車削加工培訓(xùn)教材.ppt

1、制造工程部: 周懿,車削加工培訓(xùn)教材,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,2,目錄,1、車床結(jié)構(gòu)車床結(jié)構(gòu)（臥式車床、倒立式車床） 2、工裝夾具 3、車刀 刀具材料 車刀切削部分幾何參數(shù)的選擇 車刀類型及結(jié)構(gòu) 刀具磨損 4、車削工藝參數(shù) 熱前盤類零件 熱前軸類零件 熱后車 車襯套 5、實際加工所遇到的問題 徑跳、端跳 粗糙度 過渡圓角R 定位基準(zhǔn),2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,3,1、車床結(jié)構(gòu)車床結(jié)構(gòu)（臥式車床、倒立式車床,于都工廠目前有兩種類型數(shù)控車床，分別為臥式數(shù)控車床和倒立式數(shù)控車床。其中臥式數(shù)控車床有友佳精機的FTC10、FTC180

2、、FTC350，DMG機床廠的CTX310、CTX510。倒立式數(shù)控車床有EMAG機床廠的VSC7和VL5,FTC10,FTC180,FTC350,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,4,VL5,VSC7,CTX310,CTX510,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,5,DMG CTX310臥式數(shù)控車床結(jié)構(gòu),DMG CTX310臥式數(shù)控車床由SIEMENS數(shù)控面板、主軸、刀塔和尾座頂針（可選）這4個主要功能部件組成,主軸可順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由加工程序中的S設(shè)定,SIEMENS數(shù)控面板輸入加工程序和設(shè)定加工參數(shù),尾座頂尖（可選）提供尾座頂緊

3、壓力,刀塔裝夾刀具、提供換刀功能，另通過絲桿帶動，提供刀具X軸、Z軸進給(F,Z軸,X軸,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,6,EMAG VL5倒立式數(shù)控車床結(jié)構(gòu),EMAG VL5倒立式數(shù)控車床由FANUC數(shù)控面板、主軸、刀塔和料道4個主要功能部件組成。 它和DMG CTX310臥式數(shù)控車床不同點有： 1、EMAG VL5車床主軸倒立，DMG CTX310車床主軸在機床左側(cè)； 2、 EMAG VL5車床通過絲桿驅(qū)動主軸進行進給， DMG CTX310車床通過絲桿驅(qū)動刀塔進行進給,刀塔提供換刀功能,FANUC數(shù)控面板輸入加工程序和設(shè)定加工參數(shù),2021/3/7,格特拉克

4、(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,7,主軸可順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由加工程序中的S設(shè)定；另通過絲桿帶動，提供刀具X軸、Z軸進給(F,料道更換工件，和主軸共同實現(xiàn)自動上下工件功能,A軸,X軸,Z軸,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,8,2、工裝夾具,我們于都工廠車床工裝夾具有以下幾種： 1、三爪卡盤（或加工軸類零件時加上尾座頂尖） 整個夾具由卡盤、三爪、T型壓塊和內(nèi)六角螺栓組成。根據(jù)加工不同零件的要求，三爪分為軟爪和硬爪。軟爪為未淬硬的鋼制節(jié)爪，主要用于夾持夾位面積較大的零件，如熱前精車。硬爪是已淬硬的鋼制節(jié)爪，用于裝夾夾位面積較小、硬度大于軟爪的零件或工裝，如我們廠

5、自制的熱后硬車節(jié)圓夾具。 使用三爪卡盤時，要先夾住一個標(biāo)準(zhǔn)熱后環(huán)規(guī)（壓塊），再根據(jù)零件夾位外圓直徑車削卡爪夾位直徑，從而保證三爪和工件夾持面積最大。檢驗卡爪端徑跳時，也要先夾住標(biāo)準(zhǔn)熱后環(huán)規(guī)（壓塊），避免失圓,三爪卡盤總成,三爪,卡盤,T型壓塊,卡爪徑跳0.01卡爪端跳 0.01,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,9,2、軸類熱前車削專用工裝 為了保證精度和與后道工序統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，熱前車削軸類零件均采用軸中心孔作為定位基準(zhǔn)，再根據(jù)不同零件采用不同的夾緊方式端面驅(qū)動和夾外圓。下面是我們工廠3種軸類熱前車削專用工裝,左右頂尖定位軸中心孔,節(jié)爪端面驅(qū)動（液壓驅(qū)動,卡爪夾緊外圓

6、（薄膜卡盤,漲套夾緊外圓,左右頂尖徑跳0.005，卡爪、漲套徑跳 0.01,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,10,3、熱后車節(jié)圓夾具（適用于盤類零件） 熱后車節(jié)圓夾具是用卡爪或?qū)Ｓ枚ㄎ黄鞫ㄎ涣慵嗣姹ＷC端跳，用節(jié)圓銷或?qū)Ｓ霉?jié)圓定位齒塊定位和夾緊零件徑向從而保證徑跳。熱后車節(jié)圓夾具的節(jié)圓銷或?qū)Ｓ霉?jié)圓定位齒塊根據(jù)零件齒數(shù)均勻分成三處，夾持齒輪節(jié)圓三點，通過自定圓心和三點成圓原則，將夾具圓心和齒輪節(jié)圓圓心合為一點,節(jié)圓銷由鋼絲將節(jié)圓銷固定在夾具框架上，并具有4個自由度，能夠和零件柔性配合,夾具框架固定節(jié)圓銷和壓塊,壓塊已淬硬，聯(lián)接節(jié)圓銷和卡爪，具有2個自由度，能夠在平面上

7、移動,卡爪徑跳0.01，卡爪端跳 0.01；零件端跳 0.03,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,11,端面定位器通過3個凸臺定位零件端面,螺母調(diào)節(jié)和固定節(jié)圓定位齒塊位置,節(jié)圓定位齒塊定位和夾緊齒輪節(jié)圓,夾具本體聯(lián)接卡盤、固定節(jié)圓定位齒塊并提供夾緊和松開功能,校準(zhǔn)件徑跳0.005；定位器端跳 0.005,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,12,薄膜卡盤聯(lián)接主軸和夾具，提供夾緊和松開功能,端面定位器定位零件端面,送料工裝,節(jié)圓定位齒塊可自由轉(zhuǎn)動,導(dǎo)向銷,校準(zhǔn)件注意卡爪編號和齒號一一對應(yīng),校準(zhǔn)件徑跳0.005；定位器端跳0.005； 卡爪松緊調(diào)節(jié)

8、距離小零件0.2 0.3 、主減齒0.5 0.6,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,13,3、車刀,1、刀具材料 車刀常用的材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、金剛石和立方氮化硼。根據(jù)工件材料的硬度和強度，我們工廠主要選用硬質(zhì)合金作為熱前車刀具材料，立方氮化硼為熱后車刀具材料。 硬質(zhì)合金是由難熔金屬碳化物（WC、TiC）和金屬結(jié)合劑（如Co）的粉末在高溫下燒結(jié)而成，分為碳化鎢基和碳（氮）化鈦基兩大類。其硬度受難熔金屬碳化物影響，可達89 94HRA；耐磨性要高于高速鋼；強度僅為高速鋼的1/3 1/2；耐熱性達800 1000 。而齒輪材料（低碳合金鋼）熱前硬度僅為170

9、 220HV，在水冷條件下切削溫度為 立方氮化硼是用超高溫超高壓技術(shù)人工合成的無機超硬材料。它的硬度達8000 9000HV；耐熱性達1400 ，并在1400 下仍能保持很高的硬度和耐磨性（具有很好的紅硬性）；導(dǎo)熱性好；化學(xué)惰性大，在1200 1300 下也不易與鐵族金屬發(fā)生反應(yīng)。在加工熱后產(chǎn)品時，我們依靠立方氮化硼的高硬度和良好的紅硬性，利用切削時產(chǎn)生的熱量軟化工件，更容易切削產(chǎn)品,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,14,2、車刀切削部分幾何參數(shù)的選擇 刀具的基本幾何參數(shù)包括：刀具角度、刀面的結(jié)構(gòu)形狀、切削刃的形式等。 刀具的幾何角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃

10、傾角等。車刀的幾何角度見下圖，其定義見表3-1，其作用及選擇原則見表3-2。切削刃的形式及選擇見表3-3。刀尖形式的選擇見表3-4,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,15,表3-1 刀具幾何角度的名稱、代號及定義,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,16,表3-2 刀具幾何角度的作用及選擇原則,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,17,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,18,表3-3 切削刃的形式及選擇,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,19,表3-4 刀尖形式的選擇,

11、2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,20,3、車刀類型及結(jié)構(gòu) 我們工廠所用的車刀均為可轉(zhuǎn)位車刀，由可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片和刀桿組成。根據(jù)用途，可分為外圓端面車刀、內(nèi)孔車刀和切槽切斷車刀,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,21,根據(jù)刀桿和機床刀塔的聯(lián)接方式不同，可以將車刀刀桿分為兩種： 1、普通的分離式先將刀座固定在機床刀塔上，再用內(nèi)六角螺栓將刀桿固定在刀座上。 2、整體式刀桿和刀座為一個整體部件，直接固定在機床刀塔上。 刀桿的截面形狀主要有矩形、正方形和圓形三種，在我們工廠常用的刀桿截面形狀有2020K和S25。前者多用于外圓端面車刀，后者用于內(nèi)孔

12、車刀。在一般情況下，刀桿懸伸出刀座的長度約等于刀桿高的11.5倍,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,22,切槽車刀,內(nèi)孔車刀,外圓端面車刀,背鏜車刀,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,23,4、刀具磨損 刀具隨著切削過程的進行必然鈍化，其主要原因有兩種： 1、磨損在切削過程中，由于工件刀具切屑的接觸區(qū)里發(fā)生著強烈的磨擦，以致刀具表面某些部分（如前、后刀面）的材料被切屑或工件逐漸帶走而磨損。 、后面磨損指磨損部分主要發(fā)生在后刀面上。這種磨損一般是在切削脆性材料或用較低的切削速度和以較小的切削厚度（）切削塑性材料時發(fā)生。 、前面磨損指磨損部位主要

13、發(fā)生在前刀面上，并在靠近刃口處形成月牙洼，逐漸加寬加深，甚至導(dǎo)致崩刃。這種磨損一般是在用較高的切削速度和較大的切削厚度（）切削塑性材料時發(fā)生。 、前后刀面同時磨損指前面的月牙洼和后面的棱面同時發(fā)生的磨損。這種磨損發(fā)生在以切削厚度切削塑性材料的情況下。 2、破損可能是由于刀具的設(shè)計、制造及使用不當(dāng)，也可能是由于刀具受切削力沖擊而疲勞，以致在切削過程中切削刃或刀片發(fā)生脆性破損,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,24,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,25,4、車削工藝參數(shù),切削3要素是指切削速度、進給量和背吃刀量。在車削工藝?yán)铮鼈円灰粚?yīng)參數(shù)為

14、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和切削深度。 切削速度是指切削刃的選定點相對工件的主運動的瞬時速度。在我們實際生產(chǎn)中，切削速度用工件轉(zhuǎn)速n（rpm）來表示，也可以用刀尖即時線速度v（m/s）來替代，相互間轉(zhuǎn)換公式為： 式中D為刀尖處零件外圓直徑 進給量是指在工件或刀具的每一轉(zhuǎn)或每一往復(fù)行程的時間內(nèi)，刀具與工件之間沿進給運動方向相對位移,單位為mm/r或mm/min。 背吃刀量ap 指工件待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位為mm。具體在產(chǎn)品尺寸上體現(xiàn)為產(chǎn)品半徑、軸向長度。 切削3要素是由零件材料、零件尺寸、零件表面粗糙度、刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)和機床性能所決定。它們的選擇原則見表4-1,2021/3/7,

15、格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,26,表4-1 切削用量各要素選擇原則,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,27,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,28,1、熱前盤類零件 對于盤類零件，我們工廠熱前精車工藝路線有兩種： “精車一端”時夾工件外圓，定位端面，車外圓端面，并粗鏜內(nèi)孔；“精車另一端”時夾工件已精車外圓，定位端面，接平外圓，車端面并精鏜內(nèi)孔。 “精車一端”時崩工件內(nèi)孔，定位端面，車外圓端面； “精車另一端”時夾工件已精車外圓，定位端面，車端面并精鏜內(nèi)孔,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,29,外圓端面

16、車刀,ETQNR 2020K16,S25R EWLNR08,S25R ETUNR16,內(nèi)孔車刀,刀片,DTGNR 2020K16,DWLNR 2020K08,外圓粗車刀 主偏角95 副偏角5,內(nèi)孔粗車刀 主偏角95 副偏角5,外圓精車刀 主偏角91 副偏角29,內(nèi)孔精車刀 主偏角91 副偏角29,外圓精車刀 主偏角107 副偏角13,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,30,2、熱前軸類零件 兩頂+端面驅(qū)動，一次性完成加工,兩頂+夾緊外圓，加工前（后）需要對夾位外圓車削,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,31,外圓車刀,切槽車刀,刀片,SDJC

17、L 2020K,外圓粗、精車刀 主偏角93 副偏角32,SVJBR 2020K16,外圓粗、精車刀 主偏角93 副偏角52,SVHBR 2020K,外圓粗、精車刀 主偏角107 副偏角38,GHGR 20-4,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,32,3、熱后車,端面內(nèi)孔車刀,反鏜端面車刀,S25U-DWLNR-08,車削452MT輸出一檔齒輪 40內(nèi)孔主軸轉(zhuǎn)速 14001600 r/min 背吃刀量 0.06 進給量 0.05 0.10 /r,車削內(nèi)孔、端面主偏角95 副偏角5,車削452MT輸出一檔齒輪 端面主軸轉(zhuǎn)速 12001400 r/min 背吃刀量 0.1

18、0.12 進給量 0.05 0.10 /r,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,33,4、車襯套,車削20內(nèi)孔主軸轉(zhuǎn)速 2000r/min 背吃刀量 0.20 進給量 0.15/r,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,34,5、實際加工所遇到的問題,1、 徑跳、端跳 對于盤類工件,影響其徑跳、端跳主要因素有： 、工裝的端、徑跳 、工件自身的端、徑跳和切削余量 工件自身端、徑跳太大，且切削余量過小不足加工消除 、工裝的夾緊壓力（對薄壁零件） 夾緊力太大，使工件變形，加工完成后，工件恢復(fù)彈性變形導(dǎo)致失圓，從而影響工件徑跳 對于軸類工件，影響其徑跳的主要因素有： 、頂尖徑跳、同軸度 、工件自身的徑跳和切削余量 、切削用量（切削三要素） 主軸轉(zhuǎn)速和進給量太大，導(dǎo)致切削力太大，超出工藝系統(tǒng)承受范圍、尾座頂緊壓力 頂緊壓力太小，不足夾緊工件，造成工藝系統(tǒng)剛性差；頂緊壓力太大，工件彎曲，加工完成后，工件恢復(fù)彈性變形從而影響工件徑跳,2021/3/7,格特拉克(江西)傳動系統(tǒng)有限公司于都工廠,35,2、粗糙度 刀尖