牛头刨床和龙门刨床工作原理详解

刨床的种类和型号较多。下面介绍三种刨床，了解它们的功用、牌号及工作原理和主要机构。

1.牛头刨床

牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种刨床，它适合刨削长度不超过1 000 mm的中、小型工件。以B665型牛头刨床为例进行介绍。

（1）牛头刨床的编号及组成

图9-4所示为B665型牛头刨床。在编号“B665”中，“B”表示刨床类；“6”表示牛头刨床；“65”表示刨削工件最大长度的1/10，即最大刨削长度为650 mm。

牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁、底座等组成。

床身用于支撑和连接刨床的各部件，其顶面导轨供滑枕往复运动用，侧面垂直导轨供工作台升降用。床身的内部装有传动机构。

滑枕主要用于带动刨刀做直线往复运动，其前端装有刀架。

刀架（见图9-5）用于夹持刨刀。摇动刀架手柄时，滑板便可沿转盘上的导轨上下移动。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。刀座上装有抬刀板，刨刀随刀架安装在抬刀板上，在刨刀的返回行程，刨刀随抬刀板绕A轴向上抬起，以减少刨刀与工件的摩擦。刨刀背吃刀量是由刀架手轮控制的，刀架手轮每转过1圈，刨刀垂直移动5 mm，手轮每转过1格，刨刀移动0.1 mm。

图9-4　B665型牛头刨床

1—横梁；2—进刀机构；3—底座；4—变速机构；5—摆杆机构；6—床身；7—滑枕；8—刀架；9—工作台

图9-5　牛头刨床刀架

1—转盘；2—刻度盘；3—滑板；4—刀座；5—抬刀板；6—刀夹

工作台用于安装工件，它可与横梁做上下调整，并可沿横梁做水平方向移动或做进给运动。

底座用于支撑床身，并通过地脚螺栓与地基相连。

（2）牛头刨床的传动系统及机构调整

牛头刨床的传动系统及机构调整如图9-6所示，其中包括下述内容：变速机构；摆杆机构；滑枕往复直线运动速度的变化；行程长度的调整；行程位置的调整；横向进给机构及进给量的调整。

1）变速机构。

变速机构可以改变滑枕的运动速度，以适应不同尺寸、不同材料和不同技术条件的零件的加工要求。机械传动牛头刨床的变速机构是由几个齿数不同的固定齿轮和滑移齿轮及其相应的操纵机构组成的，如图9-6（a）所示。适当地改变滑移齿轮的位置，就能把电动机的同一个转速以几种不同的转速传给摆杆机构，从而使滑枕得到不同的运动速度，达到变速的目的。

2）摆杆机构。

摆杆机构是牛头刨床的主要机构，如图9-6（a）所示，它的作用是把电动机的转动变成滑枕的往复直线运动。摆杆机构主要由摆杆、滑块、曲柄销、摆杆齿轮、丝杠和一对伞齿轮等零件组成。摆杆中间有空槽，上端用铰链与滑枕中的滑块螺母连接，下端通过开口滑槽与用铰链连接在床身上的滑块连接。曲柄销的一端插在滑块孔内，另一端插在丝杠螺母上，丝杠固定在齿轮的端面支架上。当摆杆齿轮转动时，便带动曲柄销和滑块一起转动，而滑块又装在摆杆的槽内，因此，摆杆齿轮的转动就引起了摆杆绕下支点的摆动，于是就实现了滑枕的往复直线运动。

图9-6　牛头刨床传动系统及机构调整图

1，2，3，4，15，16—齿轮；5，13—滑块；6—摇杆；7—下支点；8—滑枕；9，22—轴；10，11，23，24—锥齿轮；12，20，25—丝杠；14—曲柄销；17—连杆；18—拨爪；19—棘轮；21—手柄；26—螺母

3）滑枕往复直线运动速度的变化。

滑枕的运动为前进运动和后退运动，前进运动叫作工作行程，后退运动叫作回程。牛头刨床滑枕的工作行程速度比回程速度慢得多，这是符合加工要求的，同时也有利于提高生产率。为什么摆杆的摆动会使滑枕的回程速度比工作行程速度快？这是因为：如图9-6（b）所示，摆杆齿轮做逆时针等速转动，滑块也随之绕摆杆齿轮的中心做逆时针等速转动，滑枕在工作行程和回程时，摆杆绕下支点摆过的角度相同。摆杆摆过工作行程的转角时，滑块需绕摆杆齿轮的中心转过α 角；而摆杆摆过回程的转角时，滑块只需绕摆杆齿轮的中心转过β角。从图中可以看出，α 角显然大于β 角，所以滑块转过α 角所用的时间，比转过β 角所用的时间长，即滑枕工作行程所用的时间比回程时间长，而滑枕的工作行程和回程所走的距离相等，所以，滑枕的回程速度比工作行程速度大。实质上，滑枕的速度每时每刻都在变化，在工作行程时，滑枕的速度从零逐步升高，然后又逐步降低到零；回程也是如此，滑枕的速度先从零逐步升高，然后又逐步降低到零，如图9-6（b）中滑枕的速度图解所示。

4）行程长度的调整。

被加工工件有长有短，滑枕行程长度可以做相应的调整。调整时，如图9-6（e）所示先将方头端部的滚花帽松开，再用摇把转动方头，就可以改变滑枕行程的长度。顺时针转动时，滑枕行程变长；逆时针转动时则变短。调整完毕，需把滚花螺帽锁紧。

⑤行程位置的调整。

如图9-6（a）所示，根据被加工工件装夹在工作台的前后位置，滑枕的起始位置也要做相应的调整。调整时，先松开滑枕上部的锁紧手柄，再用方孔摇把转动滑枕上的方头，就能改变滑枕的起始位置。顺时针转动方头，滑枕的起始位置偏后，逆时针转动方头则偏前。调整完毕，将锁紧手柄锁紧。(www.xing528.com)

⑥横向进给机构及进给量的调整。

B665 型牛头刨床进给机构如图9-6（c）、（d）所示，它采用的是棘轮、棘爪机构，主要由棘轮、棘爪、连杆和圆盘等零件组成，它可以使工作台实现横向间歇和自动进刀运动。工作台横向进刀量的调整是采用改变棘轮罩的位置，棘爪每摆动一次，拨动棘轮齿数的方法来实现的。有缺口的圆形棘轮罩套在棘轮的外面，转动棘轮罩改变其缺口的位置，可以盖住在棘爪架摆动角内棘轮的一定齿数，盖住的齿数越少，进刀量越大；反之，进刀量越小。全部盖住，工作台横向自动进刀停止。B665 型牛头刨床工作台的横向进给量共有10 种（见表9-1），当需反向进刀时，应将棘爪反转180°。

表9-1　B665 型牛头刨床工作台横向进给量

2.龙门刨床

龙门刨床因有一个“龙门”式的框架结构而得名。图9-7 所示为B2010A 龙门刨床。在编号“B2010A”中，“B”表示刨床类；“20”表示龙门刨床；“10”表示最大刨削宽度的1/10，即最大刨削宽度为100 mm；“A”表示机床结构经过一次重大改进。

龙门刨床与牛头刨床不同，它的主运动为工件的往复直线运动，进给运动为刨刀做间歇移动。刨削时，安装在工作台上的工件做主运动，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；立柱上的侧刀架沿立柱导轨垂直间歇移动，以刨削工件的垂直面；刀架还能转动一定的角度刨削斜面。此外，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。

龙门刨床主要用于加工大型零件上的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。

图9-7　B2010A 龙门刨床外形图

1—床身；2—右侧刀架；3—工作台减速箱；4—右侧刀架进刀箱；5—垂直刀架进刀箱；6—悬挂按钮站；7—右垂直刀架；8—右立柱；9—左立柱；10—左垂直刀架；11—横梁；12—工作台；13—左侧刀架进刀箱；14—液压安全器

图9-8　B5032 插床外形图

1—底座；2—床身；3—滑枕；4—刀架；5—工作台

3.插床

图9-8所示为B5032型插床。在编号“B5032”中，“B”表示刨床类；“50”表示插床；“32”表示最大插削长度的1/10，即最大插削长度为320 mm。

插床实际是一种立式刨床。工作中，插床的滑枕带动插刀在垂直方向的上下往复直线运动为主运动，工作台由下拖板、上拖板及圆工作台三部分组成。下拖板可做横向进给，上拖板可做纵向进给，圆工作台可带动工件回转。

插床主要用于加工工件的内部表面，如方孔、长方孔、各种多边形孔和孔内键槽等。在插床上插削方孔和孔内键槽的方法如图9-9 所示。

插床上多用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和插床分度头等安装工件，亦可用平口钳和压板螺栓安装工件。

在插床上加工内孔表面时，刀具需进入工件的孔内进行插削，因此工件必须先有孔，然后才可进行插削加工。

图9-9　插削方孔和孔内键槽

（a）插削方孔；（b）插削孔内键槽

插床多用于工具车间、修理车间及单件小批生产的车间。插削加工面的平直度、侧面对基面的垂直度及加工面的垂直度一般为0.025/300 mm，表面粗糙度Ra 值一般为6.3～1.6 μm。

图9-10　平面刨刀的几何参数