機械制造工程訓(xùn)練金工實習(xí)-第二講 車削加工

1、機械制造工程訓(xùn)練機械制造工程訓(xùn)練第二講第二講 車車 削削 加加 工工陳豐峰陳豐峰 副教授副教授目的和要求目的和要求車工理論講課內(nèi)容車工理論講課內(nèi)容車削加工概述車削加工概述車刀分類、角度及材料車刀分類、角度及材料切削加工的基本知識切削加工的基本知識安全操作知識安全操作知識目的和要求目的和要求1. 掌握常用量具的使用方法掌握常用量具的使用方法目的和要求目的和要求2.了解普通臥式車床的組成、運動了解普通臥式車床的組成、運動及加工范圍及加工范圍目的和要求目的和要求3.掌握車床的加工方法，能在車床掌握車床的加工方法，能在車床上獨立完成加工簡單零件。上獨立完成加工簡單零件。目的和要求目的和要求4.了解車刀

2、的種類和刀頭的組成、了解車刀的種類和刀頭的組成、幾何角度及材料。幾何角度及材料。9090車刀車刀切斷刀切斷刀圓頭刀圓頭刀鏜孔刀鏜孔刀目的和要求目的和要求5.了解車床主要附件種類和用途。了解車床主要附件種類和用途。目的和要求目的和要求6.學(xué)會分析簡單零件的加工工藝。學(xué)會分析簡單零件的加工工藝。安全操作須知安全操作須知1.實習(xí)時必穿工作服，女實習(xí)時必穿工作服，女同學(xué)須戴工作帽，并將同學(xué)須戴工作帽，并將長發(fā)辮納入帽內(nèi)；工作長發(fā)辮納入帽內(nèi)；工作服袖口扣緊，不得穿涼服袖口扣緊，不得穿涼鞋進入實習(xí)場地。鞋進入實習(xí)場地。安全操作須知安全操作須知2.未了解機床性能和操作未了解機床性能和操作要領(lǐng)之前，不得盲目啟

3、要領(lǐng)之前，不得盲目啟動機床，以免造成機床動機床，以免造成機床事故和人身事故。事故和人身事故。？安全操作須知安全操作須知3.不允許戴手套操作機床不允許戴手套操作機床;不允許用手觸摸正在運不允許用手觸摸正在運動的工件或刀具。車床動的工件或刀具。車床未完全停轉(zhuǎn)時不準(zhǔn)裝卸未完全停轉(zhuǎn)時不準(zhǔn)裝卸或測量工件?；驕y量工件。安全操作須知安全操作須知4.操作過程注意事項：操作過程注意事項：(1) 操作開始前應(yīng)檢查機床周圍有無障礙物，操作開始前應(yīng)檢查機床周圍有無障礙物，如有障礙物如有障礙物, 應(yīng)清除后應(yīng)清除后(不能用手或量具清除不能用手或量具清除)方可啟動機床。方可啟動機床。(2) 操作過程中，在機床變速時一定要停

4、車操作過程中，在機床變速時一定要停車;當(dāng)機床發(fā)出不正常聲音或事故時應(yīng)立即停當(dāng)機床發(fā)出不正常聲音或事故時應(yīng)立即停車，并報告指導(dǎo)教師。離開機床或因故停車，并報告指導(dǎo)教師。離開機床或因故停電時，應(yīng)及時切斷機床電源開關(guān)。電時，應(yīng)及時切斷機床電源開關(guān)。一、切削加工的基本知識一、切削加工的基本知識1. 切削運動切削運動 主運動主運動 在切削過程中為完成各類零件的加工，在切削過程中為完成各類零件的加工，刀具和工件之間必須有一定的相對運動。刀具和工件之間必須有一定的相對運動。 切削運動切削運動 進給運動進給運動旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動 C主運動（一個）主運動（一個）縱向（或橫向）運動縱向（或橫向）運動 f 進給運動（

5、多個）進給運動（多個） (1)主運動主運動 是由機床或人力提供的主要運動，促使是由機床或人力提供的主要運動，促使工件與刀具之間產(chǎn)生相對運動，是切下切屑工件與刀具之間產(chǎn)生相對運動，是切下切屑所需要的基本運動。所需要的基本運動。 特點：特點： 速度最高，消耗功率最大，主運動只有一個速度最高，消耗功率最大，主運動只有一個 定義：定義： (2)進給運動進給運動 是由機床或人力提供的運動，使工件與是由機床或人力提供的運動，使工件與刀具之間產(chǎn)生附加相對運動，與主運動配合，刀具之間產(chǎn)生附加相對運動，與主運動配合，可不斷地或連續(xù)地切除切屑?？刹粩嗟鼗蜻B續(xù)地切除切屑。 特點：特點： 進給運動可以是一個或多個進給

6、運動可以是一個或多個,且具有不且具有不同的運動形式。同的運動形式。 定義：定義：2. 切削用量及其選擇切削用量及其選擇切削速度切削速度c進給量進給量背吃刀量背吃刀量 p(1) 切削用量三要素切削用量三要素切削速度切削速度c進給量進給量 p背吃刀量背吃刀量 p 切削速度是切削刃選定點相對于工件的主運切削速度是切削刃選定點相對于工件的主運動瞬時速度，可用單位時間內(nèi)刀具或工件沿主運動瞬時速度，可用單位時間內(nèi)刀具或工件沿主運動方向的相對位移量來表示。動方向的相對位移量來表示。1)切削速度切削速度ccdw n100060(m/s)dw 工件待加工表面最大直徑。工件待加工表面最大直徑。 n主運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)

7、（主運動每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min) 車削時車削時: 進給量是刀具在進給運動方向上相對工件的進給量是刀具在進給運動方向上相對工件的位移量，即單位時間內(nèi)刀具或工件沿進給方向的位移量，即單位時間內(nèi)刀具或工件沿進給方向的相對位移，單位為相對位移，單位為mm/r 。也可用進給速度也可用進給速度f 表示或表示或mm/s 。2) 進給量進給量 車削外圓時：車削外圓時： pdw dm 2 mm3) 背吃刀量背吃刀量 p 背吃刀量是通過切削刃基點并垂直工作平面背吃刀量是通過切削刃基點并垂直工作平面方向上測量的吃刀量，也即是待加工面和已加工方向上測量的吃刀量，也即是待加工面和已加工面之間的垂直距離。面之間的垂直距離

8、。dmdw(2) 切削用量選擇原則切削用量選擇原則 粗加工時粗加工時，在機床剛度及功率允許時，首先，在機床剛度及功率允許時，首先選擇大的背吃刀量選擇大的背吃刀量 p，盡量在一次走刀過程中切盡量在一次走刀過程中切去大部分多余金屬，其次取較大的進給量去大部分多余金屬，其次取較大的進給量，最最后選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣群筮x擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣萩。 精加工時精加工時，應(yīng)當(dāng)保證工件的加工精度和表面，應(yīng)當(dāng)保證工件的加工精度和表面粗糙度。此時加工余量小，一般應(yīng)取小的背吃刀粗糙度。此時加工余量小，一般應(yīng)取小的背吃刀量量 p和和進給量進給量，以降低表面粗糙度值，然，以降低表面粗糙度值，然后后再選擇較高或較低的切削速度再選

9、擇較高或較低的切削速度c。3. 切削液切削液作用：作用：冷卻、潤滑、清洗、防銹冷卻、潤滑、清洗、防銹 種類：水溶液、乳化液、切削油種類：水溶液、乳化液、切削油 4. 加工質(zhì)量加工質(zhì)量 是指零件在加工以后，其尺寸、形狀及各是指零件在加工以后，其尺寸、形狀及各加工表面之間的相互位置量等技術(shù)參數(shù)的實際加工表面之間的相互位置量等技術(shù)參數(shù)的實際數(shù)值與設(shè)計數(shù)值相符合的程度。數(shù)值與設(shè)計數(shù)值相符合的程度。 (1)加工精度加工精度 包括包括:尺寸精度、形狀精度、位置精度尺寸精度、形狀精度、位置精度 (2) 表面質(zhì)量表面質(zhì)量 通常用表面粗糙度表示通常用表面粗糙度表示 5、常用量具的使用方法、常用量具的使用方法(1

10、) 認(rèn)識游標(biāo)卡尺認(rèn)識游標(biāo)卡尺制動螺釘制動螺釘副尺副尺活動卡腳活動卡腳主主尺尺固定固定卡腳卡腳(2)游標(biāo)卡尺的測量范圍游標(biāo)卡尺的測量范圍測量外徑測量外徑測量深度測量深度測量內(nèi)徑測量內(nèi)徑(3) 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)1960.0219.12測量外徑測量外徑二、車削加工概述二、車削加工概述1. 車床的種類及型號車床的種類及型號（1）種類）種類 主要有主要有臥式車床臥式車床立式車床立式車床多刀車床多刀車床數(shù)控車床數(shù)控車床自動及半自動車床自動及半自動車床臥式車床、立式車床、臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、自動及半自動車床、儀自動及半自動車床、儀表車床、仿形車床、數(shù)表車床

11、、仿形車床、數(shù)控車床等?？剀嚧驳?。各類車床約占金屬切削機床總數(shù)的各類車床約占金屬切削機床總數(shù)的4060。車床中應(yīng)用最廣泛的是：車床中應(yīng)用最廣泛的是：臥臥 式式 車車 床床(一一) 車床車床 例：例： C 6 1 32 機床類別代號（車床類）機床類別代號（車床類） 機床組別代號（落地及臥式車床組）機床組別代號（落地及臥式車床組）機床系別代號（臥式車床型）機床系別代號（臥式車床型）車床主要參數(shù)代號（車床能加工最車床主要參數(shù)代號（車床能加工最大直徑的大直徑的1/10，即，即320mm） 根據(jù)國標(biāo)根據(jù)國標(biāo)GB/T153751994規(guī)定，車床型號規(guī)定，車床型號由漢語拼音字母和數(shù)字組成。由漢語拼音字母和數(shù)

12、字組成。(2) 車床型號車床型號2. 臥式車床的組成及傳動分析臥式車床的組成及傳動分析（1） 臥式車床的組成臥式車床的組成變速箱變速箱進給箱進給箱主軸箱主軸箱刀刀 架架溜板箱溜板箱尾尾 座座床床 身身床床 腿腿（2） 臥式車床的傳動分析臥式車床的傳動分析 電動機電動機 變速箱變速箱 帶傳動帶傳動 主軸箱主軸箱 主主 軸軸 工件轉(zhuǎn)動工件轉(zhuǎn)動 換向機構(gòu)換向機構(gòu) 變換機構(gòu)變換機構(gòu) 進給箱進給箱 光杠光杠 絲杠絲杠 溜板箱溜板箱刀架刀架 車刀縱橫移動車刀縱橫移動車床的主運動車床的主運動車床的進給運動車床的進給運動3. 臥式車床的操作要領(lǐng)：臥式車床的操作要領(lǐng)：車削錐面的三種方法車削錐面的三種方法尾座偏移

13、法尾座偏移法 具體操作方法具體操作方法在實習(xí)現(xiàn)場結(jié)合車床進行詳細講解。在實習(xí)現(xiàn)場結(jié)合車床進行詳細講解。轉(zhuǎn)動小滑板法轉(zhuǎn)動小滑板法寬刀法寬刀法車外圓車外圓鉆中心孔鉆中心孔鏜鏜 孔孔車端面車端面(二二) 加工范圍加工范圍切切 槽槽車錐面車錐面車螺紋車螺紋(三三) 車削加工特點車削加工特點 車削加工特別適用于加工軸車削加工特別適用于加工軸、盤、套等各盤、套等各種回轉(zhuǎn)體表面種回轉(zhuǎn)體表面;車削刀具簡單車削刀具簡單,切削過程平穩(wěn)切削過程平穩(wěn)。 車削除了可以加工金屬材料外，還可以加車削除了可以加工金屬材料外，還可以加工木材、塑料、橡膠、尼龍等非金屬材料。工木材、塑料、橡膠、尼龍等非金屬材料。 車床上加工尺寸公

14、差等級可達車床上加工尺寸公差等級可達IT11IT6;表面粗糙度表面粗糙度Ra值可達值可達12.50.8um。三、車刀三、車刀1. 常用車刀種類常用車刀種類（1）按用途分）按用途分直頭外圓車刀直頭外圓車刀 450彎頭外圓車刀彎頭外圓車刀900偏車刀偏車刀端面車刀端面車刀鏜刀鏜刀切斷刀切斷刀寬刃光刀寬刃光刀（2）按結(jié)構(gòu)分）按結(jié)構(gòu)分機夾式車刀機夾式車刀機夾式可轉(zhuǎn)位式車刀機夾式可轉(zhuǎn)位式車刀整體式車刀整體式車刀焊接式車刀焊接式車刀(3) 各類結(jié)構(gòu)類型車刀的特點和用途各類結(jié)構(gòu)類型車刀的特點和用途名名 稱稱 特特 點點 適適 用用 范范 圍圍 整體式整體式高速鋼制造，切削刃可刃高速鋼制造，切削刃可刃磨很鋒利

15、。磨很鋒利。用于小型車床上加工非用于小型車床上加工非鐵金屬。鐵金屬。 焊接式焊接式中碳鋼刀桿上焊接硬質(zhì)合中碳鋼刀桿上焊接硬質(zhì)合金或高速鋼刀片后，結(jié)構(gòu)金或高速鋼刀片后，結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活緊湊，使用靈活各類車刀，特別是較小各類車刀，特別是較小刀具。刀具。 機夾式機夾式避免焊接產(chǎn)生應(yīng)力、變形避免焊接產(chǎn)生應(yīng)力、變形等缺陷，刀桿利用率高。等缺陷，刀桿利用率高。外圓、端面等車刀、鏜外圓、端面等車刀、鏜刀、切斷刀、螺紋車刀刀、切斷刀、螺紋車刀 機夾可機夾可 轉(zhuǎn)位式轉(zhuǎn)位式避免焊接產(chǎn)生應(yīng)力、變形避免焊接產(chǎn)生應(yīng)力、變形等缺陷，刀片可快速轉(zhuǎn)位等缺陷，刀片可快速轉(zhuǎn)位大中型車床、自動生產(chǎn)大中型車床、自動生產(chǎn)線和數(shù)控車床

16、。線和數(shù)控車床。2. 車刀的組成車刀的組成車刀由刀頭和刀體組成。車刀由刀頭和刀體組成。刀頭刀頭刀體刀體刀體：刀體：用于夾持在刀架上或夾持用于夾持在刀架上或夾持刀片，又稱夾持部分。刀片，又稱夾持部分。刀頭：刀頭：用于切削，又稱切削部分。用于切削，又稱切削部分。切削部分由三面、兩刃、一尖組成。切削部分由三面、兩刃、一尖組成。三面：三面：刀具上切屑流經(jīng)的表面。刀具上切屑流經(jīng)的表面。前刀面：前刀面：主后刀面：主后刀面： 刀具上同前刀刀具上同前刀面相交形成主面相交形成主切削刃的后刀切削刃的后刀面。面。前刀面前刀面主后刀面主后刀面刀具上同前刀刀具上同前刀面相交形成副面相交形成副切削刃的后刀切削刃的后刀面。

17、面。副后刀面副后刀面副后刀面：副后刀面：主切削刃：主切削刃： 對車刀來說是前對車刀來說是前刀面與副后刀面的交線，參刀面與副后刀面的交線，參加部分切削工作。加部分切削工作。兩刃：兩刃：刀尖刀尖 對車刀來說是前刀面對車刀來說是前刀面與主后刀面的交線。承擔(dān)主要切與主后刀面的交線。承擔(dān)主要切削任務(wù)。削任務(wù)。副切削刃：副切削刃：主切削刃主切削刃刀尖：主切削刃與副切削刃刀尖：主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一部分切的連接處相當(dāng)少的一部分切削刃。為增加刀尖強度，通削刃。為增加刀尖強度，通常磨成一小段過渡圓弧。常磨成一小段過渡圓弧。三面、兩刃、一尖三面、兩刃、一尖副后刀面副后刀面前刀面前刀面副切削刃副切削刃

18、主后刀面主后刀面一尖一尖:3. 車刀的主要角度車刀的主要角度 為確定刀具的主要角度，須建立三個相互為確定刀具的主要角度，須建立三個相互垂直的參考平面構(gòu)成的靜止參考系。垂直的參考平面構(gòu)成的靜止參考系。(1) 建立車刀靜止參考系建立車刀靜止參考系基面基面切削平面切削平面正交平面正交平面c1) 基面基面 通過切削刃選定點的平面，它平行刀通過切削刃選定點的平面，它平行刀具安裝的一個平面，其方位要垂直于具安裝的一個平面，其方位要垂直于主運動方向。主運動方向。c2) 切削平面切削平面通過切削刃選定點并同時垂直于通過切削刃選定點并同時垂直于基面的平面?；娴钠矫?。c正交平面正交平面切削平面切削平面基面基面3

19、) 正交平面正交平面通過切削刃選定點并同時垂直于通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面?；婧颓邢髌矫娴钠矫?。前角前角0基面投影線基面投影線前角越大前角越大前刀面投影前刀面投影線線刀刃越鋒利刀刃越鋒利主切削刃強度越低，易崩刃主切削刃強度越低，易崩刃已加工表面質(zhì)量越好已加工表面質(zhì)量越好在在-50250內(nèi)選取，粗加工取小，精取大內(nèi)選取，粗加工取小，精取大 在正交平面內(nèi)測量，前在正交平面內(nèi)測量，前刀面與基面之間的夾角刀面與基面之間的夾角。1)前角前角0 0c(2) 車刀切削部分的主要角度車刀切削部分的主要角度切削平面投影線切削平面投影線減小后刀面與已加工表面減小后刀面與已加工表面之間的摩擦

20、之間的摩擦; 它和前角一它和前角一樣影響刃口的強度和鋒利樣影響刃口的強度和鋒利程度。程度。主后刀面投影線主后刀面投影線作用：作用：后角后角0后角應(yīng)在后角應(yīng)在60120內(nèi)選取內(nèi)選取; 粗加工取小，精加工取大。粗加工取小，精加工取大。 在正交平面內(nèi)測量，在正交平面內(nèi)測量，主后刀面與切削平面之主后刀面與切削平面之間的夾角間的夾角。2) 后角后角0 0c3) 主偏角主偏角r r主切削平面與假定工作平面之間的夾角主切削平面與假定工作平面之間的夾角。主偏角主偏角r r 主偏角主偏角r r 減小，主切削刃參加切削的長度增加，減小，主切削刃參加切削的長度增加，刀具磨損減慢，但作用于工件的徑向力會增加。刀具磨損

21、減慢，但作用于工件的徑向力會增加。 常用刀具的主偏角常用刀具的主偏角r r 有有45450 0、60600 0、75750 0、90900 0。4) 副偏角副偏角r r副切削平面與假定工作平面之間的夾角副切削平面與假定工作平面之間的夾角。 副偏角副偏角可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩可減小副切削刃與工件已加工表面之間的摩擦，減小已加工表面的粗糙度。擦，減小已加工表面的粗糙度。 副偏角副偏角一般為一般為5 50 015150 0副偏角副偏角r r基面投影線基面投影線主切削刃主切削刃刃傾角刃傾角s s 刀尖為切削刃最高點時為刀尖為切削刃最高點時為正，反之為負。正，反之為負。刃傾角刃傾角一般一

22、般 550 0 5 50 05) 刃傾角刃傾角s s在切削平面中測量，主切削刃與基面的夾角在切削平面中測量，主切削刃與基面的夾角。 刃傾角可控制切屑流出方刃傾角可控制切屑流出方向和刀頭強度。向和刀頭強度。c4. 車刀的安裝要求車刀的安裝要求刀尖對準(zhǔn)尾座頂尖刀尖對準(zhǔn)尾座頂尖刀具應(yīng)墊好、放正、夾刀具應(yīng)墊好、放正、夾牢牢刀頭伸出長度應(yīng)小刀頭伸出長度應(yīng)小于于2倍的刀桿厚度倍的刀桿厚度刀尖與工件軸線應(yīng)等高刀尖與工件軸線應(yīng)等高5. 刀具材料刀具材料 刀具材料一般指切削部分的材料。在切削過程刀具材料一般指切削部分的材料。在切削過程中，刀具要承受很大的切削力及高溫、摩擦、振中，刀具要承受很大的切削力及高溫、摩擦、振動、沖擊，所以應(yīng)具備下列基本性能。動、沖擊，所以應(yīng)具備下列基本性能。(2)足夠的強度和韌性足夠的強度和韌性 (1)較高的硬度較高的硬度 常溫下硬度應(yīng)達到常溫下硬度應(yīng)達到60HRC以上以上(3)較好的耐磨性較好的耐磨性(4)較高的耐熱性較高的耐熱性(5)良好的