单元四 刨、插加工 4.1、刨削加工 一、 刨削加工的特点与应用 1. 刨削加工特及其应用 单元四 刨、插加工 4.1、刨削加工 一、 刨削加工的特点与应用 1. 刨削加工特及其应用 刨削加工是在刨床上利用刨刀（或工件）的直线往复运动进行切削加工的一种方法。刨刀或工件所作的直线往复运动是主运动，进给运动是工件或刀具沿垂直于主运动方向所作的间歇运动。 刨削可以加工平面、平行面、垂直面、台阶、沟漕、斜面、曲面等，如 图4-1所示。

刨削可以加工平面、平行面、垂直面、台阶、沟漕、斜面、曲面等，如图4-1所示

（1）加工质量一般同等级，精粗、精加工后均可达到中等精度。但二者又略有区别，加工大平面时，刨削因无明显接刀痕而优于铣削。 刨削种类 尺寸公差等级 表面粗糙度Ra 粗刨 IT12～IT11 25～12.5μm 半精刨 IT10～IT9 6.3～3.2μm 精刨 IT8～IT7 3.2～1.6μm （直线度可达0.04~0.08mm/m） 2、刨削加工具有以下特点： （1）加工质量一般同等级，精粗、精加工后均可达到中等精度。但二者又略有区别，加工大平面时，刨削因无明显接刀痕而优于铣削。 （2）生产率一般铣削高于刨削，但加工窄长平面除外。 （3）加工范围铣削比刨削广泛的多。 （4）工时成本铣削高于刨削。 （5）应用（生产批量）铣削比刨削广泛

二、插削加工 插削加工可以认为是立式的刨削加工。 加工时，工件安装在工作台上，插刀装在滑枕的刀架上。 主运动：滑枕带动刀具在垂直方向上的往复直线运动为主切削运动。 进给运动：工作台带动工件沿垂直于主运动方向的间歇运动。圆工作台可实现分度与圆周进给。

插削的主要加工对象 加工范围：单件小批量生产中零件的某些内表面及外表面。

插削实例 插削孔内单键槽： 首先在工件孔的端面上划出键槽加工线，采用卡盘或压板螺栓装卡，将工件安装在插床圆形工作台上，并找正使工件孔的轴线与圆形工作台的回转轴线重合。 键槽插刀一般采用平头成形插刀。当键槽宽度较小时，可用宽度等于槽宽的插刀，一次走刀插到槽宽尺寸。

二、刨 床 刨床类机床主要有牛头刨床、龙门刨床和插床三种类型。 ⒈ 牛头刨床 牛头刨床主要用于加工小型零件。其外形如图4-2所示。 二、刨 床 刨床类机床主要有牛头刨床、龙门刨床和插床三种类型。 ⒈ 牛头刨床 牛头刨床主要用于加工小型零件。其外形如图4-2所示。 2. 龙门刨床 龙门刨床主要用于加工大型或重型零件上的各种平面、沟槽和各种导轨面。图4-3为龙门刨床的外形图。 3. 插床 插床又称立式刨床，其主运动是滑枕带动插刀所作的上下往复直线运动。图4-4所示为插床的外形图。

牛头刨床主要用于加工小型零件。其外形如图4-2所示。

牛头刨床： 加工时，工件安装在工作台上，刀具装在滑枕的刀架上。 主运动：滑枕带动刀具的往复直线运动为主切削运动。 进给运动：工作台带动工件沿垂直于主运动方向的间歇运动。 刀架后的转盘可绕水平轴面扳转角度。

图4-3为龙门刨床的外形图。

龙门刨床： 加工时，工件安装在工作台上，刀具安装在横梁上的垂直刀架或工作台两侧的侧刀架上。 主运动：工作台带动工件的往复直线运动。 进给运动：刀具沿垂直于主运动方向的间歇运动。 刨床的主运动都为直线运动，但牛头刨床的主运动是刀具的直线运动，龙门刨床的主运动为工件的直线运动。

图4-4所示为插床的外形图。

(三) 刨刀 1．常用刨刀的结构形式 刨削所用的刀具称刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刀等。 (三) 刨刀 刨削所用的刀具称刨刀，常用的刨刀有平面刨刀、偏刀、角度刀及成形刀等。 刨刀的几何参数与车刀相似，但是它切入和切出工件时，冲击很大，容易发生“崩刀”或“扎刀”现象。 1．常用刨刀的结构形式 常用刨刀的结构形式见表4.1-1。

表4.1-1 刨刀的结构形式

2．常用刨刀的种类 刨刀的种类是根据刨削加工工艺要求设计的，具体种类和用途见表4.1-2。

表4.1-2 常用刨刀的种类及用途

3．刨刀几何角度的选择 表4.1-3 刨刀切削几何角度的选择

4．常用刨削用量 表4.1-5 常用刨削用量 工序名称 机床 类型 刀具材料 工件材料 背吃刀量ap /mm 进给量ƒ /（mm/往复行程） 表4.1-5 常用刨削用量 工序名称 机床 类型 刀具材料 工件材料 背吃刀量ap /mm 进给量ƒ /（mm/往复行程） 切削速度ν /(m/min) 粗 加 工 牛头 刨床 W18CrV 铸铁 钢 4～6 3～5 0.66～1.33 0.33～0.66 15～25 YG8 YT5 10～15 8～12 1.66～1.0 30～40 25～35 龙门 10～20 5～15 1.2～4.0 1.0～2.5 25～50 20～40 1.5～3.0 1.0～2.0 30～60 40～50 精 0.03～0.05 0.33～2.33 5～10 5～8 0.005～0.01 1～15 1～20

5．刨削加工常见问题、产生原因及解决方法 表4.1-6 刨平面常见问题、产生原因及解决方法 常见问题 产生原因 解决方法 表4.1-6　 刨平面常见问题、产生原因及解决方法 常见问题 产生原因 解决方法 表面粗糙度参数值不符合要求 光整精加工切削用量选择不合理 最后光整精刨时，采用较小的 ap、ƒ、ν 刀具几何角度不合理、刀具不锋利 合理选用几何角度，刀具磨钝后及时刃磨 工件表面产生波纹 机床刚性不好，滑动导轨间隙过大，切削产生振动 调整机床工作台、滑枕、刀架等部分的压板、镶条及地脚螺钉等 工件装夹不合理或工件刚性差，切削时振动 注意装夹方法，垫铁不能松动，增加辅助支撑，使工件薄弱环节的刚性得到加强 刀具几何角度不合理或刀具刚性差，切削振动 合理选用刀具几何角度，加大γ0、Кr、λs。缩短刨刀伸出长度，采用减振弹性力

续表 常见问题 产生原因 解决方法 平面出现小沟纹或微小台阶 刀架丝杆与螺母间隙过大，调整刀架后未锁紧刀架 调整丝杆与螺母间隙，或更新丝杆、螺母。调整刀架后，必须将刀架溜板锁紧 拍板、滑枕、刀架溜板等配合间隙过大 调整间隙 刨削时中途停机 精刨平面时，避免中途停机 工件开始进给的一端形成倾斜倒棱 拍板、滑枕、刀架溜板间隙过大，刀架丝杆上端轴颈锁紧螺母松动 调整拍板、滑枕、刀架溜板间隙，以及刀架侧面镶条与导轨间隙。锁紧刀架丝杆上端螺母 背吃刀量太大，刀杆伸出量过长 减小背吃刀量和刀杆伸出量 刨刀Кr和γ0过小，背向力增大 适当选用较大的Кr和γ0角 平面局部有凹陷 牛头刨床大齿轮曲柄销的丝杆一端锁紧螺母松动，造成滑枕在切削中有瞬时停滞现象 应停机检查，将此螺母拧紧 在切削时，突然在加工表面停机 精刨平面时，避免在加工表面停机 工件材质、余量不均，引起“扎刀”现象 选用弯颈式弹性刨刀，避免“扎刀”。多次分层切削，使精刨余量均匀 平面的平面度不符合要求 工件装夹不当，夹紧时产生弹性变形 装夹时应将工件垫实，夹紧力应作用在工件不易变形的位置 刨刀的几何角度、刨削用量选用不合适，产生较大的刨削力、刨削热而使工件变形 合理选用刨刀的几何角度和刨削用量，必要时可等工件冷却一定时间再精刨 两相对平面不平行，两相邻平面不垂直 夹具定位面与机床主运动方向不平行，或机床相关精度不够 装夹工件前，应找正夹具基准面，调整机床精度 工件装夹不正确，基准选择不当，定位基准有毛刺、异物，工件与定位面未贴实 正确选择基准面和定位面并消除毛刺、异物。检查工件装夹是否正确

表4.1-7　 刨垂直面和阶台常见问题、产生原因及解决方法

续表

表4.1-8 切断、刨直槽及T形槽常见问题、产生原因及解决方法 切断面与相邻面不垂直 刀架与工作台面不垂直 刨削时，找正刀架垂向行程方向与工作台垂直 切刀主切削刃倾斜让刀 刃磨时，使切削刃与刀杆中心线垂直，装刀时，主切削刃不应歪斜 切断面不光 进给量太大或进给不匀 自动进给时，选用合适进给量；手动时，进给要均匀 切刀副偏角、副后角太小 加大刀具副后角、副偏角 抬刀不够高，回程划伤 抬刀应高出工件 直槽上宽下窄或槽侧有小阶台 刀架不垂直，刀架镶条上下松紧不一致，刀架拍板松动 找正刀架垂直，调整镶条间隙，解决拍板松动 刨刀刃磨不好，或中途刃口磨钝后主切削刃变窄 正确刃磨刨刀，提高刀具寿命 槽与工件中心线不对称 分次切槽时，横向进给偏差造成中心偏移 由同一基准面至槽两侧应分别对刀，使其对称 T形槽左右凹槽的顶面不在同一平面 一次刨成凹槽时，左右弯头切刀主切削刃宽度不一致 刃磨时，左右弯头切刀主切削刃宽度应一致 多次刨削凹槽时，对刀不准确 对刀时，左右应一致 T形槽两凹槽与中心线不对称 刨削左右凹槽时横向进给未控制准确 控制左右横向进给一致

表4.1-9 精刨表面常见问题、产生原因及解决方法 表4.1-9　 精刨表面常见问题、产生原因及解决方法 常见问题 产生原因 解决方法 有规律的直纹 外界振动引起 消除外界振源 刨削速度偏高 选择合理的刨削速度 刨削钢件时前角过小，刃口不锋利 选择合理的刀具前角，按要求研磨刃口 刀具没有弹簧槽，抗振性差 增设开口弹性槽，或垫硬质橡胶块 刀具后角过大 应加消振倒棱，常取α0=0°，b0=0.2～0.5mm 鱼鳞纹 刀杆与拍板、拍板与刀架体以及拍板与销轴等接触不良 按精刨要求调整配合关系 工作台传动蜗杆与齿条啮合间隙过大 必要时调整啮合间隙 刀具后角过小 采用大后角，α0=3°～4°，α0=6°～8° 工件定位基面不平 调平、垫实基面，提高工件刚性 交叉纹 导轨在水平面内直线度超差 按精刨要求调整机床导轨 两导轨平行度误差引起工作台移动倾斜