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1、1,第11章 刨削及磨削,金工实习,11.1 刨削,刨削在单件、小批量生产和修配工作中得到广泛的应用。刨削主要用于加工各种平面（水平面、垂直面和斜面）、各种沟槽（直槽、T形槽、燕尾槽等）和成形面等，如图11-1所示。,11.1.1 刨床简介,1. 牛头刨床 （1）牛头刨床的特点 牛头刨床是刨床类机床中应用较广的一种。牛头刨床是由滑枕带着刀架作直线往复运动，适用于刨削长度不超过650mm的中小型零件。牛头刨床的特点是调整方便，但由于是单刃切削，而且切削速度低，回程时不工作，所以生产效率低，适用于单件小批量生产。刨削精度一般为IT7 IT9，表面粗糙度Ra值为3.16.3m。 （2）牛头刨床的组成
2、部分及作用 牛头刨床的结构如图11-2所示，一般由床身、滑枕、底座、横梁、工作台和刀架等部件组成。,1）床身。主要用来支撑和连接机床各部件。其顶面的燕尾形导轨供滑枕作往复运动；床身内部有齿轮变速机构和摆杆机构，可用于改变滑枕的往复运动速度和行程长短。 2）滑枕。主要用来带动刨刀作往复直线运动（即主运动），前端装有刀架。其内部装有丝杠螺母传动装置，可用于改变滑枕的往复行程位置。 3）刀架。如图11-3所示，主要用来夹持刨刀。松开刀架上的手柄，滑板可以沿转盘上 图11-3 刀架1-刀夹2-抬刀板3-刀座4-滑板5-刀架进给手柄6-刻度盘7-转盘的导轨带动刨刀作上下移动；松开转盘上两端的螺母，扳转一
3、定的角度，可以加工斜面以及燕尾形零件。抬刀板可以绕刀座的轴转动，使刨刀回程时，可绕轴自由上抬，减少刀具与工件的摩擦。 4）工作台和横梁。横梁安装在床身前部的垂直导轨上，能够上下移动。工作台安装在横梁的水平导轨上，能够水平移动。工作台主要用来安装工件。台面上有T形槽，可穿入螺栓头装夹工件或夹具。工作台可随横梁上下调整，也可随横梁作横向间歇移动，这个移动称为进给运动。,1）摆杆机构。摆杆机构的作用是把摇杆齿轮的旋转运动转变为滑枕的往复直线运动，其工作原理如图11-4所示。摇杆齿轮每转动一周时，滑枕就往复运动一次。工作行程时间大于回程时间，但工作行程和回程的行程长度相等，因此回程速度比工作速度快（即
4、慢进快回）。另外，无论在工作行程还是回程，滑枕的运动速度都是不等的，每时每刻都是变化的。 2）变速机构。变速机构的作用是把电动机的旋转运动以不同的速度传给摇杆齿轮，轴和轴上分别装有两组滑动齿轮，轴有32=6种转速传给摇杆齿轮。 3）进给机构。进给机构的作用是使工作台在滑枕回程结束与刨刀再次切入工件之前的瞬间，作间歇横向进给，其结构如图11-4所示。摇杆齿轮转动，通过连杆使棘爪摆动。棘爪摆动时，拨动棘轮，带动工作台横向进给丝杠作一定角度的转动，从而实现工作台的横向进给。棘爪返回时，由于其后面为一斜面，只能从棘轮齿顶滑过，不能拨动棘轮，所以工作台静止不动。这样，就实现了工作台的间歇横向进给。,（4
5、）牛头刨床的调整 牛头刨床的调整包括主运动调整和工作台横向进给运动调整两部分。 1）主运动调整。牛头刨床的主运动是滑枕的往复运动，是通过摆杆机构实现的，如图11-5所示。大齿轮与摆杆通过曲柄螺母与滑 图11-5 摆杆机构及其工作原理块等相连，曲柄螺母套在小丝杠上，曲柄螺母上的曲柄销插在滑块内，滑块可在摆杆槽内滑动。当大齿轮旋转时，便带动曲柄螺母、小丝杠及滑块一起旋转，滑块在摆杆槽内滑动并带动摆杆绕下支点摆动。由于摆杆下端与滑枕相连，使滑枕获得直线往复运动。大齿轮转动一圈，滑枕往复一次。,滑枕往复运动的调整包括以下三方面： 滑枕行程长度的调整：滑枕行程长度一般比工件加工长度长3040mm。调整时
6、，松开调整方榫10（图11-2）端部的滚花螺母，然后用曲柄转动方榫10，可改变滑块在大齿轮端面上的位置，使摆杆的摆动幅度随之改变，从而改变滑枕行程长度。顺时针转动时，滑枕行程增长，逆时针转动则行程缩短。 滑枕行程位置的调整：当行程长度调整好后，还应调整滑枕的行程位置。调整时，构开滑枕锁紧手柄（图11-4），转动行程位置方榫，通过锥齿轮传动使丝杠旋转，由于螺母固定不动，所以丝杠带动滑枕移动，即可调整滑枕的行程位置，顺时针转动时，滑枕起始位置向后移动；反之，滑枕向前移动。 滑枕往复运动速度的调整：滑枕往复运动速度是由滑枕每分钟往复次数和行程长度确定的。它的调整是通过扳动变速手柄，改变滑动齿轮的位置
7、来实现的，可使滑枕得到6种不同的每分钟往复次数。,2）工作台横向进给运动调整。工作台横向进给运动是间歇运动，通过棘轮机构来实现的，棘轮机构如图11-6所示。进给运动的调整包括以下两方面： 横向进给量的调整：当大齿轮带动一对齿数相等的齿轮1、2转动时，通过连杆3使棘爪4摆动，并拨动固定在进给丝杠上的棘轮5转动。棘爪每摆动一次，便拨动棘轮和丝杠转动一定角度，使工作台实现一次横向进给。由于棘爪背面是斜面，当它朝反方向摆动时，爪内弹簧被压缩，棘爪从棘轮齿顶滑过，不带动棘轮转动，所以工作台的横向进给是间歇的。进给量的大小取决于滑枕每往复一次时棘爪所能拨动的棘轮齿数k；因此调整横向进给量，实际是调整棘轮护
8、罩缺口的位置，从而改变k值，调整范围为k=110。 横向进给方向的调整：提起棘爪转动180，放回原来的棘轮齿槽中。此时棘爪的斜面与原来反向，棘爪每摆动一次，拨动棘轮的方向相反，即可实现进给运动的反向。此外，还必须将护罩反向转动，使另一边露出棘轮的齿，以便棘爪拨动。变向时，连杆3在2中的位置应调整180，以便刨刀后退时进给。提起棘爪转动90，使其与棘轮齿脱离接触，则停止自动进给。,2. 龙门刨床 龙门刨床主要用于加工大型工件上长而窄的平面、大平面或同时加工多个小型工件的平面。如图11-7所示为B2010A型龙门刨床的外形图。,龙门床的主运动是工作台的往复直线运动，进给运动由刀架完成。刀架除有垂直
9、刀架外还有侧刀架。垂直刀架可沿横梁导轨作横向进给，用以加工工件的水平面；侧刀架可沿立柱导轨作垂直进给，用于加工工件的垂直面。刀架亦可绕转盘旋转和沿滑板导轨移动，用于调整刨刀的工作位置和实现进给运动。刨削时要调整好横梁的位置和工作台的行程长度。 在龙门刨床上加工箱体、导轨等狭长平面时，可采用多工件、多刀刨削以提高生产率。如在刚好、精度高的机床上，正确地装夹工件，用宽刃进行小进给量精刨平面，可以得到平面度在1000mm内不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.81.6m的平面，并且生产率也较高。刨削还可以保证一定的位置精度。,3. 插床 插床主要用来加工孔内的键槽、花键等，也可用来加工多边形孔，利用
10、划线还可加工盘形凸轮等特殊形面。如图11-8所示为B5020型插床外形。 插床的结构原理与牛头刨床属同一类型。不同的是主运动为滑枕在垂直方向的上、下往复运动。工作台由下滑座、上滑座和圆工作台等部分组成。下滑座可作横向进给，上滑座可作纵向进给，圆工作台的回转可作圆周进给和圆周分度。 插削精度如平面的平面度、侧面对基面的垂直度及加工面间的垂直度可达0.025/300mm，表面粗糙度Ra值为1.66.3m。 插削加工生产率低，一般多用于工具车间、机修车间和单件小批量生产。,11.1.2 刨床安全生产和注意事项,刨削加工应遵循机加工的一般操作规程，同时还应注意下述事项： 1）工作时，禁止站在工作台前面
11、，以防切屑与工件落下伤人。 2）严禁在工作台上、机床用平口虎钳上和横梁导轨上敲击和校正工件，也不准在工作台上堆放工具、量具和工件。 3）开动机床时要前后照顾，避免机床碰伤人或损坏工件和设备。开动机床后，绝不允许擅自离开机床。 4）工作结束后，应将牛头刨床的工作台移到横梁的中间位置，并紧固工作台前端下面的支承柱，使滑枕停在床身的中部；应将龙门刨床的工作台移动到床身的中间，将刀架移动到横梁两侧与立柱相应的位置上；刨床的手柄应放在空挡，在规定的位置上加注润滑油；最后关闭电源。,11.1.3 刨削基本操作,1. 刨削加工的特点 1）刨削是不连续的切削过程，刀具切入、切出时切削力有突变，将引起冲击和振动
12、，限制了刨削速度。此外，单刃刨刀实际参加切削的长度有限，一个表面往往要经过多次行程才能加工出来，刨刀返回行程时不进行工作。由于以上原因，刨削生产率一般低于铣削，但对于狭长表面（如导轨面）的加工，以及在龙门刨床上进行多刀、多件加工，其生产率可能高于铣削。 2）刨削加工通用性好、适应性强刨床结构较车床、铣床等简单，调整和操作方便；刨刀形状简单，和车刀相似，制造、刃磨和安装都较方便；刨削时一般不需加切削液。,2. 刨平面 刨平面包括刨水平面、垂直面和斜面。 （1）刨水平面 刨水平面的步骤如下： 1）刀具选择及装夹。刀具的选择主要考虑工件的材质和加工要求。刀具装夹要求刀架和刀座在中间垂直位置上。 2）
13、工件的安装。根据工件的尺寸、形状、装夹精度要求选择适当的装夹方法。 3）机床的调整。将工作台升降到工件接近刀具的适当位置。调整滑枕的起始位置、滑枕的行程长度及往复的快慢。 4）选择合适的切削用量。 5）试切。开动机床用手动进给方式进行试切，确定合适的切削深度，再用自动进给方式，进行正式刨削平面工作。 6）刨削完毕后停车进行检验，尺寸合格后再卸下工件。,（2）刨垂直面 刨垂直面时应采用偏刀，用刀架垂直走刀来加工平面。刨垂直面的工作顺序与刨水平面相似，安装工件时，应保证待加工表面与工作台垂直，并与切削方向平行。安装偏刀时，偏刀伸出长度要大于垂直面高度或台阶的深度1520mm，以防刀架与工件相碰。
14、（3）刨斜面 在刨床上加工斜面，常用的方法有正夹斜刨法、斜夹正刨法和样板刀刨削法。,如图11-9所示为正夹斜刨法，刨削时刀架转盘不是对准零刻线，而是必须转一定角度。刀架的倾斜角度等于工件待加工斜面与机床纵向钳垂面的夹角。该法使用的刨刀为偏刀。v,3. 刨沟槽 刨沟槽包括刨直角槽、T形槽、V形槽、燕尾槽等，下面主要介绍刨直角槽和燕尾槽。 （1）刨直角槽 刨直角槽需要用切刀，以垂直进给的方法进给。 （2）刨燕尾槽 燕尾槽的关键组成为两个对称的内斜面。刨燕尾槽所用刀具为左、右偏刀。刨削方法是刨直角槽和斜面的组合，刨削步骤如图11-10所示。,1）先用平面刨刀刨顶面，再用切刀刨直角槽。槽宽小于燕尾槽槽
15、口宽度，槽底需要留出加工余量。 2）用左偏刀刨左侧斜面及槽底面左边一部分。 3）用右偏刀刨右侧斜面及槽底面右边一部分。 4）在燕尾槽的内角和外角的夹角处切槽和倒角。,11.2 磨削,磨床是以砂轮作切削刀具的机床。磨床的种类很多，常用的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床和各种专门化磨床。,11.2.1 外圆磨床,外圆磨床主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面，其中，万能外圆磨床还可以磨削内孔和内锥面。下面以M1432A型万能磨床为例进行介绍。 M1432A型万能外圆磨床的外形如图11-11所示，其主要组成如下： （1）床身 主要用来支持磨床的各个部件，上部装有工作台和砂轮架。床身上有两
16、组导轨，可供工作台和砂轮架作纵向和横向移动。床身内部装有液压传动系统。 （2）工作台 工作台由上、下两层组成，安装在床身和纵向导轨上，可沿导轨作往复直线运动，以带动工件作纵向进给。工作台面上装有头架和尾架。 （3）砂轮架 砂轮架安装在床身的横向导轨上，用来安装砂轮。砂轮架可由液压传动系统实现沿床身横向导轨的移动，移动方式有自动间歇进给、快速进退，还可实现手动径向进给。砂轮座还可绕垂直轴线偏转一定角度，以便磨削圆锥面。砂轮有单独的电动机作动力源，经变速机构变速后实现高速旋转。 （4）头架和尾架 头架的主轴端部可以安装顶尖、拨盘或卡盘，以便装夹工件。头架主轴由单独的电动机，通过带传动及变速机构，使工件获得不同转速。头架可以在水平面内偏转一定角度，以便磨削圆锥面。尾座的套筒内装有顶尖，用来支撑较长工件。扳动尾座上的杠杆，顶尖套筒可缩进或伸出，并利用弹簧的压力顶住工件。 （5）内圆磨头 内圆磨头的主轴上可安装磨削内圆的砂轮，用来磨削内圆柱面和内圆锥面。它可绕砂轮架上的销轴翻转，在使用时翻转到工作位置，不使用时翻
