《金工实训与技能训练》课件第5章

模块五刨削加工项目一刨削平面项目二刨削沟槽复习思考题

一、实训目的和要求

刨削加工的实训目的和要求如下：

(1)了解刨削加工的特点及加工范围。

(2)了解刨床的性能及主要组成结构和用途，各种刨刀的特点及应用。

(3)掌握刨床的基本操作要领和主要调整方式，刨刀与工件的装夹，主要形面的加工方法等。

(4)独立操作完成平面和沟槽的加工。

二、安全操作规程

(1)工作时，穿好工作服(领口紧、袖口紧、下摆紧)，戴好工作帽(长发压入帽内)，穿好防护鞋。

(2)开车前，先检查机床、刀具、工件的装夹。

(3)多人共用一台刨床时，只能一人操作，严禁两人同时操作。

(4)工作台和滑枕不能调整到极限位置。

(5)刨床启动后，滑枕前严禁站人，行程范围内严禁过人。

三、相关知识

在刨床上，利用做直线往复运动的刨刀加工工件的过程称为刨削。

1．刨削加工概述

(1)刨削加工的特点。

刨削加工的特点有：

①生产率一般较低。

②刨削加工通用性好、适应性强。

(2)刨削运动与刨削用量。

在牛头刨床上进行刨削时，刨刀随滑枕的直线往复运动为主运动，工件随工作台的横向间歇移动为进给运动，如图5-1所示。

①刨削速度。

刨刀刨削时往复运动的平均速度称为刨削速度，其值可按下式计算：

(min)

式中：L为刨刀的行程长度(mm)；n为滑枕每分钟往复次数(往复次数/min)。

②进给量。

刨刀每往返一次，工件横向移动的垂直距离。对于B6065牛头刨床的进给量值，可按下式计算：

式中：k为刨刀每往复一次，棘轮被拨过的齿数。

③背吃刀量(刨削深度ap)。

背吃刀量是待加工表面之间的垂直距离(mm)。

2．加工的范围

刨削加工的尺寸精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度Ra值为6.3～1.6μm。用宽刀精刨时，Ra值可达1.6μm。此外，刨削加工还可保证一定的相互位置精度，如面对面的平行度和垂直度等。刨削在单件、小批生产和修配工作中得到广泛应用。刨削主要用于加工各种平面(平面、垂直面和斜面)、各种沟槽(直角沟槽、T形槽、燕尾槽等)和成形面等，如图5-2所示。在实际生产中，刨削一般用于毛坯加工、单件小批生产、修配等。

图5-2刨削加工的范围

3．牛头刨床及其基本操作

(1)刨床。

B6065型牛头刨床如图5-3所示，B2010A型牛头刨床如图5-4所示。

图5-3

B6065型牛头刨床图5-3

B6065型牛头刨床

(2)牛头刨床的传动系统。

B6065型牛头刨床的传动系统主要包括摆杆机构和棘轮机构。

①摆杆机构：其作用是将电动机传来的旋转运动变为滑枕的往复直线运动，结构如图5-5所示。摆杆7上端与滑枕内的螺母2相连，下端与支架5相连，摆杆齿轮3上的偏心滑块6与摆杆7上的导槽相连。当摆杆齿轮3由小齿轮4带动旋转时，偏心滑块6就在摆杆7的导槽内上下滑动，从而带动摆杆7绕支架5中心左右摆动，于是滑枕便作往复直线运动。摆杆齿轮转动一周，滑枕带动刨刀往复运动一次。

图5-5摆杆机构1—丝杠；2—螺母；3—摆杆齿轮；4—小齿轮；5—支架；6—偏心滑块；7—摆杆

②棘轮机构：其作用是使工作台在滑枕完成回程与刨刀再次切入零件之前的瞬间，作间歇横向进给。横向进给机构如图5-6(a)所示，棘轮机构如图5-6(b)所示。图5-6牛头刨床横向进给机构1—棘爪架；2—棘轮；3—棘爪；4—连杆；5、6—齿轮；7—偏心销；8—横向丝杠；9—棘轮罩

(3)牛头刨床的调整。

①滑枕行程长度、起始位置和速度的调整。

刨削时，滑枕的行程长度一般应比零件刨削表面的长度长30～40mm。滑枕的行程长度通过改变摆杆齿轮上偏心滑块的偏心距离来调整。其偏心距越大，摆杆摆动的角度就越大，滑枕的行程长度也就越长；反之，则越短。

松开滑枕内的锁紧手柄，转动横向丝杠，即可改变滑枕行程的起始点，使滑枕移到所需要的位置。

调整滑枕速度必须在停车之后进行，否则将打坏齿轮。如图5-3所示，可以通过变速机构来改变变速齿轮的位置，使牛头刨床获得不同的转速。

②工作台横向进给量的大小和方向的调整。

工作台的进给运动既要满足间歇运动的要求，又要与滑枕的工作行程协调一致，即在刨刀返回行程将结束时，工作台连同零件一起横向移动一个进给量。牛头刨床的进给运动是由棘轮机构实现的。

4．刨刀

(1)刨刀的结构特点。

刨刀的几何形状与车刀相似。根据用途，刨刀可分为纵切刨刀、横切刨刀、切槽刨刀、切断刨刀和成形刨刀等。

刨刀的结构基本上与车刀类似，但刨刀工作时为断续切削，受冲击载荷的影响。这就要求刨刀具有较高的强度。

刨刀与车刀相比有以下三点不同：

①刨刀刀体的横截面积一般比车刀大1.25～1.5倍；

②刨刀的前角γ比车刀稍小，刃倾角λs一般取较大的负值(通常为 -10°～-20°)，以提高切削刃抗冲击载荷的性能；

③刨刀的刀杆(或刀体)常作成弯形，刨刀刀杆形状如图5-7所示。因为当刀杆(或刀体)受力产生弹性弯曲变形后，可绕O点转动而使刀刃抬起，避免损坏刀头或啃入工件。尤其在加工较硬材料(如铸铁)时，通常作成弓形。

图5-7刨刀刀杆形状

(2)刨刀的种类和应用。

刨削所用的工具是刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及切刀等，如图5-8所示。刨刀的几何参数与车刀相似，但是它切入和切出工件时所受冲击很大，容易发生“崩刀”或“扎刀”现象。因而，刨刀刀杆截面较粗大，以增加刀杆刚性，防止刀杆折断，而且往往做成弯头的。因为弯头刨刀刀刃碰到工件上的硬点时，比较容易弯曲变形，而不会像直头刨刀那样使刀尖扎入工件，破坏工件表面和损坏刀具，如图5-7(b)所示。

按用途和加工方式不同，刨刀类型及用途如图5-8所示。

图5-8刨刀类型及用途

5．刨各种平面

(1)刨平面。

刨平面的步骤如下：

①准备工作。明确加工要求，检查毛坯尺寸及余量。

②选择和装夹刨刀。粗刨时，使用弯头平面刨刀，精刨时，一般选用宽头平面刨刀。图5-9(a)所示为弯头刨刀，图5-9(b)所示为直头刨刀。安装刨刀时，刀头伸出长度(L)要适当，一般为刀杆厚度的2倍。刀架转盘要对准零线，如图5-9(c)所示。

图5-9刨刀及其安装

③装夹工件一般应按照工件形状和尺寸选择装夹方法。小件用平口钳装夹，如图5-10(a)所示；较大的工件可直接装夹在工作台上，如图5-10(b)所示。初次加工，按划线找正后夹紧。

图5-10装夹工件

④调整行程长度和行程位置。行程长度 = 切入量 + 刨削长度 + 切出量。切入量一般为20～25mm，切出量为10～15 mm。

⑤选择刨削用量。在牛头刨床上刨平面，背吃刀量ap =

0.5～2 mm，进给量f ≈ 0.1～0.3 mm/r，刨削速度vC ≈ 12～30 m/min。粗刨时，取较大的背吃刀量和进给量，取较低的刨削速度；精刨时，取较小的背吃刀量和进给量，取较高的刨削速度。

⑥对刀试切。调整变速手柄位置和横向进给量，移动工作台使工件一侧靠近刨刀，转动刀架手柄使刀尖接近工件。开动机床，手动进给，试切出1～2mm宽后，停车测量尺寸。根据测量结果，调整背吃刀量，再自动进给，正式进行刨削。

⑦精刨平面。粗刨平面后，更换精刨刀，精刨平面。

⑧工件检测。精刨后，横向移动工作台，使工件离开刨刀。用游标卡尺测量工件尺寸，目测判定工件的表面粗糙度，用刀口尺检查平直度，合格后卸下工件。

(2)刨垂直面。

刨垂直面的步骤如下：

①按划线安装工件。装夹工件时，要保证待加工面与工作台水平面垂直，并与主运动方向平行。利用划线找正如图5-11所示。

图5-11利用划线找正

②刨刀及其安装。用偏刀刨垂直面，装夹时，刨刀的伸出长度应大于刨削面的高度。

调整刀架转盘位置，使转盘准确对准零线，以保证刨刀能沿着垂直方向进给，如图5-12所示。

图5-12刨垂直面

③用手转动刀架手柄，使刨刀作垂直进给，借助工作台水平移动来调整背吃刀量。调整完毕后，应将工作台紧固，并将棘爪提起转90°，以免刨削时工作台移动。

此方法刨削效率低，加工精度也低，故主要适用于刨削长工件的两端面。

(3)刨斜面。

刨斜面所用刀具及机床调整方法和刨垂直面相似。但在刨斜面前，刀架转盘必须扳转一定角度，使走刀方向与被加工表面平行。刀架倾斜的角度应等于工件待加工斜面与刨床纵向垂直面间的夹角。图5-13为刨60°斜面，其刀架转盘应对准30°刻线处。

图5-13刨60°斜面

项目一刨削平面

任务引入

垫铁零件如图5-14所示，毛坯用150mm × 45mm × 35mm的长方体锻件。要求加工4个狭长表面．且相对表面要平行，相邻表面要垂直。

图5-14垫铁零件

任务实施

1．备件

准备150 mm × 45 mm × 35 mm的长方体锻件。

2．工具、量具

准备平口钳、圆棒、刨刀。

3．刨削步骤

刨削操作步骤如表5-1所示。

．．

评分标准

加工垫铁的考核标准如表5-2所示。

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项目二刨削沟槽

任务引入

V形铁是钳工划线的工具，毛坯为灰铸铁，毛坯尺寸为：长128mm，宽92mm，高68mm。铸出V形槽，留4mm的加工余量，如图5-15所示。

图5-15

V形铁加工

任务实施

1．备件

长方铁尺寸为128

mm × 92

mm × 68

mm，材质Q235。

2．工具、量具

测量用的量具是游标卡尺、90°角尺和游标量角器，用的工具是左偏刀、右偏刀、切刀、平面刨刀。

3．刨削步骤(见表5-3)

第一步：刨出基准。

第二步：换左偏刀，用右边的角度刀来加工右边的斜面。

第三步：换右偏刀