模块二金属切削加工课题五刨削、插削与拉削A

1、机械制造工艺与装备机械制造工艺与装备 模块二模块二 金属切削加工金属切削加工知识点知识点技能点技能点 图图2-90为凸缘联轴器（半）零件零件图，零件内外圆为凸缘联轴器（半）零件零件图，零件内外圆及孔均已加工完毕，本工序需加工孔内键槽，试确定加及孔均已加工完毕，本工序需加工孔内键槽，试确定加工方法，并说明加工要点。工方法，并说明加工要点。图2-90 半联轴器图2-90 半联轴器图2-90 半联轴器图图2-90 半联轴器半联轴器 半联轴器是凸缘联轴器的一部分，联接轴用来联接半联轴器是凸缘联轴器的一部分，联接轴用来联接两轴，轴与联轴器通过键联接，使两轴共同回转以传递两轴，轴与联轴器通过键联接，使两轴

2、共同回转以传递运动和转矩。本任务中半联轴器孔内键槽的加工是零件运动和转矩。本任务中半联轴器孔内键槽的加工是零件加工的最后工序。加工的最后工序。 孔内键槽的加工有多种方法，一般可采用刨削和插削孔内键槽的加工有多种方法，一般可采用刨削和插削及拉削加工的方法来完成切削加工。刨削、插削及拉削及拉削加工的方法来完成切削加工。刨削、插削及拉削加工也是金属切削加工常用的加工方法，特别是刨削加加工也是金属切削加工常用的加工方法，特别是刨削加工是平面和沟槽加工的主要方法。所以学习刨削和插削工是平面和沟槽加工的主要方法。所以学习刨削和插削及拉削加工是十分重要。及拉削加工是十分重要。 刨削是平面加工的主要方法之一。

3、在刨床上可以刨平面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、（水平面、垂直平面和斜面）、沟槽（直槽、V形槽、燕尾槽和形槽、燕尾槽和T形槽）和曲面等形槽）和曲面等 图图2-91 刨削的主要内容刨削的主要内容a）刨水平面）刨水平面 b）垂直平面）垂直平面 c）斜面）斜面 d）直槽）直槽 e）T形槽形槽 f）曲面）曲面 图图2-93 牛头刨床牛头刨床a）外形图）外形图 b）运动示意图）运动示意图1-工作台工作台 2-横梁横梁 3-刀架刀架 4-滑枕滑枕 5-床身床身 6-底座底座（1）床身）床身 床身用以支承刨床的各个部件。床身的顶部和前侧床身用以支承刨

4、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。导杆机构。（2）滑枕）滑枕 前端装有刀架，用来带动刨刀作直线往复运动，实前端装有刀架，用来带动刨刀作直线往复运动，实现刨削。现刨削。（3）刀架）刀架 用来装夹刨刀和实现刨刀沿用来装夹刨刀和实现刨刀沿所需方向移动。刀架与滑枕连接所需方向移动。刀架与滑枕连接部位有转盘，可使刨

5、刀按需要偏部位有转盘，可使刨刀按需要偏转一定角度。转一定角度。 转盘上有导轨，摇动刀架手转盘上有导轨，摇动刀架手柄，滑板连同刀座沿导轨移动，柄，滑板连同刀座沿导轨移动，可实现刨刀的间隙进给（手动）可实现刨刀的间隙进给（手动）或调整切削深度。或调整切削深度。 刀架上的抬刀板在刨刀回程时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抬起，以防止擦伤工件和减小刀具的磨损。具的磨损。 图2-94 牛头刨床的刀架牛头刨床的刀架1-刀夹刀夹 2-抬刀板抬刀板 3-滑板滑板4-刀架手柄刀架手柄 5-转盘转盘 6-转销转销 7-刀座刀座（4）工作台）工作台 用来安装工件，可沿横梁横向用来安装工件，可沿

6、横梁横向移动和与横梁一起沿床身垂直导轨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。升降，以便调整工件位置。 在横向进给机构驱动下，工作在横向进给机构驱动下，工作台可实现横向进给运动。横向进给台可实现横向进给运动。横向进给机构采用曲柄摇杆机构。机构采用曲柄摇杆机构。 刀架每直线往复运动一次，连刀架每直线往复运动一次，连杆杆4使带有棘爪的摇杆使带有棘爪的摇杆5绕棘轮绕棘轮6轴轴线摆动一次，棘爪推动棘轮，与棘线摆动一次，棘爪推动棘轮，与棘轮连接在一起的丝杠轮连接在一起的丝杠7同时转动一同时转动一定角度，从而完成工作台的横向进定角度，从而完成工作台的横向进给运动。给运动。 图图2-95 牛头

7、刨床横向进给机构牛头刨床横向进给机构1，2-齿轮齿轮 3-销盘销盘 4-连杆连杆5-摇杆摇杆 6-棘轮棘轮 7-丝杆丝杆 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。工件时须受较大的冲击力，所以刀杆截面积一般比较大。 为避免刨削时产生为避免刨削时产生“扎刀扎刀”而造成工件报废，刨刀常制成弯颈形式。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。要牢固。两种刨刀的刨削情况

8、两种刨刀的刨削情况a）弯颈刨刀不易扎刀（粗刨）弯颈刨刀不易扎刀（粗刨） b）直杆刨刀容易扎刀（精刨）直杆刨刀容易扎刀（精刨） 较小的工件可用固定在工作台上的平口钳装夹。平口钳在工作台上位较小的工件可用固定在工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。出钳口两端不宜太多，以保证夹紧可靠。工件的平口钳装夹工件的平口钳装夹a）刨削一般平面）刨削一般平面 b）工件）工件A，B面间有垂直度要求时面间有垂直度要求时 c）工件）工件C，D面间有平行度

9、要求时面间有平行度要求时1-平行垫铁平行垫铁 2-圆柱棒圆柱棒 3-斜口撑铁斜口撑铁 较大的工件可且于工作台上，用压板、螺栓、挡块等直接较大的工件可且于工作台上，用压板、螺栓、挡块等直接装夹。装夹。 刨水平面刨水平面 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。进给，减少刀具的磨损和节省辅助工时。 刨削垂直平面时，摇动刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手动垂直刨削垂直平面时，摇动

10、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。件，应将刀座偏转一适当的角度。偏刀的几何形状偏刀的几何形状 刨垂直平面时偏转刀座刨垂直平面时偏转刀座 刨倾斜平面有两种方刨倾斜平面有两种方法：法： 一是倾斜装夹工件，一是倾斜

11、装夹工件，使工件被加工斜面处于水使工件被加工斜面处于水平位且，用刨水平面的方平位且，用刨水平面的方法加工；法加工； 一是将刀架转盘旋转一是将刀架转盘旋转所需角度，摇动刀架手柄所需角度，摇动刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手使刀架滑板（刀具）作手动倾斜进给动倾斜进给 旋转刀架旋转刀架 盘刨倾斜平面盘刨倾斜平面 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。可横向移动工

12、作台，分几次刨削达到所需槽宽。 刨刨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，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形槽形槽两侧面。两侧面。刨刨V形槽形槽a）刨）刨V形槽底部直槽形槽底部直槽 B）刨）刨V形槽斜面形槽斜面 刨燕尾槽的方法与刨刨燕尾槽的方法与刨V形槽相似，采用左、右偏刀按划线分别形槽相似，采用左、右偏刀按划线分别刨削燕尾斜面刨削燕尾斜面 。刨燕尾槽刨燕尾槽a）刨燕尾槽用角度偏刀）刨燕尾槽用角度偏刀 a）加工顺序）加工顺序 刨刨T形槽需用直

13、槽刀、左右弯切刀和倒角刀，按划线依次刨形槽需用直槽刀、左右弯切刀和倒角刀，按划线依次刨直槽、两侧横槽和倒角。直槽、两侧横槽和倒角。 刨刨T形槽形槽 a）刨直槽）刨直槽 b）刨右横槽）刨右横槽 c）刨左横槽）刨左横槽 d）倒角）倒角 （二）插削（二）插削 插削是用插刀对工件插削是用插刀对工件作垂直相对直线往复运作垂直相对直线往复运动的切削加工方法。动的切削加工方法。 插削在插床上进行，插削在插床上进行，插床的结构原理和牛头插床的结构原理和牛头刨床相似，可视为立式刨床相似，可视为立式刨床。刨床。 插插 床床a）外形图）外形图 b）切削运动示意图）切削运动示意图1床身床身 2-下滑座下滑座 3-上滑

14、座上滑座 4-圆工作台圆工作台 5-滑枕滑枕 6-立柱立柱 7-变速箱变速箱 8-分度机构分度机构 插削和刨削的切削方式相同，只是插削是在铅垂方向进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。行切削的。 在插床上可以插削孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔在插床上可以插削孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等。等。 插削的主要内容插削的主要内容a）插键槽）插键槽b）插方孔）插方孔c）插多边形孔）插多边形孔d）插花键孔）插花键孔 插刀的几何角度一般是：前角插刀的几何角度一般是：前角 012，后角，后角 48。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。常用的尖刃插刀主要用于粗

15、插或插多边形孔，平刃插刀主要用于精插或插直角沟槽。精插或插直角沟槽。插插 刀刀 a)尖刃插刀尖刃插刀(尖刀尖刀) b)平刃插刀平刃插刀(切刀切刀)00 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。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。 装夹工件并按划线校正工件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枕和插刀的行程长度和

16、起点至终点位置，防止插刀在工作中冲撞工作位置，防止插刀在工作中冲撞工作台而造成事故。台而造成事故。 键槽插削一般应分粗插及精插，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以保证键槽的尺寸精度和键槽对工件轴线的对称度要求。件轴线的对称度要求。插键槽插键槽 插小方孔时，可来用整体方插小方孔时，可来用整体方头插刀插削。头插刀插削。 插较大的方孔时，来用单边插插较大的方孔时，来用单边插削的方法，按划线找正先粗插（每削的方法，按划线找正先粗插（每边留余置边留余置0.20.5mm），然后用），然后用90角度刀头插去四个内角处未插角度刀头插去四个内角处未插去的部分。去的部分。 粗插时应注意测

17、量方孔边至基粗插时应注意测量方孔边至基准之尺寸准之尺寸,以保证尺寸精度和对称以保证尺寸精度和对称度要求。插削按第一边、第三边度要求。插削按第一边、第三边（对边）、第二边、第四边的顺序（对边）、第二边、第四边的顺序进行进行。插方孔插方孔 插花键的方法与插键槽大致相同。不同的是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。度盘进行分度。 （1）插床与插刀的结构简单，与刨削一样，插削时也存）插床与插刀的结

18、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。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。）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。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）除键槽、型孔以外，插削还可以加工圆柱齿轮、凸轮等。轮等。 （5）插削的经济加工精度为）插削的经济加工精度为IT9lT7，表面粗糙度，表面

19、粗糙度Ra值值为为6.31.6m。（三）（三） 拉削拉削 拉削是用拉刀加工工件内、外表面的方法。拉削在拉床上进行。拉削是用拉刀加工工件内、外表面的方法。拉削在拉床上进行。拉床分卧式和立式两类，下图为卧式拉床的示意图。拉削时工作拉力拉床分卧式和立式两类，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。等。卧式拉床示意图卧式拉床示意图l-压力表压力表 2-液压传动部件液压传动部件 3-活塞拉杆活塞拉杆 4-随动支架随动支架5-刀架刀架 6-床身床身 7-拉刀拉刀 8-支挣支挣

20、 9-工件工件 10-随动刀架随动刀架 拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿(或后一组或后一组刀齿刀齿)的齿高高于的齿高高于(或齿宽等于或齿宽等于)前一刀齿前一刀齿(或前一组刀齿或前一组刀齿)，从，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。面质量好的工件表面。 拉削过程拉削过程1-工件工件 2-拉刀拉刀被刀架夹持的部分。被刀架夹持的部分。用来引导拉刀切削部分进入工作位置防止拉刀歪斜。用来引导拉刀切削部分进入工作位置防止拉刀歪斜。由许多刀齿组成，包括粗切齿和精切齿，后排

21、刀齿比前排由许多刀齿组成，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刀齿分别高出一个齿升量(一般为一般为0.020.1mm）。）。起校正和修光作用。起校正和修光作用。保持拉刀在粒削过程中最后的准确位置，防止拉刀下垂而保持拉刀在粒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。损伤已加工表面和拉刀刀齿。拉拉 刀刀 在拉床上可以拉削各种型孔（直通孔），还可以拉削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。外表面。拉削的表面拉削的表面 拉削孔时，工件一般不需夹紧

22、，只以工件的端面支承。因此，拉削孔时，工件一般不需夹紧，只以工件的端面支承。因此，预加工孔的轴线与端面之间应有一定的垂直度要求。如果垂直度误预加工孔的轴线与端面之间应有一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大，则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上，利用球面自动定差较大，则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上，利用球面自动定位。位。 拉削加工的孔径通常为拉削加工的孔径通常为10100mm，孔的长度与孔径之比不宜，孔的长度与孔径之比不宜超过超过3倍。预留孔不需要精加工，钻削或粗镗后即可进行拉削。倍。预留孔不需要精加工，钻削或粗镗后即可进行拉削。圆孔的拉削圆孔的拉削 1-工件工件 2-球面垫圈球面垫圈 3-拉刀拉刀 拉削外表面时，一般为非对称拉削，拉削力偏离拉刀和拉削外表面时，一般为非对称拉削，拉削力偏