第11章第二部分上课刨削、拉削

5）牛头刨床结构组成
牛头刨床
a）外形图 b）运动示意图 1-工作台 2-横梁 3-刀架 4-滑枕 5-床身 6-底座
5）牛头刨床结构组成
（1）床身 床身用以支承刨床的各个部件。床身的顶部和前侧面分
别有水平和垂直导轨。滑枕连同刀架可沿水平导轨作直线往 复运动（主运动）；横梁连同工作台可沿垂直导轨实现升降。 床身内部有变这机构和驱动滑枕的摆动导杆机构。
两种刨刀的刨削情况
a）弯颈刨刀不易扎刀（粗刨） b）直杆刨刀容易扎刀（精刨）
（2）工件的装夹
1）平口钳装夹 较小的工件可用固定在王作台上的平口钳 装夹。平口钳在工作台上位置应正确，必要时应用百分表 找正。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。
2）压板装夹 较大的工件可且于工作台上，用压板、螺 栓、挡块等直接装夹。
拉刀
在拉床上可以拉削各种型孔（直通孔），还可以 拉削平面、半圆弧面，以及一些用其他加工方法不便 加工的内外表面。
1）.拉圆孔
拉削孔径一般为8～125mm，孔的深径比L/D≤5。 工件不需要夹紧，只以已加工过的一个端面为支承面。 工件端面与拉削孔的轴线不垂直时，依靠图中所示的球面浮动支 承装置自动 调节，始终 使受力方向 与端面垂直， 以防止拉刀 崩刃和折断。 装置中的弹 簧是为了保 持球面贴合， 避免从装置 体上脱落。
（2）滑枕 前端装有刀架，用来带动刨刀作直线往复运动，实现刨
削。
（3）刀架
用来装夹刨刀和实现刨 刀沿所需方向移动。刀架与 滑枕连接部位有转盘，可使 刨刀按需要偏转一定角度。 转盘上有导轨，摇动刀架手 柄，滑板连同刀座沿导轨移 动，可实现刨刀的间隙进给 （手动）或调整切削深度。 刀架上的抬刀板在刨刀回程 时抬起，以防止擦伤工件和 减小刀具的磨损。
（3）刨平面 1）刨水平面 刨削水平面时，进给运动由工作台
（工件）横向移动完成，切削深度由刀架控制。刨刀 一般采用两侧刀刃对称的尖头刀，以便于双向进给， 减少刀具的磨损和节省辅助工时。
刨水平面
2）刨垂直平面
刨削垂直平面时，摇动刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手动垂直
进给，吃刀量通过工作台的横向移动控制。刨刀采用偏刀。为保证加 工平面的垂直度，加工前应将刀架转盘刻度对准零线，位置精度要求 较高时，在刨削时应按需要微调纠正偏差。为防止刨削时刀架碰撞工 件，应将刀座偏转一适当的角度。
偏刀的几何形状
刨垂直平面时偏转刀座
3）刨倾斜平面
刨倾斜平面有两 种方法：一是倾斜装 夹工件，使工仵被加 工斜面处于水平位且， 用刨水平面的方法加 工；一是将刀架转盘 旋转所需角度，摇动 刀架手柄使刀架滑板 （刀具）作手动倾斜 进给
旋转刀架 盘刨倾斜平面
（3）刨沟槽 1）刨直槽和V形槽 刨直槽时，如果沟槽宽度不大，
可用宽度与槽宽相当的直槽刨刀直接刨到所需宽度，旋转 刀架手柄实现垂直进给；如果沟槽宽度较大，则可横向移 动工作台，分几次刨削达到所需槽宽。刨V形槽时，应根 据工件的划线找正，先用直槽刀刨出底部直槽，然后换装 偏刀，倾斜刀架和偏转刀座，用刨斜面的方法分别刨出V 形槽两侧面。
刨V形槽 a）刨V形槽底部直槽 B）刨V形槽斜面
2.刨削方法 加工范围：刨削是平面加工的主要方法之一。在刨床上可以
刨平面（水平面、垂直平面和斜面）、沟槽（直槽、V形槽、 燕尾槽和T形槽）和曲面等
刨削的主要内容
a）刨水平面 b）垂直平面 c）斜面 d）直槽 e）T形槽 f）曲面
（1）刨刀的装夹 刨刀属单刃刀具，其几何形状与车刀大致相同。由
于刨刀在切入工件时须受较大的冲击力，所以刀杆截面 积一般比较大。为避免刨削时产生“扎刀”而造成工件 报废，刨刀常制成弯颈形式。刨刀装夹时应注意：位置 要正，刀头伸出长度应尽可能短，夹紧要牢固。
4）.拉平面
平面拉刀可做成整体式（加工较小平面），但更多做成镶
齿式（加工大平面），镶嵌硬质合金刀片，以提高拉削速度， 且便于刃磨合调整。拉削可加工单一的敞开的平面，也可加工 组合平面。
d）插花键孔
（1）插刀
插刀也属单刃刀具，与刨刀相比，插刀的前面与后面位置对调，为 了避免刀杆与工件已加工表面碰撞，其主切削刃偏离刀杆正面。插力的
几何角度一般是：前角 0 0°～12°，后角 0 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。
0
插刀
a)尖刃插刀(尖刀) b)平刃插刀(切刀)
刨削运动
a）在牛头刨床上刨削平面 b）在龙门刨床上刨削平面
刨销加工的应用
刨平面
刨垂直面
刨台阶面
4）.刨削的工艺特点
(1)刨削特别适合于加工狭长平面。
(2)刨床结构简单，调整和操作都较方便；刨刀为单刃刀具，制 造和刃磨较容易，价格低廉。所以，刨削生产成本较低。
(3)由于刨削主运动是直线往复运动，刀具切入和切离工件时有 冲击负载，因此，限制了切削速度的提高，此外，还存在空行程 损失，因此刨削生产效率较低。
4、拉刀结构 拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿(或
后一组刀齿)的齿高高于(或齿宽等于)前一刀齿(或前一 组刀齿)，从而能依次地从工件上切下很薄的金属层， 以获得精度高、表面质量好的工件表面。
拉削过程
1-工件
2-拉刀
拉刀的组成： 柄部——被刀架夹持的部分。 前导部——用来引导拉刀切削部分进入工作位置防止拉刀歪斜。 切削部——由许多刀齿组成，包括粗切齿和精切齿，后排刀齿 比前排刀齿分别高出一个齿升量(一般为0.02～0.1mm）。 校准部——起校正和修光作用。 后导部——保持拉刀在拉削过程中最后的准确位置，防止拉刀 下垂而损伤已加工表面和拉刀刀齿。
2）刨燕尾槽 刨燕尾槽的方法与刨V形槽相似，采用左、右偏刀
按划线分别刨削燕尾斜面 。
刨燕尾槽
a）刨燕尾槽用角度偏刀 a）加工顺序
3）刨T形槽 刨T形槽辅用直槽刀、左右弯切刀和倒角刀，按
划线依次刨直槽、两侧横槽和倒角。
刨T形槽
a）刨直槽 b）刨右横槽 c）刨左横槽 d）倒角
二 插削
1.概述 定义：插削是用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的 切削加工方法。 机床：插削在插床上进行，插床的结构原理和牛头刨床相 似，可视为立式刨床。 加工范围：单件小批量生产中零件的某些内表面及外表面。
(4)刨削的经济加工精度通常为IT9～IT7，表面粗糙度值为 12.5～1.6；采用宽刃刨刀精刨时，加工精度可达IT6，表面粗糙 度值Ra为0.8～0.2µm。
刨削种类 粗刨
尺寸公差等级 IT12～IT11
表面粗糙度Ra 25～12.5μm
半精刨
IT10～IT9
6.3～3.2μm
精刨
IT8～IT6
3.2～1.6μm （直线度可达0.04~0.08mm/m）
3.插削的工艺特点
（1）插床与插刀的结构简单，与刨削一样，插削时 也存在冲击和空行程损失，因此，主要用于单件、小批 且生产。
（2）插削工作行程受刀杆刚性限制，槽长尺寸不宜 过大。
（3）刀架没有抬刀机构，工作台没有让刀机构，因 此插刀在回程时与工件相摩擦，工作条件较差。
（4）除键槽、型孔以外，插削还可以加工圆柱齿轮、 凸轮等。
插较大的方孔时，来用 单边插削的方法，按划线找 正先粗插（每边留余置0.2～ 0.5mm），然后用90°角度 刀头插去四个内角处未插去 的部分。
粗插时应注意测量方孔 边至基准之尺寸,以保证尺寸 精度和对称度要求。插削按 第一边、第三边（对边）、 第二边、第四边的顺序进行。
插方孔
（4）插花键
插花键的方法与插键槽大致相同。不同的是花键 各键槽除了应保证两侧面对轴平面的对称度外，还需 要保证在孔的圆周上均匀分布，因此，插削时常用分 度盘进行分度。
（2）插键槽
装夹工件并按划线校正 工件位置，然后根据工件孔 的长度（键槽长度）和孔口 位置，手动调整滑枕和插刀 的行程长度和起点至终点位 置，防止插刀在工作中冲撞 工作台而造成事故。键槽插 削一般应分粗插及精插，以 保证键槽的尺寸精度和键槽 对工件轴线的对称度要求。
插键槽
（3）插方孔
插小方孔时，可来用整 体方头插刀插削。
2） 拉削外表面
一般为非对称拉削，拉削力偏离拉刀和工件轴线，因此， 除对拉刀采用导向板等限位外，还须将工件夹紧，以避免 拉削时工件位置偏离。如拉削V形槽时，使用导向板和压 板的情形。
拉削V形槽
1-压紧元件 2-工件 3-导向板 4-拉刀
3）.拉孔内单键槽
键槽拉刀为扁平状，上部为刀齿。与工件的正确位置由导套保证。 导套的圆柱1插入拉床端部的孔内，圆柱2套放工件，矩形槽3与键 槽拉刀刀体宽度一致，并按滑动配合选取。键槽拉刀工作时由矩形 槽定位、导向。拉刀底部垫有一定厚度的垫片，以便调节工作键槽 的深度，并用它来补偿键槽拉刀重磨后齿高的减少量。
11.第二部分 刨削、插削与拉削
一、刨削 1.概述 1）定义：刨削是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削 加工方法。
2）刨床分类：
牛头刨床：加工中小型工件 龙门刨床：加工大型工件或同时加工多个中型工件 3）刨削运动 主运动-----刨刀（或工件）的直线往复运动 进给运动-------工件（或刨刀）在垂直于主运动方向的间歇移动。
2.拉削的工艺特点
(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量，完成 粗、精加工，故拉削的生产效率较高；
(2)拉刀制造精度高，切削部分有粗切和精切之分，校准 部分又可对加工表面进行校正和修光，所以拉削加工精度较 高，经济精度可达IT9～IT7，表面粗糙度Ra值为1.6～0.4µm。
(3)拉床采用液压传动，故拉削过程平稳。 (4)拉刀适应性差，一把拉刀只适于加工某种尺寸和精度 等级的一定形状的加工表面，且不能加工阶台孔、盲孔和特 大直径的孔。由于拉削力很大，拉削薄壁孔时容易变形，不 宜采用拉削。
（5）插削的经济加工精度为IT9～lT7，表面粗糙度 Ra值为6.3～1.6µm表面的方法称为拉削加工。 （2）机床：
卧式拉床、立式拉床 （3）拉削运动：
主运动：拉刀的直线运动。 无进给运动，其进给靠拉刀每齿升高量来实现。 （4）加工范围： 内表面（各种型孔）、外表面（平面、半圆弧面、 组合表面等）
插床
a）外形图 b）切削运动示意图 1－床身 2-下滑座 3-上滑座 4-圆工作台 5-滑枕 6-立柱 7-变速箱 8-分度机构
2.插削方法
插削和刨削的切削方式相同，只是插削是在铅垂方 向进行切削的。在插床上可以插削孔内键槽、方孔、多 边形孔和花键孔等，
a）插键槽
插削的主要内容
b）插方孔 c）插多边形孔
(5)拉刀结构复杂，制造费用高，因此只有在大批量生产 中才能显示其经济、高效的特点。
3、卧式拉床结构 下图为卧式拉床的示意图。拉削时工作拉力较大，所以拉 床一般采用液压传动。常用拉床的额定拉力有100，200， 400kN等。
卧式拉床示意图
l-压力表 2-液压传动部件 3-活塞拉杆 4-随动支架 5-刀架 6-床身 7-拉刀 8-支撑 9-工件 10-随动刀架
（4）工作台
用来安装工件，可沿横 梁横向移动和与横梁一起沿 床身垂直导轨升降，以便调 整工件位置。在横向进给机 构驱动下，工作台可实现横 向进给运动。横向进给机构 采用曲柄摇杆机构。刀架每 直线往复运动一次，连杆4使 带有棘爪的摇杆5绕棘轮6轴 线摆动一次，棘爪推动棘轮， 与棘轮连接在一起的丝杠7同 时转动一定角度，从而完成 工作台的横向进给运动。