车工工艺与技能训练二项目一实用教案

1、1.1 入门(r mn)知识一、车床简介(jin ji)1.车床主要组成 车床主要由主轴变速箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板部分、刀架、尾座及冷却、照明等部分组成。第1页/共74页第一页，共75页。（1）主轴变速箱 主轴变速箱简称主轴箱。其主要作用是使主轴获得不同的转速。主轴用来安装卡盘，卡盘用来装夹工件。 （2）交换齿轮箱 作用：把主轴运动传给进给箱，在必要时调换箱内齿轮后，可以车削各种不同螺距的螺纹。（3）进给箱 进给箱：利用箱内的齿轮机构，把主轴传递(chund)的动力传给光杠或丝杠；变换箱外的手柄，可以使光杠或丝杠得到不同的转速。 丝杠：用来车削螺纹 光杠：用来带动溜板箱，使车刀做横向或者

2、纵向进给运动。（4）溜板箱 作用：把光杠或丝杠传来的运动传递(chund)给床鞍及中滑板，以形成车刀纵向或横向进给运动。第2页/共74页第二页，共75页。 （5）床鞍和滑板 床鞍用于支承滑板与实施(shsh)纵向进给。滑板分中滑板和小滑板， 中滑板用于横向进给，小滑板用于对刀、短距离的纵向进给、车圆 锥等。 （6）刀架 刀架用于装夹车刀 （7）尾座 尾座用途广泛，装上顶尖可支顶工件；装上钻头可钻孔；装上板牙、丝锥可套螺纹和攻螺纹；装上铰刀可铰孔等。 （8）床身 精度要求比较高。作用:支承车床其它部件，是床鞍和尾座的导向部分。 （9）冷却部分 作用：给切削区浇注充分的切削液，降低切削温度，提高工

3、件加工质量和刀具寿命。第3页/共74页第三页，共75页。 车削运动和切削用量 1.车削运动 车床(chchung)的切削运动主要是指工件的旋转运动和车刀的直线运动。 （1）.主运动 车削时形成车削速度的运动。 工件的旋转运动就是主运动。 （2）.进给运动 使工件多余材料不断被车去的运动。 2.车削时工件上形成的表面 （1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）过渡表面第4页/共74页第四页，共75页。第5页/共74页第五页，共75页。第6页/共74页第六页，共75页。第7页/共74页第七页，共75页。第8页/共74页第八页，共75页。 3.3.切削用量 切削用量( (又称切削有三要素) )是衡量

4、车削运动大小(dxio)(dxio)的参量。 切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。 即：第9页/共74页第九页，共75页。第10页/共74页第十页，共75页。练习题车削(ch xu)半径为60mm的工件，若选切削速度为60m/min，试求车床主轴转速。第11页/共74页第十一页，共75页。第12页/共74页第十二页，共75页。第13页/共74页第十三页，共75页。 三、车床润滑与保养 1.车床的润滑 2.车床的保养 四、切削液 1.切削液的作用 （1）冷却(lngqu)作用（2）润滑作用 （3）清洗作用（4）防锈作用 2.切削液的种类 （1）乳化液（2）切削油 3.切削液的选择 五、安全文

5、明生产第14页/共74页第十四页，共75页。1.2 车刀(ch do)第15页/共74页第十五页，共75页。 一、常用车刀材料 1.对车刀切削部分材料的要求 （1）硬度高 （2）耐磨性好（3）耐热性好 （4）有足够的强度和韧性(rn xn) （5）有良好的工艺性能 2.常用车刀材料 常用车刀材料有高速钢和硬质合金两大类。 常用的硬质合金有三类： 钨钴类（K类） 钨钛钴类（P类） 钨钛钽钴类（M类）第16页/共74页第十六页，共75页。 二、常用车刀(ch do)的种类和用途 1.车刀(ch do)的种类 2.车刀(ch do)的用途第17页/共74页第十七页，共75页。第18页/共74页第十八

6、页，共75页。第19页/共74页第十九页，共75页。 3.3.硬质合金可转位硬质合金可转位(zhun (zhun wi)wi)车刀车刀第20页/共74页第二十页，共75页。三、车刀(ch do)的主要角度 1 1、车刀的组成(z chn)(z chn) （1 1）前刀面 （2 2）后刀面 （3 3）主切削刃 （4 4）副切削刃 （5 5）刀尖 （6 6）修光刃第21页/共74页第二十一页，共75页。第22页/共74页第二十二页，共75页。第23页/共74页第二十三页，共75页。第24页/共74页第二十四页，共75页。第25页/共74页第二十五页，共75页。第26页/共74页第二十六页，共75页

7、。第27页/共74页第二十七页，共75页。第28页/共74页第二十八页，共75页。第29页/共74页第二十九页，共75页。2.测量(cling)车刀角度的辅助平面第30页/共74页第三十页，共75页。第31页/共74页第三十一页，共75页。第32页/共74页第三十二页，共75页。第33页/共74页第三十三页，共75页。第34页/共74页第三十四页，共75页。第35页/共74页第三十五页，共75页。第36页/共74页第三十六页，共75页。第37页/共74页第三十七页，共75页。第38页/共74页第三十八页，共75页。第39页/共74页第三十九页，共75页。第40页/共74页第四十页，共75页。第

8、41页/共74页第四十一页，共75页。五、车刀(ch do)的磨损及车刀(ch do)的刃磨非正常磨损-破损突发(t f)的破坏，随机的磨钝失效正常磨损正常工作时逐渐(zhjin)产生的损耗第42页/共74页第四十二页，共75页。1 1、车刀(ch do)(ch do)的正常磨损第43页/共74页第四十三页，共75页。2.刀具刀具(doj)磨钝标准磨钝标准磨钝标准刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。选择原则 小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否(sh fu)磨钝；3.刀具寿命：指一把刀具从投入切削起，直到刀具达到磨钝标准为止的时间总和。 刀具耐用度：是刀具两次刃磨

9、之间实际进行切削的时间。 切削用量对刀具耐用度T的影响：v最大， f 次之，ap最小。 第44页/共74页第四十四页，共75页。 4.4.刀具刃磨 车刀的刃磨一般有机械刃磨和手工刃磨两种。进行车刀刃磨时，必备(b (b bi)bi)有磨刀砂轮。 (1) (1)砂轮的选择 常用的砂轮有两种，一种是氧化铝砂轮，另一种是碳化硅砂轮。刃磨时必须根据刀具材料来选用砂轮。氧化铝砂轮多呈白色，其砂粒韧性好，较锋利，但硬度稍低，常用来刃磨高速钢车刀和碳素工具钢刀具；而呈绿色的碳化硅砂轮的砂粒硬度高，切削性能好，但较脆，常用来刃磨硬质合金刀具。第45页/共74页第四十五页，共75页。 另外，还可采用人造(rnz

10、o)金刚石砂轮刃磨刀具，这种砂轮既可刃磨硬质合金刀具，也可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。 砂轮的粗细以粒度表示，一般分为36# 、60#、80#和120# 等级别，粒度愈大则表示组成砂轮的磨料愈细，反之则愈粗。一般粗磨时选用粒度小颗粒粗的平形砂轮，精磨时选用粒度大颗粒细的杯形砂轮。 手工刃磨的方法和步骤 粗磨主后面 同时磨出主偏角及主后角。如图1-1（a）所示。 粗磨副后面 同时磨出副偏角及副后角，如图1-1（b）所示。第46页/共74页第四十六页，共75页。 磨前面(qin mian) 同时磨出前角，如图1-2所示。 磨断屑槽 其目的是使断屑容易。断屑槽常见的形式有圆弧型和直线型两种，如图1-

11、3所示。刃磨圆弧断屑槽，必须先把砂轮的外圆与平面的相交处修整成相应的圆弧。刃磨直线形断屑槽，其砂轮的外圆与平面的相交处必须修整得比较尖锐。刃磨时，刀尖可向上或向下磨削。 （a） （b）图1-1 粗磨后角、副后角（a）粗磨后角 （b）粗磨副后角第47页/共74页第四十七页，共75页。图1-2 粗磨前面(qin mian) （a） （b）图1-3 断屑槽的型式(xn sh) （a）圆弧型 （b）直线型 第48页/共74页第四十八页，共75页。 磨削断屑槽时，注意刃磨时的起点位置应和刀尖、主切削刃离开一小段距离，以防止将刀尖和切削刃磨坍，磨削时用力不能过大，应将车刀沿刀杆方向上下缓慢移动。刃磨断屑槽

12、的方法如图1-4所示。 精磨主后面和副后面 刃磨方法如图1-5所示，刃磨时，将车刀底平面靠在调整好角度的台板上，刀刃轻轻靠在砂轮的端面上并沿砂轮端面缓慢地左右移动，使砂轮磨损均匀(jnyn)，保证车刀刃口平直。第49页/共74页第四十九页，共75页。（a） （b）图1-4 刃磨断屑槽的方法(fngf)（a）向下磨 （b）向上磨 图1-5 精磨主后面(hu mian)和副后面(hu mian)第50页/共74页第五十页，共75页。 磨负倒棱 刃磨方法如图1-6所示，刃磨时，用力要轻微，车刀(ch do)要沿主刀刃的后端向刀尖方向摆动。磨削方法有直磨法和横磨法，多用直磨法。负倒棱的宽度一般为进给量

13、的（）倍，负倒棱倾斜角为（-5-10）。（a） （b） （c）图1-6 负倒棱及磨负倒棱的方法(fngf)（a）负倒棱 （b）直磨法 （c）横磨法第51页/共74页第五十一页，共75页。 磨过渡刃 过渡刃有直线形和圆弧形两种，刃磨方法与精磨后面时基本相同。对于车削较硬材料的车刀，也可以在过渡刃上磨出负倒棱；对于大进给量车削的车刀，可以用同样的方法在副切削刃上磨出修光刃。采用(ciyng)的砂轮与精磨后面时所用的砂轮相同。 研磨 为了保证工件表面加工质量，对精加工使用的车刀，常进行研磨。研磨时，用油石加一些机油，然后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖处贴平进行研磨，直到车刀表面光洁，看不出磨削痕迹为

14、止。这样既可使刀刃锋利，又能延长车刀的使用寿命。如图1-7所示。图1-7 用油石研磨(ynm)车刀第52页/共74页第五十二页，共75页。 车刀刃磨的注意事项 刃磨时，握刀姿势要正确，双手拿稳车刀，使刀杆靠于支架，并让被磨表面轻贴砂轮。用力要均匀，不能抖动。 磨碳素钢、高速钢及合金钢时，要及时将发热的刀头放入水中冷却(lngqu)，以防刀刃退火，失去其硬度；磨硬质合金刀具时，不需要进行冷却(lngqu)，否则，刀头的急冷会导致刀片碎裂。 在盘形砂轮上磨刀时，尽量避免在砂轮端面上刃磨；在杯形砂轮上磨刀时，不准使用砂轮的内圈。 刃磨时，刀具应往复移动，固定在砂轮某处磨刀，会导致该处形成凹坑，不利于

15、以后的刃磨。同时，砂轮表面要经常修整，以保证刃磨质量。 刃磨结束后，随手关闭砂轮机电源。第53页/共74页第五十三页，共75页。1.3 切削用量的选择(xunz) 一、选择切削用量的意义 合理选择切削用量对提高劳动生产率、延长车刀使用寿命、保证加工质量、增加经济效益都有十分重要的意义。切削用量是否合理的标准是： （1）是否能保证工具表面的加工质量。 （2）在机床刚性允许的条件(tiojin)下是否能充分发挥机床的功率。 （3）在保证加工质量和刀具寿命条件(tiojin)下是否能充分发挥刀具的切削性能。第54页/共74页第五十四页，共75页。 二、选择切削用量的原则 1.粗车时切削用量的选择 粗

16、车时主要以提高生产率为主，应尽快地把多余材料切除，原则上应选大的切削用量，但又不能将切削用量三要素同时增大。 2.半精车、精车时切削用量的选择 精车、半精车的进给量应选得小一些(yxi)，切削速度应根据刀具材料选择。高速钢车刀应选较低切削速度（ vc 80m/min ）。 第55页/共74页第五十五页，共75页。金属(jnsh)切削过程 一、切削的类型 1.带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时，切削力平稳，表面光洁，但切屑连续不断，不安全或容易刮伤已加工表面。 2.节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等硬度的钢材时出现。形成这种切屑时，金属经弹性变形

17、、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典型的切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。 3.崩碎切屑：加工铸铁、黄铜(hun tn)等脆性材料时出现，形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨损。第56页/共74页第五十六页，共75页。 4.单元切屑(qi xi)：菱形单元分离体，较低 vc，较大ap，f 加工硬度较高塑性较差金属时产生。第57页/共74页第五十七页，共75页。二、积屑瘤 当切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底层受到摩擦阻力，速度变慢，形成滞流层，于是，金属粘附(zhn f)在切削刃附近，形成了积屑瘤。积屑瘤的影响：1、保护切削刃，粗加工时，希望(xwng)产生积屑

18、瘤2、本身不断形成和脱落，会引起振动，影响工件表面粗糙度，精加工不希望(xwng)产生积屑瘤。第58页/共74页第五十八页，共75页。 三、切削力 1、切向力（切削力）Fz ：总切削力在主运动方向上的正投影，其大小约占总切削力的9599%,是三个分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据； 2、轴向力（进给力）Fx : 总切削力在进给方向上的正投影，其大小约占总切削力的15%, 它是设计和验算机床进给机构必须的参数； 3、径向力（背向力）Fy: 总切削力在垂直(chuzh)工作平面上的分力，它作用在工件刚性较差的方向，容易使工件变形，同时引起振动，

19、影响加工精度。所以加工刚性较差的工件（如细长轴）时，应该力求减少切削力。第59页/共74页第五十九页，共75页。 切削力切削力Fr的方向的方向(fngxing)如左下图：可如左下图：可以沿三个方向以沿三个方向(fngxing)分解为：分解为： 1.切向力切向力Fz 2.轴向力轴向力Fx 3.径向力径向力Fy222ZyXFFFFr第60页/共74页第六十页，共75页。 主偏角影响(yngxing)径向力的分配：第61页/共74页第六十一页，共75页。 切削热产生原因： 1.切屑变形； 2.工件与刀具的摩擦； 切削热传出途径： a.由切屑带走，带走越多越有利； b.由周围(zhuwi)空气和冷却介

20、质带走，同样带走越多越有利； c.传入工件，使工件温度升高 ，引起工件变形，产生误差； d. 传入刀具，使刀具温度升高。刀具硬度降低，磨损加快。第62页/共74页第六十二页，共75页。 1.减少切削热的产生：包括选择合理的刀具几何角度和切削用量，比如适当增大刀具的前角以减少切屑变形，选用大的背吃刀量和小的进给量。 2.改善散热条件：包括使用冷却液等各种冷却措施； 冷却液一般有： 水溶液：比热大，导热性好，但不能起润滑作用(zuyng)，如苏打水，苏打用于防锈。用于粗磨。 切削油：如矿物油；比热小，但有润滑作用(zuyng)。 乳化液：具有良好的流动性和导热性，它由乳化油加水稀释而成，应用最广泛

21、。第63页/共74页第六十三页，共75页。 五、断屑 1.定义(dngy)：切屑在流动和卷曲的过程中，变形程度超过了材料的极限强度，切屑就自行折断，这就是断屑。 2.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“C”字形切屑、螺旋状切屑和带状切屑等 第64页/共74页第六十四页，共75页。“C”字形(z xn)切屑 螺旋状切 屑带状切屑第65页/共74页第六十五页，共75页。不同形状切屑形成(xngchng)的原因及特点 切屑的形状

22、切屑形成的原因特点“C”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。第66页/共74页第六十六页，共75页。3.影响切屑的因素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

23、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(wngwng)不流经槽底而形成不断的带状切屑。 第67页/共74页第六十七页，共75页。 断屑槽的尺寸参数应与切削用量的大小相适应，否则会影响断屑效果。常用断屑槽的尺寸参数应与切削用量的大小相适应，否则会影响断屑效果。常用(chn(chn yn yn) )的断屑槽截面形状有直线形、直线圆弧形和圆弧形。的断屑槽截面形状有直线形、直线圆弧形和圆弧形。 第68页/共74页第六十八页，共75页。 b)切屑用量 切屑用量中对断屑影响(yngxing)最大的是进给量，其次是切削深度和

24、切削速度。 进给量 进给量加大，切削厚度按比例增大，使切屑卷曲半径减小，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(yngxing)。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。第69页/共74页第六十九页，共75页。 c)车刀几何角度(jiod) 刀具角度(jiod)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

25、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7590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“C”状切屑。第70页/共74页第七十页，共75页。 前角较大时，采用全圆弧形断屑槽刀具的强度较前角较大时，采用全圆弧形断屑槽刀具的强度较好。断屑槽位于前刀面上的形式有平行、外斜、好。断屑槽位于前刀面上的形式有平行、外斜、内斜三种。内斜三种。 外斜式常形成外斜式常形成C C形屑和形屑和6 6字形屑，能在较宽字形屑，能在较宽的切削用量范围内实现的切削用量范围内实现(shxin)(shxin)断屑；内斜断屑；内斜式常形成长紧螺卷形屑，但断屑范围窄；平行式式常形成长紧螺卷形屑，但断屑范围窄；平行式的断