刨削加工：牛头刨床与龙门铣磨刨床应用

在刨床上用刨刀加工工件的过程称为刨削加工。

1.刨床

刨床一般指牛头刨床、龙门刨床等。

牛头刨床是刨床中应用较广的一种。在牛头刨床上刨削时，刨刀的往复直线运动是主运动，工作台带动工件作间歇的进给运动。牛头刨床适宜刨削长度不超过1 000 mm的中、小型工件。图2-67所示为B6065牛头刨床。牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁、底座等部分组成。床身用于支承和连接刨床的各部件，其顶面导轨供滑枕往复运动用，侧面导轨供工作台升降用。床身的内部装有传动机构。滑枕主要用来带动刨刀作直线往复运动（即主运动），其前端装有刀架。滑枕往复运动的快慢、行程的长短和位置均可根据加工位置进行调整。刀架（图2-68）用于夹持刨刀。摇动刀架手柄时，滑板便可沿转盘上的导轨带动刨刀上下移动。松开转盘上的螺母，将转盘扳转一定角度后，可使刀架斜向进给。滑板上还装有可偏转的刀座（又称刀盒、刀箱）。刀座上装有抬刀板，刨刀随刀夹装夹在抬刀板上，在刨刀的返回行程时，刨刀随抬刀板绕A轴向上抬起，以减少刨刀与工件之间的摩擦。工作台用于装夹工件，它可随横梁作上下调整，并可沿横梁作水平方向移动，实现间歇进给运动。底座用于支承床身，并通过地脚螺栓与地基相连。

图2-67　B6065牛头刨床

图2-68　牛头刨床刀架

龙门刨床因有一个“龙门”式框架而得名，如图2-69所示。在龙门刨床上刨削时，工件随工作台作往复直线运动（主运动），刨刀作间歇性的进给运动。横梁上的刀架沿横梁导轨水平间歇移动，以刨削工件的水平面；在立柱上的侧刀架，可沿立柱导轨垂直间歇移动，以刨削工件的垂直面；刀架还能绕转盘转动一定角度以刨削斜面。横梁还可沿立柱导轨上、下升降，以调整刀具与工件的相对位置。刨削时要调整好横梁的位置和工作台的行程长度。龙门刨床主要用于加工大型零件上的大平面或长而窄的平面，也常用于同时加工多个中小型零件的平面。龙门刨床与牛头刨床相比，具有形体大、结构复杂、动力大、刚性好、传动平稳、工作行程长、操作方便、适应性强和加工精度高等特点。有的龙门刨床附有铣头、磨头等部件，以使工件在一次装夹中能完成刨、铣、磨等工作，这种机床又称龙门铣刨床或龙门铣磨刨床。

图2-69　龙门刨床

2.刨刀

刨刀的形状与车刀相似，只是因为刨刀在切入工件时要承受很大的冲击力，所以刨刀刀杆截面较粗大，以增加刀杆的刚性和防止折断。直杆刨刀刨削时，如果加工余量不均匀会造成背吃刀量突然增大，或切削刃遇到硬质点时切削力突然增大，此时将使刨刀弯曲变形，使之绕O点画一圆弧，如图2-70（a）所示，造成切削刃切入已加工表面，降低已加工表面的质量和尺寸精度，同时也容易损坏切削刃。为避免上述情况的发生，可采用弯杆刨刀，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，避免了刀尖扎入工件，如图2-70（b）所示。

图2-70　刨刀

（a）直杆刨刀；（b）弯杆刨刀

刨刀的种类很多，其中：平面刨刀用来刨平面；偏刀用来刨垂直面或斜面；角度偏刀用来刨燕尾槽和角度；弯切刀用来刨T形槽及侧面槽；切刀及割槽刀用来切断工件或刨沟槽。此外，还有成形刀，用来刨特殊形状的表面。常用的刨刀及其应用如图2-71所示。

图2-71　常用刨刀的形状及其应用

3.工件装夹方法(www.xing528.com)

在刨床上装夹工件的方法有平口钳装夹、压板螺栓装夹和专用夹具装夹等。

平口钳是一种通用夹具，经常用来装夹小型工件。使用前先把平口钳固定在工作台上，装夹工件时，先找正工件的位置，然后夹紧。图2-72（a）所示是用划针按划线找正工件的位置。如果工件的基准面是已加工表面，装夹时，可用手锤轻轻敲击工件，使工件与垫铁贴紧，如图2-72（b）所示。

图2-72　用平口钳装夹工件

（a）按划线找正装夹；（b）用垫铁垫高工件；（c）平行垫铁

有些工件较大或形状特殊，需要用压板螺栓和垫铁把工件直接固定在工作台上进行刨削。装夹时先把工件找正，具体装夹方法如图2-73所示。用压板、螺栓在工作台上装夹工件时，根据工件装夹精度要求，也应用划针、百分表等找正工件或先划好加工线再进行找正。

图2-73　压板螺栓装夹工件

（a）用压板螺钉装夹；（b）用螺钉撑和挡块装夹

除此以外，还可以用专用夹具装夹工件。这是一种较完善的装夹方法，它既保证工件加工后的准确性，又装夹迅速，无须花费找正时间，但要预先制造专用夹具，所以多用于成批生产。

4.刨削加工的应用

刨削主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面），也广泛地用于加工直槽、燕尾槽和T形槽等。如果进行适当的调整和增加某些附件，刨削还可以用来加工齿条、齿轮、花键和母线为直线的成形面等。刨削的主要工艺如图2-74所示。

图2-74　刨削的主要应用

（a）刨平面；（b）刨垂直面；（c）刨台阶；（d）刨垂直沟槽；（e）刨斜面；（f）刨燕尾槽；（g）刨T形槽；
（h）刨V形槽；（i）刨曲面；（j）刨内孔键槽；（k）刨齿条；（l）刨复合面；（m）刨成形面

5.刨削加工的特点

（1）成本低。刨床结构简单，调整操作方便。刨刀为单刃刀具，制造方便，容易刃磨出合理的几何角度，所以机床、刀具的费用低。

（2）适应性广。刨削可以适应多种表面的加工，如平面、V形槽、燕尾槽、T形槽及成形表面等。在刨床上加工床身、箱体等平面，易于保证各表面之间的位置精度。

（3）生产效率较低。刨削的主运动是往复直线运动，回程时不切削，加工是不连续的，增加了辅助时间。同时，采用单刃刨刀进行加工时，刨刀在切入、切出时产生较大的冲击、振动，反向时受惯性力的影响，限制了切削速度的提高。因此，刨削生产效率低于铣削，一般用在单件/小批生产或修配生产中。但是，当加工狭长平面如导轨、长直槽时，由于减少了进给次数，或在龙门刨床上采用多工件、多刨刀刨削时，刨削生产效率可能高于铣削。

（4）加工质量较低。精刨平面的尺寸公差等级一般可达IT9～IT8级，表面粗糙度Ra值为6.3～1.6 μm。