模塊二 金屬切削加工 課題五 刨削、插削與拉削A

機(jī)械制造工藝與裝備模塊二金屬切削加工課題五刨削加工、插削加工、拉削加工課題五刨削加工、插削加工、拉削加工知識點(diǎn)刨床、刨削加工插床、插削加工拉床、拉削加工技能點(diǎn)了解刨床的結(jié)構(gòu)、掌握刨削加工的應(yīng)用及加工特點(diǎn)了解插床的結(jié)構(gòu)、掌握插削加工的應(yīng)用及加工特點(diǎn)了解拉床的結(jié)構(gòu)、掌握拉削加工的應(yīng)用及加工特點(diǎn)一、任務(wù)引入圖2-90為凸緣聯(lián)軸器（半）零件零件圖，零件內(nèi)外圓及孔均已加工完畢，本工序需加工孔內(nèi)鍵槽，試確定加工方法，并說明加工要點(diǎn)。圖2-90半聯(lián)軸器圖2-90半聯(lián)軸器圖2-90半聯(lián)軸器圖2-90半聯(lián)軸器二.任務(wù)分析半聯(lián)軸器是凸緣聯(lián)軸器的一部分，聯(lián)接軸用來聯(lián)接兩軸，軸與聯(lián)軸器通過鍵聯(lián)接，使兩軸共同回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。本任務(wù)中半聯(lián)軸器孔內(nèi)鍵槽的加工是零件加工的最后工序。孔內(nèi)鍵槽的加工有多種方法，一般可采用刨削和插削及拉削加工的方法來完成切削加工。刨削、插削及拉削加工也是金屬切削加工常用的加工方法，特別是刨削加工是平面和溝槽加工的主要方法。所以學(xué)習(xí)刨削和插削及拉削加工是十分重要。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）、溝槽（直槽、V形槽、燕尾槽和T形槽）和曲面等三、

相關(guān)知識（一）刨削加工1、概述圖2-91刨削的主要內(nèi)容a）刨水平面b）垂直平面c）斜面d）直槽e）T形槽f）曲面

圖2-93牛頭刨床a）外形圖b）運(yùn)動示意圖1-工作臺2-橫梁3-刀架4-滑枕5-床身6-底座2、刨床（1）床身

床身用以支承刨床的各個部件。床身的頂部和前側(cè)面分別有水平和垂直導(dǎo)軌。滑枕連同刀架可沿水平導(dǎo)軌作直線往復(fù)運(yùn)動（主運(yùn)動）；橫梁連同工作臺可沿垂直導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)升降。床身內(nèi)部有變這機(jī)構(gòu)和驅(qū)動滑枕的擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。（2）滑枕

前端裝有刀架，用來帶動刨刀作直線往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)刨削。（3）刀架

用來裝夾刨刀和實(shí)現(xiàn)刨刀沿所需方向移動。刀架與滑枕連接部位有轉(zhuǎn)盤，可使刨刀按需要偏轉(zhuǎn)一定角度。

轉(zhuǎn)盤上有導(dǎo)軌，搖動刀架手柄，滑板連同刀座沿導(dǎo)軌移動，可實(shí)現(xiàn)刨刀的間隙進(jìn)給（手動）或調(diào)整切削深度。刀架上的抬刀板在刨刀回程時抬起，以防止擦傷工件和減小刀具的磨損。圖2-94

牛頭刨床的刀架1-刀夾2-抬刀板3-滑板4-刀架手柄5-轉(zhuǎn)盤6-轉(zhuǎn)銷7-刀座（4）工作臺

用來安裝工件，可沿橫梁橫向移動和與橫梁一起沿床身垂直導(dǎo)軌升降，以便調(diào)整工件位置。在橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動下，工作臺可實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

刀架每直線往復(fù)運(yùn)動一次，連桿4使帶有棘爪的搖桿5繞棘輪6軸線擺動一次，棘爪推動棘輪，與棘輪連接在一起的絲杠7同時轉(zhuǎn)動一定角度，從而完成工作臺的橫向進(jìn)給運(yùn)動。圖2-95牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1，2-齒輪3-銷盤4-連桿5-搖桿6-棘輪7-絲桿（1）刨刀的裝夾

刨刀屬單刃刀具，其幾何形狀與車刀大致相同。由于刨刀在切入工件時須受較大的沖擊力，所以刀桿截面積一般比較大。

為避免刨削時產(chǎn)生“扎刀”而造成工件報廢，刨刀常制成彎頸形式。刨刀裝夾時應(yīng)注意：位置要正，刀頭伸出長度應(yīng)盡可能短，夾緊要牢固。兩種刨刀的刨削情況a）彎頸刨刀不易扎刀（粗刨）b）直桿刨刀容易扎刀（精刨）（2）工件的裝夾1）平口鉗裝夾

較小的工件可用固定在工作臺上的平口鉗裝夾。平口鉗在工作臺上位置應(yīng)正確，必要時應(yīng)用百分表找正。裝夾工件時應(yīng)注意工件高出鉗口或伸出鉗口兩端不宜太多，以保證夾緊可靠。工件的平口鉗裝夾a）刨削一般平面b）工件A，B面間有垂直度要求時c）工件C，D面間有平行度要求時1-平行墊鐵2-圓柱棒3-斜口撐鐵2）壓板裝夾

較大的工件可且于工作臺上，用壓板、螺栓、擋塊等直接裝夾。

刨水平面

（3）刨平面1）刨水平面

刨削水平面時，進(jìn)給運(yùn)動由工作臺（工件）橫向移動完成，切削深度由刀架控制。刨刀一般采用兩側(cè)刀刃對稱的尖頭刀，以便于雙向進(jìn)給，減少刀具的磨損和節(jié)省輔助工時。2）刨垂直平面

刨削垂直平面時，搖動刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手動垂直進(jìn)給，吃刀量通過工作臺的橫向移動控制。刨刀采用偏刀。為保證加工平面的垂直度，加工前應(yīng)將刀架轉(zhuǎn)盤刻度對準(zhǔn)零線，位置精度要求較高時，在刨削時應(yīng)按需要微調(diào)糾正偏差。為防止刨削時刀架碰撞工件，應(yīng)將刀座偏轉(zhuǎn)一適當(dāng)?shù)慕嵌取Ｆ兜膸缀涡螤钆俅怪逼矫鏁r偏轉(zhuǎn)刀座3）刨傾斜平面

刨傾斜平面有兩種方法：一是傾斜裝夾工件，使工件被加工斜面處于水平位且，用刨水平面的方法加工；一是將刀架轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)所需角度，搖動刀架手柄使刀架滑板（刀具）作手動傾斜進(jìn)給旋轉(zhuǎn)刀架盤刨傾斜平面

（3）刨溝槽

1）刨直槽和V形槽

刨直槽時，如果溝槽寬度不大，可用寬度與槽寬相當(dāng)?shù)闹辈叟俚吨苯优俚剿鑼挾龋D(zhuǎn)刀架手柄實(shí)現(xiàn)垂直進(jìn)給；如果溝槽寬度較大，則可橫向移動工作臺，分幾次刨削達(dá)到所需槽寬。刨V形槽時，應(yīng)根據(jù)工件的劃線找正，先用直槽刀刨出底部直槽，然后換裝偏刀，傾斜刀架和偏轉(zhuǎn)刀座，用刨斜面的方法分別刨出V形槽兩側(cè)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

刨燕尾槽的方法與刨V形槽相似，采用左、右偏刀按劃線分別刨削燕尾斜面。刨燕尾槽a）刨燕尾槽用角度偏刀a）加工順序3）刨T形槽

刨T形槽需用直槽刀、左右彎切刀和倒角刀，按劃線依次刨直槽、兩側(cè)橫槽和倒角。

刨T形槽

a）刨直槽b）刨右橫槽c）刨左橫槽d）倒角3.刨削的工藝特點(diǎn)

(1)刨削特別適合于加工狹長平面。

(2)刨床結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和操作都較方便；刨刀為單刃刀具，制造和刃磨較容易，價格低廉。所以，刨削生產(chǎn)成本較低。(3)由于刨削主運(yùn)動是直線往復(fù)運(yùn)動，刀具切入和切離工件時有沖擊負(fù)載，因此，限制了切削速度的提高，此外，還存在空行程損失，因此刨削生產(chǎn)效率較低。

(4)刨削的加工精度通常為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值為12.5～1.6μm；采用寬刃刨刀精刨時，加工精度可達(dá)IT6，表面粗糙度值Ra為0.8～0.2μm。（二）插削1.插床

插削是用插刀對工件作垂直相對直線往復(fù)運(yùn)動的切削加工方法。

插削在插床上進(jìn)行，插床的結(jié)構(gòu)原理和牛頭刨床相似，可視為立式刨床。

插床a）外形圖b）切削運(yùn)動示意圖1－床身2-下滑座3-上滑座4-圓工作臺5-滑枕6-立柱7-變速箱8-分度機(jī)構(gòu)2.插削方法

插削和刨削的切削方式相同，只是插削是在鉛垂方向進(jìn)行切削的。在插床上可以插削孔內(nèi)鍵槽、方孔、多邊形孔和花鍵孔等。插削的主要內(nèi)容a）插鍵槽b）插方孔c）插多邊形孔d）插花鍵孔

插刀的幾何角度一般是：前角0°～12°，后角4°～8°。常用的尖刃插刀主要用于粗插或插多邊形孔，平刃插刀主要用于精插或插直角溝槽。插刀

a)尖刃插刀(尖刀)b)平刃插刀(切刀)（1）插刀

插刀也屬單刃刀具，與刨刀相比，插刀的前面與后面位置對調(diào)，為了避免刀桿與工件已加工表面碰撞，其主切削刃偏離刀桿正面。（2）插鍵槽

裝夾工件并按劃線校正工件位置，然后根據(jù)工件孔的長度（鍵槽長度）和孔口位置，手動調(diào)整滑枕和插刀的行程長度和起點(diǎn)至終點(diǎn)位置，防止插刀在工作中沖撞工作臺而造成事故。鍵槽插削一般應(yīng)分粗插及精插，以保證鍵槽的尺寸精度和鍵槽對工件軸線的對稱度要求。插鍵槽（3）插方孔

插小方孔時，可來用整體方頭插刀插削。插較大的方孔時，來用單邊插削的方法，按劃線找正先粗插（每邊留余置0.2～0.5mm），然后用90°角度刀頭插去四個內(nèi)角處未插去的部分。粗插時應(yīng)注意測量方孔邊至基準(zhǔn)之尺寸,以保證尺寸精度和對稱度要求。插削按第一邊、第三邊（對邊）、第二邊、第四邊的順序進(jìn)行。插方孔（4）插花鍵

插花鍵的方法與插鍵槽大致相同。不同的是花鍵各鍵槽除了應(yīng)保證兩側(cè)面對軸平面的對稱度外，還需要保證在孔的圓周上均勻分布，因此，插削時常用分度盤進(jìn)行分度。3.插削的工藝特點(diǎn)

（1）插床與插刀的結(jié)構(gòu)簡單，與刨削一樣，插削時也存在沖擊和空行程損失，因此，主要用于單件、小批且生產(chǎn)。（2）插削工作行程受刀桿剛性限制，槽長尺寸不宜過大。（3）刀架沒有抬刀機(jī)構(gòu)，工作臺沒有讓刀機(jī)構(gòu)，因此插刀在回程時與工件相摩擦，工作條件較差。（4）除鍵槽、型孔以外，插削還可以加工圓柱齒輪、凸輪等。（5）插削的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9～lT7，表面粗糙度Ra值為6.3～1.6μm。（三）拉削1.拉床及拉削方法

拉削是用拉刀加工工件內(nèi)、外表面的方法。拉削在拉床上進(jìn)行。拉床分臥式和立式兩類，下圖為臥式拉床的示意圖。拉削時工作拉力較大，所以拉床一般采用液壓傳動。常用拉床的額定拉力有100，200，400kN等。臥式拉床示意圖l-壓力表2-液壓傳動部件3-活塞拉桿4-隨動支架5-刀架6-床身7-拉刀8-支掙9-工件10-隨動刀架拉刀是一種多齒精加工刀具。拉削時后一刀齒(或后一組刀齒)的齒高高于(或齒寬等于)前一刀齒(或前一組刀齒)，從而能依次地從工件上切下很薄的金屬層，以獲得精度高、表面質(zhì)量好的工件表面。

拉削過程1-工件2-拉刀拉刀的組成：柄部——被刀架夾持的部分。前導(dǎo)部——用來引導(dǎo)拉刀切削部分進(jìn)入工作位置防止拉刀歪斜。切削部——由許多刀齒組成，包括粗切齒和精切齒，后排刀齒比前排刀齒分別高出一個齒升量(一般為0.02～0.1mm）。校準(zhǔn)部——起校正和修光作用。后導(dǎo)部——保持拉刀在粒削過程中最后的準(zhǔn)確位置，防止拉刀下垂而損傷已加工表面和拉刀刀齒。拉刀

在拉床上可以拉削各種型孔（直通孔），還可以拉削平面、半圓弧面，以及一些用其他加工方法不便加工的內(nèi)外表面。拉削的表面拉削孔時，工件一般不需夾緊，只以工件的端面支承。因此，預(yù)加工孔的軸線與端面之間應(yīng)有一定的垂直度要求。如果垂直度誤差較大，則可將工件端面貼緊在一個球面墊圈上，利用球面自動定位。拉削加工的孔徑通常為10～100mm，孔的長度與孔徑之比不宜超過3倍。預(yù)留孔不需要精加工，鉆削或粗鏜后即可進(jìn)行拉削。圓孔的拉削

1-工件2-球面墊圈3-拉刀拉削外表面時，一般為非對稱拉削，拉削力偏離拉刀和工件軸線，因此，除對拉刀采用導(dǎo)向板等限位外，還須將工件夾緊，以避免拉削時工件位置偏離。如拉削V形槽時，使用導(dǎo)向板和壓板的情形。拉削V形槽1-壓緊元件2-工件3-導(dǎo)向板4-拉刀2.拉削的工藝特點(diǎn)

(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量，故拉削的生產(chǎn)效率較高。(2)拉刀制造精度高，切削部分有粗切和精切之分，校準(zhǔn)部分又可對加工表面進(jìn)行校正和修光，所以拉削加工精度較