机械制造工艺基础 (第六版)第五章车削

1、第三节第三节 车削工艺方法车削工艺方法 31 第一节第一节 车床车床2第二节第二节 车床的工艺装备车床的工艺装备 第四节第四节 实训课题实训课题车台阶轴车台阶轴4 车削车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。 车削的主要内容车削的主要内容一、卧式车床一、卧式车床 1 1卧式车床外形卧式车床外形 1主轴箱 2卡盘 3刀架部分 4冷却嘴 5尾座 6床身 7、14床脚 8丝杠 9光杠 10操纵杆 11快移机构 12溜板箱 13进给箱 15交换齿轮箱 卧式车床结构和作用卧式车床结构和作用 第一节第一节 车床车床2 2卧式车床主要部件及其功

2、用卧式车床主要部件及其功用 （1）主轴箱（主轴变速箱） 支撑主轴，带动工件做旋转运动。箱外有手柄，变换手柄位置，可使主轴得到多种转速。卡盘装在主轴上，卡盘夹持工件作旋转运动。 （2）交换齿轮箱（挂轮箱） 接受主轴箱传递的转动，并传递给进给箱。更换箱内的齿轮，配合进给箱变速机构，可以车削各种导程的螺纹；并满足车削时对纵向和横向不同进给量的需求。 （3）进给箱（变速箱） 是进给传动系统的变速机构。它把交换齿轮箱传递过来的运动，经过变速后传递给丝杠或光杠。（4）溜板箱 接受光杠或丝杠传递的运动，操纵箱外手柄及按钮，通过快移机构驱动刀架部分以实现车刀的纵向或横向运动。 （5）刀架部分 由床鞍、中滑板、

3、小滑板和刀架等组成。刀架用于装夹车刀并带动车刀作纵向、横向、斜向和曲线运动，从而使车刀完成工件各种表面的车削。（6）尾座 安装在床身导轨上，并沿此导轨纵向移动。主要用来安装后顶尖，以支顶较长的工件；也可安装钻夹头来装夹中心钻或钻头等。（7）床身 是车床的大型基础部件，它有两条精度很高的V形导轨和矩形导轨。主要用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。（8）照明、冷却装置 照明灯 照明灯使用安全电压，为操作者提供充足的光线，保证明亮清晰的操作环境。 切削液被冷却泵加压后，通过冷却管喷射到切削区域。二、立式车床和自动车床二、立式车床和自动车床1 1立式车床立式车床 单柱立

4、式车床 双柱立式车床 2 2自动车床自动车床 三、车床的加工范围和工艺特点三、车床的加工范围和工艺特点 1 1车床的加工范围车床的加工范围 车床的加工范围2 2车削的特点车削的特点 （1）车削适合于加工各种内、外回转表面。 （2）车刀结构简单，制造容易，刃磨及装拆方便。 （3）车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，应用广泛。 （4）切削力变化小，切削过程平稳，有利于高速切削和强力切削，生产效率高。四、车削运动四、车削运动1 1车床运动和传动系统框图车床运动和传动系统框图 2 2主运动与进给运动主运动与进给运动（1）主运动主运动主轴的回转运动。（2）进给运动进给运动刀具的纵向、横向移

5、动。一、工艺装备一、工艺装备 工艺装备工艺装备产品制造工艺过程中所用的各种工具总称，包括夹具、刀具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。 目的：保证加工的质量，提高劳动生产率，改善劳动条件。 第二节第二节 车床的工艺装备车床的工艺装备二、车床夹具二、车床夹具 夹具夹具用以装夹工件（和引导刀具）的装置。车床夹具：通用夹具和专用夹具。 三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘的拆装三爪自定心卡盘的拆装四爪单动卡盘四爪单动卡盘1前顶尖2拨盘 3鸡心夹头4后顶尖 5尾座套筒6尾座 普通固定顶尖 镶硬质合金固定顶尖 回转顶尖 1车刀 2卡盘 3工件 4后顶尖 5限位台阶 顶尖顶尖中心架 滚动轴承中

6、心架 两爪跟刀架 三爪跟刀架 1双孔连杆（工件） 2压紧螺栓 3压板4V形架 5花盘 花盘花盘三、车刀和新型车刀三、车刀和新型车刀 90车刀（偏刀） 75车刀 切断刀 内孔车刀 圆头车刀 螺纹车刀 45车刀（弯头车刀） 一、车刀的装夹一、车刀的装夹装夹车刀的要求: （1）车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短，以增强车刀刚度。伸出长度约为刀柄厚度的11.5倍。车刀下面垫片的数量要尽量少（一般为12片），并与刀架边缘对齐。正确 不正确 不正确 第三节第三节 车削工艺方法车削工艺方法 （2）保证车刀的实际主偏角r。例如90车刀应保证，粗车时r=8590，精车时r=9093。 （3）至少用两个螺钉轮流压

7、紧车刀，以防振动。 （4）增减车刀下面的垫片，使车刀刀尖与工件轴线等高。若刀尖对不准工件轴线，在车至端面中心时会留有凸头。使用硬质合金车刀时，车到中心处会使刀尖崩碎。二、切削用量的选择二、切削用量的选择 合理选择车削时的切削用量，可以参阅第四章第二节切削运动与切削用量的相关内容。三、车削外圆三、车削外圆 将工件装夹在卡盘上作旋转运动，车刀装夹在刀架上使之接触工件并作相对纵向进给运动，便可车出外圆。 四、车削端面四、车削端面 车削端面的方法五、车削台阶五、车削台阶 车削低台阶时，由于两相邻直径相差不大，可选90偏刀，按图a进给方式车削 。 车削高台阶时，由于两相邻直径相差较大，可选r90的偏刀，

8、按图b进给方式车削 。台阶的车削台阶的车削台阶长度控制方法：（1）刻线痕 先用钢直尺或样板量出台阶的长度，然后用车刀刀尖在台阶所在位置车刻出一圈细线，台阶长度按线痕车出。 （2）挡铁控制法 当成批车削台阶轴时，可用挡铁定位控制台阶的长度。挡铁1固定在床身导轨上，并与工件上台阶a3的轴向位置一致，量块3，2的长度分别等于a2，a3的长度。 1挡铁 2，3量块 （3）床鞍刻度盘控制法 CA6140型车床床鞍（溜板）的刻度盘1格为1mm，可利用床鞍刻度盘转动格数来控制台阶长度 。六、车槽和切断六、车槽和切断 车槽用车削方法加工工件的槽。方法： l 直进法车矩形槽 l 宽矩形槽的车削 l 圆弧形槽的车

9、削 l V形槽的车削 槽的车削槽的车削切断切断车削时，把棒料或工件切成两段或数段的加工方法。 方法：l 直进法切断l 弹性刀切断 切断切断七、孔的车削七、孔的车削 1 1车孔的特点车孔的特点 l加工精度 IT8IT7。l表面粗糙度Ra值3.21.6m。l可用作孔的半精加工和精加工。 车孔车孔 车孔车孔用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。2 2车孔刀车孔刀 车孔及车孔刀3 3车孔的关键技术车孔的关键技术 车孔的关键技术是解决车孔刀的刚度和排屑问题。 增强车孔刀刚度的措施和控制切屑的方法: l增大车孔刀的刚度 （1）尽量增加刀柄截面积（2）减小刀柄伸出长度 l 控制排屑 （1）车通孔或精

10、车孔时要求切屑流向待加工表面（前排屑），因此用正刃倾角。 （2）车盲孔时采用负刃倾角，使切屑向孔口方向排出（后排屑）。4 4车孔方法车孔方法 车孔方法基本上与车外圆相同，只是进刀与退刀的方向相反。 车孔时的切削用量应比车外圆时小一些，特别是车小孔或深孔时，其切削用量应更小。 八、圆锥的车削八、圆锥的车削 圆锥分外圆锥和内圆锥，在车床上主要是车外圆锥。 车削圆锥必须满足的条件是：刀尖与工件轴线必须等高；刀尖在进给运动中的轨迹是一直线，且该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角/2。 l 宽刃刀车削法l 偏置小滑板法l 偏移尾座法l 仿形（靠模）法1 1宽刃刀车削法宽刃刀车削法 宽刃刀车圆锥面，实质上属

11、于成形法车削，即用成形刀具对工件进行加工。切削刃必须平直，应取刃倾角s=0 。主要适用于较短圆锥面的精车工序。 2 2偏置小滑板法偏置小滑板法b）车内圆锥a）车外圆锥偏置小滑板车削外圆锥面偏置小滑板车削外圆锥面偏置小滑板车削内圆锥面偏置小滑板车削内圆锥面3 3偏移尾座法偏移尾座法S尾座偏移量 L0工件全长 圆锥角 D最大圆锥直径 d最小圆锥直径 L圆锥长度 C圆锥锥度偏移尾座法车削圆锥面偏移尾座法车削圆锥面 适宜于加工锥度小、锥体较长、精度不高的外圆锥，受尾座偏移量的限制，不能加工锥度较大的圆锥。 24 4仿形（靠模）法仿形（靠模）法1基座 2夹头 3紧固螺钉 九、滚花九、滚花 滚花滚花在车床

12、上用滚花刀在工件表面上滚压出花纹的加工。 1 1滚花刀的种类滚花刀的种类 滚花刀的种类2 2滚花的方法滚花的方法 （1）滚花前的工件直径： 随着花纹的形成，滚花后的工件直径会增大。为此，在滚花前滚花表面的直径d0根据工件材料的性质和花纹的大小相应减小，即： d0=d（0.81.6）md0滚花前圆柱表面的直径，mmd滚花后滚花表面的直径，mm m模数，mm （2）滚轮表面与工件表面接触： 为了减少滚花开始时的背向力，可以使滚轮表面宽度的1/31/2与工件表面接触，使滚花刀容易切入工件表面。 （3）滚轮轴线装夹与工件轴线平行： 滚压有色金属或滚花表面要求较高的工件时，滚花刀滚轮轴线与工件轴线平行。

13、 （4）刀柄尾部向左偏斜35 滚压碳素钢或滚花表面要求一般的工件时，可使滚花刀刀柄尾部向左偏斜35装夹，以便切入工件表面且不易产生乱纹。 十、成形曲面车削十、成形曲面车削 成形曲面车削成形曲面车削用成形车刀或用车刀按成形法或仿形法等方法车削工件的成形曲面。 l 双手控制法l 成形法 l 仿形法 成形面成形面1. 1. 双手控制法双手控制法 使用普通车刀，用双手控制中、小滑板或者控制中滑板与床鞍的合成运动，使刀尖的运动轨迹与工件表面素线形状相吻合，从而实现成形的车削。只适用于精度要求不高的单件或数量较少的生产 。双手控制法车成形面双手控制法车成形面2 2、成形法、成形法 成形法即样板刀车削法。样

14、板车刀的切削刃形状与工件表面素线形状吻合，车削成形曲面时，工件作回转运动。样板车刀只作横向进给运动 。适用于成批生产。 成形法车成形面成形法车成形面3 3、仿形法、仿形法 在卧式车床上使用仿形靠模装置，或在仿形车床上进行成形曲面车削 。主要应用于大批量生产 。1滚柱 2曲线槽靠模板 仿形法车成形面仿形法车成形面十一、螺纹车削十一、螺纹车削 螺纹种类较多，按其牙型特征可分为三角形螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹等。 螺纹的加工方法很多，其中用车削的方法加螺纹是最常用的方法之一。 螺纹车削概述螺纹车削概述1 1螺纹车刀螺纹车刀 高速钢三角形外螺纹粗车刀 螺纹车刀螺纹车刀高速钢三角形外螺纹精车刀

15、 硬质合金三角形外螺纹车刀 高速钢三角形内螺纹粗车刀高速钢三角形内螺纹精车刀 硬质合金三角形内螺纹车刀 2 2装夹外螺纹车刀装夹外螺纹车刀 螺纹车刀的装夹螺纹车刀的装夹l 采用弹性刀柄，可以吸 振和防止“扎刀”。l 螺纹车刀不宜伸出刀架 过长。一般伸出长度 为刀柄厚度的1.5倍， 约2530mm 。l 一般根据尾座顶尖高度调整和 检查，使螺纹车刀刀尖与车床主 轴轴线等高。l 螺纹车刀的刀尖角平分线应与 工件轴线垂直，装刀时可用对刀 样板调整。l 如果把车刀装歪，会使车出的 螺纹两牙型半角不相等，产生 歪斜牙型（俗称“倒牙”）。 3 3装夹内螺纹车刀装夹内螺纹车刀 （1）刀柄伸出长度应大于内螺纹

16、长度约1020mm。 （2）调整车刀的高低位置，使刀尖对准工件回转轴线，并轻轻压住。 （3）将螺纹对刀样板侧面靠平工件端面，刀尖部分进入样板的槽内进行对刀，并调整夹紧车刀。 （4）装夹好的内螺纹车刀应在底孔内手动试进给一次，防止刀柄与内孔相碰而影响车削。4 4车削螺纹时切削用量的选择车削螺纹时切削用量的选择 车削方法工件材料刀具材料螺距（mm）切削速度vc（m/min）背吃刀量ap（mm）低速车削45钢W18Cr4V1.5粗车：1530粗车：0.150.30精车：57精车：0.050.08高速车削45钢P1026090余量23次完成铸铁K202粗车：1530精车：1525粗车：0.200.40

17、精车：0.050.105 5螺纹的车削方法螺纹的车削方法 螺纹的车削方法有高速和低速两种。 低速车削时，使用高速钢螺纹车刀。 高速车削时，使用硬质合金车刀。 高速车削三角形外螺纹 6 6车削螺纹的进刀方法车削螺纹的进刀方法（1）直进法 l车削时只用中滑板横向进给。l低速车削螺距较小（P2.5mm） 的螺纹。l高速车削螺纹。 （2）斜进法 l在每次往复行程后，除中滑板横 向进给外，小滑板只向一个方向 作微量进给。l低速车削螺距较大（P2.5mm） 的螺纹。（3）左右切削法 l除中滑板作横向进给外，同 时用小滑板将车刀向左或向 右作微量进给。l低速车削螺距较大（P 2.5mm）的螺纹。一、任务分析一、任务分析 第四节第四节 实训课题实训课题车台阶轴车台阶轴1 1阅读分析图样阅读分析图样 台阶轴加工顺序：车端面粗车外圆半精车外圆精车外圆倒角调头粗车外圆半精车外圆精车外圆倒角。2 2制订加工工艺制订加工工艺（1） mm外圆为准外圆。0025. 00025.