机械制造技术基础第4章 刨削加工方法ppt课件.ppt
第4章 刨削加工方法,4.1 刨削的工作内容,在刨床上用刨刀加工工件的工艺方法，称为刨削。刨削主要用于加工平面、斜面、沟槽和成形表面等,如图4.1所示。,图4.1 刨削的工作内容,刨削加工的主运动是刀具或工件所作的直线往复运动，进给运动是由工件或刀具作垂直于主运动方向的间歇直线运动。刨削加工是单程的切削加工，回程时刀具不进行切削，为空行程。这时刨刀抬起，称作让刀，以避免损伤已加工表面，减缓刀具磨损。,刨削加工的刀具结构简单，刃磨方便，生产准备时间少，精刨时可以得到较高的精度和较小的表面粗糙度。在单件、小批生产和维修中，刨削加工仍然是常用的加工方法。刨削加工精度一般为IT9IT7，表面粗糙度值为Ra6.31.6m。,4.2 刨削加工工艺系统组成,4.2.1 刨床及技术参数1. 牛头刨床2. 龙门刨床,1牛头刨床,牛头刨床主要用于加工中小型零件的平面、沟槽和成形表面。牛头刨床的组成如图4.2所示，它因滑枕3和刀架1形似牛头而得名。,图4.2 牛头刨床1刀架 2转盘 3滑枕 4床身 5横梁 6工作台,滑枕3可沿床身导轨在水平方向作往复直线运动，使刀具实现主运动v。工件可直接安装在工作台6上，也可安装在工作台上的夹具（如虎钳等）中。加工水平面时，工作台6带动工件沿横梁5作间歇的横向进给运动f1，横梁5能沿床身4的竖直导轨上、下移动，以适应不同高度工件的加工需要。刀架1可沿刀架座上的导轨上、下移动，以调整刨削深度。加工斜面时，可以调整转盘2的角度（可左右回转60o），使刀架沿倾斜方向进给。当加工垂直平面时，用手动使刀架1作垂直方向的进给运动f2。床身4内装有实现主运动的传动机构。,2龙门刨床,龙门刨床主要用来加工大平面，特别是长而窄的平面，也可用来加工沟槽或同时加工几个中小型零件的平面。应用龙门刨床进行精细刨削，可得较高的精度和较低的表面粗糙度。龙门刨床的组成如图4.3所示。,图4.3 龙门刨床1、8侧刀架 2横梁 3、7立柱 4顶梁 5、6立刀架 9工作台 10床身,龙门刨床的主运动是工作台9沿床身10的水平导轨所作的直线往复运动。床身的左右两侧固定有左、右立柱3和7，立柱顶部由顶梁连接，形成刚度较高的龙门框架，因此得名龙门刨床。两个立刀架5和6装在横梁2上，可作横向或垂直方向的进给运动以及快速移动。横梁可沿左右立柱的导轨作垂直升降，调整立刀架的位置，以适应不同高度工件的加工需要。,4.2.2 刨刀,1. 刨刀的种类 常用的刨刀有平面刨刀、宽刃精刨刀、槽刨刀和端面刨刀等，如图4.4所示。刨刀只在工作行程中进行切削，空返行程不切削，在切削终了时作进给运动。由于受往复运动惯性和冲击载荷的限制，刨刀的切削速度较低。,图4.4 刨刀类型,2 刨刀的结构及其特点,刨刀由刀头和刀杆两部分组成，如图4.5所示。刀头用来切削工件，刀杆固定在刀架上并支承刀头工作。,图4.5 刨刀的结构,刨刀在工作时承受较大的冲击载荷，为了保证刀杆具有足够的强度和刚度以及刀刃不致崩掉，故刨刀的结构有以下特点：1）刀杆的端面尺寸较大，通常为车刀的1.251.5倍。2）刀倾角较大，以保护刀尖和提高切削的平稳性。3）在机床刀具工件工艺系统刚性许可时，选择较大的刀尖圆弧半径和较小的主偏角。,刨刀刀杆的结构形式常见的有两种，如图4.6所示。图4.6a）为直头刨刀，图4.6b）为弯头刨刀。直头刨刀制造简单，但在切削力的作用下易产生“陷刀”现象，从而损坏工件表面。弯头刨刀在切削时，刀杆能产生弯曲变形，使刀尖向后上方运动，避免了上述缺点，故得到了广泛的应用。,图4.6 刨刀刀杆形状,a）直头 b）弯头,4.2.3 刨床夹具,刨削加工主要用于单件及小批量生产，常用的夹具有压板、虎钳、挡块等。根据不同的工件，还经常利用千斤顶等其它工具作支撑。,4.2.4 刨削加工工艺,1.刨削平面的工艺要点 :平面刨削一般分23次刨削后达到图纸尺寸要求。1)分两次刨削，粗刨留0.30.5mm的精刨余量。2)分三次刨削,第1次留2mm或整个余量的1/3,第2次留0.2mm的精刨余量。,2. 削刨侧面的工艺要点,在工作台上直接装夹工件时，为避免刨刀刨到工作台面，工件的加工面必须对准T形槽，如图4.7a);或使加工面露出工作台的侧面，如图4.7b);或用平行垫铁垫起工件，如图4.7c)。,图4.7 刨侧面时工件的安装,3. 刨削台阶面的工艺要点,台阶面的台阶部分的连接面通常有垂直度要求，两边对称的台阶要两侧面平行，两底面等高，以保证与其它零件配合良好。,4.3 刨削用量及刨削参数计算,1. 刨削用量诸要素的定义 刨削用量包括切削深度ap(mm)、进给量f（mm/双行程）和刨削速度vc（m/min）。如图4.8所示。,图4.8 刨削用量,1）切削深度ap(mm),工件上已加工表面和待加工表面之间的垂直距离。,2）进给量f（mm/双行程）,刀具（或工件）一次往返行程时，工件（或刀具）在垂直于主运动方向相对移动的距离。,3）切削速度vc（m/min）,刀具和工件的主运动速度。,2. 刨削用量的选择,1）切削深度ap的选择 合理的切削深度是将加工余量在一次进给中切除。但由于刀具及机床性能的限制，以及加工表面的要求，往往需经23次进给才能切去。分次切削时，第一次切得多些，以避免工件硬表皮对刨刀刀尖的影响。第二次比第一次少些，最后一次切削深度应尽量小，以获得良好的加工表面质量。,2）进给量f的选择,进给量受机床功率、进给机构刚性、刀具或刀片强度、加工表面质量等条件的限制，所以应在已选好切削深度后进行合理选择。 半精加工或精加工时，主要考虑工件的表面质量，进给量应小些；粗加工时，应考虑除表面质量以外的其它几个因素，尽可能选用较大的进给量。,3） 刨削速度的选择,选择切削深度和进给量后，可根据刀具耐用度来选择合理的刨削速度。若选用的刨削速度太大，则刀具耐用度低，要经常磨刀；若选用的刨削速度太小，则加工时间太长，不利于提高生产率。,4.3.2 刨削力与刨削功率的计算,切 削 力 （N） :,切 削 功 率 （KW） :,4.5 刨削加工质量问题及解决措施,刨削加工中常见的质量问题 有:表面粗糙度参数值不符合要求 、工件表面产生波纹 、平面出现小沟纹或微小台阶 、工件开始进给的一端形成倾斜倒棱 、平面局部有凹陷现象 等。其解决措施 如下。,1、表面粗糙度参数值不符合要求,解决措施： 最后光整精刨时，采用较小的切削用量 ；合理选用几何角度，刀具磨钝后及时刃磨 。,2. 工件表面产生波纹,解决措施： 调整机床工作台、滑枕、刀架等部分的压板、镶条及地脚螺钉等。注意装夹方法，增加辅助支承，增强使工件薄弱环节的刚性 。合理选用刀具几何角度，缩短刨刀伸出长度，采用减振弹性刀。,3.平面出现小沟纹或微小台阶,解决措施:调整丝杠与螺母间隙，或更新丝杠、螺母。调整刀架后，必须将刀架溜板锁紧 。精刨表面时，避免中途停机 。,4.工件开始进给的一端形成倾斜倒棱,解决措施:调整拍板、滑枕、刀架溜板等配合间隙，以及刀架侧面镶条与导轨间隙。锁紧刀架丝杠上端螺母 。减小背吃刀量和刀杆伸出量。适当选用较大r和o角 。,5.平面局部有凹陷现象,解决措施：精刨表面时，不应在加工表面停机 。选用弯式弹性刨刀，避免“扎刀”。多次分层切削，使精刨余量均匀。,6.平面的平面度不符合要求,解决措施： 装夹时应将工件垫实，夹紧力应作用在工件不易变形的位置 。合理选用刨刀的几何角度和刨削用量，必要时可等工件冷却一定时间再精刨,7.两相对平面不平行 两相邻平面不垂直,解决措施: 装夹工件前，应找正夹具基准面，调整机床精度 。正确选择基准面和定位面并消除毛刺、异物。检查工件装夹是否正确 。,
