刨削加工方法第1頁(yè)/共56頁(yè)4.1刨削的工作內(nèi)容

在刨床上用刨刀加工工件的工藝方法，稱為刨削。刨削主要用于加工平面、斜面、溝槽和成形表面等,如圖4.1所示。

第2頁(yè)/共56頁(yè)圖4.1刨削的工作內(nèi)容第3頁(yè)/共56頁(yè)2．牛頭刨床的運(yùn)動(dòng)

主運(yùn)動(dòng)：刀架（滑枕）的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：包括工作臺(tái)的橫向移動(dòng)和刨刀的垂直（或斜向）移動(dòng)第4頁(yè)/共56頁(yè)

刨削加工的主運(yùn)動(dòng)是刀具或工件所作的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由工件或刀具作垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的間歇直線運(yùn)動(dòng)。刨削加工是單程的切削加工，回程時(shí)刀具不進(jìn)行切削，為空行程。這時(shí)刨刀抬起，稱作讓刀，以避免損傷已加工表面，減緩刀具磨損。刨削精度一般IT7-IT9.Ra6.3μm.第5頁(yè)/共56頁(yè)

刨削加工的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刃磨方便，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間少，精刨時(shí)可以得到較高的精度和較小的表面粗糙度。在單件、小批生產(chǎn)和維修中，刨削加工仍然是常用的加工方法。刨削加工精度一般為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值為Ra6.3～1.6μm。第6頁(yè)/共56頁(yè)4.2刨削加工工藝系統(tǒng)組成4.2.1刨床及技術(shù)參數(shù)1.牛頭刨床2.龍門刨床第7頁(yè)/共56頁(yè)1．牛頭刨床

牛頭刨床主要用于加工中小型零件的平面、溝槽和成形表面。牛頭刨床的組成如圖4.2所示，它因滑枕3和刀架1形似牛頭而得名。第8頁(yè)/共56頁(yè)圖4.2牛頭刨床1—刀架2—轉(zhuǎn)盤3—滑枕4—床身5—橫梁6—工作臺(tái)

滑枕3可沿床身導(dǎo)軌在水平方向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使刀具實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)v。工件可直接安裝在工作臺(tái)6上，也可安裝在工作臺(tái)上的夾具（如虎鉗等）中。加工水平面時(shí)，工作臺(tái)6帶動(dòng)工件沿橫梁5作間歇的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f1，橫梁5能沿床身4的豎直導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，以適應(yīng)不同高度工件的加工需要。刀架1可沿刀架座上的導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，以調(diào)整刨削深度。加工斜面時(shí)，可以調(diào)整轉(zhuǎn)盤2的角度（可左右回轉(zhuǎn)60o），使刀架沿傾斜方向進(jìn)給。當(dāng)加工垂直平面時(shí)，用手動(dòng)使刀架1作垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f2。床身4內(nèi)裝有實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第9頁(yè)/共56頁(yè)

滑枕3可沿床身導(dǎo)軌在水平方向作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使刀具實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)v。工件可直接安裝在工作臺(tái)6上，也可安裝在工作臺(tái)上的夾具（如虎鉗等）中。加工水平面時(shí)，工作臺(tái)6帶動(dòng)工件沿橫梁5作間歇的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f1，橫梁5能沿床身4的豎直導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，以適應(yīng)不同高度工件的加工需要。刀架1可沿刀架座上的導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，以調(diào)整刨削深度。加工斜面時(shí)，可以調(diào)整轉(zhuǎn)盤2的角度（可左右回轉(zhuǎn)60o），使刀架沿傾斜方向進(jìn)給。當(dāng)加工垂直平面時(shí)，用手動(dòng)使刀架1作垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)f2。床身4內(nèi)裝有實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第10頁(yè)/共56頁(yè)2．龍門刨床

龍門刨床主要用來加工大平面，特別是長(zhǎng)而窄的平面，也可用來加工溝槽或同時(shí)加工幾個(gè)中小型零件的平面。應(yīng)用龍門刨床進(jìn)行精細(xì)刨削，可得較高的精度和較低的表面粗糙度。龍門刨床的組成如圖4.3所示。第11頁(yè)/共56頁(yè)圖4.3龍門刨床1、8—側(cè)刀架2—橫梁3、7—立柱4—頂梁5、6—立刀架9—工作臺(tái)10—床身第12頁(yè)/共56頁(yè)

龍門刨床的主運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)9沿床身10的水平導(dǎo)軌所作的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。床身的左右兩側(cè)固定有左、右立柱3和7，立柱頂部由頂梁連接，形成剛度較高的龍門框架，因此得名龍門刨床。兩個(gè)立刀架5和6裝在橫梁2上，可作橫向或垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及快速移動(dòng)。橫梁可沿左右立柱的導(dǎo)軌作垂直升降，調(diào)整立刀架的位置，以適應(yīng)不同高度工件的加工需要。刨床技術(shù)參數(shù)及工作精度P182表4-1第13頁(yè)/共56頁(yè)4.2.2

刨刀1.刨刀的種類常用的刨刀有平面刨刀、寬刃精刨刀、槽刨刀和端面刨刀等，如圖4.4所示。刨刀只在工作行程中進(jìn)行切削，空返行程不切削，在切削終了時(shí)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和沖擊載荷的限制，刨刀的切削速度較低。第14頁(yè)/共56頁(yè)圖4.4刨刀類型第15頁(yè)/共56頁(yè)2．

刨刀的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

刨刀由刀頭和刀桿兩部分組成，如圖4.5所示。刀頭用來切削工件，刀桿固定在刀架上并支承刀頭工作。刨刀的合理幾何參數(shù)如書中表4-2先進(jìn)刨刀如書中表4-3.圖4.5刨刀的結(jié)構(gòu)第16頁(yè)/共56頁(yè)

刨刀在工作時(shí)承受較大的沖擊載荷，為了保證刀桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及刀刃不致崩掉，故刨刀的結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：1）刀桿的端面尺寸較大，通常為車刀的1.25～1.5倍。2）刀傾角較大，以保護(hù)刀尖和提高切削的平穩(wěn)性。3）在機(jī)床—刀具—工件工藝系統(tǒng)剛性許可時(shí)，選擇較大的刀尖圓弧半徑和較小的主偏角。第17頁(yè)/共56頁(yè)

刨刀刀桿的結(jié)構(gòu)形式常見的有兩種，如圖4.6所示。圖4.6a）為直頭刨刀，圖4.6b）為彎頭刨刀。直頭刨刀制造簡(jiǎn)單，但在切削力的作用下易產(chǎn)生“陷刀”現(xiàn)象，從而損壞工件表面。彎頭刨刀在切削時(shí)，刀桿能產(chǎn)生彎曲變形，使刀尖向后上方運(yùn)動(dòng)，避免了上述缺點(diǎn)，故得到了廣泛應(yīng)用。圖4.6刨刀刀桿形狀

a）直頭

b）彎頭第18頁(yè)/共56頁(yè)刨刀刨刀切削部分的結(jié)構(gòu)與外圓車刀類似，但由于刨刀的工作條件較差，在作直線往復(fù)主運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性和沖擊，刨刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)必須適應(yīng)這種工作條件。（1）刀桿粗大彎曲。刨刀刀桿的橫截面較大，以適應(yīng)刨削時(shí)沖擊力的作用，避免折斷。此外，刨刀的刀桿通常做成彎曲的。如圖4.6(a)所示，當(dāng)刨削有硬化層的工件時(shí)，碰到工件表面上的硬點(diǎn)，刀尖繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將扎入已加工表面，不但損壞了已加工表面的質(zhì)量，還會(huì)損壞刀具，刨削深度突然增大時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生這種情況。若采用如圖4.6（b)所示的彎曲刀桿，則當(dāng)切削力突然增大時(shí)，刀桿產(chǎn)生的彎曲變形會(huì)使刀尖離開工件，從而避免刀尖扎入工件。第19頁(yè)/共56頁(yè)（2）較小的前角和負(fù)的刃傾角。刨刀的幾何角度選取原則基本上與車刀相同。但由于刨削過程有沖擊，需要增加刀刃的強(qiáng)度，刨刀的前角應(yīng)比車刀的前角??；為了使刨刀在切入工件時(shí)產(chǎn)生的沖擊力遠(yuǎn)離刀尖，刨刀的刃傾角應(yīng)采用較大的負(fù)值。第20頁(yè)/共56頁(yè)4.2.3

刨床夾具

刨削加工主要用于單件及小批量生產(chǎn)，常用的夾具有壓板、虎鉗、擋塊等。根據(jù)不同的工件，還經(jīng)常利用千斤頂?shù)绕渌ぞ咦髦巍Ｅ傧鲿r(shí)常用夾具及工件裝夾方法如書中表4-6所示。表4-6刨削時(shí)常用的夾具及工件裝夾方法P189頁(yè)

第21頁(yè)/共56頁(yè)1．工件的裝夾（1）平口鉗裝夾刨削一般平面工件A，B面間有垂直度要求工件C，D面間有平行度要求第22頁(yè)/共56頁(yè)（2）壓板裝夾1－壓板2－螺栓3－擋塊第23頁(yè)/共56頁(yè)2．刨平面（1）刨水平面第24頁(yè)/共56頁(yè)（2）刨垂直平面偏刀的幾何形狀刨垂直平面時(shí)偏轉(zhuǎn)刀座第25頁(yè)/共56頁(yè)（3）刨傾斜平面旋轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)盤刨傾斜平面傾斜裝夾工件，使工件被加工斜面處于水平位置，用刨水平面的方法加工圖示將刀架轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)所需角度，搖動(dòng)刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手動(dòng)傾斜進(jìn)給第26頁(yè)/共56頁(yè)3．刨溝槽1）刨直槽

2）刨V形槽

3）刨燕尾槽

4）刨T型槽刨V形槽第27頁(yè)/共56頁(yè)刨燕尾槽第28頁(yè)/共56頁(yè)刨T型槽第29頁(yè)/共56頁(yè)4．刨曲面用成形刨刀刨曲面按劃線通過工作臺(tái)橫向進(jìn)給和手動(dòng)刀架垂直進(jìn)給刨出曲面用成形刨刀刨曲面第30頁(yè)/共56頁(yè)4.2.4

刨削加工工藝1.刨削平面的工藝要點(diǎn):平面刨削一般分2～3次刨削后達(dá)到圖紙尺寸要求。1)分兩次刨削，粗刨留0.3～0.5mm的精刨余量。2)分三次刨削,第1次留2mm或整個(gè)余量的1/3,第2次留0.2mm的精刨余量。表4-7刨削加工工藝分析（書190頁(yè)第31頁(yè)/共56頁(yè)2.

削刨側(cè)面的工藝要點(diǎn)

在工作臺(tái)上直接裝夾工件時(shí)，為避免刨刀刨到工作臺(tái)面，工件的加工面必須對(duì)準(zhǔn)T形槽，如圖4.7a);或使加工面露出工作臺(tái)的側(cè)面，如圖4.7b);或用平行墊鐵墊起工件，如圖4.7c)。圖4.7刨側(cè)面時(shí)工件的安裝第32頁(yè)/共56頁(yè)3.刨削臺(tái)階面的工藝要點(diǎn)

臺(tái)階面的臺(tái)階部分的連接面通常有垂直度要求，兩邊對(duì)稱的臺(tái)階要兩側(cè)面平行，兩底面等高，以保證與其它零件配合良好。P191頁(yè)表4-7刨斜面工藝方法第33頁(yè)/共56頁(yè)4.3

刨削用量及刨削參數(shù)計(jì)算1.刨削用量諸要素的定義刨削用量包括切削深度ap(mm)、進(jìn)給量f（mm/雙行程）和刨削速度vc（m/min）。如圖4.8所示。第34頁(yè)/共56頁(yè)圖4.8刨削用量第35頁(yè)/共56頁(yè)1）切削深度ap(mm)

工件上已加工表面和待加工表面之間的垂直距離。2）進(jìn)給量f（mm/雙行程）刀具（或工件）一次往返行程時(shí)，工件（或刀具）在垂直于主運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)移動(dòng)的距離。3）切削速度vc（m/min）

刀具或工件的主運(yùn)動(dòng)速度。第36頁(yè)/共56頁(yè)2.

刨削用量的選擇1）切削深度ap的選擇合理的切削深度是將加工余量在一次進(jìn)給中切除。但由于刀具及機(jī)床性能的限制，以及加工表面的要求，往往需經(jīng)2～3次進(jìn)給才能切去。分次切削時(shí)，第一次切得多些，以避免工件硬表皮對(duì)刨刀刀尖的影響。第二次比第一次少些，最后一次切削深度應(yīng)盡量小，以獲得良好的加工表面質(zhì)量。第37頁(yè)/共56頁(yè)2）進(jìn)給量f的選擇

進(jìn)給量受機(jī)床功率、進(jìn)給機(jī)構(gòu)剛性、刀具或刀片強(qiáng)度、加工表面質(zhì)量等條件的限制，所以應(yīng)在已選好切削深度后進(jìn)行合理選擇。半精加工或精加工時(shí)，主要考慮工件的表面質(zhì)量，進(jìn)給量應(yīng)小些；粗加工時(shí)，應(yīng)考慮除表面質(zhì)量以外的其它幾個(gè)因素，盡可能選用較大的進(jìn)給量。第38頁(yè)/共56頁(yè)3）

刨削速度的選擇

選擇切削深度和進(jìn)給量后，可根據(jù)刀具耐用度來選擇合理的刨削速度。若選用的刨削速度太大，則刀具耐用度低，要經(jīng)常磨刀；若選用的刨削速度太小，則加工時(shí)間太長(zhǎng)，不利于提高生產(chǎn)率。P192頁(yè)表4-8刨削用量第39頁(yè)/共56頁(yè)4.3.2刨削力與刨削功率的計(jì)算1）切削力（N）:2）切削功率（KW）

:第40頁(yè)/共56頁(yè)第41頁(yè)/共56頁(yè)4.4刨削加工案例分析1.零件圖分析：圖4-11、圖4-12分別是軸承蓋和軸承座的零件圖零件材料為HT200，主要加工表面有平面和軸承孔。主要表面加工最高精度為7級(jí)精度表面粗造度為Ra1.6μm。軸承支承孔需兩件合裝后同時(shí)加工。可用牛頭刨床加工。2.零件的主要加工過程。如書中表4-10、表4-11所示。3.刨削加工分析。包括：1）零件的裝夾及夾具的選擇。刀具的選擇及走刀路線的確定3）切削用量的選擇。

第42頁(yè)/共56頁(yè)第43頁(yè)/共56頁(yè)第44頁(yè)/共56頁(yè)（3）切削用量的選擇。刨削用量可參考表4-8進(jìn)行選擇。粗刨時(shí)，留精刨余量0.3-0.5mm，進(jìn)給量為0.33-0.66mm/雙行程，刨削速度為0.25m/min-0.42m/min；精刨時(shí)，進(jìn)給量為0.33-2.33mm/雙行程，刨削速度為0.08-0.13m/min。第45頁(yè)/共56頁(yè)4.5刨削加工質(zhì)量問題及解決措施

刨削加工中常見的質(zhì)量問題有:表面粗糙度參數(shù)值不符合要求、工件表面產(chǎn)生波紋、平面出現(xiàn)小溝紋或微小臺(tái)階、工件開始進(jìn)給的一端形成傾斜倒棱、平面局部有凹陷現(xiàn)象等。其解決措施如下。第46頁(yè)/共56頁(yè)1、表面粗糙度參數(shù)值不符合要求

解決措施：1）最后光整精刨時(shí)，采用較小的切削用量；2）合理選用幾何角度，刀具磨鈍后及時(shí)刃磨。第47頁(yè)/共56頁(yè)2.工件表面產(chǎn)生波紋

解決措施：

1）調(diào)整機(jī)床工作臺(tái)、滑枕、刀架等部分的壓板、鑲條及地腳螺釘?shù)取?）注意裝夾方法，增加輔助支承，增強(qiáng)使工件薄弱環(huán)節(jié)的剛性。3）合理選用刀具幾何角度，縮短刨刀伸出長(zhǎng)度，采用減振彈性刀。第48頁(yè)/共56頁(yè)3.平面出現(xiàn)小溝紋或微小臺(tái)階

解決措施:1）、調(diào)整刀架絲杠與螺母間隙，或更新絲杠、螺母。調(diào)整刀架后，必須將刀架溜板鎖緊。精刨表面時(shí)，避免中途停機(jī)。2）、精刨時(shí)，避免中途停機(jī)。第49頁(yè)/共