（一）刨削

1.刨削原理与特点

刨削加工是以单刃刀具——刨刀相对于工件作直线往复运动为主运动、以方向与之垂直的工件（或刨刀）的间隙移动为进给运动的切削加工方法。

刨削加工是平面加工的基本方法之一。刨削时，刨刀刀尖与工件之间的相对直线往复运动形成直母线，刀具与工件的相对移动使直母线沿直等线运动，形成平面。

图4-3a、b分别表示在牛头刨床、龙门刨床上刨削平面时的切削运动。

图4-3　刨削

a）牛头刨床刨削　b）龙门刨床刨削

刨削所用的机床、夹具和刀具结构都比较简单，调整、加工方便，适用范围广泛。刨削的主运动为直线往复运动，刀具向前直线移动时进行切削，称为工作行程。回程时不能切削，称为空行程。由于换向时必须克服运动件的惯性，而且在每次工作行程开始，刀具刚碰到工件时，都要发生冲击。因此，刨削的切削速度及换向速度不能太高，以免机床振动，损伤刀具，影响工件的加工精度和表面粗糙度。所以刨削生产率不高。刨削适用于单件、小批量生产和修配加工，特别是加工窄长平面。

2.刨削的工艺范围

刨削主要用于平面和沟槽的粗加工、半精加工。在精度高、刚性好的龙门刨床上也可以用宽刃大刨刀作精细刨以代替刮研。通常刨削加工的经济精度为IT8～IT9，表面粗糙度Ra值为12.5～1.6μm。

（二）刨床

刨削加工机床中，应用最广泛的牛头刨床和龙门刨床。牛头刨床适用于加工长度在1m以下的中、小型工件。大型工件的刨削加工要在龙门刨床或单臂刨床上进行。

1.B665型牛头刨床

B665型牛头刨床为机械传动的刨床。

（1）机床主要技术参数

最大刨削长度　　　　　　　　650mm

刀架最大行程　　　　　　　　　175mm

刀架最大偏转角度　　　　　　　±60°

工作台面尺寸（长×宽）　　　650mm×450mm

工作台最大行程

水平　　　　　　　　　　　　605mm

垂直　　　　　　　　　　　　　305mm

（2）机床的组成

图4-4为B665型牛头刨床外型图。牛头刨床主要有床身、滑枕、刀架、工作台、横梁等组成。

图4-4　B665型牛头刨床外型图

1—工作台　2—刀架　3—滑枕　4—床身　5—变速手轮6—滑枕行程调节柄　7—横向进给手柄　8—横梁

滑枕3由床身4内部的摆杆带动，沿床身顶部的导轨作直线往复运动，运动速度可通过变速手轮5调整。行程长度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垂直导轨上下移动。刀架还可以沿水平轴偏转，用以刨削侧面和斜面。滑枕回程时，抬刀板可将刨刀朝上方抬起，以避免刀具擦伤已加工表面。安装夹具或工件的工作台1可沿横梁8上的导轨作横向移动，实现切削过程的进给运动。工作台的横向移动可以是机械传动，也可由横向进给手轮7作手动移动。

（3）机床的传动

图4-5为B665型牛头刨床传动系统图。

1）主运动。滑枕的直线往复运动为主运动。电动机1（1440r/min，3kW）的旋转运动通过带轮，经变速机构由齿轮2传给大齿轮3，大齿轮上的曲柄销4带动滑块5并使摆杆6绕铰链16摆动，从而带动滑枕沿床身顶部导轨作直线移动。大齿轮每转一圈，通过摆杆将回转运动变为滑枕的一次直线往复运动。

如果转动床身外面的行程调节手柄（如图4-4所示的6），通过一对锥齿轮18和丝杠15，调节曲柄销至大齿轮中心的偏心距，就可以改变滑枕行程长度，以适应工件加工长度的需要。

滑枕的行程位置应当适应工件的位置。转动滑枕前端上方的方头，通过一对伞齿轮和丝杠改变螺母7在滑枕上的位置，从而改变滑枕的行程位置。

由于采用了摆杆机构，使电动机的匀速旋转运动变为滑枕的不等速直线往复运动（图4-6）。滑枕在工作行程时（滑枕向前），滑块随匀速转动的大齿轮上的曲柄销作逆时针转动α角，回程时则转过β角。由于α＞β，而滑枕在工作行程和回程中走过的距离L相等，所以，滑枕回程速度（v回程）比工作行程速度（v工作）快，这有利于提高刨床的生产效率。滑枕移动的平均速度（v平均）为刨床的名义切削速度。(www.daowen.com)

图4-5　B665型牛头刨床传动系统图

1—电动机　2—传动齿轮　3—大齿轮　4—曲柄销　5—滑块6—摆杆　7—螺母　8—棘爪　9—棘轮　10—摇杆11—连杆　12—曲柄销　13—曲柄　14—曲柄齿轮15—丝杠　16—铰链　17—齿轮　18—锥齿轮

2）进给运动。工作台水平方向的间歇移动为进给运动。在滑枕每一次回程以后，刨刀再次切入工件之前，工作台进给一次。进给运动可以手动操纵，也可以机动控制。机动进给时，由旋转的、与大齿轮同轴的齿轮17（见图4-5）通过曲柄齿轮14，曲柄13以及曲柄销12、连杆11带动摇杆10上的棘爪8往复摆动，拨动棘轮9作间歇转动，经由丝杠螺母传动工作台作间歇移动。

在棘轮外面套着一个挡环，挡环上有个缺口，如图4-7所示。用手转动挡环，改变缺口位置，以实现改变进给量的大小。当把棘爪提起并转过90°后，棘爪与棘轮脱离接触，工作台的进给运动就停止。如果把棘爪提起后转过180°放下，工作台就作反方向的转动。

2.龙门刨床

大型工件的刨削加工应在龙门刨床上进行。图4-8为龙门刨床的外形图。龙门刨床是由于有一个由顶梁4及固定在床身10两侧的左右立柱3和7组成“龙门”式框架而得名的。加工时，工件装夹在工作台9上，工作台在床身的纵向导轨上作直线往复运动以实现主运动。装在横梁2上的立刀架5、6可沿导轨间歇运动，用以刨削工件的水平面，刀架可随溜板上下移动作吃刀运动或刨削垂直平面。溜板还能够绕水平轴偏转一定的角度，用以加工斜面。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，以刨削工件两侧面。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，避免刨刀擦伤已加工表面。

图4-6　曲柄摇杆机构原理图

龙门刨床的工作台一般都采用直流电动机驱动或液压传动，运动平稳，可以无级调速。

龙门刨床主要用于大平面，尤其是窄长平面的加工，也可以串列加工几个中小型工件，以提高生产效率。龙门刨床的刚性很好，应用它进行宽刃细刨可获得较小的表面粗糙度（Ra为1.6～0.8μm）和较高的精度（直线度0.02mm/m）。现代龙门刨床往往还备有铣头和磨头等附件，以扩大其使用范围，完成平面的刨、铣、磨等工作。

3.单臂刨床

图4-9所示为单臂刨床，它和龙门刨床的区别在于它只有一个立柱，横梁安装在单立柱上。因此，单臂刨床适于加工宽度尺寸较大、而又不需要在整个宽度上加工的零件。单臂刨床的刚性不如龙门刨床。

（三）刨刀

（1）常用刨刀　图4-10为常用刨刀，分别可在刨床上刨削平面、台阶面、T形槽、燕尾槽。此外在刨床上还可以刨削成形表面。

图4-7　棘爪、棘轮机构

1—固定套　2—棘轮　3—棘爪4—传动轴　5—支架

图4-8　龙门刨床外形图

1、8—刀架　2—横梁　3、7—立柱　4—顶梁5、6—立刀架　9—工作台　10—床身

图4-9　单臂刨床

图4-11所示为直头和弯头刨刀。刨刀往往作成弯头的，因为弯头刨刀在受到较大的切削阻力时刀杆会产生弯曲变形，使刀尖向后上方弹起，而不会像直头刀那样扎入工件，破坏工件表面和损坏刀具。

（2）宽刃刨刀细刨平面　用宽刃刨刀细刨平面能够代替刮研，加工精度可达到IT7，表面粗糙度Ra为0.2～0.8μm，生产效率高。宽刃细刨适用于在工艺系统刚性较好的条件下进行，加工时，将工件安装在精度高，刚性好的龙门刨床上，以很低的切削速度从工件表面上切去很薄的一层金属。一般切削速度为2～3m/min，刨削余量：预刨余量0.08～0.12mm，终刨余量0.03～0.05mm。工件受热变形小，所以能获得高的加工质量。

图4-10　常用刨刀及其应用

a）平面刨刀　b）台阶刨刀　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

图4-12所示为宽刃刨刀。宽刃细刨时常用的刨刀前角为负值，有挤光作用，后角较小，可以增强后面的支承作用，防止振动。刨削铸铁工件时，工作液通常采用煤油，刨削前先将加工面均匀润湿，或在加工中连续喷注于刨刀的刀刃附近。

图4-11　直头刨刀和弯头刨刀

a）直头刨刀　b）弯头刨刀

图4-12　宽刃细刨刀

细刨的零件材料要求组织均匀，硬度一致，预刨和精刨须用两把刨刀。