车工工艺学与技能训练

车工工艺学与技能训练2023/9/21车工工艺学与技能训练台阶轴1—倒角2—端面3—过渡圆角4—外圆柱面（外圆）5—槽6—台阶7—中心孔轴是机器中最常用的零件之一，一般由外圆柱面、端面、台阶、倒角、过渡圆角、槽和中心孔等结构要素构成。车削轴类工件时，除了保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求外，一般还应达到一定的几何公差要求。车工工艺学与技能训练课题一车外圆、端面和台阶车工工艺学与技能训练一、车外圆、端面和台阶的车刀1.加工不同精度的车刀车削轴类工件一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。（1）粗车刀粗车刀必须适应粗车时吃刀深和进给快的特点，主要要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。选择粗车刀几何参数的一般原则是：1）主偏角kr不宜太小，否则车削时容易引起振动。2）为了增加刀头强度，前角γo和后角αo应选小些。3）粗车刀一般选取刃倾角λs=-3°~0°，以增加刀头强度。

4）为了增加切削刃的强度，主切削刃上应磨有倒棱，倒棱宽度bγ1=（0.5~0.8）f，倒棱前角γo1=-10°~-5°。车工工艺学与技能训练5）为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有修圆刀尖或倒角刀尖。6）粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能自行折断，应在车刀前面上磨有断屑槽。常用的断屑槽有直线形和圆弧形两种，断屑槽的尺寸主要取决于背吃刀量和进给量。倒棱倒角刀尖车工工艺学与技能训练（2）精车刀工件精车后需要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，并且车去的余量较少，因此要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。精车时必须使切屑排向工件的待加工表面。选择精车刀几何参数的一般原则是：1）为减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角κ′r或在副切削刃上磨出修光刃。2）前角γo一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。3）后角αo也应大些，以减小车刀和工件之间的摩擦。4）为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角，即λs=3°~8°。5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度的断屑槽。车工工艺学与技能训练修光刃车工工艺学与技能训练2、加工不同结构要素的车刀（1）45°车刀及其应用1）45°车刀车刀按进给方向的分类和判别车工工艺学与技能训练2）45°硬质合金车刀及其特点45°车刀的刀尖角εｒ＝90°，刀尖强度和散热性都比90°车刀好。加工钢料用的45°硬质合金车刀车工工艺学与技能训练3）45°车刀的应用常用于车削工件的端面和进行45°倒角，也可用来车削长度较短的外圆。45°车刀的应用1、3、5—45°左车刀2、4—45°右车刀车工工艺学与技能训练（2）75°车刀及其应用1）75°车刀车刀按进给方向的分类和判别车工工艺学与技能训练2）75°硬质合金车刀及其特点75°车刀的刀尖角εr＞90°，刀尖强度高，较耐用。加工钢料用的75°硬质合金粗车刀车工工艺学与技能训练3）75°车刀的应用75°右车刀适用于粗车轴类工件的外圆和对加工余量较大的铸锻件外圆进行强力车削，75°左车刀还适用于车削铸锻件的大端面。75°车刀的应用a）75°右车刀车外圆b）75°左车刀车端面车工工艺学与技能训练（3）90°车刀及应用1）90°车刀车刀按进给方向的分类和判别车工工艺学与技能训练2）90°硬质合金车刀及其特点90°车刀的刀尖角εr＜90°，所以刀尖强度和散热条件比45°车刀、75°车刀都差，但应用范围较广。90°硬质合金精车刀车工工艺学与技能训练横槽精车刀车工工艺学与技能训练3）90°车刀的应用偏刀的使用a)用右偏刀车外圆、台阶和端面b)用左、右偏刀车台阶c)用左偏刀车端面车工工艺学与技能训练车端面a)右偏刀由外缘向中心进给b)右偏刀由中心向外缘进给c)用端面车刀车端面用右偏刀车端面时，如果车刀由工件外缘向中心进给，则是用副切削刃车削。当背吃刀量较大时，因切削力的作用会使车刀扎入工件而形成凹面。为防止产生凹面，可采用由中心向外缘进给的方法，利用主切削刃进行车削，但是，背吃刀量应小些。车工工艺学与技能训练二、车刀的装夹1.装夹车刀的要求（1）车刀装夹在刀架上的伸出部分尽量短，车刀下面垫片的数量要尽量少。（2）刀柄中心线应与进给方向垂直或平行。（3）车刀刀尖应与工件回转中心等高。车刀的正确装夹刀柄中心线与进给方向的关系车工工艺学与技能训练车刀刀尖与工件回转中心应等高a）刀尖对正中心b）刀尖过高c）刀尖过低d）留有凸头e）刀尖崩碎车工工艺学与技能训练2.车刀对中心的方法车刀对中心的方法车工工艺学与技能训练3.车刀的夹紧车工工艺学与技能训练三、刻度盘的原理及应用车削工件时，为了准确和迅速地掌握背吃刀量，通常利用中滑板或小滑板上的刻度盘作为进刀的参考依据。中滑板的刻度盘装在横向进给丝杠端头上，若横向进给丝杠的螺距为5mm，刻度盘一周等分100格，当摇动中滑板手柄一周时，中滑板移动5mm，则刻度盘每转过一格时，中滑板的移动量为：5mm÷100＝0.05mm小滑板的刻度盘用来控制车刀短距离的纵向移动，其刻度原理与中滑板刻度盘相同。利用中、小滑板刻度盘作进给的参考依据必须注意：中滑板刻度控制的背吃刀量应是工件直径上余量尺寸的1/2，而小滑板刻度盘的刻度值则直接表示工件长度方向上的切除量。车工工艺学与技能训练消除刻度盘空行程的方法a）反向转动再缓慢摇动，正确b）多转动格数直接退回，错误c）反向退回1/2圈再进给，正确车工工艺学与技能训练四、车端面、外圆的方法1.车端面开动机床使工件旋转，摇动中滑板和床鞍，使45°车刀刀尖轻触工件端面后，退出中滑板（床鞍勿动）。再移动床鞍或小滑板，控制背吃刀量，摇动中滑板手柄作横向进给，由工件外缘向中心车削。若选用90°外圆车刀车削端面，应采取由中心向外缘车削的方法。车端面a）45°车刀车端面b）90°车刀车端面车工工艺学与技能训练2.车外圆（1）粗车粗车外圆a）对刀b）纵向退出c）进刀车工工艺学与技能训练（2）精车精车的目的是为了控制背吃刀量，保证工件的加工尺寸。试切削是保证尺寸精度的一个较好的方法，即：启动车床，用精车刀在外圆表面对刀后，移动床鞍纵向退出，接着操纵中滑板进刀，背吃刀量小于加工余量，车削纵向长度小于5mm后仍快速纵向退出；停车用游标卡尺或千分尺测量外圆；用游标深度尺测量台阶长度。根据尺寸精度计算好进刀格数车削。车工工艺学与技能训练精车外圆ａ）试切削ｂ）测量外圆ｃ）测量长度ｄ）台阶尺寸的保证车工工艺学与技能训练五、车台阶的方法车削台阶时既要保证外圆的尺寸精度和台阶面的长度要求，还要保证台阶平面与工件轴线的垂直度要求。车台阶时，通常选用90°外圆车刀（偏刀）。粗车台阶时的偏刀装夹位置精车台阶时的偏刀装夹位置车工工艺学与技能训练台阶长度尺寸的控制方法车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练六、游标卡尺的使用1.游标卡尺的结构常用的游标卡尺有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等几种。Ⅲ型游标卡尺与Ⅰ型游标卡尺相比较，主要区别是增加了微动装置，测量爪布局位置不同，取消了深度尺，增大了测量范围。Ⅱ型游标卡尺的量爪配置与Ⅰ型游标卡尺相同，游标部分则与Ⅲ型相同增加了微动装置，无深度尺，测量范围有0~200mm和0~300mm两种。车工工艺学与技能训练Ⅰ型游标卡尺Ⅲ型游标卡尺车工工艺学与技能训练2.游标卡尺的读数方法读数方法以0.02mm精度为例，读数时先读出游标零线左边在尺身上的整数毫米值，接着加上游标尺上与尺身刻线对齐的刻线左侧的数字×0.1，再加上该数字右侧刻线数×0.02，即为被测表面的实际尺寸。读数方法车工工艺学与技能训练3.游标卡尺的使用方法游标卡尺的使用方法车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练七、台阶工件的检测1.台阶长度尺寸可用钢直尺或游标深度尺进行测量。2.平面度和直线度误差可用刀口形直尺和塞尺检测。3.端面、台阶平面对工件轴线的垂直度误差可用直角尺或标准套和百分表检测。用钢直尺测量台阶长度用游标深度尺测量台阶长度车工工艺学与技能训练用直角尺检测垂直度用标准套和百分表检测垂直度车工工艺学与技能训练技能训练手动进给车削短台阶轴1.工件图样短台阶轴车工工艺学与技能训练2.加工工艺卡片加工工艺卡片车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练课题二钻中心孔、车台阶轴车工工艺学与技能训练一、切削用量的选择1.粗车时切削用量的选择粗车时选择切削用量主要是考虑提高生产率，同时兼顾刀具寿命。加大背吃刀量ap、进给量f和提高切削速度vc都能提高生产率。粗车时选择切削用量，首先应选择一个尽可能大的背吃刀量ap，其次选择一个较大的进给量f，最后根据已选定的ap和f，在工艺系统刚度、刀具寿命和机床功率许可的条件下选择一个合理的切削速度vc。车工工艺学与技能训练2.半精车、精车时切削用量的选择（1）背吃刀量半精车、精车时的背吃刀量为：半精车时选取ap＝0.5~2.0mm；精车时选取ap＝0.05~0.8mm。在数控车床上进行精车时，选取ap＝0.1~0.5mm。（2）进给量进给量的选择主要受表面粗糙度的限制。表面粗糙度值小，进给量可选择小些。（3）切削速度用硬质合金车刀精车时，一般采用较高的切削速度（vc＞90m/min）；用高速钢车刀精车时，一般选用较低的切削速度（vc＜５m/min）。在数控车床上车削工件时，切削速度可选择高些。车工工艺学与技能训练二、切削过程与控制切削过程是指通过切削运动，刀具从工件表面上切下多余的金属层，从而形成切屑和已加工面的过程。1.切屑的形成及种类在切削过程中，刀具推挤工件，首先使工件上的一层金属产生弹性变形，刀具继续进给时，在切削力的作用下，金属产生不能恢复原状的滑移（即塑性变形）。当塑性变形超过金属的强度极限时，金属就从工件上断裂下来成为切屑切屑形状的分类车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练在生产中最常见的是带状切屑，产生带状切屑时，切削过程比较平稳，因而工件表面较光滑，刀具磨损也较慢。但带状切屑过长时会妨碍工作，并容易发生人身事故，所以应采取断屑措施。影响断屑的主要因素有：（1）断屑槽的宽度（2）切削用量（3）刀具角度车工工艺学与技能训练2.切削力切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为切削力。切削力是在车刀车削工件的过程中产生的，大小相等、方向相反地作用在车刀和工件上的力。（1）切削力的分解1）主切削力Fc在主运动方向上的分力。2）背向力Fp（切深抗力）在垂直于进给运动方向上的分力。3）进给力Ff（进给抗力）在进给运动方向上的分力。（2）影响切削力的主要因素1）工件材料2）主偏角κr

3）前角γo4）背吃刀量ap和进给量f车工工艺学与技能训练切削力的分解车工工艺学与技能训练三、切削液切削液又称为冷却润滑液，是在车削过程中为改善切削效果而使用的液体。1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用2.切削液的种类及其使用车削时常用的切削液有水溶性切削液和油溶性切削液两大类。车工工艺学与技能训练切削液的种类、成分、性能、作用和用途车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练3.使用切削液时的注意事项（1）油状乳化油必须用水稀释成乳化液后才能使用。（2）切削液必须浇注在切削区域（图２—３１）内，（3）用硬质合金车刀切削时，一般不加切削液。（4）控制好切削液的流量。（5）加注切削液可以采用浇注法和高压冷却法。（6）要具备环保意识。车工工艺学与技能训练切削液浇注的区域加注切削液的方法a）浇注法b）高压冷却法车工工艺学与技能训练四、中心孔和中心钻1.中心孔和中心钻的类型国家标准GB/T145—2001规定中心孔有A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带护锥和螺纹）和R型（弧形）四种。车工工艺学与技能训练中心孔和中心钻车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练2.中心钻的使用（1）中心钻在钻夹头上安装（2）钻夹头在尾座锥孔中安装（3）钻削装夹中心钻过渡锥套车工工艺学与技能训练3.中心钻折断的原因及预防方法（1）中心钻轴线与工件旋转轴线不一致，使中心钻受到一个附加力而折断。因此，钻中心孔前必须严格找正中心钻的位置。（2）工件端面不平整或中心处留有凸头，使中心钻不能准确地定心而折断。因此，钻中心孔处的端面必须平整。（3）选用的切削用量不合适，如工件转速太低而中心钻进给太快，使中心钻折断。（4）磨钝后的中心钻强行钻入工件也易折断。因此，中心钻磨损后应及时修磨或调换。（5）没有浇注充分的切削液或没有及时清除切屑，也易导致切屑堵塞而折断中心钻。因此，钻中心孔时必须浇注充分的切削液，并及时清除切屑。如果中心钻折断，必须将折断部分从中心孔中取出，并将中心孔修整后才能继续加工。车工工艺学与技能训练五、使用一夹一顶和用两顶尖装夹工件时的注意事项1.后顶尖的中心线应在车床主轴轴线上。2.尾座套筒应尽量伸出短些。3.中心孔的形状应正确，表面粗糙度值要小。4.当后顶尖用固定顶尖时，应在中心孔内加入润滑脂。5.顶尖与中心孔配合的松紧度必须合适。后顶尖的中心线不在车床主轴轴线上车工工艺学与技能训练六、产生圆柱度误差时找正的方法圆柱度误差可通过调整尾座的横向偏移量找正工件两端直径的误差。调整的方法是：车出工件右端直径大，左端直径小，尾座应向操作者方向移动；车出工件右端直径小，左端直径大，尾座移动方向则相反。尾座的调整车削两端找正工件车工工艺学与技能训练七、千分尺的使用1.千分尺的种类和结构千分尺的测量精度为0.01mm，高于游标卡尺的测量精度。千分尺属于测微螺旋量具，千分尺车工工艺学与技能训练2.千分尺的读数方法先读出微分筒左侧固定套管上露出刻线的整毫米及半毫米数值；再读出微分筒上哪一格刻线与固定套管基准线对齐（这一格刻线×0.01），将上述读数相加，即为测得实际尺寸。下图a读数为7+38×0.01=7.38mm，图b读数为32+0.5+35×0.01=32.85mm。千分尺的读数车工工艺学与技能训练3.千分尺的使用方法千分尺的使用方法车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练技能训练一夹一顶装夹车削台阶轴1.工件图样台阶轴车工工艺学与技能训练2.加工工艺卡片加工工艺卡片车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练技能训练两顶尖装夹车削台阶轴1.工件图样台阶轴车工工艺学与技能训练2.加工工艺卡片加工工艺卡片车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练课题三车槽和切断车工工艺学与技能训练用车削方法加工工件的槽称为车槽。工件外圆和平面上的槽称为外槽，工件内孔中的槽称为内槽。把坯料或工件切成两段（或数段）的加工方法称为切断。一、切断刀和车槽刀1.切断刀及应用切断刀的刀头长度ａ）切断实心工件时ｂ）切断空心工件时车工工艺学与技能训练（1）高速钢切断刀高速钢切断刀车工工艺学与技能训练高速钢切断刀几何参数的选择车工工艺学与技能训练斜刃切断刀及应用a）切断实心工件时b）切断空心工件时车工工艺学与技能训练（2）硬质合金切断刀及应用高速切断时，会产生大量的热量，为防止刀片脱焊，必须浇注充足的切削液，发现切削刃磨钝时，应及时刃磨。硬质合金切断刀车工工艺学与技能训练（3）弹性切断刀及应用弹性切断刀及应用ａ）弹性切断刀ｂ）应用车工工艺学与技能训练（4）反切刀及应用反切刀及应用ａ）反切刀ｂ）应用车工工艺学与技能训练2.车槽刀及应用车狭窄的外槽时，将车槽刀的主切削刃宽度刃磨成与工件槽宽相等，一次直进车出。车较宽的外槽时，可以用多次车削的方法来完成，但必须在槽的两侧和底部留出精车余量，最后根据槽的宽度和位置进行精车。车外槽ａ）车狭窄的外槽ｂ）车较宽的外槽车工工艺学与技能训练二、切断刀和车槽刀的刃磨要求1.切断刀的卷屑槽不宜磨得太深，一般为0.75~1.5mm。卷屑槽刃磨太深，刀头强度低，容易折断。切断刀的卷屑槽卷屑槽太深车工工艺学与技能训练2.不允许把前面磨低或磨成台阶形，这种刀切削不顺畅，排屑困难，切削负荷增大，刀头容易折断。3.刃磨切断刀和车槽刀的两侧副后角时，应以车刀底面为基准，用钢直尺或直角尺检查。前面被磨低用直角尺检查两侧副后角车工工艺学与技能训练4.如果副后角出现负值，切断时刀具会与工件侧面发生摩擦；副后角太大，则刀头强度差，切削时容易折断。副后角为负值副后角太大车工工艺学与技能训练5.刃磨切断刀和车槽刀的副偏角时，要避免出现以下问题刃磨副偏角时容易产生的问题ａ）副偏角太大ｂ）副偏角为负值ｃ）副切削刃不平直ｄ）车刀左侧磨去太多车工工艺学与技能训练三、车外圆槽的方法车外圆槽的方法车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练四、切断1.切断刀的装夹切断刀的装夹必须注意：（1）切断实心工件时，切断刀的主切削刃必须严格对准工件的回转中心，主切削刃中心线与工件轴线垂直。（2）刀柄不宜伸出过长，以增强切断刀的刚度和防止振动。车工工艺学与技能训练2.切断方法切断方法车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练3.容易产生的问题和注意事项（1）被切断工件的平面产生凹凸不平的原因（2）切断时产生振动的原因（3）切断刀折断的原因（4）注意事项刀尖偏斜使工件平面内凹车工工艺学与技能训练技能训练刃磨切断刀和车槽刀1.刃磨高速钢切断刀高速钢切断刀车工工艺学与技能训练刃磨高速钢切断刀的步骤车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练2.刃磨带圆头车槽刀带圆头车槽刀车工工艺学与技能训练带圆头车槽刀刃磨方法与直形车槽刀相似，只是在刃磨主切削刃圆弧时有区别。圆头的刃磨方法是以左手握车刀前端为支点，用右手转动车刀尾带圆头车槽刀圆头的刃磨车工工艺学与技能训练技能训练车削外圆槽1.工件图样外圆槽工件车工工艺学与技能训练2.加工工艺卡片加工工艺卡片车工工艺学与技能训练车工工艺学与技能训练课题四车简单轴类工件综合技能训练车工工艺学与技能训练一、轴类工件车削工艺分析工艺分析时一般考虑以下几个方面：1.用两顶尖装夹车削轴类工件，至少要装夹3次，即粗车第一端，调头再粗车和精车另一端，最后精车第一端。2.车短小的工件，一般先车某一端面，这样便于确定长度方向的尺寸。车铸锻件时，最好先适当倒角后再车削，这样刀尖就不易碰到型砂和硬皮，可避免车刀损坏。3.轴类工件的定位基准通常选用中心孔。车工工艺学与技能训练4.车削台阶轴，应先车削直径较大的一端，以避免过早地降低工件刚度。5.在轴上车槽，一