平面是基础类零件（如箱体、工作台、床身及支架等）的主要表面，也是回转体零件的重要表面之一（如端面、台肩面等）。平面的加工方法有车削、铣削、刨削、磨削、拉削、研磨、刮削及抛光等。
（1）铣削加工的工艺范围
铣削是平面加工的主要方法之一。在铣床上用不同类型的铣刀，配备万能分度头、圆工作台等多种附件，可以加工各种平面、阶台、沟槽、花键、齿轮、螺旋槽及成形面等。在铣床上还可以进行钻孔、铰孔和铣孔等工作。在铣床上所能加工的典型表面如图8-52所示。
（2）铣削的工艺特点
1）铣削是仅次于车削的切削加工方法，除加工狭长平面外，其生产效率均高于刨削。
2）铣刀种类多，铣床功能强，所以铣削的适用性好，能完成多种表面的加工。
3）铣刀为多刃刀具，冷却条件好，刀具寿命长。
4）由于铣刀刀齿对加工表面的轮番切削，加工出的表面质量比车削要差一些。
5）铣刀的容屑与排屑空间较小，所以排屑困难。
6）铣削的经济精度为IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为12.5～1.6μm。
图8-52 铣床的典型加工方法
铣床是用铣刀进行切削加工的机床。铣床的类型很多，主要有卧式升降台铣床、立式升降台铣床、圆工作台及工作台不升降铣床、龙门铣床、万能工具铣床、仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床等。下面以X6132型万能卧式升降台铣床为例进行介绍。
（1）铣床的主要组成部件
如图8-53所示是X6132型万能卧式升降台铣床的外形图，其主要由床身、主轴、横梁、挂架、工作台、转台、横向溜板和升降台等组成。
图8-53 X6132型万能卧式升降台铣床外形图
1—床身 2—主轴 3—横梁 4—挂架 5—工作台6—转台 7—横向溜板 8—升降台 9—底座
（2）铣床的运动情况
1）主运动 为主轴的旋转运动。
2）进给运动 为工作台的纵向、横向和垂直方向的移动。进给电动机的旋转运动。
（1）分度头
万能分度头是铣床的重要精密附件，用于多边形零件、花键、齿式离合器、齿轮等的圆周分度和螺旋槽的加工。FW250型万能分度头应用最为普遍。
万能分度头的结构如图8-54所示。由图8-54（b）可知，蜗杆转40转，蜗轮转1转，因此，分度手柄转40转，分度头主轴转1转。
图8-54万能分度头
（2）铣床用平口台虎钳
铣床用平口台虎钳有固定式和回转式两种，两者结构基本相同，但回转式平口台虎钳底座设有转盘，可绕其轴线在360°范围内任意扳转，平口台虎钳外形如图8-55所示。
平口台虎钳夹紧力大、装卸方便、装夹规则，最适合于长条形或方形零件的装夹。其固定钳口本身精度及其相对底座底面的位置精度都较高，底座下面带有两块定位键，安装时可以和铣床工作台面上的T形槽定位，以保证固定钳口与工作台纵向进给方向垂直或平行。
图8-55 铣床用平口台虎钳
（3）回转工作台
回转工作台又称转盘或圆工作台，分手动进给和机动进给两种。手动进给式[如图8-56（a）所示]应用较多；工作台直径大于250mm的为机动进给式[如图8-56（b）所示]。
回转工作台主要用于中小型零件的分度和回转曲面的加工。
图8-56 回转工作台
1—工作台 2—离合器手柄 3—传动轴
铣刀是一种应用很广泛的多齿旋转刀具。铣刀的种类很多，按其用途可分为以下三类。
（1）加工平面的铣刀
加工平面的铣刀一般分为圆柱形铣刀[如图8-57（a）（b）所示]和端铣刀[如图8-57（c）所示]两种。
图8-57 加工平面的铣刀
（2）加工沟槽的铣刀
加工沟槽的铣刀一般分为立铣刀[如图8-58（a）所示]、键槽铣刀[如图8-58（b）所示]、锯片铣刀[如图8-58（c）所示]、三面刃铣刀[如图8-58（d）所示]和角度铣刀[如图8-58（e）（f）所示]五种。
（3）成形铣刀
成形铣刀用在铣床上加工各种成形表面。
图8-58 加工沟槽的铣刀
（1）铣削速度vc
铣削速度是指铣刀外缘的线速度，可用下式计算：
式中 d——铣刀直径（mm）；
n——铣刀转速（r/min）。
（2）进给量f
进给量f是指铣刀在进给运动方向上相对零件的单位位移量。有三种表达方式：
①每转进给量f铣刀每转相对于零件移动的距离（mm/r）。
②每齿进给量fz铣刀每转过一个刀齿相对于零件移动的距离（mm/z）。
③进给速度vf铣刀相对于零件每分钟移动的距离（mm/min）。
三者之间的关系为：
（3）背吃刀量ap是指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量（见图8-59）。
（4）侧吃刀量ae是指在平行于工作平面并垂直切削刃基点的进给运动方向上测量的吃刀量（见图8-59）。
图8-59 周铣与面铣
铣削加工可分为周铣和面铣两种，如图8-59所示。周铣又分为顺铣和逆铣。顺铣是指铣刀旋转方向与零件进给方向相同时的铣削方式，如图8-60（a）所示；逆铣是指铣刀旋转方向与零件进给方向相反时的铣削方式，如图8-60（b）所示。顺铣和逆铣的特点如下：
图8-60 铣削方式
（1）顺铣时，铣刀对工件的作用力的垂直分力始终向下，有压紧工件的作用，故铣削较平稳。逆铣时，其垂直分力向上，有把工件从夹具内翻起来的倾向。
（2）顺铣时，铣刀切削刃切入工件是从切削厚处切到薄处，工件加工表面质量较高。逆铣时，切削厚度由零逐渐增加到最大，由于铣刀的切削刃有一定的圆弧，使切削刃容易磨损，并使已加工表面受到冷挤压和摩擦，影响工件已加工表面的表面质量。
（3）顺铣时，切削刃从工件的外表面切入，因此当工件是有硬皮和杂质的毛坯件时，容易使刀具磨损和损坏。逆铣时，在铣刀中心进入工件端面后，切削刃不是从工件的外表面切入，因此，工件表层的硬皮和杂质等对切削刃的影响较小。
（4）顺铣时，进给方向的水平分力与工作台进给方向相同，当丝杠与螺母、轴承的轴向间隙较大时，会拉动工作台使工作台产生间歇性窜动，导致刀齿折断，甚至造成刀轴弯曲、工件和夹具产生位移而使工件、夹具以及机床损坏等严重后果。逆铣时，水平分力与工作台进给方向相反，因此，不会拉动工作台。
（5）顺铣时，能提高铣削速度，节省动力，而逆铣则相反。
综合上述比较，在铣床上进行圆周铣削时，一般采用逆铣。只有当把丝杠的轴向间隙调整到很小，或当水平分力小于工作台导轨间的摩擦力时，才选用顺铣。
一般的装夹方法有用平口台虎钳装夹；用分度头装夹；用压板、螺栓直接将工件装夹在铣床工作台上；在成批生产中用专用夹具装夹。
（1）圆柱形及盘形套式铣刀的装夹方法
这类铣刀一般利用刀杆将铣刀安装到铣床主轴上。刀杆的结构如图8-61所示，它分为长、短[图8-61（a）（b）]两种。
刀杆和铣刀的安装步骤如下。
1）刀杆的安装 用干净棉纱擦拭刀杆的锥柄和铣床主轴锥孔，把刀杆的锥柄插入主轴锥孔中，使刀杆锥柄前端凸缘上的两个缺口和主轴前端的两个传动键配合，并用螺杆把刀轴拉紧和紧固在主轴上。
2）铣刀的安装 将铣刀、垫圈和刀轴全部擦拭干净，套上几个垫圈，使铣刀处在需要位置，然后装上铣刀，并在铣刀与刀杆之间装上键，再在铣刀外面套上适当数量的垫圈和与刀杆支承轴承相配的轴套，最后装上挂架和旋紧螺母。还有一种轻便刀杆如图8-61（c）所示，它短而粗，刚性好，使用时不必用挂架，所以在卧式和立式铣床上均可使用。
图8-61 刀杆
（2）带柄铣刀的装夹方法
这类铣刀包括立铣刀和小直径的端铣刀，有直柄和锥柄两种柄部形状。一般直柄铣刀用弹簧夹头装夹，如图8-62所示。装夹时，将铣刀柄插入弹簧套中，接着用螺母压弹簧套端面，并使之被挤紧在夹头体锥孔中，从而夹紧刀柄，夹头体用螺杆拉紧。更换相应的弹簧套，可安装直径在20mm内的直柄铣刀。锥柄铣刀安装时，先将其柄部插入主轴孔中，再用螺杆拉紧。如果柄部锥体小于主轴锥孔，则要通过中间套筒来装夹，装夹时，螺杆直接穿过过渡锥套后再拉紧铣刀。(www.xing528.com)
（3）套式端铣刀的装夹方法
直径较小的套式端铣刀，一般用心轴装夹，如图8-63所示。铣刀内孔与心轴相配合，并用螺钉或螺母紧固，切削力矩依靠铣刀背面与心轴凸缘之间的端面键来传递。也可以在铣刀内孔加装平键来代替端面键。
图8-62 带柄铣刀的装夹
1—内套 2—压紧螺母 3—外套 4—过渡锥套
图8-63 端铣刀的装夹
1—螺钉 2—铣刀 3—传动键4—心轴 5—拉杆 6—主轴
（1）铣平面
铣平面的方法有周铣和端铣两种。铣平面时，工件可夹紧在机用台虎钳上，也可用压板螺栓直接压紧在工作台上。
1）周铣平面 在卧式铣床上进行，通常采用螺旋齿圆柱铣刀，铣出的平面与工作台台面平行。铣削时，刀齿沿螺旋方向逐渐切入工件，铣削过程平稳，如图8-64（a）所示。
2）端铣平面 在立式铣床上进行，采用端铣刀铣削，如图8-64（b）所示，铣出的平面与工作台台面平行。
图8-64 铣平面的方法
（2）铣阶台
1）用三面刃铣刀铣阶台 生产中一般均采用三面刃铣刀在卧式铣床上铣削阶台和沟槽，如图8-65（a）所示。若零件上有对称阶台，则常用两把直径相同的三面刃铣刀组合铣削，如图8-65（b）所示。
2）用端铣刀铣阶台 一般铣削宽度较大而深度不大的阶台，如图8-65（c）所示。
3）用立铣刀铣阶台 主要用立铣刀铣削深度较大的阶台，尤其是内阶台，如图8-65（d）所示。应选用较小的铣削用量。
图8-65 铣阶台的方法
（3）铣槽
1）铣轴上键槽 开口式键槽可在卧式铣床上用三面刃盘铣刀进行铣削。封闭式键槽是在立式铣床上用键槽铣刀进行铣削的，如图8-66（a）所示。
2）铣T形槽 铣削T形槽的步骤如图8-66（b）所示。先用三面刃铣刀或立铣刀铣出直槽，然后用T形槽铣刀铣出下部宽槽，使T形槽成形。
图8-66 铣槽的方法
刨削加工是指用刨刀对工件做水平相对直线往复运动的切削加工方法。平面刨削是最常用的加工方法。
2）刨削的加工精度通常为IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为12.5～3.2μm；采用宽刃刀精刨时，加工精度可达IT6，表面粗糙度Ra值为1.6～0.4μm。
刨削在刨床上进行，刨床分为牛头刨床和龙门刨床两类。本节仅对牛头刨床作简单介绍。
（1）刨床的主要组成部件及其功用
如图8-67所示为牛头刨床的外形图。它主要适用于各种小型零件的单件、小批量生产。
图8-67 牛头刨床外形图
1—工作台 2—刀架 3—滑枕 4—压板 5—床身 6—摆杆机构 7—变速机构 8—进刀机构 9—横梁
（2）刨床的运动情况
1）主运动 为刀架（滑枕）的直线往复运动。它只在一个运动方向上进行切削，称为工作行程；返回时不进行切削，称为空行程。
2）进给运动 为工作台的横向进给和刨刀的垂直或斜向进给。
刨刀有直头和弯头两种形式，如图8-68所示。刨刀通常制成弯头形式，使刨刀在受到大的切削力弯曲时，刀尖能从加工面上提起来，避免产生“扎刀”现象。
刨刀的安装如图8-69所示，装夹位置要正，刀头伸出长度应尽可能短，夹紧要牢固。
图8-68 刨刀的结构形式
图8-69 刨刀的安装
（1）虎钳装夹
小型工件和形状规则的工件可装夹在虎钳上。虎钳底座上有刻度盘，能把虎钳转至任一角度。装夹工件时应注意工件高出钳口或伸出钳口两端不宜太多，以保证夹紧可靠，如图8-70（a）所示。
（2）螺栓压板装夹
较大的工件可置于工作台上，用压板、螺栓、挡铁等直接装夹。为减少夹紧变形，装夹时应分几次按一定的顺序拧紧各螺栓，如图8-70（b）所示。
可用划线盘沿划线移动来判断工件安装位置的正确性，也可用滑枕移动来检查。
图8-70 零件的装夹
刨削是平面加工的主要方法之一。在刨床上可加工各种平面（水平面、垂直面及斜面等）、沟槽（直槽、T形槽、燕尾槽及V形槽等）及曲面等，如图8-71所示。
图8-71 刨削加工方法
插削是指用插刀对工件做垂直相对直线往复运动的切削加工方法。在插床上可以加工孔内键槽、方孔、多边形孔以及花键孔等，如图8-72所示。
图8-72 插削加工内容
（1）插床
插床的结构原理和牛头刨床相似，其实质上是立式刨床。如图8-73所示为插床的外形图。
图8-73 插床外形图
1—圆工作台 2—滑枕 3—滑枕导轨座 4—销轴 5—立柱6—变速箱 7—分度机构 8—床身 9—床鞍 10—溜板
（2）插刀
插刀也属单刃刀具，与刨刀相比，其前、后刀面的位置对调。为了避免刀杆与零件已加工表面碰撞，插刀的主切削刃越出刀杆正面。插刀的几何角度一般取前角γo=0°～12°，后角αo=4°～8°。常用的尖刃插刀主要用于粗插或插多边形孔，平刃插刀主要用于精插或插直角沟槽。
（3）插削的工艺特点
1）生产效率较低，主要用于单件小批量生产。
2）插削时，工作行程受刀杆刚性限制，槽长尺寸不宜过大。
3）插削的加工精度通常为IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为6.3～1.6μm。
对于精度要求高的平面以及淬火零件的平面加工，需要采用平面磨削方法。平面磨削主要在平面磨床上进行。平面磨削时，对于形状简单的铁磁性材料工件，采用电磁吸盘装夹工件，操作简单方便，能同时装夹多个工件，而且能保证定位面与加工面的平行度要求。对于形状复杂或非铁磁性材料的工件，可采用精密平口虎钳或专用夹具装夹，然后用电磁吸盘或真空吸盘吸牢。平面磨削可作为车、铣、刨削平面之后的精加工。
如图8-74所示为M7120A型平面磨床的外形图。
图8-74 M7120A型平面磨床外形图
1—床身 2—工作台 3—纵向手轮 4—磨头 5—床鞍 6—横向手轮7—砂轮修整器 8—立柱 9—撞块 10—升降手轮
（1）磨床的主要组成部件
M7120A型平面磨床主要由床身、工作台、立柱、磨头和砂轮修整器等部件组成。
（2）磨床的运动情况
1）主运动 为磨头主轴上砂轮的旋转运动。
2）进给运动 为工作台的纵向进给运动、砂轮的横向进给运动和砂轮的垂直进给运动。
根据砂轮的工作面不同，平面磨削可分为周磨法和端磨法两类，如图8-75所示。
（1）周磨法
周磨法是指用砂轮轮缘（即圆周）进行磨削的加工方法。用周磨法进行磨削时，因砂轮与工件的接触面积小，产生的磨削热少，排屑和散热条件好，砂轮周面磨损均匀，所以加工质量高，但生产效率较低，主要用于精磨。如图8-75（a）所示为在卧轴矩台式平面磨床上用周磨法加工工件，如图8-75（c）所示为在卧轴圆台式平面磨床上用周磨法加工工件。
（2）端磨法
端磨法是指用砂轮端面进行磨削的加工方法。用端磨法进行磨削时，因砂轮与工件的接触面积大，产生的磨削热大，切削液又不易浇注到磨削区，磨削温度高，工件热变形大，砂轮端面磨损不均匀，所以加工质量差。但机床刚性好，可采用较大的磨削用量，生产效率较高，因而多用于粗磨。如图8-75（b）所示为在卧轴矩台式平面磨床上用端磨法加工工件，如图8-75（d）所示为在卧轴圆台式平面磨床上用端磨法加工工件。
图8-75 平面磨削方法
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