車工工藝與技能訓(xùn)練_第二版_項目一課件.ppt

1、項目1 車削加工的基本知識,1.1 入門知識,一、車床簡介 1.車床主要組成 車床主要由主軸變速箱、交換齒輪箱、進給箱、溜板部分、刀架、尾座及冷卻、照明等部分組成。,（1）主軸變速箱 主軸變速箱簡稱主軸箱。其主要作用是使主軸獲得不同的 轉(zhuǎn)速。主軸用來安裝卡盤，卡盤用來裝夾工件。 （2）交換齒輪箱 作用：把主軸運動傳給進給箱，在必要時調(diào)換箱內(nèi)齒輪后，可以車削各種不同螺距的螺紋。 （3）進給箱 進給箱：利用箱內(nèi)的齒輪機構(gòu)，把主軸傳遞的動力傳給光杠或絲杠；變換箱外的手柄，可以使光杠或絲杠得到不同的轉(zhuǎn)速。 絲杠：用來車削螺紋 光杠：用來帶動溜板箱，使車刀做橫向或者縱向進給運動。 （4）溜板箱 作用：把

2、光杠或絲杠傳來的運動傳遞給床鞍及中滑板，以形成車刀縱向或橫向進給運動。,（5）床鞍和滑板 床鞍用于支承滑板與實施縱向進給?；宸种谢搴托』?， 中滑板用于橫向進給，小滑板用于對刀、短距離的縱向進給、車圓 錐等。 （6）刀架 刀架用于裝夾車刀 （7）尾座 尾座用途廣泛，裝上頂尖可支頂工件；裝上鉆頭可鉆孔；裝上板牙、絲錐可套螺紋和攻螺紋；裝上鉸刀可鉸孔等。 （8）床身 精度要求比較高。作用:支承車床其它部件，是床鞍和尾座的導(dǎo)向部分。 （9）冷卻部分 作用：給切削區(qū)澆注充分的切削液，降低切削溫度，提高工件加工質(zhì)量和刀具壽命。,車削運動和切削用量 1.車削運動 車床的切削運動主要是指工件的旋轉(zhuǎn)運動和

3、車刀的直線運動。 （1）.主運動 車削時形成車削速度的運動。 工件的旋轉(zhuǎn)運動就是主運動。 （2）.進給運動 使工件多余材料不斷被車去的運動。 2.車削時工件上形成的表面 （1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）過渡表面,3.切削用量 切削用量(又稱切削有三要素)是衡量車削運動大小的參量。 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。 即：,練習(xí)題,車削半徑為60mm的工件，若選切削速度為60m/min，試求車床主軸轉(zhuǎn)速。,三、車床潤滑與保養(yǎng) 1.車床的潤滑 2.車床的保養(yǎng) 四、切削液 1.切削液的作用 （1）冷卻作用（2）潤滑作用 （3）清洗作用（4）防銹作用 2.切削液的種類 （1）乳化液（2

4、）切削油 3.切削液的選擇 五、安全文明生產(chǎn),1.2 車刀,一、常用車刀材料 1.對車刀切削部分材料的要求 （1）硬度高 （2）耐磨性好（3）耐熱性好 （4）有足夠的強度和韌性 （5）有良好的工藝性能 2.常用車刀材料 常用車刀材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類。 常用的硬質(zhì)合金有三類： 鎢鈷類（K類） 鎢鈦鈷類（P類） 鎢鈦鉭鈷類（M類）,二、常用車刀的種類和用途 1.車刀的種類 2.車刀的用途,3.硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀,三、車刀的主要角度,1、車刀的組成 （1）前刀面 （2）后刀面 （3）主切削刃 （4）副切削刃 （5）刀尖 （6）修光刃,2.測量車刀角度的輔助平面,五、車刀的磨損及車刀的刃磨,非

5、正常磨損-破損 突發(fā)的破壞，隨機的,磨 鈍 失 效,正常磨損 正常工作時逐漸產(chǎn)生的損耗,1、車刀的正常磨損,2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn),磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用。這個磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 選擇原則 小廠、有經(jīng)驗工人根據(jù)一些現(xiàn)象來判斷刀具是否磨鈍； 3.刀具壽命：指一把刀具從投入切削起，直到刀具達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的時間總和。 刀具耐用度：是刀具兩次刃磨之間實際進行切削的時間。 切削用量對刀具耐用度T的影響：v最大， f 次之，ap最小。,4.刀具刃磨 車刀的刃磨一般有機械刃磨和手工刃磨兩種。進行車刀刃磨時，必備有磨刀砂輪。 (1)砂輪的選擇 常用的砂輪有兩種，一種是氧化鋁砂輪，另一種是碳化

6、硅砂輪。刃磨時必須根據(jù)刀具材料來選用砂輪。氧化鋁砂輪多呈白色，其砂粒韌性好，較鋒利，但硬度稍低，常用來刃磨高速鋼車刀和碳素工具鋼刀具；而呈綠色的碳化硅砂輪的砂粒硬度高，切削性能好，但較脆，常用來刃磨硬質(zhì)合金刀具。,另外，還可采用人造金剛石砂輪刃磨刀具，這種砂輪既可刃磨硬質(zhì)合金刀具，也可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。 砂輪的粗細以粒度表示，一般分為36# 、60#、80#和120# 等級別，粒度愈大則表示組成砂輪的磨料愈細，反之則愈粗。一般粗磨時選用粒度小顆粒粗的平形砂輪，精磨時選用粒度大顆粒細的杯形砂輪。 手工刃磨的方法和步驟 粗磨主后面 同時磨出主偏角及主后角。如圖1-1（a）所示。 粗磨副后

7、面 同時磨出副偏角及副后角，如圖1-1（b）所示。, 磨前面 同時磨出前角，如圖1-2所示。 磨斷屑槽 其目的是使斷屑容易。斷屑槽常見的形式有圓弧型和直線型兩種，如圖1-3所示。刃磨圓弧斷屑槽，必須先把砂輪的外圓與平面的相交處修整成相應(yīng)的圓弧。刃磨直線形斷屑槽，其砂輪的外圓與平面的相交處必須修整得比較尖銳。刃磨時，刀尖可向上或向下磨削。,（a） （b） 圖1-1 粗磨后角、副后角 （a）粗磨后角 （b）粗磨副后角,圖1-2 粗磨前面,（a） （b） 圖1-3 斷屑槽的型式 （a）圓弧型 （b）直線型,磨削斷屑槽時，注意刃磨時的起點位置應(yīng)和刀尖、主切削刃離開一小段距離，以防止將刀尖和切削刃磨坍，

8、磨削時用力不能過大，應(yīng)將車刀沿刀桿方向上下緩慢移動。刃磨斷屑槽的方法如圖1-4所示。 精磨主后面和副后面 刃磨方法如圖1-5所示，刃磨時，將車刀底平面靠在調(diào)整好角度的臺板上，刀刃輕輕靠在砂輪的端面上并沿砂輪端面緩慢地左右移動，使砂輪磨損均勻，保證車刀刃口平直。,（a） （b） 圖1-4 刃磨斷屑槽的方法 （a）向下磨 （b）向上磨,圖1-5 精磨主后面和副后面, 磨負倒棱 刃磨方法如圖1-6所示，刃磨時，用力要輕微，車刀要沿主刀刃的后端向刀尖方向擺動。磨削方法有直磨法和橫磨法，多用直磨法。負倒棱的寬度一般為進給量的（0.50.8）倍，負倒棱傾斜角為（-5-10）。,（a） （b） （c） 圖1

9、-6 負倒棱及磨負倒棱的方法 （a）負倒棱 （b）直磨法 （c）橫磨法, 磨過渡刃 過渡刃有直線形和圓弧形兩種，刃磨方法與精磨后面時基本相同。對于車削較硬材料的車刀，也可以在過渡刃上磨出負倒棱；對于大進給量車削的車刀，可以用同樣的方法在副切削刃上磨出修光刃。采用的砂輪與精磨后面時所用的砂輪相同。 研磨 為了保證工件表面加工質(zhì)量，對精加工使用的車刀，常進行研磨。研磨時，用油石加一些機油，然后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖處貼平進行研磨，直到車刀表面光潔，看不出磨削痕跡為止。這樣既可使刀刃鋒利，又能延長車刀的使用壽命。如圖1-7所示。,圖1-7 用油石研磨車刀, 車刀刃磨的注意事項 刃磨時，握刀姿

10、勢要正確，雙手拿穩(wěn)車刀，使刀桿靠于支架，并讓被磨表面輕貼砂輪。用力要均勻，不能抖動。 磨碳素鋼、高速鋼及合金鋼時，要及時將發(fā)熱的刀頭放入水中冷卻，以防刀刃退火，失去其硬度；磨硬質(zhì)合金刀具時，不需要進行冷卻，否則，刀頭的急冷會導(dǎo)致刀片碎裂。 在盤形砂輪上磨刀時，盡量避免在砂輪端面上刃磨；在杯形砂輪上磨刀時，不準(zhǔn)使用砂輪的內(nèi)圈。 刃磨時，刀具應(yīng)往復(fù)移動，固定在砂輪某處磨刀，會導(dǎo)致該處形成凹坑，不利于以后的刃磨。同時，砂輪表面要經(jīng)常修整，以保證刃磨質(zhì)量。 刃磨結(jié)束后，隨手關(guān)閉砂輪機電源。,1.3 切削用量的選擇,一、選擇切削用量的意義 合理選擇切削用量對提高勞動生產(chǎn)率、延長車刀使用壽命、保證加工質(zhì)量

11、、增加經(jīng)濟效益都有十分重要的意義。切削用量是否合理的標(biāo)準(zhǔn)是： （1）是否能保證工具表面的加工質(zhì)量。 （2）在機床剛性允許的條件下是否能充分發(fā)揮機床的功率。 （3）在保證加工質(zhì)量和刀具壽命條件下是否能充分發(fā)揮刀具的切削性能。,二、選擇切削用量的原則 1.粗車時切削用量的選擇 粗車時主要以提高生產(chǎn)率為主，應(yīng)盡快地把多余材料切除，原則上應(yīng)選大的切削用量，但又不能將切削用量三要素同時增大。 2.半精車、精車時切削用量的選擇 精車、半精車的進給量應(yīng)選得小一些，切削速度應(yīng)根據(jù)刀具材料選擇。高速鋼車刀應(yīng)選較低切削速度（ vc 80m/min ）。,1.4金屬切削過程,一、切削的類型 1.帶狀切屑：用大前角刀

12、具、高切削速度、小進給量加工塑性材料時出現(xiàn)。形成帶狀切屑時，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。 2.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進給量加工中等硬度的鋼材時出現(xiàn)。形成這種切屑時，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過程，但切削力波動大，工件表面粗糙。 3.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時出現(xiàn)，形成這種切屑時，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。,4.單元切屑：菱形單元分離體，較低 vc，較 大ap，f 加工硬度較高塑性較差金屬時產(chǎn)生。,二、積屑瘤 當(dāng)切屑沿前刀面流出時，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，

13、金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。,積屑瘤的影響： 1、保護切削刃，粗加工時，希望產(chǎn)生積屑瘤 2、本身不斷形成和脫落，會引起振動，影響工件表面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。,三、切削力 1、切向力（切削力）Fz ：總切削力在主運動方向上的正投影，其大小約占總切削力的9599%,是三個分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機床動力、重要零件的強度和剛度設(shè)計和校核的主要依據(jù)； 2、軸向力（進給力）Fx : 總切削力在進給方向上的正投影，其大小約占總切削力的15%, 它是設(shè)計和驗算機床進給機構(gòu)必須的參數(shù)； 3、徑向力（背向力）Fy: 總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容

14、易使工件變形，同時引起振動，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細長軸）時，應(yīng)該力求減少切削力。,切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個方向分解為： 1.切向力Fz 2.軸向力Fx 3.徑向力Fy,主偏角影響徑向力的分配：,切削熱產(chǎn)生原因： 1.切屑變形； 2.工件與刀具的摩擦； 切削熱傳出途徑： a.由切屑帶走，帶走越多越有利； b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利； c.傳入工件，使工件溫度升高 ，引起工件變形，產(chǎn)生誤差； d. 傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。,1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合理的刀具幾何角度和切削用量，比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形

15、，選用大的背吃刀量和小的進給量。 2.改善散熱條件：包括使用冷卻液等各種冷卻措施； 冷卻液一般有： 水溶液：比熱大，導(dǎo)熱性好，但不能起潤滑作用，如蘇打水，蘇打用于防銹。用于粗磨。 切削油：如礦物油；比熱小，但有潤滑作用。 乳化液：具有良好的流動性和導(dǎo)熱性，它由乳化油加水稀釋而成，應(yīng)用最廣泛。,五、斷屑 1.定義：切屑在流動和卷曲的過程中，變形程度超過了材料的極限強度，切屑就自行折斷，這就是斷屑。 2.切屑的形狀 車削金屬時，被切削層金屬經(jīng)受了較大的塑性變形變成切屑。切屑在流動和卷曲過程中碰到障礙物，切屑將附加變形。因工件材料、車刀幾何角度及切削用量的不同，切屑附加變形的程度也不同，車削塑性材料

16、時，常會出現(xiàn)“C”字形切屑、螺旋狀切屑和帶狀切屑等,“C”字形切屑 螺旋狀切 屑帶狀切屑,不同形狀切屑形成的原因及特點,3.影響切屑的因素 影響切屑的因素有斷屑槽的尺寸形狀、切屑用量和車刀的幾何角度。 a)斷屑槽的尺寸形狀 斷屑槽有直線型、圓弧型和直線圓弧型等幾種。一般來講寬度減小能使切屑卷曲半徑減小，增大卷曲變形和彎曲應(yīng)力，容易斷屑。 但斷屑槽的寬度必須與進給量和切削深度聯(lián)系起來考慮。例如進給量小，槽應(yīng)狹些；切屑深度小槽也應(yīng)適當(dāng)減小。否則切屑不易在槽是卷曲，往往不流經(jīng)槽底而形成不斷的帶狀切屑。,斷屑槽的尺寸參數(shù)應(yīng)與切削用量的大小相適應(yīng)，否則會影響斷屑效果。常用的斷屑槽截面形狀有直線形、直線圓

17、弧形和圓弧形。,b)切屑用量 切屑用量中對斷屑影響最大的是進給量，其次是切削深度和切削速度。 進給量 進給量加大，切削厚度按比例增大，使切屑卷曲半徑減小，彎曲應(yīng)力增大，切屑易折斷。 切削深度 切削深度減小，過渡刃和副切削刃參加切削的比例增大使出屑角增大。出屑角的大小對切屑的卷曲和折斷后的切屑形狀有很大影響。例如出屑角很小時易產(chǎn)生盤狀螺旋切屑；出屑角較大時易產(chǎn)生管狀螺旋切屑或連續(xù)帶狀切屑；切屑適中時切屑碰到后刀面和工件而折斷。 切削速度 切削速度提高，切削溫度也隨之升高，切屑塑性增大，變形減小不易折斷。,c)車刀幾何角度 刀具角度中以主偏角和刃傾角對斷屑的影響最明顯。在切削深度和進給量已選定的條

18、件下主偏角越大切削厚度越大，切屑卷曲時的彎曲應(yīng)力越大，越易斷屑。生產(chǎn)中主偏角為7590的車刀斷屑性能較好。 刃傾角通過控制切屑流向來影響斷屑。為正值時，切屑流向待加工表面或與后刀面相碰形成“C”狀切屑，也可能形成螺旋狀切屑而甩斷；為負值時，切屑流向已加工表面或加工表面，已形成“C”狀切屑。,前角較大時，采用全圓弧形斷屑槽刀具的強度較好。斷屑槽位于前刀面上的形式有平行、外斜、內(nèi)斜三種。 外斜式常形成C形屑和6字形屑，能在較寬的切削用量范圍內(nèi)實現(xiàn)斷屑；內(nèi)斜式常形成長緊螺卷形屑，但斷屑范圍窄；平行式的斷屑范圍居于上述兩者之間。,1.5 表面粗糙度,1表面粗糙度 表面粗糙度是指加工表面上較小間距和微小峰谷所形成的微觀幾何不平度。表面粗糙度值的大小對工件的耐磨性、而腐蝕性、疲勞強度、配合性質(zhì)等有很大的影響。 2影響工件表面粗糙度的因素 a)殘留面積 車削時車刀主、副切削刃在工件已加工表面上留有痕跡，這些未被切去部分的截面積，稱為殘留面積。殘留面積越大,高度越高,表面粗糙度越大。進給量、刀具主偏角、副偏角、和刀尖圓弧半徑都影響殘留面積高度。,b）積屑瘤 因積屑瘤既不