第四章-刨削加工方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,广东工程职业技术学院,机械制造技术基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,广东工程职业技术学院,机械制造技术基础,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章 刨削加工方法,刨削的工作内容,4.1,刨削加工工艺系统组成,4.2,刨削用量及刨削参数计算,4.3,刨削加工案例分析,4.4,刨削加工质量问题及解决措施,4.5,4.1,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,2,牛头刨床的运动,主运动,：刀架（滑枕）的直线往复运动。,进给运动,：包括工作台的横向移动和刨刀的垂直（或斜向）移动,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。刨削精度一般,IT7-IT9.Ra6.3,m.,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,IT9,IT7,，表面粗糙度值为,Ra,6.3,1.6m,。,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。,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,f,1,，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,f,2,。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。,刨床技术参数及工作精度,P182,表,4-1,4.2.2,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。,刨刀的合理几何参数如书中表,4-2,先进刨刀如书中表,4-3.,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,1.25,1.5,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,4.6,a,）为直头刨刀，图,4.6,b,）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，故得到了广泛应用。,图,4.6,刨刀刀杆形状,a,）直头,b,）弯头,刨刀,刨刀切削部分的结构与外圆车刀类似，但由于刨刀的工作条件较差，在作直线往复主运动时会产生惯性和冲击，刨刀的结构特点必须适应这种工作条件。,（,1,）刀杆粗大弯曲。刨刀刀杆的横截面较大，以适应刨削时冲击力的作用，避免折断。此外，刨刀的刀杆通常做成弯曲的。如图,4.6(a),所示，当刨削有硬化层的工件时，碰到工件表面上的硬点，刀尖绕,O,点转动，将扎入已加工表面，不但损坏了已加工表面的质量，还会损坏刀具，刨削深度突然增大时，也会产生这种情况。若采用如图,4.6,（,b),所示的弯曲刀杆，则当切削力突然增大时，刀杆产生的弯曲变形会使刀尖离开工件，从而避免刀尖扎入工件。,（,2,）较小的前角和负的刃倾角。刨刀的几何角度选取原则基本上与车刀相同。但由于刨削过程有冲击，需要增加刀刃的强度，刨刀的前角应比车刀的前角小；为了使刨刀在切入工件时产生的冲击力远离刀尖，刨刀的刃倾角应采用较大的负值。,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。刨削时常用夹具及工件装夹方法如书中表,4-6,所示。,表,4-6,刨削时常用的夹具及工件装夹方法,P189,页,1,工件的装夹,（,1,）平口钳装夹,刨削一般平面,工件,A,，,B,面间有垂直度要求,工件,C,，,D,面间有平行度要求,（,2,）压板装夹,1,压板,2,螺栓,3,挡块,2,刨平面,（,1,）刨水平面,（,2,）刨垂直平面,偏刀的几何形状,刨垂直平面时偏转刀座,（,3,）刨倾斜平面,旋转刀架转盘刨倾斜平面,倾斜装夹工件，使工件被加工斜面处于水平位置，用刨水平面的方法加工,图示将刀架转盘旋转所需角度，摇动刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手动倾斜进给,3,刨沟槽,1,）刨直槽,2,）刨,V,形槽,3,）刨燕尾槽,4,）刨,T,型槽,刨,V,形槽,刨燕尾槽,刨,T,型槽,4,刨曲面,用成形刨刀刨曲面,按划线通过工作台横向进给和 手动刀架垂直进给刨出曲面,用成形刨刀刨曲面,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,2,3,次刨削后达到图纸尺寸要求。,1),分两次刨削，粗刨留,0.3,0.5mm,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。,表,4-7,刨削加工工艺分析（书,190,页,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,4.7,a,);,或使加工面露出工作台的侧面，如图,4.7,b,);,或用平行垫铁垫起工件，如图,4.7,c,),。,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。,P191,页 表,4-7,刨斜面工艺方法,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,a,p(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,a,p(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,）,刀具或工件的主运动速度。,2.,刨削用量的选择,1,）,切削深度,a,p,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,2,3,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。,P192,页 表,4-8,刨削用量,4.3.2,刨削力与刨削功率的计算,1,）切 削 力 （,N,）,:,2,）切 削 功 率 （,KW,）,:,4.4,刨削加工案例分析,1.,零件图分析：图,4-11,、图,4-12,分别是轴承盖和轴承座的零件图零件材料为,HT200,，主要加工表面有平面和轴承孔。主要表面加工最高精度为,7,级精度表面粗造度为,Ra1.6,m,。轴承支承孔需两件合装后同时加工。可用牛头刨床加工。,2.,零件的主要加工过程。如书中表,4-10,、表,4-11,所示。,3.,刨削加工分析。包括：,1,）零件的装夹及夹具的选择。,刀具的选择及走刀路线的确定,3,）切削用量的选择。,（,3,）切削用量的选择。刨削用量可参考表,4-8,进行选择。粗刨时，留精刨余量,0.3-0.5mm,，进给量为,0.33-0.66mm/,双行程，刨削速度为,0.25m/min-0.42m/min,；精刨时，进给量为,0.33-2.33mm/,双行程，刨削速度为,0.08-0.13m/min,。,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：,1,）最后光整精刨时，采用较小的切削用量；,2,）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：,1,）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。,2,）注意装夹方法，增加辅助支承，增强使工件薄弱环节的刚性。,3,）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,:,1,）、调整刀架丝杠与螺母间隙，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。,2,）、精刨时，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,:,1,）、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。,2,）、减小背吃刀量和刀杆伸出量。,3,）、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,:,1,）装夹工件前，应找正夹具基准面，调整机床精度。,2,）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。,课外习题,1,、刨削的工作内容主要有哪些？,3,、刨削常用的夹具及工件装夹方法有那些？,4,、刨削平面、侧面、台阶面、斜面和成型面的工艺特点是什么？,5,、刨削用量诸要素的定义是什么？,广东工程职业技术学院,机械制造技术基础,结 束,主讲 机电工程系教师 周锦添,55,