外圆端面台阶的车削

1、项目三：外圆、端面、台阶的车削矢口识目标ZT解车削加工时切削用量的选择原则。了解金属车削的过程。基本掌握车削过程中表面质量控制方法。了解车刀切削时磨损的原因与刀具的寿命。 技能目标掌握试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。熟练掌握工件的找正方法。掌握车削台阶的方法。掌握尺寸的正确测量。任务一：车削基础知识 任务二：外圆、端面、台阶的车削任务一：车削基础知识一车削加工时切削用量的选择1 合理选择切削用量的意义在车削加工时，合理选择切削用量可以提高劳动生产率、延长车刀的使用寿命、 保证加工质量、降低生产成本有着重要的意义。2 选择切削用量的原则（1）粗车加工时切削用量的选择粗车时选择切削用量总体原则：

2、一般以提高生产率为主，并考虑经济性和加工成 本及对刀具寿命的影响。合理选择粗车切削用量的方法是：首先选择一个尽量大的切削深度，再选择一个 较大的进给量，然后根据选定的切削深度和进给量在机床功率和刀具寿命许可的 条件下选择合理的切削速度。（2）半精车、精车加工时切削用量的选择半精车、精车选择切削用量的总体原则：以应以保证加工质量为主，同时考虑生 产率和车刀使用寿命。合理选择半精车、精车的切削用量方法是：一般情况下切削深度都是一次切除粗 车时留下的余量；为保证加工工件表面质量进给量应选择小些；根据刀具材料的 不同选择不同的切削速度，考虑切削速度时为避开积屑瘤容易产生的中等切削速 度，用硬质合金车刀

3、时选择较高切削速度（80m/min）；高速钢车刀选用较 低切削速度（V5 m/min）。二金属切削的过程1金属切削过程与切屑的类型(1) 金属切削过程金属在刀具切削刃的切割作用和前刀面的推挤下，产生变形、剪切、滑移而变成 切屑的过程称为金属切削过程。(2) 切屑的类型由于加工工件的材料不同和切削条件不同，根据切屑的形状不同可大致分为四 个类型：带状切屑、挤裂切屑、 单元切屑、崩碎切屑。切屑的类型切屑的特点切屑的形成原因带状切屑内表面光滑，外表面呈毛茸状（图 3-la）用较小切削深度、较高切削速度、 较大的刀具前角车削塑性材料挤裂切屑内表面有裂纹，外表面呈锯齿 形（图3-lb）用较低切削速度、较

4、大的切削深度、 较小的刀具前角车削塑性材料单元切屑呈现规则的粒状（图3-1C）整个剪切面上所受剪切应力超过了 车削材料的破裂强度崩碎切屑呈现不规则的粒状（图3-ld）车削脆性材料时2 积屑瘤的形成以及对加工的影响与预防措施(1)积屑瘤的形成在中等切削速度切削过程中，由于切屑的变形、与前刀面的摩擦和高压，产生很高的局部高温。当摩擦力大于切屑内部结合力时,由于剧烈的摩擦和高压,切屑底层的一部分金属就被牢固的粘在前刀面近刀尖处，形成积屑瘤(2)积屑瘤对加工的影响a) 积屑瘤能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃减少刀具磨损的作用。b) 积屑瘤的产生增大了车刀的工作前角(图33),在切削过程中减少了切屑

5、的变形和降低了切削力。c) 由于积屑瘤的产生不稳定，造成了切削过程的不稳定。d) 当产生的积屑瘤超出刀尖时，影响工件的尺寸精度。脱落的积屑瘤部分嵌 入工件的已加工表面，影响工件的表面粗糙度。(3) 防止产生积屑瘤的措施在粗加工时，对工件的尺寸精度和表面质量没有较高的要求，且积屑瘤可以 保护刀具，故允许其存在。精加工时，对工件的尺寸精度和表面质量都有较高的要求，必须避免其产生。 避免产生积屑瘤的措施是：根据使用刀具材料的不同选择合适的切削速度。高速钢 车刀选择低速切削(V5m/min)，硬质合金刀具时选择较高切削速度(80 m/min)。3切削力、切削热与切削温度（1）切削力切削加工时，工件材料

6、抵抗刀具切削所产生的阻力成为称为切削力。切削力 来源于工件的弹性变形和塑性变形抗力以及切屑对前刀面和后刀面的摩擦力（图a）a）主切削力Fz主运动速度方向的分力。是最大的一个分力，消耗功率最多, 是计算机床功率、车刀强度、设计夹具和选择切削用量的依据。Fz力会使刀杆产 生弯曲（图b）,因此，装车刀时尽量使刀杆伸出短些。b）进给抗力Fy进给方向的分力，纵向车削外圆时又称为轴向力。c）切深抗力切深方向的分力，纵向车削外圆时又称为径向力。Fy力会使 工件在水平面内弯曲（图c）,主要影响工件的形状精度，也是产生车削振动的主 要因素。ab(2)切削热与切削温度a) 切削热是切削层金属发生弹性变形和塑性变形

7、产生的热量和 切屑与前刀面、工件与后刀面摩擦产生的热量。切削热是通过切屑、工件、刀具和周围的介质向外传递的。 一般情况下，车削加工时，如不加切削液，切削热的5086%由切屑 带走；4010%传入工件；93%传入车刀；1%左右传入周围空气。b) 切削温度一般是指切削区的平均温度。切削温度的高低与切 削热的产生和传递有关。影响切削温度的主要因素有工件材料、车刀几何角度和切削用量等。 加工时的切削速度对切削温度的影响最大。切削温度要严格控制在切削刀具承受的最高温度以下，以延长刀具的 使用寿命和耐用度。4 刀具的磨损与刀具的寿命刀具的磨损是指在车削过程中，车刀的前刀面和后刀面处于剧烈的摩擦和切削 热作

8、用下，使车刀变钝而失去了正常的切削能力。刀具的磨损是由摩擦和切削热两个方面的因素造成的。a)后刀面磨损b)前刀面磨损刀具磨损 的形式刀具磨损 部位刀具磨损产生表示方法前刀面磨 损前刀面以较高的切削速度和较大 切削厚度(ac05mni)切 削塑性材料时用月牙洼深度KT 表示后刀面磨损后刀而较低的切削速度和较小切 削厚度(acVO.lmni)切削 塑性材料时或切削脆性材 料时用棱面高度VB表 示刀磨 后时L 亂i损同时出现 在前、后 刀面上中等切削速度和中等进给 量切削塑性材料时用月牙洼深度KT 和棱面高度VB同 时表示在生产中较常见的是后刀面的磨?员, 和切削时间之间的关系可用图39表示。也是常

9、说的刀具磨损。后刀面的磨损量VB 一般可分为三个阶段（表3-3） o刀具磨损的 阶段磨损的原因控制方法初期磨损刀具刚刃磨后，由于表面粗糙度值较大或 表面组织不耐磨，所以切削时磨损较快。该阶段是不可避免的， 刃磨车刀时尽可能减 小表面粗糙度。正常磨损刀具经过初期磨损以后，后刀面上出现一 条较窄的磨损带，使切削时的接触面增大, 单位面积上的压力减小，磨损速度减缓， 磨损量VB随切削时间的增长均匀地增大。该阶段是刀具的工作 有效期，使用刀具时 不应超出该阶段。剧烈磨损正常磨损后，如果不及时修磨，磨损的速 度迅速增加，使刀具失去切削能力，继而 使刀具损坏。应尽可能避免刀具进 入这一阶段，否则刀 具易发

10、生非正常损坏， 增加刀具材料的消耗。5. 切屑的形状及控制切屑的形状车削金属时，被切削层金属经受了较大的塑性变形变成切屑。切屑在流动和 卷曲过程中碰到障碍物，切屑将附加变形。因工件材料、车刀几何角度及切削用 量的不同，切屑附加变形的程度也不同，车削塑性材料时，常会出现字形切 屑、螺旋状切屑和带状切屑等不同形状切屑形成的原因及特点切屑的形状切屑形成的原因特点字形切屑采用带有断屑槽的车刀 车削工件切屑体积小，清理方便，但易产生飞 溅。螺旋状切屑采用带有卷屑槽的车刀 车削工件切屑稳定可靠，切屑流向向下，不易 跟工件相碰，不飞溅且清理方便。带状切屑高速车削塑性金属材料切屑很长，经常回缠绕在工件或刀杆

11、上，易拉伤工件表面、损坏刀刃、甚 至还会飞出伤人，在车削时应尽量避 免产生带状切屑。（2）切屑的控制影响切屑的因素有断屑槽的尺寸形状、切屑用量和车刀的几何角度。a）断屑槽的尺寸形状 断屑槽有直线型、圆弧型和直线圆弧型等几种。一般 来讲宽度减小能使切屑卷曲半径减小，增大卷曲变形和弯曲应力，容易断屑。但断屑槽的宽度必须与进给量和切削深度联系起来考虑。例如进给量小，槽 应狭些；切屑深度小槽也应适当减小。否则切屑不易在槽是卷曲，往往不流经槽 底而形成不断的带状切屑。b）切屑用量 切屑用量中对断屑影响最大的是进给量，其次是切削深度和切 肖Q速奔。显合量 进给量加大，切削厚度按比例增大，使切屑卷曲半径减小

12、，弯曲应 力增大，切屑易折断。切削深度切削深度减小，过渡刃和副切削刃参加切削的比例增大使出屑角 增大。出屑角的大小对切屑的卷曲和折断后的切屑形状有很大影响。例如出屑角 很小时易产生盘状螺旋切屑；出屑角较大时易产生管状螺旋切屑或连续带状切屑; 切屑适中时切屑碰到后刀面和工件而折断。切削速度 切削速度提高，切削温度也随之升高，切屑塑性增大，变形减小 不易折断。c）车刀几何角度 刀具角度中以主偏角和刃倾角对断屑的影响最明显。在切 削深度和进给量已选定的条件下主偏角越大切削厚度越大，切屑卷曲时的弯曲应 力越大，越易断屑。生产中主偏角为75。-90的车刀断屑性能较好。刃倾角通过控制切屑流向来影响断屑。为

13、正值时，切屑流向待加工表面或 与后刀面相碰形成“C”状切屑，也可能形成螺旋状切屑而甩断；为负值时，切屑 流向已加工表面或加工表面，已形成状切屑。6. 表面质量的控制（1）表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上较小间距和微小峰谷所形成的微观几何不平度。表面粗 糙度值的大小对工件的耐磨性、而腐蚀性、疲劳强度、配合性质等有很大的影响。（2）影响工件表面粗糙度的因素a）残留面积 车削时车刀主、副切削刃在工件已加工表面上留有痕迹，这些未被 切去部分的截面积，称为残留面积（图3-12） o残留面积越大，高度越高，表面粗糙度 越大。由图312中可以看出进给量、刀具主偏角、副偏角、和刀尖圆弧半径都影响 残留面积高

14、度。b）积屑瘤 因积屑瘤既不规则又不稳定，一方面易在工件表面留下深浅不一的 痕迹、另一方面积屑瘤脱落后嵌入易加工表面而形成硬点和毛刺，使表面粗糙度变 大。c）振动 振动会使已加工表面出现周期的振纹，使工件表面粗糙度明显变大。（3）减小工件表面粗糙度的方法a）残留面积高度解决方法有减小主偏角和副偏角；增大刀尖圆弧半径；减小进给量。Ib）工件表面产生毛刺或亮斑解决方法有改变切削速度抑制切屑瘤的产生；采用 正值刃倾角，防止切屑拉伤工件；保持刀具锋利减少前、后刀面的表面粗糙度。c）振纹 解决方法有调整机床，减小间隙；合理选择刀具，增加刀具刚性；增加 工件装夹刚性；选用较小切削深度和进给量，改变或降低切

15、削速度。任务二:外圆、端面、台阶的车削一车刀的安装与车削工件1 车刀的安装车刀安装时，车刀刀尖（45车刀左侧刀尖）必须严格对准工件旋转中心， 否则在车削端面至中心时会留有凸台或造成刀尖碎裂（图3-15） o刀头伸出长度, 约为刀杆厚度的11.5倍。伸出过长，刚性较差，车削时容易引起振动。车刀装夹刀尖对准工件中心*1.5刀杆“侵车刀安装二外圆尺寸与长度尺寸的控制1 外圆尺寸的控制在精车外圆时，控制尺寸通常采用试切法来控制尺寸。其方法是：根据工件余量的一半左 右作横向进刀，当车刀在纵向外圆上车削2mm左右时，纵向快速退出车刀（横向不可以动）然后 停车测量岀剩余余量，再横向进刀（剩余余量+二分之一公

16、差），就可车削。2.长度尺寸的控制长度尺寸控制，通常有刻线法、刻度控制法。刻线法就是先在工件表面上用刀尖在需要的 长度处刻线，然后根据线痕车削。车削完毕后用量具复测。刻度控制法就是先用刀尖在工件端 面对刀，然后根据拖板刻度车削，车削完毕后用量测量即可。三外圆、端面、台阶工件的车削练习一：阶梯轴的车削操作注意事项:1 台阶平面和外圆相交处要清角，车刀要有明显的刀尖。2长度尺寸的测量应从一个基面量起，以防累加误差。3使用游标卡尺测量工件时，松紧程度要适当；车床未停妥不能测量工件。4转动刀架时应防止车刀与工件、卡盘相撞。5清除铁屑时要先停车，不能用手拉铁屑6 戴好防护眼镜。2.操作步骤及质量检测配分自检结果实测结果得分格 合 否 是 坯 毛口申。42车C2O 彳正精角 臥我至科