第8章 刨 工
在刨床上用刨刀加工工件叫做刨削。刨床主要加工范围：平面(水平面、垂直面、斜面)、槽(直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽)也可以按划线来加工一些成形面。
刨平面 刨垂直面 刨台阶 刨直角沟槽
刨斜面 刨燕尾槽 T形槽 V形槽
图8-0 刨削范围
刨削时由于一般只用一把刀具切削，返回行程又不工作，切削速度又较低，所以刨削的生产率较低。但对于加工狭而长的表面，生产率较高。同时由于刨削刀具简单，加工调整灵活方便，故在单件生产及修配工作中得到较广泛应用。
刨削加工的精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度Ra值为6.3～1.6μm。
8.1 牛头刨床
牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种。它适合刨削长度不超过1000mm的中、小型零件。如图8-1和图8-3，牛头刨床的主运动为电动机→变速机构→摇杆机构→滑枕往复运动；牛头刨床的进给运动为电动机→变速机构→棘轮进给机构→工作台横向进给运动。
8.1.1 牛头刨床的编号及组成
如图8-1所示为B6065型牛头刨床外形图，其型号意义如下：
图8－1 B6065牛头刨床
1—横梁 2—进刀机构 3—变速机构 4—摆杆机构 5—床身 6—滑枕 7—刀架 8—工作台 B6065牛头刨床的主要组成部份及作用如下：
（1）床身 床身5用于支承和连接刨床的各部件，其顶面导轨供滑枕6作往复运动，侧面导轨供横梁1和工作台8升降。床身内部装有传动机构。
（2）滑枕 用于带动刨刀作直线往复运动(即主运动)，其前端装有刀架7。
（3）刀架 如图8-2所示，刀架用以夹持刨刀，并可作垂直或斜向进给。扳转刀架手柄9时，滑板7即可沿转盘6上的导轨带动刨刀作垂直进给。滑板需斜向进给时，松开转盘6上的螺母，将转盘扳转所需角度即可。滑板7上装有可偏转的刀座1，刀座中的抬刀板2可绕轴5向上转动。刨刀安装在刀夹3上。在返回行程时，刨刀绕轴5自由上抬，可减少刀具后刀面与工件的摩擦。
图8—2 刀架
1—刀座 2—抬刀板 3—刀夹 4—紧固螺钉 5—轴 6—刻度转盘 7—滑板 8—刻度环 9—手柄 （4）工作台 用于安装工件，可随横梁上下调整，并可沿横梁导轨横向移动或横向间歇进给。
（5）横梁：可带动工作台沿床身垂直导轨作升降运动，其空腔内装有工作台进给丝杆。
8.1.2 牛头刨床的典型机构及其调整
图8-3 B6065牛头刨床的主传动系统
1、2—滑动齿轮组 3、4—齿轮 5—偏心滑块 6—摆杆 7—下支点 8—滑枕
9—丝杠 10—丝杠螺母 11—手柄 12—轴 13、14—锥齿轮
B6065牛头刨床的传动系统如图8—3所示，其典型机构及其调整概述如下。 （1）变速机构 如图8-3的变速机构由1、2两组滑动齿轮组成，轴Ⅲ有3×2=6种转速，使滑枕变速。
（2）摆杆机构 摆杆机构中齿轮3带动齿轮4转动，滑块5在摆杆6的槽内滑动并带动摆杆6绕下支点7转动，于是带动滑枕8作往复直线运动。
（3）行程位置调整机构 松开手柄11，转动轴12，通过13、14锥齿轮转动丝杠9，由于固定在摆杆6上的丝杠螺母10 不动，丝杠9带动滑枕8改变起始位置。 （4）滑枕行程长度调整机构 滑枕行程长度调整机构见图8-4。调整时，转动轴1，通过锥齿轮5、6，带动小丝杠2转动使偏心滑块7移动，曲柄销3带动偏心滑块7改变偏心位置，从而改变滑枕的行程长度。
图8-4 滑枕行程长度的调整
1—轴（带方榫） 2—小丝杠 3—曲柄销 4—曲柄齿轮 5、6—锥齿轮 7—偏心滑
块
图8-5 滑枕往复运动速度的变化
（5）滑枕往复直线运动速度的变化 滑枕往复运动速度在各点上都不一样，见图8—5。其工作行程转角为α，空行程为β，α＞β，因此回程时间较工作行程短，即慢进快回。
（6）横向进给机构及进给量的调整 横向进给机构及进给量的调整如图8—6所示。齿轮2与图8-3中的齿轮4是一体的，齿轮2带动齿轮1转动，连杆3摆动棘爪4，拨动棘轮5使丝杆6转一个角度，实现横向进给。反向时，由于棘爪后面是斜的，爪内弹簧被压缩，棘爪从棘轮顶滑过，因此工作台横向自动进给是间歇的。
图8—6 B6065牛头刨床运动及调整
1、2—齿轮 3—连杆 4—棘爪 5—棘轮 6—丝杆 7—棘轮护盖
工作台横向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。因此调整横向进给量，实际是调整棘轮护盖7的位置。横向进给量的调整范围为0.33mm～3.3mm。
8.2 刨刀和工件的安装
8.2.1 刨刀的结构特点
刨刀的结构、几何形状与车刀相似，但是由于刨削过程有冲击力，刀具容易损坏。所以刨刀截面一般为车刀的1.25～1.5倍。刨刀的前角γo车刀稍小（一般为5-10度），刃倾角λs取较大的负以增加刀具的强度。主偏角Κr一般在30-70度。当采用较大的进给量是应该取较小的值。为避免刨刀了扎入工件，刨刀刀杆常做成弯头的。. 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。
图8-7 刨刀的结构
(2) 切削用量大的刨刀常做成弯头的，如图8-7b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8-7a），因绕o点转动而产生向下的位移而扎刀。
图8－8 变形后刨刀的弯曲情况
8.2.2 刨刀的种类
刨刀的种类很多，由于刨削加工的形式和内容不同，采用的刨刀类型也不同。常用刨刀有：平面刨刀、偏刀、切刀、弯头刀等，如图8-9所示。 1.平面刨刀：用来刨平面。
2.偏刀：用来刨削垂直面台阶面和外斜面等。 3.切刀：用来刨削直角槽、沉割槽和切断作用。 4.弯头刀：用来刨削T形槽和侧面割槽。
5.角度刀：用来刨削角度形工作，燕尾槽和内斜槽。 6.样板刀：用来刨削V形槽和特殊形状的表面。
图8－9 常见刨刀的形状及应用
8.2.3 工件的安装
1．平口钳装夹
平口虎钳是一种通用夹具，一般用来装夹中小型工件。装夹方法如图8-10所示。
图8—10 在平口钳安装工件
图8－11 用压板螺栓安装工件
1—工件 2—挡铁 3—螺栓 4—压板 5—垫铁
2．压板螺栓装夹
较大工件或某些不宜用平口钳装夹的工件可直接用压板和螺栓将其固定在工作台（图8-12）。此时应按对角顺序分几次逐渐拧紧螺母，以免工件产生变形。有时为使工件不致在刨削时被推动，须在工件前端加放挡铁2。
如果工件各加工表面的平行度及垂直度要求较高，则应采用平行垫铁和垫上圆棒进行夹紧，以使底面贴紧平行垫铁且侧面贴紧固定钳口，如下图所示。
图8-12 圆棒安装工件
8.3 典型表面的刨削
8.3.1 刨水平面
刨水平面采用平面刨刀，当工件表面要求较高时，在粗刨后，还要进行精刨。精刨的切削深度和进给量应比粗刨小，切削速度可高些。为使工件表面光整，在刨刀返回时，可用手掀起刀座上的抬刀扳，以防刀尖刮伤已加工表面。刨削时一般不用切削液。 牛头刨床上加工工件的切削用量：切削速度0.25-0.5m/s;进给量0.33-1m/s;切削深度0.5-2mm 步骤如下：
（1）熟悉图纸，明确加工要求，检查毛坯余量。 （2）装夹工件和刀具。
（3）调整机床。根据工件把工件升降到适当的位置，调整滑枕行程长度和行程位置。
（4）选择合理的切削用量。 （5）对刀试刨。
（6）刨削完后，进行检验，合格后再卸下工件。
图8-13 刨平面
刨水平面请看：
8.3.2 刨垂直面和斜面
刨垂直面：刨垂直面时，其工作步骤与刨平面相似，取不同的常采用偏刀，用手摇刀
架进给，切削深度由工作台横向移动来调整。为了避免刨刀回程时划伤工件已加工表面，必须将刀座转偏一个角度（10-15度），并且刨垂直面时，刀架转盘应对准零线安装工件时，要通过找正使待加工表面与工作台台面垂直(刨垂直面时)，并与刨刀切削行程方向平行。
刨削工件后侧垂直平时，其偏转方向如图8-14
所表示：
图8－14 刨垂直面
刨斜面：刨斜面的方法很多，常采用倾斜刀法，图8-15所示。安装偏刀时，刨刀伸出的
长度应大于整个斜面的高度。刨斜面时，刀架转盘要扳转相应的角度。此外，刀座还要偏转一定的角度，使刀座上部转离加工面，以便使刨刀返回行程中抬刀时，刀尖离开已加工表面。安装工件时，要通过找正使待加工表面与刨刀切削行程方向平行。在刀具返回行程终了时，用手摇刀架上的手柄来进刀。
图8－15 刨斜面
另外，还可以转动钳口垂直走刀刨削平面，斜装工件水平走刀刨斜面： 1.按划线找斜面加工线于水平位置进行刨削 2.用斜垫工件加工斜面。
3.批量的的还可以可以转动工作台来进行。 4.用夹具包斜面。 5.用样板刀来刨斜面等。
8.3.3 刨沟槽
刨垂直槽时，要用切槽刀以垂直手动进刀来进行，如图8-16所示。
图8－16 刨垂直槽
刨T形槽时，要先用切槽刀刨出垂直槽，再分别用左、右弯刀刨出两侧凹槽，最后用 45°刨刀倒角，如图8-17所示。
图8－17 刨T形槽
刨燕尾槽的过程和刨T形槽相似，但当
用偏刀刨削燕尾面时，刀架转盘及刀都要偏转相应的角度,如图8-18所示。
图8－18 刨燕尾槽
8.3.4 正六面体零件刨削
正六面体零件要求对面平行，还要求相邻面成直角。这类零件可以铣削加工，也可刨削加工。刨削六面体一般采用图8-16所示的加工程序。 加工程序：
第一步 一般是先刨出大面1，作为精基面(图8-19a)。
图8-19 保证4个面垂直度的加工程序
第二步 将已加工的大面1作为基准面贴紧固定钳口。在活动钳口与工件之间的中部垫一个圆棒后夹紧，然后加工相邻的面2(图8-19b)。面2对面1的垂直度取决于固定钳口与水平走刀的垂直度。在活动钳口与工件之间垫一个圆棒，是为了使夹紧力集中在钳口中部，以利于面1与固定钳口可靠地贴紧。
第三步 把加工过的面2朝下，同样按上述方法，使基面1紧贴固定钳口。夹紧时，用手锤轻轻敲打工件，使面2贴紧平口钳，就可以加工面4(图8-19c)。
第四步 加工面3，如图8-19d。把面1放在平行垫铁上，工件直接夹在两个钳口之间。夹紧时要求用手锤轻轻敲打，使面1与垫铁贴实。 保证六面体刨削精度的措施：
（1）检查平口钳本身的精度（图8-20）并合理安装在工作台上。
图8-20 平口钳精度检查
（2）加工要求高时，粗，精刨要分开。先粗刨四面，每面留0.5mm左右的精刨余量。精刨时用精刨刀。
（3）正确选择加工基准以较为平整和较大的毛坯面为粗基准，加工出平整的平面，如图8-19a中的平面1，后续加工就以该平面作为基准进行装夹和测量。
（4）将已经加工的平面1紧贴固定钳口，在活动与工件之间用圆棒夹紧，刨相邻平面2（如图8-19b）。
（5）将工件的已加工好的平面2紧贴钳口底面，按上述相同装夹方法将基准面1紧贴于固定钳口，刨平面4（如图9-19c)。
（6）如图（d)所示方法装夹工件，刨平面3 。
（7）六面体另外两个面的刨削也是以平面1紧贴固定钳口，用同样方法装夹后进行。
8.4 刨削类机床简介
8.4.1 龙门刨床
龙门刨床是用来刨削大型零件的刨床。对中小型零件，它可以一次装夹好几个，用几把刨刀同时刨削龙门刨床如图8-17所示，因有一个“龙门”式的框架结构而得名。
图8—21 B2010A型龙门刨床外型图
1—左立柱 2—左垂直刀架 3—横梁 4—工作台 5—左侧刀架进刀箱6—液压安全器 7—床身 8—右侧刀架 9—工作台减速箱 10—右侧刀架进刀箱11—垂直刀架进刀箱 12—悬挂按钮站
13—右垂直刀架 14—右立柱
龙门刨床工作台的往复运动为主运动，刀架移动为进给运动。横梁上的刀架，可在横梁导轨上作横向进给运动，以刨削工件的水平面；立柱上的侧刀架，可沿立柱导轨作垂直进给运动，以刨削垂直面。刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。横梁可沿立柱导轨上下升降，以调整刀具和工件的相对位置。龙门刨床主要用于加工大型零件上的平面或沟槽，或同时加工多个中型零件，尤宜于狭长平面的加工。龙门刨床上的工件一般用压板螺栓压紧。 在龙门刨床上，有一套复杂的电气设备和路线系统，工作台的运动可无级调速。
8.4.2 插床
插床的结构原理与牛头刨床类似(图8-18)，其滑枕在垂直方向作往复运动(即主运动)。因此插床实际上是一种立式刨床。插床的工作台由下拖扳、上拖扳及圆工作台三部分组成。下拖扳用于横向进给，上拖扳用于纵向进给，圆工作台用于回转进给。
图8－22 插床外形图
插床主要用于零件的内表面加工，如方孔、长方孔、各种多边形孔及内键槽等，也可加工某些外表面。插削孔内键槽如图8-19所示。
插床的生产率较低，多用于单件小批生产及修配工作。
图8－23 插削孔内键槽示意图
图8-24 插削方孔 图8-25 插削孔内键槽
8.4.2 拉削
在拉床上用拉刀加工工件，叫做拉削。
图8-26卧式拉床意图。
拉削加工从切削性质上看近似刨削。拉时拉刀的直线移动为主运动，进给运动则靠拉刀的结构来完成，如图2-23所示：
图2-27 拉削过程
拉刀的切削部分由一系列的刀齿组成，那些刀齿一个比一个增高地排列着。当拉刀上相对工件作直线运动时，拉刀上的刀齿一个一个地依次从工件上的切削一层层金属。当全部刀齿通过工件后，既完成了工件的加工。所以拉刀经过工件一次即加工完毕，生产力效率很高，加工的工件质量好。加工的公差等级IT 9—IT 7工件粗糙度1.6~0.8。但由于一把拉刀只能加工一种规格的表面，且拉刀较昂贵，故拉削加工主要用于大
批大量生产。
在拉床上可以加工各种孔(见图8-27. 平面. 半圆弧面以及一些不规则表面. 拉削加工的孔必须预先加工过(钻.镗等). 被拉孔的长度一般不超过孔径的3 倍. 圆孔拉刀如：
. 图2-28 圆孔拉刀
工件的外形应具有易于准确地安装在号床上的形状，否则加工产生误差。若 拉削前, 孔的端面未经加工，则应将其端面 以球面垫圈，拉削时可以使工件上的 孔自动调整到和拉刀轴线一致的方向.
图8-29 各种形状的孔 图2-30工件的安装
复习思考题
1、 牛头刨床刨削时，刀具和工件须那些运动？与车削相比，刨削有和特点？
2、 牛头刨床能加工那些表面？刨削加工精度可达到多少级？表面粗糙度值为多少？ 3、 刨刀与车刀相比有何异同点？ 4、 为什么刨刀往往做成弯头？
5、 刨垂直面时，为什么刀架要偏转一定的角度？如何偏转？ 6、 刨削前，牛头刨床需进行哪几方面的调整？如何调整？ 7、 刨削垂直面和斜面时，应如何调整刀架的各个部分？ 8、 牛头刨床、龙门刨床和插床在应用方面有何不同？ 9、 插削和刨削相比有何异同点？
10. 刀座的作桐是什么？刨削垂直面口和斜面通时,如何调整刀架的各个部分？并用简图表示出来。
11. 简述刨如五六面体零件的操作步骤？
