车工工艺学教案

车工工艺学教案 绪论 一、车工在机械加工中的地位和作用 车削加工是指在车床上应用刀具与工件作相对切削运动，用以改变毛坯的尺寸和形状等，使之成为零件的加工过程。车工在切削加工中是最常用的一种加工方法。车床占机床总数的一半左右，故在机械加工中具有重要的地位和作用。 二、车床加工范围 在车床上所使用的刀具主要是车刀，还有钻头、铰刀、丝锥和滚花刀等。车床主要用来加工各种回转表面，如:内、外圆柱面;内、外圆锥面;端面;内、外沟槽;内、外螺纹;内、外成形表面;丝杆、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、套丝、滚花等。如图0-1所示。 图0-1 车床加工范围 a)钻中心孔 b)钻孔 c)铰孔 d)攻螺纹 e)车外圆 f)镗孔 g)车端面 h)切槽 i)车成形面 j)车锥面 k)滚花 l)车螺纹 三、本课程的特点 1、涉及知识面广 2、实验理论多 3、实践性强 四、学习本课程的要求 学习本课程主要做到重视实践知识，善于抓住问题的本质，善于比较，要建立正确的空间概念。学习过程中，要求达到以下几点: 1、具有正确图示和选择刀具合理几何参数的能力。 2、基本掌握切削过程中的主要物理现象的变化规律和应用及控制方法，具有解决实际生产问题的能力。 3、具有根据具体要求选择使用常用刀具，以及设计一般非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 刀具的能力。 4、要求课上认真听讲，抓住重点，做好笔记，课下复习，辅导与自学相结合。 2 第一章 车工入门基础知识 第一节 车床简介 一、车床各部名称和用途 图1-1 C6132普通车床 1-床头箱;2-进给箱;3-变速箱;4-前床脚;5-溜板箱;6-刀架;7 -尾架;8-丝杠;9-光杠; 10-床身;11-后床脚;12-中刀架;13-方刀架;14-转盘;15-小刀架;16-大刀架 1.床头箱 又称主轴箱，内装主轴和变速机构。变速是通过改变设在床头箱外面的手柄位置，可使主轴获得12种不同的转速(45,1980 r/min)。主轴是空心结构，能通过长棒料，棒料能通过主轴孔的最大直径是29mm。主轴的右端有外螺纹，用以连接卡盘、拨盘等附件。主轴右端的内表面是莫氏5号的锥孔，可插入锥套和顶尖，当采用顶尖并与尾架中的顶尖同时使用安装轴类工件时，其两顶尖之间的最大距离为750mm。床头箱的另一重要作用是将运动传给进给箱，并可改变进给方向。 2.进给箱 又称走刀箱，它是进给运动的变速机构。它固定在床头箱下部的床身前侧面。变换进给箱外面的手柄位置，可将床头箱内主轴传递下来的运动，转为进给箱输出的光杆或丝杆获得不同的转速，以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。其纵向进给量为0.06,0.83mm/r;横向进给量为0.04,0.78mm/r;可车削17种公制螺纹(螺距为0.5,9mm)和32种英制螺纹(每英寸2,38牙)。 3 3.变速箱 安装在车床前床脚的内腔中，并由电动机(4.5kw,1440r/min)通过联轴器直接驱动变速箱中齿轮传动轴。变速箱外设有两个长的手柄，是分别移动传动轴上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，可共获6种转速，通过皮带传动至床头箱。 4.溜板箱 又称拖板箱，溜板箱是进给运动的操纵机构。它使光杠或丝杠的旋转运动，通过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母，推动车刀作进给运动。溜板箱上有三层滑板，当接通光杠时，可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动;中滑板可带动小滑板及刀架沿床鞍上的导轨作横向移动。故刀架可作纵向或横向直线进给运动。当接通丝杠并闭合开合螺母时可车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构，使光杠、丝杠两者不能同时使用。 5.刀架 它是用来装夹车刀，并可作纵向、横向及斜向运动。刀架是多层结构，它由下列组成。 ?大刀架 它与溜板箱牢固相连，可沿床身导轨作纵向移动。 ?中刀架 它装置在大刀架顶面的横向导轨上，可作横向移动。 ?转盘 它固定在中刀架上，松开紧固螺母后，可转动转盘，使它和床身导轨成一个所需要的角度，而后再拧紧螺母，以加工圆锥面等。 ?小刀架 它装在转盘上面的燕尾槽内，可作短距离的进给移动。 ?方刀架 它固定在小刀架上，可同时装夹四把车刀。松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。 6.尾架 它用于安装后顶尖，以支持较长工件进行加工，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。偏移尾架可以车出长工件的锥体。尾架的结构由下列部分组成。 ?套筒 其左端有锥孔，用以安装顶尖或锥柄刀具。套筒在尾架体内的轴向位置可用手轮调节，并可用锁紧手柄固定。将套筒退至极右位置时，即可卸出顶尖或刀具。 ?尾架体 它与底座相连，当松开固定螺钉，拧动螺杆可使尾架体在底板上作微量横向移动，以便使前后顶尖对准中心或偏移一定距离车削长锥面。 ?底板 它直接安装于床身导轨上，用以支承尾架体。 7.光杠与丝杠 将进给箱的运动传至溜板箱。光杠用于一般车削，丝杆用于 4 车螺纹。 8.床身 它是车床的基础件，用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对位置。在床身上有供溜板箱和尾架移动用的导轨。 9.前床脚和后床脚 是用来支承和连接车床各零部件的基础构件，床脚用地脚螺栓紧固在地基上。车床的变速箱与电机安装在前床脚内腔中，车床的电气控制系统安装在后床脚内腔中。 二、车工的安 全文 企业安全文化建设方案企业安全文化建设导则安全文明施工及保证措施创建安全文明校园实施方案创建安全文明工地监理工作情况 明生产 1、工作时所用的工、夹量具及车削工件，尽可能集中放在操作者的周围。量具不能直接放在机床的导轨面上。 2、不能将量具与刀具放在一起。工具箱应保持清洁、整洁。 3、加工图样、工艺卡片应放在工作盘上，便于阅读，并保持图样的整洁与完整。 4、毛坯、已加工工件要分开堆放。 5、机床周围应保持畅通、清洁。 6、量具用完后应擦净、涂油、放入盒内并及时归还工具室。 7、操作前要戴好防护用品，工作服袖口要扎紧。操作中不准戴手套。 8、装夹工件、更换刀具、测量加工表面及变速时，必须先停车。 9、工件和车刀必须装夹牢固，以防卡盘在旋转中工件飞出伤人。 10、不允许用手直接去拉或用量具去钩切屑。 11、工件装夹完毕，应及时取下卡盘扳手，以防开机后飞出伤人。 12、不准任意装拆电器设备。 5 第二节 车削和切削用量的基本概念 一、车削的基本概念 1. 车削运动 机床切削运动是由刀具和工件作相对运动而实现的。按切削运动所起作用可分为两类:主运动(图1-2中 )和进给运动(图1-2中ƒ)。 车削 钻削 刨削 铣削 图1-2 切削运动方式 1. 主运动 切除工件切屑形成新表面必不可缺少的基本运动，其速度最高，消耗功率最多。切削加工的主运动只能有一个。车削时，工件的旋转运动为主运动 (图1-2a) 。 2. 进给运动 使切削层间断或连续投入切削，从而加工出完整表面所需的切削运动。其速度小，消耗功率少。进给运动有一个或几个。车削时，刀具的纵向、横向和斜向运动统称为进给运动， (图1-2a)。 2.工件上形成的表面 (1)已加工表面 工件上刀具切 削后产生的表面 (2)过渡表面 工件上由切削刃 形成的那部分表面 (3)待加工表面 工件上有待去 除的表面 图1-3工件上形成的表面 6 二、切削用量的基本概念 1.切削深度(αp) 工件上已加工表面与待加工表面的垂直距离，也就是车刀进给时切入工件的深度(单位:mm) 公式: ap=dw-dm/2 dw待加工表面直径(单位:mm) dm已加工表面直径(单位:mm) 2.进给量(ƒ) 工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离。他是衡量进给运动大小的参数。(单位:mm/r) 纵向进给——沿车床床身导轨方向 横向进给——垂直于车床床身导轨方向 3.切削速度(vc) 在进行切削加工时，刀具切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，(车刀在一分钟内车削工件表面的理论展开直线长度。)假设切屑没变形或收缩 公式: vc= πdn/1000 或vc=dn/318 d——工件直径,mm n——主轴转速，r/mm vc——切削速度，m/min 例:车削直径d=60mm的工件外圆，车床主轴转速n=600r/min.求切削速度vc。(113m/min)注:应取符合机床铭牌上 7 第三节 车刀 一、常用车刀的种类和用途 1. 车刀的种类 从结构上车刀可分为整体式、焊接式、机夹式和可转位车刀(如下图所示)。 整体车刀 焊接车刀 机夹车刀 可转位车刀 图1-4车刀的种类 2.车刀的作用 (1)90?车刀(偏刀) 车外圆、阶台和端面 (2)45?车刀(弯头车刀) 车外圆、端面和到角 (3)切断刀 用来切断工件或在工件上切槽 (4)内孔车刀 用来车削工件的内孔 (5)圆头刀 用来车削圆弧面或成形面 (6)螺纹车刀 用来车削螺纹 8 (7)硬质合金可转位(不重磨车刀) 近年来在国内外大力发展和广泛应用的先进刀具之一。刀片用机械夹固方式装夹在刀杆上。当一个刀刃磨钝后，只需将刀片转过一个角度，即可继续切削，从而大大缩短了换刀和磨刀的时间，并提高了刀杆的利用率。(形状多样) 9 二、车刀的角度及其初步选择 车刀的组成 1. 图1-6 刀尖的形成 a)切削刃的实际交点b)圆弧过渡刃c) 直线过渡刃 图1-5 车刀的组成 1-副切削刃 2-前刀面 3-刀头 4-刀体 5-主切削刃 6-主后刀面 7-副后刀面 8-刀尖 (1)前刀面 刀具上切屑流过的表面。 (2)后刀面 分主后刀面和副后刀面。与过渡表面相对的刀面称主后刀面;与已加工表面相对的刀面叫副后刀面 (3)主切削刃 前刀面和主后刀面的相交部位，担负主要切削工作。 (4)副切削刃 前刀面和副后刀面的相交部位，配合主切削刃完成少量的切削工作。 (5)刀尖 主切削刃和副切削刃的联结部位。为了提高刀具强度将刀尖磨成圆弧型或直线型过渡刃。一般硬质合金刀尖圆弧半径rε=0.5~1mm。 (6)修光刃 副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。须与进给方向平行，且大于进给量。 2.确定车刀角度的辅助平面 图1-7 确定车刀角度的辅助平面 10 (1)切削平面 通过切削刃上某选定点，切于工件过渡表面的平面。 (2)基面 通过切削刃上某选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。 (3)截面 通过切削刃上某选定点，同时垂直于切削平面和基面的平面 11 3.车刀的角度的主要作用 车刀切削部分共有6个角度:前角(γо)、主后角(αо)、副后角(αо′)、主偏角(κr)、副偏角(κr′)和刃倾角(λs)。以及两个派生角度:契角(βo)和刀尖角(εr)。 在截面内测量的角度: 前刀面和基面的夹角。影响刃口的锋利和强度，切削变形(1)前角(γо) 和切削力。大，锋利、减少切削变形、切削省力，切屑顺利排出。负(小)， 增加切削刃强度，耐冲击。 (2)后角(αо) 后刀面和切削平面的夹角。在主截面内的是主后角(αо)，在副截面内的是副后角(αо′)。主要减少车刀后刀面与工件的摩擦，并影响刃口的强度和锋利 程度。 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 :与相应的平面夹角小于90度时为正，反之为负 图1-8 车刀的主要角度 12 在基面内测量的角度有: 图1-9 车刀的主偏角与副偏角的影响 图1-10 主偏角改变时，对主刀刃工作长度 (3)主偏角(κr) 主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。 主偏角的作用:影响切削刃的工作长度、切深抗力、刀尖强度和散热条件。主偏角越小，则切削刃工作长度越长，散热条件越好，但切深抗力越大 (4)副偏角(κr′) 副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向间的夹角。 副偏角的作用:影响已加工表面的表面粗糙度 ，减小副偏角可使已加工表面光洁。 图1-11 主偏角改变时，径向切削力的变化图 图 1-12 副偏角对残留面积高度的影响 在切削平面内测量的角度: (5)刃倾角(λs) 主切削刃与基面的夹角。 刃倾角的作用:主要影响主切削刃的强度和控制切屑流出的方向。以刀杆底面为基准，当刀尖为主切削刃最高点时，λs为正值，切屑流向待加工表面，如图1-13a所示;当主切削刃与刀杆 o底面平行时，λs =0，切屑沿着垂直于主切削刃的方向流出，如图1-13b所示;当刀尖为主切削刃最低点时，λs 为负值，切屑流向已加工表面，如图1-13c所示。 13 -13 刃倾角对切屑流向的影响 图1 派生角: (6)契角(βo) 在主截面内前刀面和后刀面的夹角。 βo=90?-(γо+αо) (7)刀尖角(εr) 主切削刃和副切削刃在基面的投影间的夹角。 εr=180?-(κr+κr′) 14 4.车刀角度的初步选择 (1)前角(γо) A. 工件材料软，塑性材料，前角大;工件材料硬，脆性材料，前角小。 B. 粗加工，前角小;精加工，前角大。 C. 车刀材料的强度、韧性较差，前角小;反之，前角大。 (2)后角(αо) D. 粗加工，前角小;精加工，前角大。 E. 工件材料软，前角大;工件材料硬，前角小。 副后角与主后角一般情况下相等。 (3)主偏角(κr) 加工阶台轴时，等于或大于90度;中间切入时45度到60度 (4)副偏角(κr′) 一般采用6到8度，中间切入时取45度到60度。 (5)刃倾角(λs) 一般车削时为0度;粗车时为负;精车时为正。 三、常用车刀的材料 1.必须具备的基本性能: (1)硬度 (2)耐磨性 (3)强度和韧性 (4)耐热性 (5)工艺性 2.常用材料 (1)高速钢 w18cr4v(18-4-1) w6mo5cr4v2(6-5-4-2) 15 (2)硬质合金: K类(钨钴类) 碳化钨(wc)和钴 代号:K01 (YG3, YG3X)，K20(YG6)，K30(YG8) 主要用于加工铸铁、青铜等脆性材料，不适合加工钢料，因为在640?时发生严重 粘结，使刀具磨损，耐用度下降。 16 P类(钨钛钴类) 碳化钨(wc)、碳化钛(TiC)和钴 代号:P30( YT5)，P10(YT15)，P01(YT30) 主要用于加工钢材及有色金属，一般不用与加工含Ti的材料,如1Cr15Ni9Ti,Ti与Ti的亲合力较大，使刀具磨损较快。 M类 [钨钛钽(铌)钴类] P类加TaC或NbC而成。 代号:M10(YW1)，M20(YW2) 钨钽(铌)钴类硬质合金(YA)和钨钛钽(铌)钴类硬质合金(YW)，是在钨钴钛类硬质合金(YT)中加入TaC(NbC),可提高其抗弯强度、疲劳强度和冲击韧性，提高和金的高温硬度和高温强度，提高抗氧化能力和耐磨性。这类合金可以用于加工铸铁及有色金属，也可用于加工钢材，因此常成为通用硬质合金，他们主要用于加工难加工材料。(如耐热钢、不锈钢等) 四、切削液 一、作用 1. 冷却 2. 润滑 清洗 3. 二、分类 1. 乳化液 乳化油加15-20倍水稀释而成 2. 切削油 矿物油，少数采用植物油和动物油 三、选用 1.根据加工性质 (1) 粗加工，乳化液。 (2) 精加工，极压切削油或高浓度的极压乳化液。 (3) 孔加工，黏度小的极压乳化液和极压切削油。 2.根据工件材料 (4) 钢件粗加工，乳化液。精加工，极压切削油。 (5) 脆性金属，可用黏度小的煤油7%—10%的乳化液，一般不加。 (6) 有色金属，煤油和黏度小的切削油，镁合金用压缩空气 3.根据刀具材料 (7) 高速钢 粗加工，极压乳化液。精加工，极压乳化液和极压切 削油。 (8) 硬质合金 一般不加，也可用切削液(乳化液) 17 注意点: (1) 油状乳化油必须稀释后才能使用 (2) 必须浇注在切削区域 (3) 硬质合金必须一开始就连续充分地浇注，否则刀头要产生裂纹。 18 第二章 车削轴类工件 第一节 车轴类工件使用的车刀 一、对车刀的要求 1.粗车刀 (1)前角和后角小些，增加强度，但过小会增加切削力 (2)主偏角不宜过小，否则会振动。 (3)刃倾角取0-3度 (4)主切削刃上磨倒棱br1=(0.5-0.8)ƒ。 (5)刀尖处磨直线型过渡刃，偏角=1/2κr，长度=0.5-2mm (6)应磨有断屑槽。 2.精车刀 (1)前角和后角大些，锋利，减少摩擦。 (2)副偏角较小，可磨修光刃，长度=(1.2-1.5)ƒ。 (3)刃倾角去正，一般=3-8度 (4)应磨有断屑槽。 二、车外圆、平面和台阶的车刀 1. 90度车刀及其使用 图2-1 90度车刀及其使用 又称偏刀，有右偏刀和左偏刀两种 右偏刀一般用来车削外圆、端面和右向台阶。 左偏刀车削左向台阶和外圆，或又大又短工件的端面。 19 2. 45度车刀及其使用 45度车刀的刀尖角=90度，所以强度和散热比90度车刀好，常用于工件的端面车削和45度倒角。 3. 75度车刀及其使用 图2-2 75度车刀及其使用 75度车刀刀尖角比90度车刀大，适合强力车削。 20 三、切断刀和车槽刀 切断刀 1. (1)高速钢切断刀 图2-3 切断刀 A( 前角0-30度。 B( 后角6-8度。 C( 副后角 两个对称1-2度 D( 主偏角90度。 E( 副偏角两个对称1-1.5度。 主切削刃宽度a=(0.5-0.6)d F( G( 刀头长度L=h+(2-3)mm (2)硬质合金切断刀 (3)弹性切断刀 (4)反切刀 图2-4 反切刀 2(车槽刀 与切断刀几何形状基本相同，但刀头宽度应小于槽宽，刀尖长度略大于槽 深即可。 21 第二节 车削轴类零件常用装夹方法 一、单动(俗称四爪)卡盘装夹 图2-5 四爪卡盘装夹工件的方法 四爪卡盘也是车床常用的的附件(图1-8)，四爪卡盘上的四个爪分别通过转动螺杆而实现单动。根据加工的要求，利用划针盘校正校正后，安装精度比三爪卡盘高，四爪卡盘的夹紧力大，适用于夹持较大的圆柱形工件或形状不规则的工件。 二、用自定心(三爪)卡盘装夹 图2-6 三爪卡盘 22 三爪卡盘是车床最常用的附件。三爪卡盘上的三爪是同时动作的。可以达到自动定心兼夹紧的目的。其装夹工作方便，但定心精度不高(爪遭磨损所致)，工件上同轴度要求较高的表面，应尽可能在一次装夹中车出。传递的扭矩也不大，故三爪卡盘适于夹持圆柱形、六角形等中小工件。当安装直径较大的工件时，可使用“反爪”。 23 三、用两顶尖装夹 图2-7 顶尖 a) 死顶尖 b) 活顶尖 较长或加工工序较多的轴类工件，为保证工件同轴度要求，常采用两顶尖的装夹方法，图2-8a所示。工件支承在前后两顶尖间，由卡箍、拨盘带动旋转。前顶尖装在主轴锥孔内，与主轴一起旋转。后顶尖装在尾架锥孔内固定不转。有时亦可用三爪卡盘代替拨盘(图2-8b)，此时前顶尖用一段钢棒车成，夹在三爪卡盘上，卡盘的卡爪通过鸡心夹头带动工件旋转。 (a) (b) 图2-8 两顶尖安装工件 a) 用拨盘两顶尖安装工件 b) 用三卡代替拨盘安装工件 1.中心孔的形状和作用 A型 圆锥孔和圆柱孔组成，锥角为60度 24 B型 在A型上加一个120度护锥。 C型 在B型上加一个螺孔。 R型 A型相似，把圆锥面改成60度圆弧面。 2.中心孔折断的原因和预防 (1)轴线与旋转中心不一致。 (2)工件端面不平。 (3)切削用量选用不合适 (4)中心钻磨钝 (5)没有充分浇注切削液或排屑不及时。 3.用两顶针装夹的注意事项 (1)轴线要一至。 (2)尾座套筒尽量缩短 (3)中心孔形状要正确，粗糙度小 (4)用死顶尖时要用黄油润滑。 (5)配合松紧合适。 四、用一夹一顶装夹 图2-9用一夹一顶装夹 采用一夹一顶装夹工件，其特点是装夹刚性好，能承受较大的切削力，安 全可靠。但对较多工序的轴类零件，多次装夹不能达到同轴度要求。 25 第三节 车削外圆柱面 一、车刀的安装 车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀时应注意下列几点 。 1.车刀刀尖应与工件轴线等高:如果车刀装得太高，则车刀的主后面会与工件产生强烈的磨擦;如果装得太低，切削就不顺利，甚至工件会被抬起来，使工件从卡盘上掉下来，或把车刀折断。为了使车刀对准工件轴线，可按床尾架顶尖的高低进行调整。 2.车刀不能伸出太长:因刀伸得太长，切削起来容易发生振动，使车出来的工件表面粗糙，甚至会把车刀折断。但也不宜伸出太短，太短会使车削不方便，容易发生刀架与卡盘碰撞。一般伸出长度不超过刀杆高度的一倍半。 正确 错误 图2-10 车刀的安装 3.每把车刀安装在刀架上时，不可能刚好对准工件轴线，一般会低，因此可用一些厚薄不同的垫片来调整车刀的高低。垫片必须平整，其宽度应与刀杆一样，长度应与刀杆被夹持部分一样，同时应尽可能用少数垫片来代替多数薄垫片的使用，将刀的高低位置调整合适，垫片用得过多会造成车刀在车削时接触刚度变差而影响加工质量。 4.车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。 5.车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。 二、切削用量的选择 26 在一般情况下，首先根据加工余量选择切削深度ap，其次根据工件材料的硬化深度和切屑断连的已加工表面粗糙度情况选择进给量f，最后尽量选择较高的(高速钢刀具选择较低的)切削速度Vc，以切削速度来控制切削温度，消除切屑瘤，保证工件表面粗糙度。在ap、f、Vc三大要素中，对刀具寿命影响最小的是ap，其次是f，影响最大的是Vc。 1. ap的选择 在工件加工余量和机床—夹具---刀具---工件系统刚性允许的前提下，应尽可能增大ap (一般取ap=2,6毫米)，以尽快车去多余金属层。精车时，ap应取小一些(一般ap=0.1,0.3毫米)，利于提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。 2. f的选择 在机床—夹具---刀具---工件系统刚性允许的前提下，粗车时尽可能选大些，(一般f=0.3,1.5毫米)，以缩短机动时间，提高生产效率。精车时，工件表面粗糙度值小，f选小些，反之，f选大些。(一般f=0.08,0.3毫米/转)。 3. Vc的选择 Vc的选择，应根据刀具材料、刀具几何形状、工件材料、ap、f及切削液和机床动力、刚性、切削过程中的实际情况等因素来选择。 一般来说，高速钢车刀切下的切屑呈白色或黄色，或使用硬质合金车刀切下的切屑呈蓝色，说明选择的切削速度是合适的。对高速钢车刀若切屑呈蓝色，而硬质合金车刀车削时出现火花，说明切削速度太高。 27 三、刻度盘的原理及应用 车削时,为了正确和迅速掌握切深,必须熟练地使用中刀架和小刀架上的刻度盘。 1.中刀架上的刻度盘 中刀架上的刻度盘是紧固在中刀架丝杆轴上，丝杆螺母是固定在中刀架上，当中刀架上的手柄带着刻度盘转一周时，中刀架丝杆也转一周，这时丝杆螺母带动中刀架移动一个螺距。所以中刀架横向进给的距离(即切深)，可按刻度盘的格数计算。 刻度盘每转一格，横向进给的距离= 丝杆螺距?刻度盘格数(mm) 如C616车床中刀架丝杆螺距为4mm，中刀架刻度盘等分为200格，当手柄带动刻度盘每转一格时，中刀架移动的距离为4?200=0.02mm，即进刀切深为0.02mm。由于工件是旋转的，所以工件上被切下的部分是车刀切深的两倍，也就是工件直径改变了0.04mm。 必须注意:进刻度时，如果刻度盘手柄过了头，或试切后发现尺寸不对而需将车刀退回时，由于丝杆与螺母之间有间隙存在，绝不能将刻度盘直接退回到所要的刻度，应反转约一周后再转至所需刻度。 (a) (b) (c) 图2-11 手柄摇过头后的纠正方法 a)要求手柄转至30但摇过头成40 b)错误:直接退至30 c)正确:反转约一周后，再转至30 28 2.小刀架刻度盘 小刀架刻度盘的使用与中刀架刻度盘相同，应注意两个问题:C616车床刻度盘每转一格，则带动小刀架移动的距离为0.05mm;小刀架刻度盘主要用于控制工件长度方向的尺寸，与加工圆柱面不同的是小刀架移动了多少，工件的长度就改变了多少。 四、车削外圆时找正锥度的方法 先在工件靠尾座的一端车一段约长10毫米的外圆，记下中滑板刻度盘的刻度;然后退出车刀，把大滑板摇到工件靠车头的一端，用刻度盘上原来的位置进刀车一段长约10毫米的外圆。用外径百分尺测量这两段已加工表面，根据测得的尺寸的差异偏移尾座。若工件靠尾座一端直径大，应把尾座向操作者方向调整;反之，应把尾座向远离操作者方向调整。调整后锁紧尾座，再进行试切，直到车出的两端尺寸一致为止。 29 第四节 车削端面和台阶 圆柱体两端的平面叫做端面。由直径不同的两个圆柱体相连接的部分叫做台阶。 一、车端面 车端面常用的刀具有偏刀和弯头车刀两种。 (a) (b) (c) (d) 图2-12 车削端面 1.用右偏刀车端面(图2-12a)用此右偏刀车端面时，如果是由外向里进刀，则是利用副刀刃在进行切削的，故切削不顺利，表面也车不细，车刀嵌在中间，使切削力向里，因此车刀容易扎入工件而形成凹面;用左偏刀由外向中心车端面(图2-12b)，主切削刃切削，切削条件有所改善;用右偏刀由中心向外车削端面时(图2-12c)，由于是利用主切削刃在进行切削，所以切削顺利，也不易产生凹面。 2.用弯头刀车端面(图2-12d)，以主切削刃进行切削则很顺利，如果再提高转速也可车出粗糙度较细的表面。弯头车刀的刀尖角等于90?，刀尖强度要比偏刀大，不仅用于车端面，还可车外圆和倒角等工件。 30 二、车台阶 1.低台阶车削方法 较低的台阶面可用偏刀在车外圆时一次走刀同时车出，车刀的主切削刃要垂直于工件的轴线(图2-13a)，可用角尺对刀或以车好的端面来对刀(图2-13b)，使主切削刃和端面贴平。 (a) (b) 图2-13 车低台阶 2.高台阶车削方法 车削高于5mm台阶的工件，因肩部过宽，车削时会引起振动。因此高台阶工件可先用外圆车刀把台阶车成大致形状，然后将偏刀的主切削刃装得与工件端面有5?左右的间隙，分层进行切削(图2-14)，但最后一刀必须用横走刀完成，否则会使车出的台阶偏斜。 图3-11 车高台阶 图2-14 车高台阶 为使台阶长度符合要求，可用刀尖预先刻出线痕，以此作为加工界限。 三、车端面时的切削用量 1. ap的选择 粗车时ap=2,5mm，精车时ap=0.1,0.3 mm 31 2. f的选择 粗车时f=0.3,0.7mm/r，精车时f=0.1,0.3 mm/r 3. Vc的选择 车端面时，Vc随工件的直径的减小而减小。近中心处，切削速度趋于零，对端面中心处切削不利。但计算时应按最大直径计算。 32 第五节 切断和车外沟槽 在车削加工中，经常需要把太长的原材料切成一段一段的毛坯，然后再进行加工，也有一些工件在车好以后，再从原材料上切下来，这种加工方法叫切断。 有时工件，为了车螺纹或磨削时退刀的需要，在靠近阶台处车出各种不同的沟槽。 一、切断刀的安装 1.刀尖必须与工件轴线等高，否则不仅不能把工件切下来，而且很容易使切断刀折断(图-15)。 2.切断刀和切槽刀必须与工件轴线垂直，否则车刀的副切削刃与工件两侧面产生磨擦(图2-16)。 ?切断刀的底平面必须平直，否则会引起副后角的变化，在切断时切刀的某一副后刀面会与工件强烈磨擦。 (a) (b) 图2-15 切断刀尖须与工件中心同高 图2-16 切槽刀的正确位置 a)刀尖过低易被压断 b)刀尖过高不易切削 二、切断的方法 1.切断直径小于主轴孔的棒料时，可把棒料插在主轴孔中，并用卡盘夹住，切断刀离卡盘的距离应小于工件的直径，否则容易引起振动或将工件抬起来而损坏车刀。如图2-17所示。 2.切断在两顶尖或一端卡盘夹住，另一端用顶尖顶住的工件时，不可将工件完全切断。 三、切断时应注意的事项 33 1.切断刀本身的强度很差，很容易折 断，所以操作时要特别小心。 2.应采用较低的切削速度，较小的进 给量。 3.调整好车床主轴和刀架滑动部分的 间隙。 4.切断时还应充分使用冷却液，使排 图2-17 切断 屑顺利。 5.快切断时还必须放慢进给速度。 四、车外沟槽的方法 1.车削宽度不大的沟槽，可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀一刀车出。 2.在车削较宽的沟槽时，应先用外圆车刀的刀尖在工件上刻两条线，把沟槽的宽度和位置确定下来，然后用切槽刀在两条线之间进行粗车，但这时必须在槽的两侧面和槽的底部留下精车余量，最后根据槽宽和槽底进行精车。 五、切断和车外沟槽的切削用量 1. ap的选择 切断时ap= 切断刀的刀头宽度 2. f的选择 高速钢切断刀切钢料f=0.05,0.1mm/r，切铸铁f=0.15,0.25 mm/r 硬质合金切断刀切钢料f=0.1,0.2mm/r，切铸铁f=0.15,0.25 mm/r 3. Vc的选择 高速钢切断刀切钢料Vc=30,40m/min，切铸铁Vc=15,25 m/min 硬质合金切断刀切钢料Vc=80,120m/min，切铸铁Vc=60,100 m/min 切削时应充分进行冷却润滑。 34 第六节 轴类工件的测量和质量分析 轴类零件的检验项目包括表面光洁度、硬度、表面几何形状精度、尺寸精度和相互位置精度。 一、表面粗糙度和硬度的检验 硬度在热处理后用硬度计抽验。 光洁度一般凭目测或采用光洁度样板作比较。对于精密的轴类零件(超过?10)可用干涉显微镜进行测量。 二、精度检验 精度检验应按一定顺序进行，先检验表面几何形状精度，然后检验尺寸精度，最后检验各表面的相互位置精度。 1( 几何形状精度检验 对椭圆度的检验，一般是用千分尺测出轴的同一横截面上最大直径与最小直径之差，即椭圆度;检验不柱度(包括锥度、鼓形度和鞍形度等)同样采用千分尺，测出轴的同一轴向截面上直径的最大最小数值之差。 不圆度和棱圆度要用圆度仪检查。棱圆度也可用千分表借助V形铁来测量。 2( 尺寸精度检验 轴的直径一般用外径千分尺检验。精度较高(公差小于0.01毫米)时，可用杠杆千分尺测量。台肩长度可用游标卡尺、深度卡尺、深度千分尺测量。 3( 相互位置精度检验 为了提高检验精度和缩短检验时间，相互位置精度的检验多采用专用检具，如图2-37所示。检验时，主轴以支承轴颈安放在检具的两个V形块上，通过调整一个V形块的高度，可使轴的中心线与检具底座平行。然后旋转主轴，分别以百分表测量各轴颈和锥孔相对支承轴颈的径向跳动。 三、质量分析 见教材49页表2.3 35 第三章 车削套类零件 圆柱孔的加工比轴类工件加工要困难，因为; (1)加工孔再内部进行，观察比较困难。 (2)刀杆受孔径限制，刚性差。 (3)排屑和冷却比较困难。 (4)测量比较困难。 第一节 钻孔 在实体材料上加工出孔的工作叫做钻孔。钻孔可达到的尺寸精度为IT11~IT10，表面粗糙度为Ra50 ~ 12.5。因此，钻孔一般用于精度要求不高 孔的加工，或作为孔的粗加工。 一、麻花钻的结构和几何参数 1.麻花钻的结构 图3-1 麻花钻的结构 2.麻花钻的几何参数 36 图3-2 麻花钻切削部分的组成 1-前面 2、8-副切削刃(棱边) 3、7一主切削刃 4、6-后面 5一横刃 9一副后面 图3-3 麻花钻的几何参数 1. 顶角 (2ф) 钻头两主切削刃在其平行平面内投影的夹角，如图3-3所示。标准麻花钻的顶角为118??2?，顶角为118?时两条主切削刃呈直线，大于118?时主切削刃呈凹形曲线，小于118?时呈现凸形曲线。 顶角的大小影响钻削性能。顶角小，轴向抗力小，刀尖角大，有利于刀尖散热和提高耐用度，减小孔的表面粗糙度值，但切屑易卷曲，使切屑排出困难。 2. 前角 (γ) 前刀面与基面的夹角。标准麻花钻主切削刃上各点前角是 37 变化的，其外缘处最大，自外缘向中心减小，在钻心至D/3范围内为负值， 30?。前角越大，刃口越锋利，切削力越小，但刃接近横刃处的前角约为 ? 口越易磨损，刃口强度越低。 3. 后角(α) 主后刀面与切削平面的夹角。后角是在圆柱面内测量的，如图3-4所示。标准麻花钻主切削刃上各点后角也是变化的，其外缘处最小，靠近钻心处后角最大。 后角影响主后刀面与切削表面的摩擦情况， 后角越小，摩擦越严重，但刃口强度较高。 4. 横刃斜角 (ψ) 在端面投影中，横 刃与主切削刃 所夹的锐角。横刃斜角的大小主要由后 角决定，当横 刃斜角偏小时，横刃长度增加，靠近钻心处 后角偏大。标准麻花钻的横刃斜角一般为 55?左右。 图3-4后角的测量 二、 钻削用量 钻削用量包括切削深度、进给量和切削速度。 1.切削深度 (ap) 己加工表面到待加工表面的垂直距离。钻削时切削深度等于钻头直径的一半。单位是mm。 2. 进给量 (f) 主轴旋转一周，钻头沿主轴轴线移动的距离。单位是mm/r。 3. 切削速度 (Vc) 钻孔时，钻头最外缘处的线速度。单位是m/min。 Vc =πd n / 1000 式中 n — 钻床主轴转速 r / min d — 钻头直径 mm 第二节 扩孔和锪孔 用扩孔工具扩大孔径的加工方法叫扩孔。 一、用麻花钻扩孔 38 标准麻花钻横刃不参加切削，轴向力小，进给省力。但钻头外缘处前角较大，易出现扎刀现象。因此，应将标准麻花钻外缘处前角适当修磨得小一些，并适当控制进给量。 二、用扩孔钻扩孔 扩孔钻如图3-5所示，其主要特点 是: (1) 齿数较多，导向性好，切削平稳。 (2) 切削刃不必由外缘一直到中心，没有 横刃，可避免横刃对切削的不良影响。 (3) 钻心粗、刚性好，可选择较大的切削 用量。用扩孔钻扩孔，生产效率高，加工质量的精度可达IT10—IT9，表面粗糙度可达Ra25—6.3微米，常作为孔的 半精加工及铰孔前的预加工。 图3-5扩孔钻 三、锪孔 1. 锪孔钻的种类及用途 (1) 柱形锪钻 主要用于锪圆柱形埋头孔，如图3-6 a所示。 a 锪图柱形孔 b 锪锥形孔 c 锪孔口和凸台平面 图3-6锪钻的应用 (2) 锥形锪钻 锥形锪钻有60?、75?、90?、120?等到几种。主要用于锪埋头铆钉孔和埋头螺钉孔，如图8.12 b所示。 (3) 端面锪钻 主要用来锪平孔口端面，也可用来锪平凸平面，如图8.12c所示。 39 2. 锪孔时注意事项 —3倍，切削速度为钻孔时的1/3—1/2。应(1) 锪孔时进给量是钻孔时的2 尽可能减小振动以获得较小的表面粗糙度值。 (2) 若用标准麻花钻锪孔，应尽量选择较短的钻头，并修磨外缘处前刀面，以免出现扎刀。同时应磨出较小的后角，防止锪出多边形表面。 (3) 锪钢材料工件时，应加注切削液冷却润滑。 四、扩孔的切削用量 1.ap的选择 ap=dm-dw/2 式中 dm---扩孔直径 dw---钻孔直径 2.f的选择 扩孔时的进给量略大于钻孔时的进给量。 Vc的选择 3. 与钻孔时的计算公式相同。 40 第三节 车孔和车内沟槽 一、内孔车刀 可分为通孔和盲孔车刀两种 图3-7 镗孔 a) 镗通孔 b)镗盲孔 c)切内槽 1.通孔车刀 几何形状与外圆刀相似，主偏角60-75度，副偏角15-30度，磨有两个后角。 2.盲孔车刀 几何形状与外圆刀相似，主偏角90-93度， 二、车孔的关键技术 1(尽量增加刀杆截面积 2(刀杆的伸出长度尽可能缩短 3(解决排屑问题，控制切屑流向 三、车平面槽和内槽 1.槽的种类 (1)轴肩槽 (2)平面槽 2.车槽刀 与切断刀相似，车平面槽时一个刀尖相当于在车孔。 第四节 铰孔 是精加工孔的方法之一，在工厂中被广泛应用。 一、铰孔 1(铰刀的组成 41 铰刀由柄部、颈部和工作部分组成。 图3-8 铰刀的组成 2(铰刀的种类 按用途可分机用铰刀和手用铰刀 按材料可分高速钢和硬质合金两种 二、铰孔余量的确定 用高速钢铰刀铰钢件时，v = 4 ~ 8 m / min;铰铸铁件时，v = 6 ~ 8 m / min;铰铜件时，v = 8 ~12 m / min。f = 1~ 1.2 mm / r。 三、铰孔时的冷却润滑 铰孔时加冷却润滑液的目的是:冲掉切屑、散热和润滑。铰孔的冷却润滑液有乳化液、切削油等。铰孔时加注乳化液，铰出的孔径略小于铰刀尺寸，且表面粗糙度值较小;铰孔时加注切削油，铰出的孔径略大于铰刀尺寸，且表面粗糙度值较大;铰孔时不加冷却润滑液，铰出的孔径最大，且表面粗糙度值最大。 四、铰孔时的注意事项 1(铰刀的选择和保管 2(调整尾座轴线和使用浮动套筒 3(选择合理的铰削用量 4(合理选择切削液(干切削和非水溶性孔大;水溶性孔小) 5(铰孔前对孔的要求 42 第五节 套类零件的测量 一、孔径的测量 1(内卡钳 2(塞规 3(内径百分尺 4(内测百分尺 5. 内径百分表 二、形状和位置精度的测量 1(百分表(杠杆百分表) (1)圆度误差测量 (2)圆柱度误差测量 (3)径向圆跳动测量 4)端面圆跳动测量 ( (5)端面对轴线垂直度的测量 百分表测圆跳动 2(内径百分表(或千分表) (1)圆度误差测量 (2)圆柱度误差测量 43