。

每齿进给量fz，每转进给量f和进给速度vf和刀齿齿数Z之间的关系如下：

vf＝nf＝n·z·fz

3）铣削方式

铣削平面时，铣削方式有圆周铣削和端面铣削两种。

（1）圆周铣削

用圆柱铣刀铣削平面的方法称为圆周铣削，又称周铣法。周铣法又有顺铣和逆铣两种铣削方式，如图7-2-19所示。当工件的进给方向与圆柱铣刀刀尖圆点和已加工平面的切点k处的切削速度相反称为逆铣（见图7-2-19a）；反之为顺铣（见图7-2-19b）。

图7-2-19　圆柱铣刀的铣削方式

逆铣时，每齿的切削厚度从零增加到最大值，切削力也由零增加到最大值，避免了刀齿因冲击而破损。但由于铣刀在切入工件的初期，要在工件的已加工表面的硬化层上滑行一段距离并经过挤压才能切入工件，不但降低刀具的使用寿命，而且使工件的表面质量变差，还由于铣刀对工件上抬的分力Fcn，影响工件夹持的稳定性。

顺铣时，刀具的切削厚度从最大开始，因而避免了挤压、滑行现象，另外，铣刀对工件的垂直方向的铣削分力Fcn始终压向工件，不会使工件向上抬起，因此，顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。

（2）端面铣削

用端面铣刀铣削平面的方法叫端面铣削，又称端铣法，根据铣刀和工件相对位置不同，可分为对称铣削、不对称逆铣和不对称顺铣三种铣削方式，如图7-2-20所示。其中，对称铣削指铣刀位于工件宽度的对称线上，切入和切出处，铣削厚度最小又不为零，其切入边为逆铣，切出边为顺铣（见图7-2-20a）；不对称逆铣（见图7-2-20b），铣刀以最小铣削厚度（不为零）切入工件，以最大铣削厚度切出工件；不对称顺铣（见图7-2-20c），铣刀以较大铣削厚度切入工件，又以较小厚度切出工件。

图7-2-20　端面铣刀的铣削方式

7.2.5　铣削加工基本方法

1）铣削水平面、垂直面及台阶面

铣削平面是铣削加工中最主要的工作之一，在立式铣床和卧式铣床上，有很多方法可以方便地进行水平面、垂直面及台阶面的铣削，如图7-2-21所示。这里只介绍用圆柱铣刀在卧式铣床上铣削水平面的方法和步骤，具体过程如图7-2-22所示。

图7-2-21　铣削水平面、垂直面及台阶面

（1）正确安装铣刀和装夹工件，并检验铣刀和工件是否装正、夹紧。

（2）选择铣削用量。

（3）开车，升高工作台，使工件和铣刀稍微接触，并记下刻度盘读数（见图7-2-22a）。

（4）纵向退出工件后停车（见图7-2-22b）。

（5）利用刻度盘调整侧吃刀量，使工作台升高到所需位置（见图7-2-22c）。

（6）开车先手动进给，当工件被稍微切入后，可改为自动进给（见图7-2-22d）。

（7）铣完一刀后停车（见图7-2-22e）。

图7-2-22　铣削水平面步骤

（8）退回工作台，测量零件尺寸并检测表面粗糙度，重复铣削到规定的要求（见图7-2-22f）。

2）铣削斜面

铣削斜面主要有以下几种方法：

（1）用倾斜安装工件的方法铣削斜面

将工件倾斜一定角度装夹后，就可以采用铣削水平面或垂直面的方法进行斜面加工。安装工件的方式有多种，如图7-2-23所示。

图7-2-23　用倾斜安装工件的方法铣削斜面

（2）用倾斜主轴的方法铣削斜面

在立式铣床或装有万能铣头的卧式铣床上，将主轴旋转一定的角度，利用工作台横向进给进行斜面铣削，如图7-2-24所示。

图7-2-24　用倾斜主轴的方法铣削斜面

（3）用角度铣刀铣斜面

用与斜面角度相符的角度铣刀可直接铣削斜面。

3）铣削沟槽

铣床上可以铣削键槽、直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽和螺旋槽等。

（1）铣键槽

轴上键槽有敞开式键槽、封闭式键槽和花键三种。敞开式键槽一般在卧式铣床上用三面刃铣刀加工；封闭式键槽一般在立式铣床上用键槽铣刀或立铣刀加工，如图7-2-25所示，批量大时用键槽铣床加工。

图7-2-25　铣削键槽

（2）铣T形槽

T形槽通常在立式铣床上铣削，铣削步骤如图7-2-26所示，铣削前应在工件的相应部位上划线（见图7-2-26a），然后用立铣刀铣出直槽（见图7-2-26b），再用T形槽铣刀铣削两侧横槽（见图7-2-26c），最后用倒角铣刀铣出T形槽槽口部的倒角。

图7-2-26　铣T形槽步骤

（3）铣燕尾槽

燕尾槽一般也在立式铣床上铣削，铣削步骤如图7-2-27所示。

图7-2-27　铣燕尾槽步骤

（4）铣螺旋槽

斜齿圆柱齿轮、麻花钻、立铣刀及螺旋圆柱铣刀等的螺旋槽，通常都是在卧式万能铣床上完成的。

铣削时，铣刀旋转，工件在随工作台做纵向进给的同时，又被分度头带动绕自身的轴线做旋转进给。根据螺旋线形成原理，要铣削出具有一定导程的螺旋槽，两种进给运动必须保证当工件随工作台纵向进给一个导程时，工件刚好旋转一圈。两种进给运动是通过工作台丝杠和分度头之间的交换齿轮实现的。

图7-2-28　铣螺旋槽时的传动

图7-2-29　铣右螺旋槽

图7-2-28所示为铣螺旋槽时的传动系统图，交换齿轮的选择应满足如下关系：

则配换齿轮传动比i的计算公式为：

式中：L——工件上螺旋槽的导程；

　　　P——丝杠的螺距。

为了使铣出的螺旋槽的形状与所用铣刀的截面形状相同，必须使铣刀刀齿与被加工螺旋方向一致，因此必须将纵向工作台旋转一个角度，所转角度应等于螺旋角度β，角度旋转方向根据螺旋槽的方向来确定。铣右螺旋槽时，工作台逆时针扳转一个螺旋角，如图7-2-29所示；铣左螺旋槽时，则顺时针扳转一个螺旋角。

图7-2-30　铣削成形面

4）铣削成形面、曲面

（1）铣削成形面

成形面一般在卧式铣床上用成形铣刀加工，即成形铣刀的形状与加工面吻合，如图7-2-30所示。

（2）铣削曲面

曲面一般在立式铣床上加工，其方法主要有按划线铣削和用靠模铣削两种，如图7-2-31所示。

图7-2-31　铣削曲面

7.3　刨削加工技术

刨削加工是指在刨床上用刨刀进行的切削加工，刨削主要用于加工各种平面（水平面、垂直面和斜面）、各种沟槽（直槽、T形槽、V形槽和燕尾槽）及成形面等。由于刨削是不连续的切削过程，生产率较低，主要应用于单件、小批量生产以及修配工作中。刨削加工的尺寸精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度Ra的值为6.3～1.6μm，另外刨削加工可保证一定的相互位置精度，其直线度可达0.04～0.12mm/m。

7.3.1　刨床

刨削类机床主要有牛头刨床、龙门刨床和插床等。

1）牛头刨床

牛头刨床在刨削类机床中应用较广泛，它适用于刨削长度不超过1000mm的中、小型工件，以B6065牛头刨床为例，其型号的具体含义如下：

（1）牛头刨床的组成

牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台和横梁等组成，如图7-3-1所示。

①床身　用于支承和连接刨床的各部分，床身内装有变速机构和摆杆机构，可以把电动机传来的动力进行变换，通过摆杆机构把旋转运动变换为滑枕的往复直线运动。

②滑枕　滑枕前端装有刀架，用于带动刀架沿床身顶面的水平导轨做纵向往复直线运动。滑枕往复直线运动的快慢、行程的长度和位置，均可根据加工需要进行调整。

③刀架　用于夹持刨刀，其结构如图7-3-2所示。当转动刀架顶部的手柄时，滑板带着刨刀沿刻度转盘上的导轨上、下移动，以调整背吃刀量或加工垂直面时做进给运动。松开转盘上的螺母，将转盘扳转一定角度，可使刀架斜向进给，以加工斜面，刀座装在滑板上，抬刀板可绕刀座上的销轴向上抬起，以使刨刀在返回行程时离开零件已加工表面，以减少刀具与零件的摩擦。

④工作台　用来安装零件，其可随横梁做上下调整，亦可沿横梁导轨做水平移动或间歇进给运动。

图7-3-1　B6065型牛头刨床

图7-3-2　刀架

（2）牛头刨床的传动系统

图7-3-3所示为B6065型牛头刨床的传动系统，主要包括变速机构，摆杆机构和棘轮机构。在牛头刨床上刨削工件，主运动是刨刀的往复直线运动，进给运动是工件的间歇移动及刀具垂直向下移动。主运动传动系统是从电动机开始，经过变速机构的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴传到Ⅳ轴，然后由摆杆机构将旋转运动变换为刨刀的纵向往复直线运动；棘轮机构的作用是使工作台在完成回程与刨刀再次切入零件之前的瞬间做间歇横向进给。

2）龙门刨床和插床简介

龙门刨床主要用于加工大型工件上的长而窄的平面、大平面或同时加工多个小型工件的平面。龙门刨床特别适于加工各种水平面、垂直面及各种平面组合的导轨面、T形槽等。

插床实际上是一种立式刨床，主要用于加工零件的内表面如方孔、长方孔，各种多边形孔以及孔内的键槽等，既可以加工通孔的内表面，也可以加工盲孔以及有台阶的孔的内表面。由于插削与刨削相似，生产率较低，一般用于工具车间、机修车间从事修配及单件小批量生产。

图7-3-3　B6065牛头刨床的传动系统

7.3.2　刨刀

刨刀的几何形状与车刀相似，但由于刨削过程中有冲击力，因此刨刀的截面通常为车刀的1.25～1.5倍。刨刀的前角γ0、刃倾角λs取较大的负值，以提高刀具强度。主偏角Kγ一般为30°～75°。刨刀的刀头常常做成弯头，以防止刨刀啃入已加工表面或损坏刨刀切削刃。

1）刨刀的种类及应用

刨刀的种类很多，按加工表面和加工方式的不同，常用的刨刀种类及其应用如图7-3-4所示。

图7-3-4　常见刨刀种类及应用

2）刨刀的安装

将刨刀正确地装夹在刀架上的刀夹中，并将转盘对准零线，以便准确控制背吃刀量；刀头不要伸出太长，以免发生振动或折断。直头刨刀伸出长度一般为刀杆厚度的1.5～2倍，弯头刨刀伸出长度可稍长些，以弯曲部分不碰刀座为宜。装刀和卸刀时，必须一手扶住刨刀，另一只手使用扳手夹紧或放松刨刀，施力方向必须自上而下，否则容易将抬刀板掀起而碰伤手指。

7.3.3　工件的装夹

在刨床上装夹零件的方法视零件的形状和尺寸而定。常用的装夹方法有平口虎钳装夹、工作台上装夹及专用夹具装夹，具体方法与铣床上零件装夹方法相同，这里不再介绍。

7.4　磨削加工技术

在磨床上用砂轮对工件进行的切削加工称为磨削。磨削是零件精加工的主要方法之一，磨削可以精加工各种常见的表面，如内、外圆柱（锥）面、平面及各种成形表面（如花键、螺纹、齿轮等）。磨削加工精度一般可达IT6～IT4，表面粗糙度Ra值一般为1.6～0.2μm。

7.4.1　磨床

磨床按其用途不同可分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床、螺纹磨床、齿轮磨床以及其他用途的专用磨床等。

1）外圆磨床

常用的外圆磨床分普通外圆磨床和万能外圆磨床。其中普通外圆磨床用于磨削零件的外圆柱面和外圆锥面，万能外圆磨床除可磨削零件的外圆柱面和外圆锥面外，还可磨削内圆柱面、内圆锥面及轴、孔的台阶、端面等，下面以M1432A型万能外圆磨床为例介绍外圆磨床的结构组成及其传动系统。

M1432A外圆磨床型号的具体含义如下：

（1）外圆磨床的组成

如图7-4-1所示，万能外圆磨床由床身、工作台、头架、尾座和砂轮架、内圆磨头等组成。

①床身　床身是整个机床的基础，其纵向导轨上装有工作台，横向导轨上装有砂轮架，床身内部还装有液压传动系统和横向、纵向进给机构等。

②工作台　工作台分上、下两层，其中下工作台做纵向往复运动；上工作台可相对于下工作台在水平面内扳转一定的角度（顺时针方向3°，逆时针方向9°），以便于磨削锥面，还可以用于消除磨削圆柱面时产生的锥度误差。

图7-4-1　M1432A型万能外圆磨床

③头架　头架安装在工作台左端，其内的主轴由单独的电动机带动旋转。主轴端部可安装顶尖、拨盘或卡盘，以便装夹工件。

④尾座　尾座安装在上工作台的右端，尾座套筒内可安装顶尖，可与主轴顶尖一起支承轴类零件，并可根据工件长度来调整尾座在工作台上的位置。

⑤内圆磨头　内圆磨头用于磨削内圆表面。其主轴可安装内圆磨削砂轮，由另一电动机带动。内圆磨头可绕支架旋转，用时翻下，不用时翻向砂轮架上方。

⑥砂轮架　用于装夹砂轮，并有单独的电动机带动砂轮架主轴旋转。砂轮架可在床身后部的导轨上做横向移动，其移动方式有自动周期进给、快速引进和退出以及手动三种，前两种是由液压传动实现的，砂轮架还可沿垂直轴线旋转某一角度。

图7-4-2　外圆磨床液压传动原理示意图

（2）外圆磨床的液压传动系统

磨床传动广泛采用液压传动，因为液压传动具有无级调速、运转平稳、无冲击振动等优点。外圆磨床的液压传动系统比较复杂，图7-4-2为工作台纵向往复运动的液压传动原理图。工作时，油泵经滤油器将油从油箱中吸出，转变为高压油，经过转阀、节流阀、换向阀、输入油缸的右腔，推动活塞、活塞杆及工作台向左移动。油缸左腔的油则经换向阀流入油箱。当工作台移至行程终点时，固定在工作台前侧面的右行程挡块，自右向左推动换向手柄，并连同换向阀的活塞杆和活塞一起向左移至虚线位置。于是高压油流入油缸的左腔，使工作台返回。油缸右腔的油也经换向阀流回油箱。如此反复循环，从而实现了工作台的纵向往复运动。

工作台的行程长度和位置，可通过改变行程挡块之间的距离和位置来调节。当转阀转过90°时，油泵中输出的高压油全部流回油箱，工作台停止不动。安全阀的作用是使系统中维持一定的油压，并把多余的高压油排入油箱。

2）内圆磨床

内圆磨床主要用于磨削内圆柱面、内圆锥面、内台阶面及端面等。图7-4-3所示为M2120型内圆磨床，它由床身、头架、拖板和工作台等部件组成。

工件可以通过卡盘或其他装夹工具安装在头架主轴上，由主轴带动做与砂轮反向的旋转运动，以实现圆周进给。头架安装在床身左端，可以绕垂直轴线旋转一定的角度，以磨削锥孔。

砂轮架安装在工作台右端的拖板上，既可以做纵向往复进给运动，又可以做周期性的横向进给运动。内圆磨床的砂轮与主轴常做成独立的内圆磨具，安装在砂轮架中，一般采用独立电机经平皮带传动，转速可高达10　000～20　000r/min。

工作台由液压系统驱动，速度可以无级调整，还可以自动进行快进、快退与工作速度进、退运动的转换，这样可以节省辅助时间。

图7-4-3　M2120型内圆磨床

3）平面磨床

平面磨床主要用于磨削平面，图7-4-4所示为M7120A型平面磨床。它主要由床身、工作台、立柱、拖板和磨头等组成。

平面磨床与其他磨床不同的是工作台上安装有电磁吸盘或其他夹具，当磨削钢、铸铁等磁性材料制成的中小型工件时，一般用电磁吸盘直接吸住零件，当磨削陶瓷、铜合金、铝合金等非磁性材料的工件时，可以采用精密平口虎钳装夹工件，然后再用电磁吸盘将平口虎钳固定在工作台上。

磨削时，磨头沿拖板的水平导轨所做的横向进给运动，可由液压驱动或横向进给手轮操纵；拖板沿立柱的导轨所做的垂直移动，用以调整磨头的高低位置及完成垂直进给运动，该运动也可由操作手轮实现。而砂轮则由装在磨头壳体内的电动机直接驱动旋转。

图7-4-4　M7120A型平面磨床

7.4.2　磨床夹具及零件装夹

磨床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。这里只介绍几种磨床通用夹具。

磨床上常用的通用夹具主要有顶尖和鸡心夹头、心轴、卡盘与花盘、电磁吸盘、精密平口虎钳等。

（1）顶尖和鸡心夹头

顶尖和鸡心夹头常配套使用，其用途极为广泛，是磨削轴类工件时最简易且精度较高的一种装夹工件的方法，如图7-4-5所示。其装夹过程与车床上类似，所不同的只是磨床用顶尖比一般车床用的精度要高。

图7-4-5　顶尖、鸡心夹头装夹工件

（2）心轴

心轴常用于在外圆磨床和万能磨床上磨削以孔或孔与端面作定位基准的套筒类、盘类工件的外圆与锥面，以保证工件外圆与内孔的同轴度及端面的垂直度要求，其装夹过程与车床相似，只是磨削用的心轴精度比较高。

（3）卡盘及花盘

三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘和花盘常用在内、外圆磨床和万能磨床上磨削各种轴、套类工件，其用法也与车床上相似。

（4）电磁吸盘

电磁吸盘在平面磨床上应用极为广泛，在平面磨床上磨削钢、铸铁等磁性材料中小型零件的平面时，常用电磁吸盘将零件牢固地吸在工作台上。电磁吸盘按其外形可分圆形和矩形两类，分别用于圆台平面磨床和矩台平面磨床。当磨削键、垫圈、薄壁套等尺寸较小而壁厚较薄的小零件时，需在其四周或左右两端用挡铁围住，以免因电磁吸力小而使零件移动或使零件弹出造成安全事故。

（5）精密平口虎钳

在平面磨床上磨削铜、铜合金等非磁性材料制成的零件时，可在电磁吸盘上安放一精密平口虎钳装夹零件。另外，在矩台平面磨床M7120A上磨削成形样板时，也经常使用精密平口虎钳，精密平口虎钳的结构与普通虎钳相似，但其精度比较高，用于精密安装。

7.4.3　砂轮

砂轮是磨削工具，它由许多细小而坚硬的磨粒通过结合剂粘结后经烧制而成为疏松的多孔体。磨削时，砂轮表面上磨粒的尖锐棱角如同铣刀的刀齿，在砂轮的高速旋转过程中切入工件表面，同时还伴有挤压、刻划和抛光的作用。从而实现一种高速、多刃、微量的切削过程，并且可以获得较高的尺寸精度和表面加工质量，如图7-4-6所示。

1）砂轮的特性

砂轮的特性主要包括磨料、粒度、结合剂、硬度、组织形状和尺寸等。

（1）磨料

磨料是砂轮磨粒的主要成分，由于直接担负着切削工作，因此除了必须具有高硬度、高耐热性、一定的耐磨性和韧度外，还需要具有锋利的刃口。常用的磨料有刚玉类、碳化硅类和高硬磨料三类。几种常用的刚玉类、碳化硅类磨料的代号、特点及应用范围见表7-4-1所示。

图7-4-6　砂轮的组成及工作状态

表7-4-1　常用磨料特点及用途

（2）粒度

粒度是指磨粒颗粒的大小，粒度越大，磨料越细，颗粒越小。粗磨或磨软金属时用粗磨粒，精磨或磨硬金属时用细磨粒。

（3）结合剂

结合剂的作用是将磨粒粘结在一起，使之成为具有所需的形状、强度、耐冲击和耐热性的砂轮。常用的结合剂有陶瓷结合剂（代号V）、树脂结合剂（代号B）、橡胶结合剂（代号R）和金属结合剂等。

（4）组织

砂轮的组织表示砂轮结构的松紧程度。它是指磨粒、结合剂和空隙三者体积比例关系，砂轮组织分紧密、中等和疏松三大类，共16级（0～15），常用的是5、6级，级数越大，砂轮越松。

磨粒、结合剂和空隙构成了砂轮结构三要素。

（5）硬度

砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。磨粒易脱落，则砂轮硬度低，反之则砂轮硬度高。通常情况下，磨削的工件材料较硬时，选择硬度较软的砂轮，若工件的材料较软时，则选择硬度较硬的砂轮。

（6）形状、尺寸

为了适应各种结构的磨床以及磨削各种形状和尺寸工件的需要，砂轮可以做成各种不同形状和尺寸。常见的有平形（代号1）、筒形（代号2）、碗形（代号11）、薄片形（代号41）等砂轮，如图7-4-7所示。

图7-4-7　几种常见砂轮形状

为了便于砂轮的管理和选用，在砂轮的非工作表面上印有砂轮特性代号，如特性代号为1-400×50×203—WA46K5—V—35的砂轮，其代号的具体含义如下：

2）砂轮的安装、平衡及修整

（1）砂轮的安装

砂轮因在高速下工作，安装前首先必须经过外观检查，不应有裂纹，然后再用木槌轻敲，如果声音嘶哑，则禁止使用，否则砂轮破裂后会飞出伤人。

砂轮安装方法如图7-4-8所示。大砂轮通过台阶法兰盘装夹（见图7-4-8a），不太大的砂轮用法兰盘直接装在主轴上（见图7-4-8b），小砂轮用螺母紧固在主轴上（见图7-4-8c），更小的砂轮可粘固在轴上（见图7-4-8d）。

（2）砂轮的平衡试验

为使砂轮工作平稳，一般直径大于125mm的砂轮都要进行平衡试验，如图7-4-9所示。

图7-4-8　砂轮的装夹方法

图7-4-9　砂轮的平衡试验

图7-4-10　砂轮的修整

将砂轮装在心轴上，再将心轴放在平衡架的平衡轨道刃口上。若不平衡，则砂轮较重部分总是转到下面，通过移动法兰盘端面环槽内的平衡铁进行调整。经过反复平衡试验，直到砂轮能在刃口上任意位置都能静止，即说明砂轮各部分的质量分布均匀。这种试验方法称为静平衡。

（3）砂轮的修整

砂轮工作一定时间后，磨粒逐渐变钝，砂轮工作表面空隙被堵塞，砂轮正确的几何形状被破坏，使之丧失切削力，这时砂轮必须进行修整。将砂轮表面一层变钝的磨料切去，以恢复砂轮的切削力和正确的几何形状。砂轮常用金刚石笔进行修整，如图7-4-10所示。

7.4.4　磨削加工基本方法

1）外圆磨削

外圆磨削是一种基本的磨削方法，在外圆磨床或万能外圆磨床上磨削外圆常用的方法有纵磨法、横磨法和综合磨法三种。

（1）纵磨法

磨削时，砂轮高速旋转（主运动），工件低速旋转（圆周进给）并随工作台做纵向往复运动（横向进给），当工件改变移动方向时，砂轮做间歇性径向进给，当工件加工到接近最终尺寸时，采用无径向进给的几次光磨行程，直至火花消失为止，以提高加工精度，如图7-4-11所示。

图7-4-11　纵磨法

图7-4-12　横磨法

图7-4-13　综合磨法

纵磨法具有较大的适应性，一个砂轮可磨削长度不同、直径不等的各种零件，且加工质量好，尤其适用于细长轴的磨削，在单件、小批量生产以及精磨时被广泛采用。

（2）横磨法

当工件刚性较好、工件待磨表面较短时，可以选用宽度大于待磨表面长度的砂轮进行横磨。横磨时，工件无纵向进给运动，砂轮以很慢的速度连续地或断续地向工件做横向进给，直至磨去全部余量为止，如图7-4-12所示。如果需要磨削台阶端面，则可将砂轮退出0.005mm～0.01mm，手摇工作台纵向移动手柄，使工件的台阶面贴靠砂轮，磨平即可。

横磨法充分发挥了砂轮的切削能力，生产率高，但精度及表面质量较低，由于横磨时工件与砂轮的接触面积大，工件易发生变形和烧伤，故此法只适合磨削短工件、阶梯轴的轴颈和粗磨等。

（3）综合磨法

先用横磨法进行分段粗磨，相邻两段间有5～15mm重叠量，如图7-4-13所示，然后将留下的0.01～0.03mm余量用纵磨法磨去。当加工表面的长度为砂轮宽度的2～3倍以上时，可采用综合磨法，综合磨法集纵磨、横磨法的优点，既能提高生产率，又能提高磨削质量。

2）内圆磨削

内圆磨削可在内圆磨床或万能外圆磨床上进行。内圆磨削方法与外圆磨削相似，只是工件的旋转方向应与砂轮的旋转方向相反，如图7-4-14所示，与外圆磨削相比，内圆磨削因其砂轮直径小、刚性差，再加上散热、排屑更困难等原因，因此生产率低，精度也比外圆磨削低。

图7-4-14　磨削内圆

3）平面磨削

磨削平面的方法可分为周磨法和端磨法两种，如图7-4-15所示。

图7-4-15　磨削平面的方法

（1）周磨法

在卧轴矩形工作台平面磨床上用砂轮圆周表面磨削工件平面的方法为周磨法（见图7-4-15a）。周磨时砂轮与工件接触面积小，排屑及冷却条件好，工件发热量小，因此磨削易翘曲变形的薄片工件，能获得较好的加工质量，但磨削效率较低。

（2）端磨法

端磨法指在立轴圆形工作台平面磨床上用砂轮端面磨削工件平面的方法（见图7-4-15b），端磨时，由于砂轮轴伸出较短，且主要承受轴向力，故刚性好，能采用较大的磨削用量，砂轮与工件接触面积大，因而磨削效率高，但磨削质量较周磨法低。

4）外圆锥面磨削

磨削外圆锥面的方法有转动工作台法、转动头架法和转动砂轮架法三种，如图7-4-16所示。

图7-4-16　磨削外锥面

（1）转动工作台法

这种方法适于磨削锥度较小，锥面较大的工件。磨削时将工作台逆时针转动所需加工的圆锥角度的一半，使锥面母线与工作台纵向移动方向一致（见图7-4-16a）。

（2）转动头架法

这种方法适于磨削锥度大、锥面较短的工件。磨削时将头架逆时针转动锥面顶角的一半，使锥面母线与工作台纵向往复方向一致。当头架转动90°时，可以磨削端面（见图7-4-16b）。

（3）转动砂轮架法

这种方法适于磨削较长工件上的、锥角比较大的短锥面。磨削时砂轮架转动锥面顶角的一半，进给运动只有砂轮架的横向移动（见图7-4-16c），由于其加工精度和表面质量都不高，应尽可能少采用。

（4）内圆锥面磨削

磨削内圆锥面时工件的安装与磨削内圆柱面时相同，具体磨削方法可以分为转动头架法和转动工作台法两种。当磨削锥角较大的锥孔时，采用转动头架法，磨削锥角较小的锥孔时，常采用转动工作台法。

7.5　齿轮齿形加工技术

齿轮传动在机械传动系统中应用比较广泛，用于传递动力和运动，齿轮传动具有传动平稳、传递速比准确、传递扭矩大、承载能力强等特点。齿轮的种类很多，按齿圈结构形状可分为圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮和齿条等，按齿线形状可分为直齿、斜齿（螺旋齿）和曲线齿三种，按齿廓形状可分为渐开线、摆线和圆弧线等。目前使用较多的是渐开线圆柱齿轮。

齿轮齿形的机械加工方法按加工原理不同，可分为成形法和展成法。

7.5.1　成形法加工齿轮

成形法又称为仿形法，是指用与被切齿槽形状相符的成形刀具加工齿形的方法，利用成形法可以直接在铣床上进行铣齿加工和在磨床上进行磨齿加工。

1）铣齿加工

铣齿加工是用模数铣刀在铣床上加工齿轮的成形加工方法。模数铣刀有盘状和指状模数铣刀之分，盘状模数铣刀用于卧式铣床，指状模数铣刀用于立式铣床，如图7-5-1所示。

图7-5-1　模数铣刀

图7-5-2　在卧式铣床上铣齿轮

图7-5-2所示为在卧式铣床上进行的铣齿加工，铣削时，齿轮坯通过心轴安装在分度头和尾座顶尖之间，用一定模数和压力角的盘状模数铣刀铣削，每次只能铣削一个齿槽，完成一个齿槽的加工后，工件退回起始位置，对工件进行一次分度再接着铣下一个齿槽，直至完成全部齿槽的加工。

渐开线齿轮齿槽的形状与其模数、齿数和齿形角有关，要想铣出准确齿形，需对同一模数的每一种齿数的齿轮制造一把铣刀，在实际生产中，为方便铣刀制造和管理，一般将铣削模数相同而齿数不同的齿轮所用的铣刀制成一组8把，即分为8个刀号，每号铣刀加工一定齿数范围的齿轮，加工时铣刀刀号的选择见表7-5-1。

表7-5-1　模数铣刀的选用

铣齿加工不需要专用设备，成本低，由于铣刀每铣一个齿都要重复分度、切入、切削和退刀的过程，故生产率低，由于存在分度误差及刀具本身的理论误差，因而加工出的齿轮精度较低，只能达到IT11～IT9，齿面粗糙度Ra值为6.3～3.2μm，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。

2）成形法磨齿加工

磨齿是在磨齿机上用高速旋转的砂轮对经过淬硬的齿面进行加工的方法，成形法磨齿如图7-5-3所示。

图7-5-3　成形法磨齿

7.5.2　展成法加工齿轮

展成法又称范成法，是指利用齿轮刀具与被切齿轮互相啮合运转而切出齿形的方法。展成法加工齿轮必须在专门的齿轮加工机床上进行，主要有插齿加工、滚齿加工及剃齿、珩齿、磨齿等精加工齿轮的方法。

图7-5-4　插齿加工

1）插齿加工

插齿加工是指用插刀在插齿机上利用一对轴线平行的圆柱齿轮的啮合原理而加工齿形的方法。插齿加工主要用于加工直齿圆柱齿轮、多联齿轮及内齿轮等。插齿加工如图7-5-4所示。插齿刀的外形像一个齿轮，在其每个齿上磨出前角和后角，形成锋利的刀刃。一种模数的插齿刀可以加工模数相同而齿数不同的各种齿轮。插齿加工时，插齿刀的上下往复直线运动为主运动，插齿刀向下是切削运动，向上是空行程，进给运动为插齿刀和工件之间的对滚运动，包括插齿刀的圆周进给运动和工件的分齿转动nw，另外，为了完成齿全深的切削，在分齿运动的同时，插齿刀沿工件的半径做径向进给运动。

插齿加工精度、表面质量高，一般为IT8～IT7级，齿面表面粗糙度Ra值可达1.6μm，特别适合加工其他齿轮加工机床难以加工的内齿轮和多联齿轮等。

2）滚齿加工

滚齿加工指用滚齿刀在滚齿机上利用一对螺旋圆柱齿轮的啮合原理加工齿形的方法。滚齿加工可加工直齿外圆柱齿轮、斜齿外圆柱齿轮、蜗轮、链轮等。滚齿加工如图7-5-5所示。

图7-5-5　滚齿加工

图7-5-6　展成法磨齿

3）展成法磨齿加工

展成法磨齿加工根据所用的砂轮和机床的不同，可分为双砂轮磨齿和单砂轮磨齿，如图7-5-6所示。

复习思考题

1.铣削适合加工哪些表面？

2.铣削平面时有几种铣削方式？

3.铣削时主运动是什么？进给运动是什么？

4.常用的铣刀有哪些类型？各包括哪些典型的刀具？

5.在轴上加工封闭键槽，常选用何种铣床和铣刀？

6.磨削加工有哪些特点？

7.齿轮的加工方法一般有几种？试简述其各自加工的特点。

8.砂轮的结构三要素是什么？

9.磨削平面的方法有哪些？