刨削 - 概述
利用刨刀与工件在水平方向上的相对直线往复运动的切削加工。刨削可加工平面和沟槽,如果采用成形刨刀或加上仿形装置,也可以加工成形面。刨削可在牛头刨床或龙门刨床进行(见图)。前者刨刀作往复运动,每次回程后工件作间歇的进给运动,用于加工较小的工件;后者工件作往复运动,每次回程后刨刀作间歇的进给运动,用于加工较长较大的工件。
在刨削的每个行程中,刨刀切入工件时产生冲击,用硬质合金刨刀刨削钢和铸铁的切削速度一般不超过60米/分,高速钢刨刀不超过40米/分,且回程时刀具不参加切削,效率较低。因此刨削有被铣削、磨削和拉削代替的趋势。但刨刀的制造简单,安装和调整方便,生产准备时间短,故在单件或小批生产中,刨削仍有一定的应用范围。
对某些脆硬和高强度材料如硅钢、淬硬钢和花岗石等以及大平面的刨削,可采用自转式滚切刨刀(又称碗刀),以延长刨刀的寿命,而且在切削的同时还起到辗压作用。
刨床在机械制造行业中,占有一定的位置。它适合加工一些狭窄、细长的零件。如机床的床身、箱体及其它零件上的平面、沟槽、成形面等。
刨削 - 刨床分类
1.牛头刨床
(1)概述
一种刨床,利用住复运动的刀具切割已固定在机床工作平台上的工件〔一般用来加工较小工件)。机滑枕带着刨刀,作直线住复运动的刨床,因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。
牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。中小型牛头刨床的主运动(见机床)大多采用曲柄摇杆机构(见曲柄滑块机构)传动,故滑枕的移动速度是不均匀的。
大型牛头刨床多采用液压传动,滑枕基本上是匀速运动。滑枕的返回行程速度大于工作行程速度。
(2)应用
适用于刨削长度不超过1000毫米的中小型零件。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IT9-IT7,表面粗糙度Ra值为6.3-3.2um,牛头刨床的主参数是最大刨削长度。
2.龙门刨床
(1)概述
具有门式框架和卧式长床身的刨床。龙门刨床主要用于刨削大型工件,也可在工作台上装夹多个零件同时加工,是工业的母机。
龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动,空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架,刀架滑座可在垂直面内回转一个角度,并可沿横梁作横向进给运动龙门刨床;刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动;横梁可在两立柱上作上下调整。一般在两个立柱上还安装可沿立柱上下移动的侧刀架,以扩大加工范围工作台回程时能机动抬刀,以免划伤工件表面。
机床工作台的驱动可用发电机-电动机组或用可控硅直流调速方式,调速范围较大,在低速时也能获得较大的驱动力。有的龙门刨床还附有铣头和磨头,变型为龙门刨铣床和龙门刨铣磨床,工作台既可作快速的主运动,也可作慢速的进给运动,主要用于重型工件在一次安装中进行刨削、铣削和磨削平面等加工。
中国第一台龙门刨床于1953年4月在济南第二机床厂问世。
(2)应用
龙门刨床主要加工大型工件或同时加工多个工件。与牛头刨床相比,从结构上看,其形体大,结构复杂,刚性好,从机床运动上看,龙门刨床的主运动是工作台的直线往复运动,而进给运动则是刨刀的横向或垂直间歇运动,这刚好与牛头刨床的运动相反。龙门刨床由直流电机带动,并可进行无级调速,运动平稳。龙门刨床的所有刀架在水平和垂直方向都可平动。
龙门刨床主要用来加工大平面,尤其是长而窄的平面,一般可刨削的工件宽度达1米,长度在3米以上。龙门刨床的主参数是最大刨削宽度。
刨削 - 刨床型号 如B6050型,其中B表示属刨床类,6表示属牛头刨床组,0表示属牛头刨床型,50表示了该刨床最大行程的1/10(即500mm)。
刨削 - 刨床组成
刨床一般由床身、滑枕、底座、横梁、工作台和刀架等部件组成。
1.床身 主要用来支承和连接机床各部件。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,供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,共内部装有丝杆螺母传动装置,可用于改变滑枕的往复行程位置。
3.刀架 主要用来夹持刨刀。松开刀架上的手柄,滑板可以沿转盘上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 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,这个移动我们称为进给运动。
刨削 - 加工工艺
1.平面刨削方法
刨削方法必须针对不同表面加以制定,而且不同的表面应用不同刨刀才能加工。
(1)刨水平面
水平面既可以是零件所需要的加工表面,又可以用作精加工基准面。
水平面粗刨采用平面刨刀,精刨采用圆头精刨刀。刨削用量一般为:刨削深度ap为0.2~0.5mm,进给量f为0.33~0.66mm/str,切削速度v为15~50m/min。粗刨时刨削深度和进给量可取大值,切削速度取低值;精刨时切削速度取高值,切削深度和进给量取小值。
对于两个相对平面有平行度要求,两相邻平面有垂直度要求的矩形工件。设矩形四个平在按逆时针方向分别为1、2、3、4面。一般刨削方法是先刨出一个较大的平面1为基准面,然后将该基准面贴紧平口钳钳口一面,用圆棒或斜垫夹人基准面对面的钳口中,刨削第2个平面,再刨削第2个平面相对的第4个面,最后刨削第1个面相对的第3个面。
在水平面刨削时,切削深度由手动控制刀架的垂直运动决定,进给量由进给运动手柄调整。
(2)刨垂直面
工件上如有不能或不便用水平面刨削方法加工的平面,可将该平面与水平面成垂直,然后用刨垂直面的方法进行加工,如加工台阶面和长工件的端面。
垂直面的刨削由刀架作垂直进给运动实现。
刨削前,先将刀架转盘刻度线对准零线,以保证加工面与工件低平面垂直,转动刀架手柄,从上往下加工工件。手动进给刀架时保证刨刀是作垂直进给运动;再将刀座转动至上端,偏离要加工垂直面10~15°左右,使抬刀板回程时,能带动刨刀抬离工件的垂直面,减少刨刀磨损及避免划伤已加工表面。
应注意刀座推偏时,偏刀的主刀刃应指向所加工的垂直面,不能将刨刀所偏方向及推偏方向选错。另外,安装偏刀时,刨刀伸出的长度应大于整个刨削面的高度。
在垂直面刨削时,切削深度由工作台水平手动控制,进给量由刀架转动手柄调整。
(3)刨斜面
工件上的斜面有内斜面和外斜面两种,如V型槽、燕尾槽由内斜面组成;V型楔、燕尾榫由外斜面组成。内斜面和外斜面均可由倾斜刀架法加工。
刨削前,先将转盘与刀座一起转动一定角度,再将刀座转动至上端偏离所需加工的斜面12°左右,然后从上往下转动刀架手柄刨削斜面。
注意应针对是内斜面还是外斜面来选择左角度偏刀或右角度偏刀。一般内斜面左斜用左角度偏刀,外斜面左斜用右角度偏刀;内斜面右斜或外斜面右斜时则刚相反。角度偏刀伸出长度也应大于整个刨削斜面的宽度。
在进行斜面刨削时,切削深度与进给量的控制及调整同刨削垂直面一样,但要注意刨斜面时,切削深度不可选得过大。
2.工件的装夹
刨削平面时,工件的安装一定要按基准面校直、垫牢、夹紧;刨垂直面时,待加工面应基本与工作台垂直,与切削方向平行;刨斜面时,工件的安装方法类似刨垂直面。
在工件安装时,常用的有平口钳安装和压板安装,安装过程中必须对工件进行找正,找正有两种。
第一种按加工线找正。即先在工件上划出加工线,然后在装到夹具上夹紧前面按已划线垫平找正;
第二种是在工件上已有较准的大平面,可作为基准面校平,最后夹紧。
刨削 - 刨刀
1.定义
用于刨削加工的、具有一个切削部分的刀具。
2.分类
刨刀常用的有平面刨刀、偏刀、角度偏刀、切刀、成形刨刀等几种。
按所刨平面倾斜方向不同,又可将偏刀分为左、右偏刀。
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。因此,在同样的切削截面下,刀杆断面尺寸较车刀大1.25~1.5倍,并采用较大的负刃倾角(-10°~-20°),以提高切削刃抗冲击载荷的性能。为了避免刨刀刀杆在切削力作用下产生弯曲变形,从而使刀刃啃入工件,通常使用弯头刨刀。重型机器制造中常采用焊接-机械夹固式刨刀,即将刀片焊接在小刀头上,然后夹固在刀杆上,以利于刀具的焊接、刃磨和装卸。在刨削大平面时,可采用滚切刨刀,其切削部分为碗形刀头。圆形切削刃在切削力的作用下连续旋转,因此刀具磨损均匀,寿命很高。
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一、 起动前准备
1、 工件必须夹牢在夹具或工作台上,夹装工件的压板不得长出工作台,在机床最大行程内不准站人。刀具不得伸出过长,应装夹牢靠。
2、 校正工件时,严禁用金属物猛敲或用刀架推顶工件。
3、 工件宽度超出单臂刨床加工宽度时,其重心对工作台重心的偏移量不应大于工作台宽度的四分之一。
4、 调整冲程应使刀具不接触工件,用手柄摇动进行全行程试验,滑枕调整后应锁紧并随时取下摇手柄,以免落下伤人。
5、 龙门刨床的床面或工件伸出过长时,应设防护栏杆,在栏杆内禁止通过行人或堆码物品。
6、 龙门刨床在刨削大工件前,应先检查工件与龙门柱、刀架间的预留空隙,并检查工件高度限位器安装是否安装正确牢固。
7、 龙门刨的工作台面和床面及刀架上禁止站人、存放工具和其它物品。操作人员不得跨越台面。
8、 作用于牛头刨床手柄上的力,在工作台水平移动时,不应超过8kg,上下移动时,不应超过10kg。
9、 工件装卸、翻身时应注意锐边、毛刺割手。
二、 运转中注意事项
1、 在刨削行程范围内,前后不得站人,不准将头、手伸到牛头前观察切削部分和刀具,未停稳前,不准测量工件或清除切屑。
2、 吃刀量和进刀量要适当,进刀前应使刨刀缓慢接近工件。
3、 刨床必须先运转后方准吃刀或进刀,在刨削进行中欲使刨床停止运转时,应先将刨床退离工件。
4、 运转速度稳定时,滑动轴承温升不应超过60℃滚动轴承温升不应超过80℃。
5、 进行龙门刨床工作台行程调整时,必须停机,最大行程时两端余量不得少于0.45m。
6、 经常检查刀具、工件的固定情况和机床各部件的运转是否正常。
三、 停机注意事项
1、 工作中如发现滑枕升温过高;换向冲击声或行程振荡声异响;或突然停车等不良状况,应立即切断电源;退出刀具,进行检查、调整、修理等。
2、 停机后,应将牛头滑枕或龙门刨工作台面、刀架回到规定位置。
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