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电子教案
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第四章刨削、插削与拉削
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刨削、插削与拉削
2018-06-13 19:04  

安徽机电职业技术学院教案首页

15

理论

第四章刨削、插削与拉削

4.1、刨床与刨刀

4.2、刨削加工

1、掌握刨床的分类及选用;

2、掌握刨刀的结构和角度:

3、掌握刨削的工艺特点。

教学

掌握刨床的分类及选用。

教学

掌握龙门刨床和牛头刨床的区别。

教学方法

讲授

多媒体课件

《机械制造基础》(高等教育出版社司乃钧许小村主编)

安徽机电职业技术学院教案续页

u引言

在机械零件加工过程中,平面的加工是比较普遍的,通过本节学习,我们将掌握刨削加工方法。

教学内容正文

4.1刨床与刨刀

4.1.1、概述

1)定义:刨削是用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。

2)刨床分类:

①牛头刨床

a、牛头刨床牌号:

常用的刨床为牛头刨床,主要用于加工不超过1m的中、小型零件。如图为B6065型牛头刨床,其中B6065的字母和数字的含义如下:

B─类别:刨床类;

6─组别:牛头刨床组;

0—系别:普通型牛头刨床;

65—主参数:最大刨削长度的1/10,即最大刨削长度为6500mm。

b、牛头刨床的组成

牛头刨床由床身、滑枕、横梁、工作台、刀架等组成。

(1)底座 吊装和安装(支撑和平衡)刨床。

(2)床身 安装在底座上,主要用来支撑和连接各零部件。其顶面的水平导轨供滑枕作水平直线往复运动,侧面导轨供带动工作台的横梁升降运动。另外,床身内部还装有控制滑枕速度和行程长度的变速机构和摇臂机构。

(3)滑枕 主要用来带动刀架(或刨刀)沿水平方向做直线往复运动,其运动快慢、行程长度、起始位置均可调整。

(4)横梁 主要用来带动工作台做上下和左右进给运动,其内部有丝杠螺母副。

(5)工作台 主要用来直接安装工件或装夹工件的夹具,台面上有T型槽供安装螺栓压板和夹具用。

(6)刀架 主要用来夹持刀具,转动刀架进给手柄,刀架可上下移动,以调整刨削深度或加工垂直面时作进给运动。松开转盘上的螺母,将转盘扳转一定角度后,可使刀架作斜向进给,以加工斜面。滑板上装有可偏转的刀座,其上的抬刀板可使刨刀抬起,使刨刀在回程时充分抬起,防止划伤已加工表面和减少摩擦阻力。

——主要用于加工中小型工件,工件的长度一般不超过1m。

c、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

②龙门刨床

a、龙门刨床的组成:

龙门刨床的主运动采用直流电机,可实现大范围无级调速,故表面切削速度调控方便,工作台运行平稳;

具有四个刀架,进给方向和速度操作方便,适应不同高度工件的平面和侧平面的加工;

机床的主要运动,如进刀、抬刀、横梁锁紧与放松、工作台快进、工进、快退等均可集中操作,实现自动循环。

b、龙门刨床的运动:

主运动:工作台沿床身导轨作纵向往复运动。

进给运动:包括侧刀架的横向移动和垂直刀架的垂直(或斜向)移动。

c、龙门刨床的应用:

主要用于加工大型工件,可用于粗加工和精加工,也可一次性完成刨、铣、磨等工作。

4.1.2刨刀

刨刀的结构和角度与车刀相似,其区别是:

(1)由于刨刀工作时有冲击,因此,刨刀刀柄截面一般为车刀的1.25~1.5倍。

(2)切削用量大的刨刀常做成弯头的,如图2a所示。弯头刨刀在受到切削变形时,刀尖不会像直头刨刀那样(图2b),因绕o点转动而产生向下的位移而扎刀。

刨刀的结构

装夹要点:

位置要正

刀头伸出长度应尽可能短

夹紧必须牢固

a)弯颈刨刀不易扎刀(粗刨) b)直杆刨刀容易扎刀(精刨)

4.2刨削加工

1、刨床的主要加工范围

加工范围:刨削是平面加工的主要方法之一。在刨床上可以刨平面(水平面、垂直平面和斜面)、沟槽(直槽、V形槽、燕尾槽和T形槽)和曲面等

刨削的主要内容:

刨削的主要内容

a)刨水平面b)垂直平面c)斜面d)直槽e)T形槽f)曲面

2、工件的装夹

1)平口钳装夹较小的工件可用固定在王作台上的平口钳装夹。平口钳在工作台上位置应正确,必要时应用百分表找正。装夹工件时应注意工件高出钳口或伸出钳口两端不宜太多,以保证夹紧可靠。

2)压板装夹较大的工件可且于工作台上,用压板、螺栓、挡块等直接装夹。

3、刨平面

1)刨水平面刨削水平面时,进给运动由工作台(工件)横向移动完成,切削深度由刀架控制。刨刀一般采用两侧刀刃对称的尖头刀,以便于双向进给,减少刀具的磨损和节省辅助工时。

2)刨垂直平面

刨削垂直平面时,摇动刀架手柄使刀架滑板(刀具)作手动垂直进给,吃刀量通过工作台的横向移动控制。刨刀采用偏刀。为保证加工平面的垂直度,加工前应将刀架转盘刻度对准零线,位置精度要求较高时,在刨削时应按需要微调纠正偏差。为防止刨削时刀架碰撞工件,应将刀座偏转一适当的角度。

偏刀的几何形状刨垂直平面时偏转刀座

3)刨倾斜平面

刨倾斜平面有两种方法:一是倾斜装夹工件,使工仵被加工斜面处于水平位且,用刨水平面的方法加工;一是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

旋转刀架盘刨倾斜平面

4、刨沟槽

1)刨直槽和V形槽刨直槽时,如果沟槽宽度不大,可用宽度与槽宽相当的直槽刨刀直接刨到所需宽度,旋转刀架手柄实现垂直进给;如果沟槽宽度较大,则可横向移动工作台,分几次刨削达到所需槽宽。刨V形槽时,应根据工件的划线找正,先用直槽刀刨出底部直槽,然后换装偏刀,倾斜刀架和偏转刀座,用刨斜面的方法分别刨出V形槽两侧面。

刨V形槽

a)刨V形槽底部直槽 B)刨V形槽斜面

2)刨燕尾槽

刨燕尾槽的方法与刨V形槽相似,采用左、右偏刀按划线分别刨削燕尾斜面 。

刨燕尾槽

a)刨燕尾槽用角度偏刀 a)加工顺序

3)刨T形槽

刨T形槽辅用直槽刀、左右弯切刀和倒角刀,按划线依次刨直槽、两侧横槽和倒角。

刨T形槽

a)刨直槽 b)刨右横槽 c)刨左横槽 d)倒角

4.2.2宽刃细刨

宽刃细刨是在精刨的基础上进行。加工时工件装夹在精度较高和刚性较好的龙门刨床上,利用宽刃细刨刀的平直刃以很低的切削速度和很大的进给量,在工件表面上切去一层极薄的金属。

刨削Ra0.8~0.2μm,直线度为0.02 mm/m。

宽刃细刨可代替刮削,以提高生产率和减轻劳动强度,常用于批量生产中光整加工大型工件上的平面。例如机床导轨面,即可用宽刃细刨代替刮削或磨削,生产率提高几倍至十几倍,应用较广。

为保证加工质量,工件在粗刨和精刨后应分别进行一次时效处理。

工件装夹时,夹紧力要小,以防夹紧变形;

宽刃细刨的总余量为0.2~0.4mm;

开始1一2次走刀为校正走刀,背吃刀量ap每次为0.05~0.10 mm。以后的走刀为光整加工,ap<0.04~0.05 mm,f=20~25 mm/dstr,vc=5~10 m/min;

细刨铸铁件一般用煤油,细刨钢件采用机油和煤油(2:1)的混合剂作切削液。

4.2.3、刨削加工的特点

1、优点

(1)刨削的通用性好,生产准备容易。

(2)刨床结构简单,操作方便,有时一人可开几台刨床;

(3)刨刀与车刀基本相同,制造和刃磨简单;

(4)刨削的生产成本较低,尤其对窄而长的工件或大型工件的毛坯或半成品可采用多刀、多件加工,有较高的经济效益;

2、缺点

(1)生产效率低 由于刨刀在切入和切出时会产生冲击和振动,并需要缓冲惯性;另外,刨削为单刀单刃断续切削,回程不切削且前后有空行程。因此,刨削速度低,生产效率也低。

(2)加工质量不高 刨削加工工件的尺寸精度一般为IT10~IT8,表面粗糙度值Ra一般为6.3~1.6μm,直线度一般为0.04~0.12mm/m。因此刨削加工一般用于毛坯、半成品、质量要求不高及形状较简单零件的加工。

u总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)

小结:

掌握刨削的特点及应用,了解了刨床的种类及应用、常用刨刀的种类及应用以及刨削方法。具备按照工件技术要求,合理选用刨床和工艺的初步能力。

考核知识点:

1、刨床的分类及选用;

2、刨刀的结构和角度:

3、刨削的工艺特点。

作业:

1、牛头刨床和龙门刨床在结构和加工范围有那些区别?

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16

理论

4.3、插削

4.4、拉削

1、了解插床的结构;

2、掌握插削加工的工艺特点。

3、掌握拉刀的结构和拉削的特点。

教学

拉削的特点

教学

拉刀的结构

教学方法

讲授

多媒体课件

《机械制造基础》(高等教育出版社司乃钧许小村主编)

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u引言

在机械零件加工过程中,孔的加工是比较普遍的,通过本节学习,我们将掌握通过插削、拉削加工孔的方法。

教学内容正文

4.3插削

a)刨直槽 b)刨右横槽 c)刨左横槽 d)倒角

1.概述

定义:插削是用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的切削加工方法。

机床:插削在插床上进行,插床的结构原理和牛头刨床相似,可视为立式刨床。

工作时,滑枕带动插刀沿立柱导轨作垂直的直线往复运动。圆工作台可实现纵向、横向和圆周进给运动。

加工范围:插削主要用于加工各种垂直槽,如带轮、齿轮、蜗轮等零件上的键槽、花键槽等。插削生产率低,主要用于单件小批生产和修配加工。

插床

a)外形图 b)切削运动示意图

1-床身2-下滑座3-上滑座4-圆工作台5-滑枕6-立柱7-变速箱 8-分度机构

2.插削方法

插削和刨削的切削方式相同,只是插削是在铅垂方向进行切削的。在插床上可以插削孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等,

插削的主要内容

a)插键槽 b)插方孔 c)插多边形孔 d)插花键孔

(1)插刀

插刀也属单刃刀具,与刨刀相比,插刀的前面与后面位置对调,为了避免刀杆与工件已加工表面碰撞,其主切削刃偏离刀杆正面。插力的几何角度一般是:前角 0°~12°,后角 4°~8°。常用的尖刃插刀主要用于粗插或插多边形孔,平刃插刀主要用于精插或插直角沟槽。

插刀

a)尖刃插刀(尖刀) b)平刃插刀(切刀)

(2)插键槽

装夹工件并按划线校正工件位置,然后根据工件孔的长度(键槽长度)和孔口位置,手动调整滑枕和插刀的行程长度和起点至终点位置,防止插刀在工作中冲撞工作台而造成事故。键槽插削一般应分粗插及精插,以保证键槽的尺寸精度和键槽对工件轴线的对称度要求。

插键槽

(3)插方孔

插小方孔时,可来用整体方头插刀插削。

插较大的方孔时,来用单边插削的方法,按划线找正先粗插(每边留余置0.2~0.5mm),然后用90°角度刀头插去四个内角处未插去的部分。

粗插时应注意测量方孔边至基准之尺寸,以保证尺寸精度和对称度要求。插削按第一边、第三边(对边)、第二边、第四边的顺序进行。

插方孔

(4)插花键

插花键的方法与插键槽大致相同。不同的是花键各键槽除了应保证两侧面对轴平面的对称度外,还需要保证在孔的圆周上均匀分布,因此,插削时常用分度盘进行分度。

3.插削的工艺特点

(1)插床与插刀的结构简单,与刨削一样,插削时也存在冲击和空行程损失,因此,主要用于单件、小批且生产。

(2)插削工作行程受刀杆刚性限制,槽长尺寸不宜过大。

(3)刀架没有抬刀机构,工作台没有让刀机构,因此插刀在回程时与工件相摩擦,工作条件较差。

(4)除键槽、型孔以外,插削还可以加工圆柱齿轮、凸轮等。

(5)插削的经济加工精度为IT9~lT7,表面粗糙度Ra值为6.3~1.6µm。

1概述

(1)定义:

用拉刀加工工件内、外表面的方法称为拉削加工。

(2)机床:

卧式拉床、立式拉床

(3)拉削运动:

主运动:拉刀的直线运动。

无进给运动,其进给靠拉刀每齿升高量来实现。

(4)加工范围:

内表面(各种型孔)、外表面(平面、半圆弧面、组合表面等)

下图为卧式拉床的示意图。拉削时工作拉力较大,所以拉床一般采用液压传动。常用拉床的额定拉力有100,200,400kN等。

卧式拉床示意图

l-压力表2-液压传动部件3-活塞拉杆4-随动支架

5-刀架6-床身7-拉刀8-支撑9-工件10-随动刀架

拉刀是一种多齿精加工刀具。拉削时后一刀齿(或后一组刀齿)的齿高高于(或齿宽等于)前一刀齿(或前一组刀齿),拉圆孔拉刀的齿升量为0.02~0.1mm,切削齿的齿升量向后逐渐减小,齿距是相邻刀齿间的轴向距离。

齿距越小,切削齿数越多,切削越平稳,但容屑困难,易因堵屑而拉断拉刀。

齿距越大,容屑越好,但齿数减少,影响加工质量。

从而能依次地从工件上切下很薄的金属层,以获得精度高、表面质量好的工件表面。

拉削过程

1-工件 2-拉刀

4、拉刀结构

拉刀的组成:

柄部——被刀架夹持的部分。

前导部——用来引导拉刀切削部分进入工作位置防止拉刀歪斜。

切削部——由许多刀齿组成,包括粗切齿和精切齿,后排刀齿比前排刀齿分别高出一个齿升量(一般为0.02~0.1mm)。

校准部——起校正和修光作用。

后导部——保持拉刀在拉削过程中最后的准确位置,防止拉刀下垂而损伤已加工表面和拉刀刀齿。

拉 刀

在拉床上可以拉削各种型孔(直通孔),还可以拉削平面、半圆弧面,以及一些用其他加工方法不便加工的内外表面。

1).拉圆孔

拉削孔径一般为8~125mm,孔的深径比L/D≤5。

工件不需要夹紧,只以已加工过的一个端面为支承面。

工件端面与拉削孔的轴线不垂直时,依靠图中所示的球面浮动支承装置自动调节,始终使受力方向与端面垂直,以防止拉刀崩刃和折断。装置中的弹簧是为了保持球面贴合,避免从装置体上脱落。拉削孔时,工件一般不需夹紧,只以工件的端面支承。因此,预加工孔的轴线与端面之间应有一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大,则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上,利用球面自动定位。拉削加工的孔径通带为10~100mm,孔的长度与孔径之比不宜超过3。预留孔不需要正确加工,钻削或粗镗后即可进行拉削。

圆孔的拉削

1-工件 2-球面垫圈 3-拉刀

2) 拉削外表面

一般为非对称拉削,拉削力偏离拉刀和工件轴线,因此,除对拉刀采用导向板等限位外,还须将工件夹紧,以避免拉削时工件位置偏离。如拉削V形槽时,使用导向板和压板的情形。

拉削V形槽

1-压紧元件2-工件3-导向板4-拉刀

3).拉孔内单键槽

键槽拉刀为扁平状,上部为刀齿。与工件的正确位置由导套保证。导套的圆柱1插入拉床端部的孔内,圆柱2套放工件,矩形槽3与键槽拉刀刀体宽度一致,并按滑动配合选取。键槽拉刀工作时由矩形槽定位、导向。拉刀底部垫有一定厚度的垫片,以便调节工作键槽的深度,并用它来补偿键槽拉刀重磨后齿高的减少量。

4)拉平面

平面拉刀可做成整体式(加工较小平面),但更多做成镶齿式(加工大平面),镶嵌硬质合金刀片,以提高拉削速度,且便于刃磨合调整。拉削可加工单一的敞开的平面,也可加工组合平面。

2.拉削的工艺特点

(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量,完成粗、精加工,故拉削的生产效率较高;

(2)拉刀制造精度高,切削部分有粗切和精切之分,校准部分又可对加工表面进行校正和修光,所以拉削加工精度较高,经济精度可达IT9~IT7,表面粗糙度Ra值为1.6~0.4µm。

(3)拉床采用液压传动,故拉削过程平稳。

(4)拉刀适应性差,一把拉刀只适于加工某种尺寸和精度等级的一定形状的加工表面,且不能加工阶台孔、盲孔和特大直径的孔。由于拉削力很大,拉削薄壁孔时容易变形,不宜采用拉削。

(5)拉刀结构复杂,制造费用高,因此只有在大批量生产中才能显示其经济、高效的特点。

总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)

小结:

通过本节的学习,我们掌握插削和拉削加工的特点及应用,了解插床、拉床的种类及应用、常用拉刀的种类及应用、以及插削和拉削方法。具备按照工件技术要求,合理选用插床、拉床和工艺的初步能力。

考核知识点:

1、插床的结构;

2、插削加工的工艺特点。

3、拉刀的结构和拉削的特点。

作业:

1、拉刀的结构和拉削的特点?

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