車削加工教學(xué)課件

1、1-1 金屬切削加工,金屬切削加工,一、切削加工,通過機(jī)床提供的切削運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，使刀具和工件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而切除工件上多余的材料，以獲得合格零件的加工過程。,二、切削加工的種類,車、銑、刨、磨、鉆、鏜、拉、鋸、螺紋加工、 齒輪加工等。,在現(xiàn)代機(jī)械制造中，除少量零件采用精密鑄造、精密鍛造、粉末冶金等到方法直接獲得零件外，大部分零件都要經(jīng)過切削加工才能獲得所需要的加工精度和表面粗糙度。,1-2 金屬切削機(jī)床,用切削加工的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的工藝裝備。,一、金屬切削機(jī)床,二、機(jī)床的分類,1、按加工性質(zhì)和所用刀具的不同可分12大類：,車床,插床,其它機(jī)床,螺紋加工機(jī)床,鉆床,銑床,磨床,鏜

2、床,拉床,鋸床,刨床,齒輪加工機(jī)床,第十四章 金屬切削加工,2.按機(jī)床的通用程度分類：,2)專用機(jī)床,1)通用機(jī)床（萬能機(jī)床）,3)專門化機(jī)床（專能機(jī)床）,3.按機(jī)床的精度分類：,普通精度級(jí)、精密級(jí)和超精密級(jí)機(jī)床。,4.按機(jī)床重量不同分類：,1)輕型機(jī)床（10噸以下）； 2)中型機(jī)床（10噸-100噸）； 3)重型機(jī)床（100噸以上）；,第十四章 金屬切削加工,三、機(jī)床型號(hào)的編制方法,機(jī)床型號(hào)是為了方便地管理和使用機(jī)床，按一定規(guī)律賦予機(jī)床的代號(hào)。用于表示機(jī)床的類型、通用性和結(jié)構(gòu)特性、主要技術(shù)參數(shù)等。,通用機(jī)床型號(hào)表示方法如下：,第十四章 金屬切削加工,1、機(jī)床類別的劃分及其代號(hào),機(jī)床的類別用漢

3、語拼音大寫字母表示，類別代號(hào)及其讀音如表所示：,分類代號(hào)用數(shù)字表示，只有磨床才有。,第十四章 金屬切削加工,2、機(jī)床組、系的劃分,機(jī)床的組別和系別代號(hào)用兩位數(shù)字表示。,系的劃分原則是：主參數(shù)相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相對(duì)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)基本相同，且基本結(jié)構(gòu)及布局型式相同的機(jī)床，即劃為同一系。詳見標(biāo)準(zhǔn)JB1838-85。,每類機(jī)床按其結(jié)構(gòu)性能及使用范圍劃分為10組，用數(shù)字0-9表示。,3、機(jī)床的主參數(shù)和第二主參數(shù),主參數(shù)：,主參數(shù)是反映機(jī)床最大工作能力的一個(gè)主要參數(shù)，它直接影響機(jī)床的其他參數(shù)和基本結(jié)構(gòu)的大小。主參數(shù)一般是以機(jī)床加工的最大工件尺寸或與此有關(guān)的機(jī)床部件尺寸來表示。,第二主參

4、數(shù)：一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺(tái)工作面長度等。,第十四章 金屬切削加工,4、通用性、結(jié)構(gòu)性代號(hào),表示機(jī)床所具有的特殊性能。當(dāng)某類型機(jī)床除有普通型外，還具有如下表所列的某種通用特性，則在類別代號(hào)之后加上相應(yīng)的特性代號(hào)。,5、機(jī)床重大改進(jìn)順序號(hào)：,當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)，并按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，在原機(jī)床型號(hào)的尾部，加重大改進(jìn)順序號(hào)，以區(qū)別于原機(jī)床型號(hào)。序號(hào)按A，B，C字母的順序選用。,第十四章 金屬切削加工,C A 6 1 40,C：類別代號(hào)（床類）,6：組別代號(hào)（臥式車床組）,1：系別代號(hào)（普通車床系）,例1：,40：主參數(shù)代號(hào)（床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm

5、）,A：結(jié)構(gòu)性代號(hào)（A結(jié)構(gòu)）,第十四章 金屬切削加工,M M 7 1 32 A,M：類別代號(hào)（磨床類）,M：通用特性代號(hào)（精密）,7：組別代號(hào)（平面及端面磨床組）,1：系別代號(hào)（臥軸矩臺(tái)平面磨床系）,A：重大改進(jìn)順序號(hào)（第一次重大改進(jìn)）,例2：,32：主參數(shù)代號(hào)（工作臺(tái)面寬度320mm）,第十四章 金屬切削加工,T H M 6 3 50 /JCS,T：類別代號(hào)（鏜床類）,M：通用特性代號(hào)（精密）,6：組別代號(hào)（臥式銑鏜床組）,3：系別代號(hào)（臥式銑鏜床系）,JCS：企業(yè)代號(hào)（北京機(jī)床研究所）,例3：,50：主參數(shù)代號(hào)（工作臺(tái)面寬度500mm）,H：結(jié)構(gòu)性代號(hào)（加工中心）,第十四章 金屬切削加工,

6、Z：類別代號(hào)（鉆床類） 3：組別代號(hào)（搖臂鉆床組） 0：系別代號(hào)（搖臂鉆床系） 40：主參數(shù)代號(hào)（最大鉆孔直徑40mm） X46:第二主參數(shù)（最大跨距1600mm） S2：企業(yè)代號(hào)（沈陽第二機(jī)床廠）,Z 3 0 40 X46 /S2,例4：,第十四章 金屬切削加工,金屬切削刀具是完成切削的重要工具,其作用是從工件上切除多于金屬。它是影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本的主要因素。刀具的性能決定機(jī)床性能的發(fā)揮。,1-3 刀 具,一、刀具的類型,（1）切刀類,根據(jù)用途和加工方法不同，刀具有以下幾類：,（2）孔加工刀具,（3）拉刀類,（4）銑刀類,（5）螺紋刀具,（6）齒輪刀類,（7）磨具類,（8）組合刀具,

7、（9）數(shù)控機(jī)床刀具,（10）特種加工刀具,第十四章 金屬切削加工,切削部分由刀面、切削刃組成，采用各種專用刀具材料，根據(jù)需要制造成不同形狀。其組成要素包括： （1）前刀面、 （2）主后刀面、 （3）副后刀面、 （4）主切削刃、 （5）副切削刃、 （6）刀尖。,1、刀柄：是刀具上的夾持部分；一般由采用碳鋼。,2、切削部分：是刀具上直接參加切削工作的部分，也稱刀頭。,二、刀具的結(jié)構(gòu),刀柄+切削部分,第十四章 金屬切削加工,（1）前刀面：,（2）主后刀面：,（3）副后刀面：,（4）主切削刃：,（6）刀尖 ：,（5）副切削刃：,切屑流過的刀面。,與工件表面相對(duì)的刀面。,與工件已加工表面相對(duì)的刀面。,前

8、刀面與主后刀面相交的棱邊形成。,由前刀面與副后刀面相交的棱邊形成。,主、副切削刃實(shí)際交點(diǎn)。,第十四章 金屬切削加工,三、刀具的幾何參數(shù),為定量地表示刀具切削部分的幾何形狀，必須把刀具放在一個(gè)確定的參考系中，用一組確定的幾何參數(shù)確切表達(dá)刀具和切削刃在空間的位置，這就是刀具的幾何參數(shù)（即刀具的角度）。,1、刀具的參考系,第十四章 金屬切削加工,（1）基面（r）,通過主切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。,車刀基面是車刀的安裝面。,通過主切削刃上選定點(diǎn)，與主切削刃相切，且垂直于該點(diǎn)基面的平面。,（2）切削平面（s）,（3）正交平面（Po）,通過切削刃上選定點(diǎn)，同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面

9、。,Pr-Ps-Po三個(gè)面互相垂直，我們稱之為正交平面參考系。,其建立過程為,第十四章 金屬切削加工,正交平面參考系建立過程,2、車刀的標(biāo)注角度,刀具的標(biāo)注角度是指刀具設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注出的角度，它是刀具制造、刃磨和測(cè)量的依據(jù)。,在正交平面參考系中標(biāo)注的角度主要有：,前角（o）,后角（o）,刃傾角（s）,主偏角（r）,副偏角（r）,副后角（o）,第十四章 金屬切削加工,1、前角（o）：,前刀面與基面平行時(shí)， o=0；前刀面與切削平面之間的夾角小于90度時(shí)， o0；前刀面與切削平面之間的夾角大于90度時(shí)， o0.,前角愈大，刀具愈鋒利，但刀具強(qiáng)度愈差。,在正交平面中測(cè)量的前刀面與基面的夾角。,第十四

10、章 金屬切削加工,選取原則： 工件材料：塑性材料，大前角；脆性，小前角。 強(qiáng)度、硬度低，大前角，否則，小前角。 刀具材料：高速鋼，大前角；硬質(zhì)合金，小前角。 加工性質(zhì)：精加工，大前角；粗加工，小前角。,選取范圍：,2、后角（o）：,在正交平面中測(cè)量的主后刀面與切削平面的夾角。,后刀面與切削平面重合時(shí)o =0；后刀面與基面之間的夾角小于90度時(shí)o 0；前刀面與基面之間的夾角大于90度時(shí)o 0.,后角愈大，刀具與工件之間的磨擦愈小，但刀具強(qiáng)度也愈差。,選取原則：加工性質(zhì)：精加工，大后角；粗加工，小后角。,選取范圍：粗加工： 精加工：,3、副后角（o）：,在副正交平面中測(cè)量的副后刀面與副切削平面的夾

11、角。,副后角影響刀面與已加工表面之間的磨擦和刀具強(qiáng)度。,4、刃傾角（s）：在切削平面內(nèi)度量的主切削刃與基面之間的夾角。,刃傾角影響切屑排出的方向和刀頭形狀。,作用：（1）影響刀頭的強(qiáng)度 （2）影響排屑方向,5、主偏角（r）：在基面內(nèi)測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。,作用：（1）影響切屑的形狀和刀具壽命 （2）影響背向力與進(jìn)給力的比例 （3）影響表面粗糙度 對(duì)切屑的形狀和刀具壽命的影響 主偏角對(duì)表面粗糙度大小的影響,主偏角?。呵行紝捛冶?。 （散熱好，刀具壽命提高） 主偏角大：切屑窄且厚。,主偏角?。罕砻娲植诙刃　Ｖ髌谴螅罕砻娲植诙却?。 常用角度：45、60 、75 、90,主

12、偏角的選擇原則：粗加工時(shí)選大些，精加工時(shí)可選小些；工件材料強(qiáng)度、硬度高時(shí)，主偏角應(yīng)取小些；工藝系統(tǒng)剛性好，主偏角應(yīng)取小些，反之取大些。,6、副偏角（r）：在基面內(nèi)測(cè)量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。,副偏角一般為正值 ，它影響刀頭強(qiáng)度和表面粗糙度。 作用：（1）影響副切削刃與工件已加工表面的摩擦 （2）影響表面粗糙度的大小,副偏角?。罕砻娲植诙刃?。副偏角大：表面粗糙度大。,7、（1）刀具幾何角度選取原則： 銳字當(dāng)先，銳中求固。 （2）當(dāng)前刀具角度變革趨勢(shì)： 三大一?。捍笄敖?大刃傾角 大主偏角 小后角,四、刀具材料,1、刀具材料應(yīng)具備的性能,（1）高的硬度,刀具材料的硬度必須高

13、于工件材料的硬度。刀具材料的常溫硬度，一般要求在HRC60以上。,（2）高的耐磨性,耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力。一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。,（3）足夠的強(qiáng)度和韌性,以便承受切削力，沖擊和振動(dòng)，而不致于產(chǎn)生崩刃和折斷,（4）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性）,耐熱性是指刀具材料在高溫下保持硬度，耐磨性，強(qiáng)度和韌性的能力。,（5）良好的工藝性能,即刀具材料應(yīng)具有良好的鍛造性能，熱處理性能，焊接性能，磨削加工性能等。,2、幾種常見的刀具材料,（2）硬質(zhì)合金,（3）涂層刀具(80HRC以上),（4）陶瓷刀具(硬度高,但抗彎強(qiáng)度低,沖擊韌性差),（5）超硬刀具材料,（1）高速鋼,YT類鎢(鈷鈦類)：,Y

14、G類(鎢鈷類) ：,YW類(碳化鎢類) ：,金剛石,立方氮化硼(CBN),第十四章 金屬切削加工,（1）高速鋼,高速鋼是含有較多鎢、鉬、鉻、釩等元素的高合金工具鋼。其抗彎強(qiáng)度較高，韌性較好，常溫硬度在62-66HRC，其耐熱性約為600-660。刃磨時(shí)切削刃易鋒利，故在生產(chǎn)中常稱為“鋒鋼”，磨光的高速鋼亦稱白鋼。,高速鋼刀具制造工藝簡單，能鍛造，容易磨出鋒利的刀刃，因此在復(fù)雜刀具（鉆頭、絲錐、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等）的制造中，高速鋼占有重要地位。,（2）優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：常用牌號(hào)T10A，T12A。淬火后有較高的硬度（60-64HRC），容易刃磨鋒利；但熱硬性差，允許的切削速度很低（8-10

15、m/min)一般用來制造切削速度低、尺寸較小的手動(dòng)工具。如銼刀、鏨子。,（3）合金工具鋼：常用牌號(hào)有9SiCr、CrWMn等。其熱硬性、韌性較碳素工具鋼要好，熱硬性較高，切削速度較碳素工具鋼提高10%-20%。常用來制造形狀復(fù)雜的低速刀具。如鉸刀、絲錐和板牙等。,（4）硬質(zhì)合金：常用牌號(hào)有YG8、YG6、YG3、YT5、YT14、YT15，它以鈷為粘結(jié)劑，將高硬度難熔的金屬碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等)粉末用粉末冶金方法粘結(jié)制成。其常溫硬度達(dá)89-93HRA，熱硬性溫度高達(dá)800 -1000，耐磨性好，切削速度比高速工具鋼高4-7倍。但沖擊韌性差，抗彎強(qiáng)度低。,高壓水刀,有句成語叫做

16、：“柔情似水”，表明在常人眼中，液體的水無固定形狀，是溫柔的象征。然而，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，高壓水流在撞擊物體表面最初的百萬分之幾秒時(shí)，其瞬時(shí)壓力非常大。利用水的這一特點(diǎn)，科學(xué)家們將水變成了堅(jiān)硬的高壓水刀，可以用來挖泥、采礦，甚至切削鋼板，還可用于沖孔、粉碎材料，甚至外科手術(shù)。,高壓水刀的優(yōu)點(diǎn)有：用途廣泛，可以加工鋼板、銅板、玻璃、塑料等各種類型的材料；切削材料的切面光滑，不會(huì)留下毛口或變形；在切削某些化工合成材料肘，不會(huì)放出有毒氣體或產(chǎn)生煙塵；水刀穿越的速度非?？?，甚至不會(huì)將材料淋濕。目前，許多國家已將高壓水刀切削工藝投入實(shí)際應(yīng)用,第十四章 金屬切削加工,零件表面的形成和切削運(yùn)動(dòng),一、零件表面的形成,1、待加工表面：,2、已加工表面：,3、加工表面,工件上即將被切除的表面。,工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的新表面。,工件上正在被切除的表面。,第十四章 金屬切削加工,二、切削運(yùn)動(dòng),在切削加工形成零件的全過程中，刀具和工件之間必需要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，按作用的不同可分：,1、主運(yùn)動(dòng)：,2、進(jìn)給運(yùn)