铣工工艺学1_第二章 螺旋槽和凸轮的铣削
第一章-铣削的基本知识PPT课件
1
一、机床型号
1.机床型号编制方法
2
2. 机床的类代号
我国现将机床按工作原理划分为11 类，机床的类 代号用大写的汉语拼音字母表示，铣床的类代号是 “Ｘ”，读作“铣”。
3
3. 机床的通用特性代号
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4. 机床的组、系代号
将每类机床划分为１０ 个组， 每个组又划分为10 个系（系列）。
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2. 各类铣刀尺寸规格的标注
（1）圆柱形铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等，都 以外圆直径× 宽度× 内孔直径来表示。
（2）立铣刀、键槽铣刀等一般只以其外圆直径作 为其尺寸规格的标记。
（3）角度铣刀、半圆铣刀等，一般以外圆直径× 宽度× 内孔直径× 角度（或圆弧半径）表示。
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四、铣刀主要部分的名称和几何角度
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二、铣刀的分类
1. 按铣刀切削部分的材料分类
按铣刀切削部分的材料分类，可分为高速钢铣刀、 硬质合金铣刀、高速钢和硬质合金涂层铣刀及金刚石、 陶瓷、立方氮化硼等超硬材料制造的铣刀。
铣刀的分类
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2. 按铣刀刀齿的结构分类
尖齿与铲齿铣刀的刀齿截面 ａ) 尖齿铣刀 ｂ) 铲齿铣刀
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3. 按铣刀的用途分类
4. 铣削宽度ae
铣削宽度ae是指在垂直于铣刀轴线方向、工件进 给方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。
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周铣与端铣时的铣削用量
ａ) 周铣 ｂ) 端铣
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三、铣削的方法和方式
1. 铣削的方法
（1）周边铣削
周铣
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（2）端面铣削
端铣
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（3）周边—端面铣削
周边—端面铣削
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在立式铣床上进行加工时不同的铣削方法
铣工技师考试试题
铣工技师考试试题一、单项选择题（共25小题，每小题2分，共50分）1、铣削（）凸轮时，为减少螺旋面“凹心”现象，使铣削出的凸轮工作形面趋于正确。
可将铣刀中心向左（右）偏移一定距离。
正确答案：BA、圆柱螺旋槽B、圆柱端面C、等速圆盘D、非等速圆盘2、铣削圆盘凸轮时，对（）的凸轮，铣刀和工件的中心连线与纵向进给方向平行。
正确答案：AA、从动件对心直动B、从动件偏置直动C、从动件偏置摆动D、从动件对心摆动3、铣削等速凸轮时，（），会引起工件的升高量不正确。
正确答案：CA、传动系统间隙过大B、进给量过大，铣削方向选择不当C、计算错误如导程、交换齿轮比、倾斜角度D、铣刀几何形状误差4、在一个标准齿轮中，齿槽和齿厚相等的那个圆称为（）。
正确答案：BA、齿顶圆B、齿根圆C、基圆D、分度圆5、对于（）凸轮，可将百分表测头对准工件中心进行测量，检测时，可同时测出凸轮曲线所占中心角和升高量H，通过计算得出凸轮的实际导程值。
正确答案：BA、偏置直动圆盘B、对心直动圆盘C、圆柱端面D、圆柱螺旋6、锥距齿距齿宽齿厚直齿锥齿轮的分锥顶点沿分锥母线至齿背的距离称为（）。
正确答案：AA、法向模数B、端面模数C、法向齿距D、端面齿距7、在精度要求较低和（）中，特别是缺少锥齿轮专用机床的企业，通常在铣床上用锥齿轮铣刀加工锥齿轮。
正确答案：CA、大批量生产B、大量生产C、小批量生产D、单件生产8、擦净量块工作面后，把两块量块的工作面（），可以将它们牢固地粘合在一起。
正确答案：AA、相互推合B、相互重叠C、彼此贴紧D、彼此粘连9、有一曲线外形由凸圆弧、凹圆弧、直线三部分一次连接组成。
凸圆弧与凹圆弧相切，凹圆弧与直线相切，这时应先加工（）。
正确答案：BA、直线B、凹圆弧C、凸圆弧D、以上都对10、合理选用刀具是指在保证加工质量的前提下，选择（）而制造成本低的刀具。
正确答案：BA、使用寿命长B、切削效率高C、工艺性好D、耐磨性好11、对于圆盘凸轮工作形面形状精度的检测，因为凸轮形面母线与工件轴线平行，所以只测量母线的（），以判断其形面的形状精度。
铣削外花键、牙嵌式离合器、凸轮和螺旋槽
铣削尖齿形齿离合器，一般都选用与离合器齿槽角相同角度的 对称双角铣刀。在满足切深(即切削宽度ac)要求的情况下，铣刀直径 应尽量选小些。
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第二节铣削牙嵌式离合器
2.分度头主轴倾斜角度a计算 分度头主轴相对工作台台面的夹角α按式8 -7计算:
3.铣削方法 (1)对刀在工件端面上画出中心线使双角铣刀的刀尖对准中心线，在实 际生产中，一般都采用试切法对刀。 (2)齿形铣削铣削尖齿形齿离合器时，无论齿数是奇数还是偶数，每分 度一次只能铣出一条齿槽。调整切深应按大端齿槽深在外径处进行。 为厂避免一对离合器啮合时齿顶与槽底接触，所以，往往采用试切法 调整切深，使大端齿顶留有0. 2~0. 3 mm宽的平面，以保证齿形工作 面接触。
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第一节铣削外花键
三、铣削步骤
1.调整铣削长度 根据花键长度，调整好自动停止挡铣 2.调整铣削吃刀量 根据对刀时擦到工件表面的记号，将工作台垂向上升H;
3.铣中间槽 4.铣键
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第一节铣削外花键
四、用组合铣刀铣削外花键
由于用单刀铣削外花键较麻烦，生产效率又较低，因此，当工件 数量较多时，也可采用在一根刀杆上安装两把三面刃铣刀，组合铣削 外花键，使花键的两个键侧同时铣出，这样不仅可提高加工的效率， 而且还容易保证键宽尺寸并简化厂操作步骤。
四、牙嵌式离合器铣削质量的分析
螺纹的铣削加工详解
随着时代的进步，数控行业在我国大中型机械加工业用得越来越广泛，一些大型零件随着时代的进步，数控行业在我国大中型机械加工业用得越来越广泛，一些大型零件的螺纹加工，传统的螺纹车削和丝锥、板牙已无法满足生产的需要。
而在数控铣床或加工中心得到广泛应用的今天，采用三轴联动机床进行螺纹加工，改变了螺纹的加工工艺方法，取得了良好的效果。
一、螺旋铣削内孔1.加工范围孔径较大的盲孔或通孔，由于麻花钻加工太慢或不能加工，往往选择螺旋铣削的方式。
而且由于该方式选择的刀具不带底刃，所以更适合小切深、高转速及大进给的加工情况。
2.加工特点螺旋铣削加工孔是建立在螺旋式下刀方法基础上的加工方法，螺旋铣孔时有一个特点：每螺旋铣削一周，刀具的Z轴方向移动一个下刀高度。
3.螺纹铣刀的选择选择16mm 的三刃转位铣刀，刀具转速S=3000r/min，进给量F=2500mm/min。
4.说明这种方法在螺旋铣削内孔上很有特色，其程序编写的实质就是将一个下刀高度作为螺旋线高度编成一个子程序，通过循环调用该螺旋线子程序，完成整个孔的铣削加工。
该方法加工孔不受铣刀规格等因素影响，所以在数控铣床和加工中心上应用比较理想。
5.应用实例及程序编写如图1所示的零件图中，要加工螺纹M36×1.5mm的底孔通孔。
首先，计算螺纹M36×1.5mm的底孔直径为：公称直径-1.0825×P(螺距)=36-1.0825×1.5=33.75mm。
确认该零件的加工毛坯为80mm ×80mm ×30mm的45钢，选定刀具为16mm三刃转位铣刀，刀具转速S=3000r/min，进给量F=2500mm/min。
圆弧导入点为A(图2)，在0A段建立刀补，圆弧导出点为B，在0B段取消刀补。
参考程序编写如下(本文涉及到的参考程序均在FANUC系统中验证使用)。
主程序如下。
%(程序开始符) O0001;(主程序名) T1;(刀具为16mm的立铣刀) G80G40G69 ;(取消固定循环、刀具半径补偿和旋转指令)G90G54G00X0Y0M03S3000;(程序初始化) G43Z50.0 H01;(1 号刀具长度补偿)Z5.0;(快速移动点定位) G01Z0F50;(工进到) G41D01G01X-6.875Y10.0;(D01=8.0，在 0A 段建立刀补) G03X-16.875Y0R10;(圆弧导入 R10) M98P100L16;(调用子程序 O100，调用次数 16 次) G90G03X-6.875Y-10R10.0;(光整轮廓一周)G40G01X0Y0;(取消刀补) G0Z50.0;(退出) M05;(主轴停止) M30;(程序结束并返回程序头) %(程序结束符) 子程序如下。
铣工工艺学第八章螺旋槽和凸轮的铣削
第八章螺旋槽和凸轮的§8-1螺旋线的基本概念§8-2圆柱螺旋槽的铣削§8-3等速圆柱凸轮的铣削§8-4等速盘形凸轮的铣削§8-5等速凸轮铣削的检测与质量分析具有螺旋线轨迹的零件§8-1螺旋线的基本概念⏹教学目的⏹了解螺旋线的分类及特点；⏹掌握相关参数的计算⏹重点难点⏹重点：螺旋线的特点及相关参数的概念⏹难点：铣螺旋线时的相关计算圆柱螺旋线的形成圆柱表面上一动点绕圆柱的轴线作等速回转运动，同时沿圆柱的轴线方向作等速直线运动，此动点的运动轨迹即为圆柱螺旋线圆柱螺旋线的要素⏹螺旋角β⏹导程角λ⏹导程P h⏹螺距P⏹线数n⏹旋向圆柱螺旋线的旋向将工件轴线垂直于水平面，看螺旋线的走向，若由左下方向右上方升起为右旋，若由右下方向左上方升起则为左旋诸要素间的关系⏹导程：⏹螺旋角：⏹螺旋升角：⏹螺距：βcot πh D P =h πarctan P D =ββλ-= 90nP P h =平面螺旋线的形成原理对心平面螺旋线，返回是通过圆盘圆心上的一动点沿径向作匀速直线运动的同时，圆盘绕自身轴线作匀速转动时该动点在圆盘上所形成的轨迹，这种平面螺旋线又称为阿基米德螺线盘形凸轮的工作曲线⏹图1中分别由两段不同升高率的工作曲线组成⏹图2中由工作曲线AB和非工作曲线CA组成返回§8-2圆柱螺旋槽的铣削⏹教学目的⏹了解铣圆柱螺旋槽时的“干涉”现象⏹掌握不同铣刀在铣圆柱螺旋槽时对“干涉”现象的影响和减小“干涉”现象的方法⏹重点与难点⏹讲清产生干涉的原因既是教学的重点又教学的难点视频螺旋槽铣削概述圆柱螺旋槽铣削的工艺特点⏹铣床上铣螺旋槽的原理——⏹与螺旋线的形成原理是一致的。
即分度头侧轴通过配换齿轮与工作台纵向丝杠相连接，这样工作台带动工件作纵向等速移动的同时，配换齿轮使分度头按一定的速比带动工件作匀速的转动，而切入工件的铣刀刀刃上各点，就相当于工件圆柱上的动点，这样通过几个切削运动的合成，在工件的圆柱面上就可以形成一条截形与铣刀廓形相似的螺旋槽。
《铣工工艺学第二章》PPT课件
削的刀齿数较多，切屑厚度变化小， 削 层 深 度 （ 铣 削宽度
因此铣削力变化较小，振动小，铣削 ae）。
平稳，效率高。
2.在相同的铣削层深度、
2.铣刀直径可以做得很大，能铣出较 铣削层宽度和每齿进给
宽的工件表面而不需接刀。
量的条件下，用圆周铣
3.铣刀刀片的装夹、刃磨方便、刚性 加工的工件表面比用端 好，且平面度不受刀齿高低及半径差 铣加工的表面粗糙度值 值影响 ，便于进行高速铣削和强力铣 小（如用立铣刀的端刃 削，因而铣出的平面精度高、表面粗 和周刃同时铣削）。
糙度值小。
工件的装夹
视频
工件装夹方法
对于中小型工件，一般均采用平口 钳装夹
对大、中型工件，一般多采用直接 在工作台上用压板装夹
成批、大量生产时应用专用夹具装 夹，以提高加工精度和生产效率
平口钳的构造和规格
分回转式和非回转式两种 以钳口宽度尺寸划分规格
平口钳的安装与校正
一般安装于工作台长度方向中间偏左 用定位键槽置于中央T形槽内 加工较长工件时，钳口与工作台纵向进
用平口钳装夹工件的本卷须知
安装工件时，应将各接合面擦净。 工件的装夹高度，以铣削时铣刀不接触钳
口上平面为宜。 工件的装夹位置，应尽量使平口钳钳口受
力均匀。必要时，可以加垫块进展平衡。 用平行垫铁装夹工件时，所选垫铁的平面
度、平行度和垂直度应符合要求，并使垫 铁外表应具有一定硬度。
用压板装夹工件
经粗加工的工件在平口钳上的装夹
选择工件上一个较大的经粗加工的
用外平表口作基钳准装面夹将工工件件的基准面靠向
固定钳口面，并在其活动钳口与工 件间放置一圆棒。圆棒要与钳口的 上平面平行，其位置应在工件被夹 持局部高度的中间偏上。通过圆棒 夹紧工件，能保证工件的基准面与 固定钳口面的密合。
电子课件-《铣工工艺与技能》-A02-8491 7-3
再经过分度头的蜗杆蜗轮副，此时配换齿轮按下式
进行计算：
z1 z3 P丝 z2 z4 Ph
主轴挂轮法齿轮的配置与传动关系
项目七 铣削双孔曲面板及等速凸轮
主轴挂轮法齿轮的配置与传动关系
项目七 铣削双孔曲面板及等速凸轮
一、工艺分析
铣削步骤：
导程及挂轮的 相关计算
铣刀的选择与工 件的装夹调整
各段凸轮 槽的铣削
4．凸轮的工作型面应具有较小的表面粗糙度值。
项目七 铣削双孔曲面板及等速凸轮
二、铣刀的选择
选择直径为16mm的立铣刀进行铣削。
三、铣削过程中的相关计算
1．各段导程的计算
PhAB
360
AB
H AB
360 150
60
144mm
PhCD
360
CD
H CD
360 (60) 90
240mm
PhBC PhDA 0
配换齿轮的配置方法： 侧轴挂轮法 主轴挂轮法
等速圆柱凸轮的铣削
项目七 铣削双孔曲面板及等速凸轮
1．
采用侧轴挂轮法铣削等速圆柱凸轮时，其配换 齿轮的计算方法与铣削圆柱螺旋槽工件相同：
z1z3 40 P丝
z2 z4
Ph
2．主轴挂轮法
主轴挂轮法是将配换齿轮配置在工作台纵向丝
杠与分度头主轴后端的挂轮轴之间。由于传动链不
3．铣削矩形截面螺旋槽时的干涉现象 由于螺旋角大小不同，在同一截面上切线的方向
也不同，在切削过程中会出现将不应切去的部分切去， 使槽的截面形状发生偏差的干涉现象。
（1）用三面刃铣刀铣矩形螺旋槽
用三面铣刀铣削矩形螺旋槽时的干涉现象
项目七 铣削双孔曲面板及等速凸轮
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程
凸轮槽板类零件数控铣削工艺分析及数控加工编程 6-4 凸轮槽板加工程序的编制......................................21 第七章 UGNX8.0 软件介绍.............................................22 7-1 UGNX8.0 界面................................................22 7-2 UG 建模模块介绍.............................................23 7-3UGNX/CAM 模块介绍............................................24 第八章凸轮槽板 UG 编程及刀具轨迹路线图模拟..........................26 8-1 刀具创建....................................................26 8-2 坐标系以及几何体的创建......................................26 8-3 创建操作....................................................27 第九章工艺设计总结................................................. 31 参考文献........................................................... 32
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最 基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛 采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能 力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大 力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方 面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制 造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的 重要途径。
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第二节 圆柱螺旋槽的铣削
2)交换齿轮之间应保持一定的啮合间隙，切勿过紧或过松。 3)由于工件螺旋槽有左旋和右旋之分，所以安装交换齿轮时要注 意工件的转向，若转向不对，可增加或减少中间齿轮来纠正。
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
4)交换齿轮安装后，要检查交换齿轮的计算和搭配是否正确，一 般可采用如下的方法检查：在纵向工作台和床鞍之间用粉笔划一 标记，然后摇动工作台手柄，使工件旋转360°，检查工作台是 否移动了一个导程，当工件导程较大时，可使工件转180°或90 °，检查工作台是否移动了1/2或1/4的导程。
四、铣削矩形截面螺旋槽时的干涉现象
在铣床上铣削螺旋槽时，当工件回转一周时，铣刀相对于工件在 轴线方向移动的距离等于导程。
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
图2-8 法向截面为矩形的螺旋槽
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
图2-9 用立铣刀铣矩形螺旋槽时的干涉现象
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
图2-10 用三面刃铣刀铣矩形 螺旋槽时的干涉现象
(2)升高率h 凸轮工作曲线转过单位角度时沿径向所移动的距离。 h=H/θ（2⁃4） (3)导程Ph 平面螺旋线转过一周时的升高量。 Ph=360°H/θ（2⁃6）
第二节 圆柱螺旋槽的铣削 一、交换齿轮的计算
所谓圆柱螺旋槽，即圆柱上若干条螺旋线的组合。
图2-7 铣螺旋槽时交换齿轮的配置 a)传动系统 b)交换齿轮位置
二、铣刀的选择
正确选择铣刀是保证圆柱螺旋槽截面形状的关键，铣刀的廓形应 与螺旋槽法向截面形状相符。
三、工作台扳转角度
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
用盘形铣刀在万能铣床上铣削螺旋槽时，为了使螺旋槽方向和刀 具旋转平面相一致，必须将万能铣床纵向工作台在水平面内扳转 一个角度，工作台扳转角度的大小等于工件的螺旋角β，扳转的 方向是：铣左旋螺旋槽，左手推动工作台顺时针转动，铣右旋螺 旋槽时，右手推动工作台逆时针转动。
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
4)在圆柱体上铣矩形螺旋槽时，应选用直径小于槽宽尺寸的立铣 刀或键槽铣刀，铣刀直径越小，干涉越小。 5)当铣削工件导程Ph＜60mm的螺旋槽时，由于速比×/×>4∶1， 纵向工作台移动时，会使分度头旋转太快，进刀时容易打刀，使 铣槽侧面不光洁。
第一节 螺旋线的基本概念
图2-2 双线螺旋线展开图
第一节 螺旋线的基本概念
图2-3 螺旋线的旋向
第一节 螺旋线的基本概念
二、平面螺旋线
1.平面螺旋线的形成 常见平面螺旋线有两种类型，一种如图2⁃4a所示，在圆盘作等速 旋转的同时，A点沿圆盘的径向作等速直线运动，A点在圆盘端面 的轨迹就是一条平面螺旋线，这种平面螺旋线称为阿基米德螺旋 线；另一种如图2⁃4b所示，A点的移动方向不在圆盘的径向，而 是沿半径为e，圆心和圆盘同轴的圆的切线方向作等速直线移动， A点在圆盘端面的轨迹也是平面螺旋线。
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
例2-1 在X6132万能铣床上，用F11125型分度头铣圆柱形铣刀 的螺旋齿槽，铣刀外径D=70mm，螺旋角β=30°，试求交换齿轮？ 解：先按式(2-1)计算螺旋槽导程 Ph=πDcotβ=3．14×70mm cot °=380．90mm
头定数为40)
第一节 螺旋线的基本概念
图2-4 平面螺旋线的形成
第一节 螺旋线的基本概念
图2-5 等速盘形凸轮 a)对心直动等速盘形凸轮 b)偏置直动等速盘形凸轮
第一节 螺旋线的基本概念
2.平面螺旋线的要素 (1)升高量H 凸轮某段等速螺线部分的工作曲线最大半径和最小 半径之差。
图2-6 等速盘形凸轮
第一节 螺旋线的基本概念
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
表2-1 速比、导程交换齿轮表( 6mm，分度头定数为40)
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
表2-1 速比、导程交换齿轮表( 6mm，分度头定数为40)
1)主动齿轮和从动齿轮的位置不可颠倒，但有时为了便于搭配， 主动齿轮z1和z3的位置可以互换，同样，两从动齿轮z2和z4的位 置也可以互换。
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
1)槽底会因在铣削时产生干涉而扩大，这是由于螺旋槽本身不同 直径上的螺旋角差值而引起的。 2)螺旋槽的螺旋角β越小，产生的干涉越小。 3)螺旋槽的深度尺寸越小，干涉越小。 4)如果矩形螺旋槽使用三面刃铣刀铣削，由于三面刃铣刀侧面刃 的运动轨迹是一圆形平面，而矩形螺旋槽两侧是螺旋形曲面，导 致无法贴合，如图2-10所示，即产生过切干涉现象。
五、铣螺旋槽时的注意事项
第二节 圆柱螺旋槽的铣削
1)铣削螺旋槽时，分度手柄定位销要插入孔盘中，使工件随着纵 向工作台的进给而连续转动，这时分度头主轴紧固手柄和分度盘 的紧固螺钉要松开。 2)安装交换齿轮，应注意螺母须紧固在交换齿轮轴的端面上，而 不要紧固在过渡套或齿轮上，以免影响交换齿轮正常回转。 3)铣多线螺旋槽时，在铣完一槽后分度时，分度手柄插销拔出孔 盘后，不能移动工作台位置，以免使工件误差增大而出现废品。
一、圆柱螺旋线
1.圆柱螺旋线的形成 如图2⁃1a所示，直径为D的圆柱绕自身轴线匀速回转一周，铅笔 沿圆柱的一条素线由A点匀速移动到B点，铅笔在圆柱表面划出的 空间曲线即为圆柱螺旋线。
第一节 螺旋线的基本概念
图2-1 圆柱螺旋线的形成
2.圆柱螺旋线的主要要素
第一节 螺旋线的基本概念
(1)螺旋角β 圆柱螺旋线的切线与通过切点的圆柱面直素线之间 所夹的锐角(°)，即三角形中的∠ABC。 (2)导程角λ 圆柱螺旋线的切线与圆柱端面之间所夹锐角(°)，即 三角形中的∠BAC。 (3)导程Ph 圆柱面上的一条螺旋线与该圆柱面的一条直素线的两 个相邻交点之间的距离，即三角形中的BC边。 (4)线数n 圆柱螺旋线的条数(头数)。 (5)旋向 圆柱螺旋线有左旋和右旋两种。
第二章 螺旋槽和凸轮的铣削
1.了解螺旋线的形成。 2.掌握螺旋线三要素的关系和计算。 3.掌握交换齿轮的计算和挂法。 4.掌握在铣床上加工螺旋槽的方法。 5.掌握在铣床上加工等速凸轮的方法。 6.能分析在加工螺旋槽和等速凸轮时产生废品的 原因及采取的预防措施。
第一节 螺旋线的基本概念
(1)圆柱螺旋线 如斜齿圆柱齿轮及蜗杆的齿槽、等速圆柱凸轮的 工作表面等。 (2)平面螺旋线 如等速盘形凸轮的工作表面及三爪自定心卡盘内 平面螺纹的沟槽等。