第十八讲   平面加工概述

　

一、平面加工方法

平面是箱体、盘形件和板形件的主要表面之一。根据平面所起的作用不同，可以将其分为非结合面、结合面、导向平面、测量工具的工作平面等。平面加工的方法通常有刨、铣、拉、车、磨及光整加工等。其中，铣、刨为主要加工方法。

二、平面加工方案及选择

由于平面作用不同，其技术要求也不同，故应采用不同的加工方案，以保证平面质量。

常用的平面加工方案见下表

　

序号

加工方案

经济精度级

表面粗糙度Ra值/um

适用范围

1

粗车—半精车

IT9

6.3～3.2

回转体零件的端面

2

粗车—半精车—精车

IT3～7

1.6～0.8

3

粗车—半精车—磨削

IT8～6

0.8～0.2

4

粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)

ITl0～8

6.3～1.6

精度要求不太高的不淬硬平面

5

粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—刮研

IT7～6

0.8～0.1

精度要求较高的不淬硬平面

6

粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—磨削

IT7

0.8～0.2

精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面

7

粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—粗磨—精磨

IT7～6

0.4～0.02

8

粗铣—拉

IT9～7

0.8～0.2

大量生产，较小的平面(精度视拉刀精度而定)

9

粗铣—精铣—磨削—研磨

IT5以上

0.1～0.006

高精度平面
　

刨削与插削

一、刨床与插床

刨床类机床按其结构特征可分为牛头刨床、龙门刨床和插床。

1．牛头刨床

牛头刨床主要由床身、滑枕、刀架、工作台、横梁等组成，如下图所示。因其滑枕和刀架形似牛头而得名。

牛头刨床工作时，装有刀架的滑枕3由床身内部的摆杆带动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，使刀具实现切削过程的主运动，通过调整变速手柄5可以改变滑枕的运动速度，行程长度则可通过滑枕行程调节柄6调节。刀具安装在刀架2前端的抬刀板上，转动刀架上方的手轮，可使刀架沿滑枕前端的垂直导轨上下移动。刀架还可沿水平轴偏转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时，抬刀板可将刨刀朝前上方抬起，以免刀具擦伤已加工表面。夹具或工件则安装在工作台1上，并可沿横梁8上的导轨作间歇的横向移动，实现切削过程的进给运动。横梁8还可沿床身的竖直导轨上、下移动，以调整工件与刨刀的相对位置。

牛头刨床外形图

1－工作台2－刀架3－滑枕4－床身5－变速手柄

6－滑枕行程调节柄7－横向进给手柄8－横梁

    牛头刨床的主参数是最大刨削长度。它适于单件小批生产或机修车间，用来加工中、小型工件。

2．龙门刨床

    下为龙门刨床的外形图，因它有一个“龙门”式框架而得名。

龙门刨床外形图

1、8－侧刀架 2－横梁 3、7－立柱 4－顶梁 5－立刀架 9－工作台 10－床身

龙门刨床工作时，工件装夹在工作台9上，随工作台沿床身导轨作直线往复运动以实现切削过程的主运动。装在横梁2上的立刀架5、6可沿横梁导轨作间歇的横向进给运动，用以刨削工件的水平面，立刀架上的溜板还可使刨刀上下移动，作切人运动或刨竖直平面。此外，刀架溜板还能绕水平轴调整至一定的角度位置，以加工斜面。装在左、右立柱上的侧刀架1和8可沿立柱导轨作垂直方向的间歇进给运动，以刨削工件的竖直平面。横梁还可沿立柱导轨升降，以便根据工件的高度调整刀具的位置。另外，各个刀架都有自动抬刀装置，在工作台回程时，自动将刀板抬起，避免刀具擦伤已加工表面。龙门刨床的主参数是最大刨削宽度。与牛头刨床相比，其形体大、结构复杂、刚性好，传动平稳、工作行程长，主要用来加工大型零件的平面，或同时加工数个中、小型零件，加工精度和生产率都比牛头刨床高。

常用刨刀及其应用

a)平面刨刀 b)台阶偏刀 c)普通偏刀 d)台阶偏刀

e)角度刀 f)切刀 g)弯切刀 h)割槽刀

3．插床

插床外形图

1－床身 2－横滑板 3－纵滑板 4－圆工作台 5－滑枕 6－立柱

插床实质上是立式刨床，如上图所示。加工时，滑枕5带动刀具沿立柱导轨作直线往复运动，实现切削过程的主运动。工件安装在工作台4上，工作台可实现纵向、横向和圆周方向的间歇进给运动。工作台的旋转运动，除了作圆周进给外，还可进行圆周分度。滑枕还可以在垂直平面内相对立柱倾斜0°～8°，以便加工斜槽和斜面。

插床的主参数是最大插削长度，主要用于单件、小批量生产中加工工件的内表面，如方孔、各种多边形孔和键槽等，特别适合加工不通孔或有台阶的内表面。

二、刨刀与插刀

刨削所用的工具是刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刀等，如下图所示。刨刀的几何参数与车刀相似，但是它切人和切出工件时，冲击很大，容易发生“崩刀”或“扎刀”现象。因而刨刀刀杆截面较粗大，以增加刀杆刚性和防止折断，而且往往做成弯头的，这样弯头刨刀刀刃碰到工件上的硬点时，比较容易弯曲变形，而不会象直头刨刀那样使刀尖扎人工件，破坏工件表面和损坏刀具，如下图所示。

直头刨刀和弯头刨刀

a)直头刨刀  b)弯头刨刀

下图是常用插刀的形状。插削与刨削基本相同，只是刨刀在水平方向进行切削而插刀则在垂直方向进行切削。为了避免插刀的刀杆与工件相碰，插刀刀刃应该突出于刀杆。当插削长度较长，刀杆刚性较差时，水平方向的切削分力会使刀杆弯曲，产生“让刀”现象，因此应适当减小插刀的前角与后角，并降低进给量的大小，以减少水平切削分力。

常用插刀的形状

a)尖刀 b)切刀 c)装在插刀柄中的刀头 d)插刀柄 e)套式插刀

（三）、刨削加工的应用范围及工艺特点

刨削主要用于加工平面和直槽。如果对机床进行适当的调整或使用专用夹具，还可用于加工齿条、齿轮、花键以及母线为直线的成形面等。刨削加工精度一般可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可达6.3～1.6um。

刨削加工的工艺特点如下：

1．刨床结构简单，调整、操作方便；刀具制造、刃磨容易，加工费用低。

2．刨削特别适宜加工尺寸较大的T形槽、燕尾槽及窄长的平面。

3．刨削加工精度较低。粗刨的尺寸公差等级为ITl3～ITll，表面粗糙度Ra值12.5um；精刨后尺寸公差等级IT9～IT7，表面粗糙度Ra值3.2～1.6um，直线度为0.04～0.08mm/m.

4．刨削生产率较低。因刨削有空行程损失，主运动部件反向惯性力较大，故刨削速度低，生产率低。但在加工窄长面和进行多件或多刀加工时，刨削生产率却很高。

　

           

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