铣床

铣床，是机床的一种，主要用于金属切削。铣床与车床的最明显分别在于刀具旋转，而不是工件旋转。

铣削是利用旋转刀具透过刀具进给来去除工件材料的加工过程。这可以透过改变一个或多个轴上的进给方向、刀头速度和压力来实现。铣削涵盖了从小型单一零件到大型重型多组铣削的各种加工操作和机床。它是加工定制零件并达到高精度公差的最常用工艺之一。

铣削加工可以使用多种机床完成。最初的铣削机床是铣床（通常简称铣刀）。1960年代电脑数控（CNC）技术出现后，铣床发展成为加工中心：铣床配备了自动换刀装置、刀库或刀架、数控功能、冷却系统和防护罩。铣削中心通常分为立式加工中心（VMC）和水平加工中心（HMC）。

铣削与车削的融合始于车床的动力刀具以及偶尔使用铣床进行车削加工。这催生了一种新型机床——多功能机床（MTM），其设计旨在实现在同一加工范围内进行铣削和车削。

## 历史

铣床于1818年由包括埃里·惠特尼在内的数位美国机械工程师共同发明。

## 分类

卧式铣床。

立式铣床。

龙门铣床。

仿形铣床

双头铣床

万能铣床。万能铣床工作台可以在水平方向旋转一定角度，并附有立铣头等，应用范围广。

另外也有木工铣床，用于加工木材的各种成型表面和凹凸榫槽等，结构比较简单。

## 铣刀

铣床所用刀具可分为立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、齿轮铣刀、角度铣刀、T型槽铣刀、燕尾铣刀、锯片铣刀等。

- 可以用来铣T型槽、半圆槽、燕尾槽、沉头孔。
- 可以倒角、倒R角、搪孔。

## 铣削中的常见问题

在铣削作业品质可能会出现一些挑战。最常见的问题如下表所示：

常见问题｜可能的原因

速度及进给｜速度及进给｜切削深度｜刀具类型

高｜低｜高｜低｜高｜低｜硬度不足｜韧性不足｜切削半径太大｜斜角不足或为负

切削边的不正整｜incidence surface磨损｜X｜X

刀具有缺口｜X｜X

凹蚀或塑性变形｜X｜X｜X｜X

切屑粘在刀具上｜X｜X

轻微崩牙｜X｜X｜X

崩牙｜X｜X｜X

长切屑｜X｜X｜X

振动｜X｜X｜X｜X｜X

## 铣削参数

### 切割速度

从可确定的，按下列公式刀具主轴每分钟的转速测定切削速度：VC是剪切速率，n为转速的工具，DC是刀具直径。

$$V_c \left [ \mathrm {m \over min} \right] = \frac{n\ \mathrm{[min^{-1}]} \times \pi \times \mathrm{D_c [mm]}}{1000 \left [ {\mbox{mm} \over \mbox{m}} \right] }$$

切割速度是决定刀具长度的主要因素。高速切削加工费时少，但刀具磨损也快。加工工具和手册的制造商提供适当的工具切割速度或固定期限的刀具寿命，例如，分上的关键数据。有时需要调整切割速度快，持续时间从不同的工具和优化生产力，剪切速率值乘以修正系数。此校正因子和刀具的切削操作的长度之间的关系不是线性的。

剪切率可能导致过度磨损很快尖端的工具，公差加工损失尖端的塑性变形，在一般情况下，工质变差。此外，切割速度太低可能会导致高达边缘形成的工具，在排屑和加工时间增加的困难，导致生产效率低和成本高加工。

### 旋转速度

机床主轴的旋转速度通常在每分钟转速（RPM）表示。在传统的铣床是一个有限的范围内，对主电机和机变速箱的速度旋转的速度取决于速度。在数控铣床，控制与反馈系统，在任何速度的速度范围内可以选择这样的速度，最高车速。

该工具的转速是成正比的切削速度和刀具直径成反比。

$$n\ [\mbox{min}^{-1}]= {V_c \left [{\mbox{m} \over \mbox{min}} \right ] \times 1000 \left [{\mbox{mm} \over \mbox{m}} \right] \over \pi \times D_c [mm]}$$

### 切削深度和切削深度

切削深度和切削深度（P）是切屑从工件表面分离层的深度。通常以毫米（mm）表示

切削深度，主要取决于被加工材料性质,尺寸精度的要求，机床的刚性,据此选择刀具的大小，尖端半径和形状。粗加工时,尖端半径较小，以适应更高切深度和进给率。精加工时，切削深度应该减小。

有效切割长度（LA）的最大值，直接关系到尖端边缘的长度取决于切割深度（P）和位置角（κr）的

$$la = p \times \cos ( \kappa_r )$$

### 加工时间

铣床计算加工时间时，必须考虑到被加工件,刀具。这个长度取决于铣削的类型。例如，预计长度近似重合与刀具直径的一半；铣槽不同,那么凹槽的深度和刀具的直径也不同.轮廓铣削加工长度取决于刀具的直径和异形曲面。

加工时间可以从下面的公式计算。

$$T_m\ \mathrm {[min]} = {Longitud\ de\ aproximaci\acute{o}n\ \mathrm {[mm]}+ Longitud\ pieza\ \mathrm {[mm]} \over f\ \mathrm {[mm/min]}}$$

其中 Tm是加工时间，f 是进给速度。

### 切削力

<image>

<image>

切削力是一个需要考虑的参数，以防止在刀具和工件的破损和变形.这个参数是一个进步铣削功能，切割速度快，可加工的材料，材料的硬度，刀具的特点和切屑的平均厚度。所有这些因素都包含在一个名为特定的切削力,单位是N / mm²

### 切割能力

通常表示需要执行一个特定的加工切削功率（Pc）千瓦（kW）和排屑，具体的切削力和路由器的性能体积值计算。这个特定的切削力（Kc）是根据被加工材料，刀具几何形状，切屑厚度等类型确定。

为了获得正确的功率值，得到的值应除以一个给定的无量纲值，考虑到机器（p）的性能。这个值是有效的切削加工性能之间的比例，即在该工具所需的功率；关于电源消耗本机的主传动电机。

$$P_c\ \mathrm {[kW]} = {A_c\ \mathrm {[mm]} \times p\ \mathrm {[mm]} \times f\ \mathrm {\left [ {mm \over min} \right ]} \times k_c \mathrm {\left [ {N \over mm^2} \right ]} \over 60 \mathrm {\left [ {s \over min} \right ]} \times 10^3 \mathrm {\left [ {mm \over m} \right ]} \times 10^3 \mathrm {\left [ {W \over kW} \right ]} \times \rho} = {A_c \times p \times f \times k_c \over 60 \times 10^6 \times \rho}$$

其中 Pc 是切削功率，Ac 是切割宽度，p 切削深度，f 是进给率，Kc 是具体的切削力，p 是机器的性能。

## 安全标准

当在铣床工作时，必须遵守某些规定，以确保不会发生任何事故造成可能的伤害。

1｜使用安全设备：护目镜、安全面罩等..

2｜不要穿着宽松的衣服，不可露出长发。

3｜所穿工作服必须是全棉的，不能是化学纤维，如果发生工作意外，化纤服装不像棉制品一样易于扑救，而会化为液滴粘在身上，增加医疗难度。

4｜建议使用安全鞋。

5｜始终保持工作场所清洁。

6｜不要佩戴首饰，如：项链、手镯、戒指。

7｜要知道如何控制和操作铣床，并必须知道如何停止运作。

8｜必须在光线充足的地方，但灯光不宜过多，以免造成太大的眩光。

9｜使用铣床工作期间必须站立。