1、1,项目二 金属切削,项目内容 1.车削加工简述。 2.车削运动、工件上表面的组成和切削用量的选择。 3.车削加工的常用工具。 4.切削液。 5.减小工件表面粗糙度的方法。,2,项目目的 1.认识车削加工。 2.掌握车削运动的构成、工件成形的表面组成及切削用量的三要素。 3.了解切削用量的选择原则。 4.熟悉车刀常用材料、车刀的分类、用途及结构。 5.了解车刀的几何角度及其切削过程的影响。 6.掌握90外圆车刀的刃磨。,3,任务一 车削加工基本知识 课题一 车削加工简述 一、车工概念现代机械制造业，离不开金属切削加工，在一般机械制造企业中，车床占机床总数的2035。车削加工就是在车床上，利用主
2、轴带动工件作旋转运动，以及刀具的进给运动来改变毛坯的形状和尺寸，将毛坯加工成符合图样要求的工艺过程。,4,二、车削加工的内容车削加工的范围很广，是加工轴类、盘类、套类零件的主要方法。应用车削加工方法，可以完成以下操作： (1)车外圆、车端面。 (2)切断、车槽。 (3)钻孔、车孔、铰孔。 (4)车螺纹。 (5)车内外圆锥面、车成形面。 (6)滚花和盘绕弹簧。,5,三、车工的任务车工的主要任务是根据技术上先进、经济上合理的原则，将毛坯加工成所需零件的过程。具体表现在以下几点： (1)了解常用车床的结构，性能和传动系统，掌握其操作方法。 (2)熟练掌握各种车削加工方法。 (3)能对所加工零件进行测
3、量，以判断其合格性。 (4)掌握常用刀具的选用及刃磨方法，能合理选用切削用量和切削角度。,6,四、车工的特点车削与其他金属切削加工方法比较，具有以下特点: (1)应用广泛、适应性强，适用于加工各种不同材料、不同精度要求的工件。 (2)所使用的刀具结构简单，制造、刃磨、装夹等都比较方便。 (3)切削力变化小，车削过程比较平稳，生产效率较高。 (4)可以加工出尺寸精度和表面质量较高的工件。,7,图2.1 车削加工内容,8,课题二 车削运动和切削用量的选择 一、车削运动车削运动在切削过程中，为了切除多余的金属，必须使工件和刀具作相对的切削运动。在车床上用车刀切除工件上多余金属的运动称为车削运动。车削
4、运动可分为主运动和进给运动。 1.主运动直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动称主运动。车削时，工件的旋转运动是主运动。通常，主运动的速度较高，消耗的切削功率较大，如图2.2所示,9,图2.2 主运动,10,2.进给运动图2.3 进给运动,11,二、工件上形成的表面图2.4 车削运动时,工件上形成的表面,12,1.已加工表面已加工表面指已经车削去多余金属而形成的新表面。 2.待加工表面待加工表面指即将被切去金属层的表面。 3.加工表面加工表面指车刀车削刃正在车削的表面。图2.5所示为工件上形成的三个表面。,13,图2.5 几种车削加工，工件上形成的三个表面,14,三、
5、切削用量及其选择 1.切削用量切削用量是衡量切削运动大小的参数。包括切削深度、进给量和切削速度三要素。合理选择切削用量是保证产品质量，提高生产效率的有效办法。 (1)切削深度ap。工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，如图2.6所示，称为切削深度，又叫背吃刀量，也就是每次走刀时,车刀切入工件的深度。车外圆，背吃刀量公式为：,15,图2.6 背吃刀量,16,(2)进给量f。指工件每转一转，车刀沿进给方向移动的距离，如图2.7所示，是衡量进给运动大小的参数。进给量分纵向进给量和横向进给量。纵向进给量指沿车床床身导轨方向的进给量。横向进给量指垂直于车床床身导轨方向的进给量。(3)切削速度v。主运
6、动（工件旋转）的线速度称切削速度。也可以理解为车刀在1分钟内，车削工件表面的理论展开直线长度，如图2.8所示。它是衡量主运动大小（工件旋转快慢）的参数。切削速度v的计算公式为,17,图2.7 进给量,18,图2.8 切削速度示意图,19,车削时，工件作旋转运动，不同直径处各点切削速度不同。计算时应以待加工表面直径dW处的切削速度为准。在实际生产中，常常是已知工件直径，并根据工件材料、刀具材料和加工性质等因素,选定切削速度。再将切削速度换算成车床转速，以便调整机床。如果计算所得的车床转速和车床铭牌上所列的转速有出入，应选取铭牌上和计算值接近的转速。,20,2.切削用量的选择原则1)切削深度的选择
7、。粗车时应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。在保留半精车余量(13mm)和精车余量(0.10.5mm)后，其余量应尽量一次车去2)进给量的选择。粗车时，选择进给量主要应考虑机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件直径和长度等因素，在工艺系统刚性和强度允许的情况下，可选用较大的进给量。,21,（3）切削速度的选择。在保证合理的刀具寿命前提下，可根据生产经验和有关资料确定切削速度。在一般粗加工的范围内，用硬质合金车刀车削时，切削速度可按如下选择： 切削热轧中碳钢，平均切削速度为100mmin。 切削合金钢，平均切削速度为7080mmin。 切削灰铸铁，平均切削速度为70mmin。 切削
8、调质钢，平均切削速度为7080mmin。,22,课题三 切削液 一、切削液的作用 1.冷却作用切削液能吸收并带走大量的切削热，改善散热条件，降低刀具和工作温度，从而延长了刀具的使用寿命，可防止工件因热变形而产生的尺寸误差 2.润滑作用切削液能渗透到工件与刀具之间，使切屑与刀具之间的微小间隙中形成一层薄薄的吸附膜，减小了摩擦因数,23,3.洗涤作用切削过程中产生的微小切屑，易黏附在工件和刀具上，尤其是钻深孔和铰孔时，切屑容易堵塞在容屑槽中，影响工件的表面粗糙度和刀具寿命。使用切削液，能将切屑迅速冲走，使切削顺利进行。 二、切削液的种类车削时常用的切削液有两大类。 1.乳化液主要起冷却作用。,24
9、,2.切削油切削油的主要成分是矿物油，少数采用动物油和植物油。这类切削液的比热较小，黏度较大，流动性差，主要起润滑作用。常用的是黏度较低的矿物油，如10号、20号机油及轻柴油、煤油等。纯矿物油的润滑效果较差，实际使用时常常加入极压添加剂和防锈添加剂，以提高它的润滑和防锈性能。动、植物油能形成较牢固的润滑膜，润滑效果比纯矿物油好，但这些油容易变质，应尽量少用或不用。,25,三、切削液的选用切削液应根据加工性质、工件材料、刀具材料和工艺要求等具体情况合理选用。选择切削液的一般原则是： 1.根据加工性质选用(1)粗加工时，加工余量和切削用量较大，会产生大量的切削热，使刀具磨损加快。这时加注切削液的主
10、要目的是降低切削温度，所以应选用以冷却为主的乳化液。,26,(2)精加工时，加注切削液主要为了减少刀具与工件之间的摩擦，以保证工件的精度和表面质量。因此，应选用润滑作用好的极压切削油或高浓度的极压乳化液。(3)钻削、铰削和深孔加工时，刀具在半封闭状态下工作，排屑困难，切削液不能及时到达切削区，容易使刀刃烧伤并严重破坏工件的表面质量。这时应选用黏度较小的极压乳化液和极压切削油，并应加大压力和流量。一方面进行冷却、润滑，另一方面将切屑冲刷出来。,27,2.根据刀具材料选用(1)高速钢刀具粗加工时，用极压乳化液。对钢料精加工时，用极压乳化液或极压切削油。(2)硬质合金刀具一般不加切削液。但在加工某些
11、硬度高、强度好、导热性差的特种材料和细长工件时，可选用以冷却作用为主的切削液，如35乳化液。 3.根据工件材料选用 4.注意事项,28,任务二 车削加工的常用工具 课题一 车刀 一、车刀的种类和用途常用的车刀按其用途不同，可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、螺纹车刀、成形车刀和机夹车刀等。常用车刀的形状和用途，如图2.9所示。常用车刀的外形，如图2.10所示 1. 90车刀(偏刀) 2. 45车刀(弯头刀),29,图2.9 常用车刀的种类、形状和用途,30,图2.10 常用车刀的外形,31,3.切断刀 4.车孔刀 5.螺纹车刀 5.螺纹车刀 6.成形车刀 7.硬质合金可转位车刀(机夹车
12、刀)这种车刀由刀杆、刀片、刀垫和夹固元件组成，如图2.11所示。硬质合金刀片用机夹方式固定在刀杆上，当刀刃磨损后，只需调换另一个刀刃即可继续切削，从而大大缩短了换刀和磨刀时间，可提高劳动生产率。,32,图2.11 硬质合金可转位车刀,33,图2.12 可转位车刀刀片的常用形状,34,二、车刀的规格车刀的规格包括刀杆(以外圆车刀为例)的规格和刀片的规格。 1.刀杆的规格根据GB 5343285规定，在刀杆的规格中，刀杆横断面为矩形，有刀杆厚度h、宽度b、长度L三个主要规格尺寸 2.刀片规格焊接式硬质合金刀片和可转位(带孔)硬质合金刀片，其相关尺寸规格都已经标准化、系列化，在实际生产中可以从相关手
13、册中查阅，直接使用,35,三、车刀材料 1.刀具材料的基本要求 2.刀具材料的种类和牌号（1）碳素工具钢。碳素工具钢在受热至200300 时，硬度和耐磨性就迅速下降，因此，多用于制造低速、手用工具，如锉刀、手用锯条等。（2）合金工具钢。合金工具钢热处理后的硬度为HRC60HRC65，与碳素工具钢相近，耐热性、耐磨性略高，切削速度和刀具寿命远不如高速钢，故其用途受到很大限制，一般只用于制造手用丝锥、手用铰刀等。,36,课题二 车刀切削部分的几何参数 一、车刀的组成车刀由刀头（或刀片）和刀杆组成，刀头起切削作用，刀杆起固定作用。 1.刀头刀头即切削部分，由刀面、刀刃和刀尖组成，承担切削加工任务，如
14、图2.13（a）所示。 2.确定车刀角度的辅助平面为了便于确定和测量车刀的几何角度，须假设三个辅助平面，如图2.13(b)所示。,37,图2.13 车刀的组成和车刀的辅助平面,38,二、车刀切削部分的几何角度 1.在主剖面内测量的角度 2.在基面内测量的角度（1）主偏角。主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。改变主切削刃和刀头的受力和散热。（2）副偏角。副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向之间的夹角。减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦。（3）主偏角、副偏角，如图2.14(b)所示。,39,图2.14 车刀的前角、后角、楔角和车刀的主偏角、副偏角、刀尖角,40,3.在切削平面内测量的角
15、度 4.在副剖面内测量的角度图2.15 车刀切削部分的刃倾角、副后角,41,三、车刀几何角度的选择 1.前角的选择（1）选择较大前角的情况是：软的工件材料、精加工情况、塑性材料，车刀材料的强度、韧性较好。（2）选择较小前角的情况是：硬的工件材料、粗加工情况、脆性材料，车刀材料的强度、韧性较差。 2.后角的选择,42,（1）选择较大后角的情况是：精加工、软的工件材料。（2）选择较小后角的情况是：粗加工、工件材料较硬。副后角与主后角一般情况下相等。 3.主偏角的选择 4.副偏角的选择副偏角的大小主要根据工件表面粗糙度和刀尖强度要求来选择。 5.刃倾角的选择,43,课题三 车刀的刃磨及砂轮的选择 一
16、、车刀刃磨的原因和类型 1.车刀刃磨的原因切削过程中，车刀的前面和后面处于剧烈的摩擦和切削热的作用之中，使车刀的切削刃口变钝而失去切削能力，必须通过刃磨来恢复切削刃口的锋利和正确的车刀几何角度。 2.车刀刃磨类型车刀的刃磨方法有机械刃磨和手工刃磨两种。机械刃磨效率高、操作方便，几何角度准确，质量好。,44,二、常用砂轮的种类及选用 1.砂轮的种类（1）氧化铝砂轮。氧化铝砂轮又称刚玉砂轮，多呈白色，其磨粒韧性好，比较锋利，代号GH，硬度较低(指磨粒在磨削抗力作用下，容易从砂轮上脱落)，自锐性好。适用于刃磨高速工具钢车刀和硬质合金车刀的刀体部分。（2）碳化硅砂轮。碳化硅砂轮多呈绿色，其磨粒的硬度高
17、，刃口锋利，但脆性大，适用于刃磨硬质合金车刀。,45,2.砂轮粗细的表示方法 3.砂轮的选择 4.砂轮机砂轮机是用来刃磨各种刀具、工具的常用设备，由电动机、砂轮机座、托架和防护罩等部分组成，如图2.16所示。砂轮机启动后，应在砂轮旋转平稳后再进行磨削。若砂轮跳动明显，应及时停机修整。平型砂轮一般用砂轮刀在砂轮上来回修整，如图2.17所示。,46,图2.16 砂轮机,47,图2.17 用砂轮刀修整砂轮,48,三、车刀刃磨 1.刃磨车刀的姿势和方法（1）磨车刀时，操作者应站立在砂轮机的侧面，以防止砂轮碎裂时，碎片飞出伤人。（2）两手握车刀的距离应放开，两肘应夹紧腰部，这样可以减小刃磨时的抖动。（3
18、）刃磨时，车刀应放在砂轮的水平中心，刀尖略微上翘38，车刀接触砂轮后应作左右水平移动，车刀离开砂轮时，刀尖需向上抬起，以免磨好的刀刃被碰伤。,49,2.车刀刃磨次序车刀的刃磨分粗磨和精磨。刃磨硬质合金焊接车刀时，还需先将车刀前面、后面上的焊渣磨去。 （1）粗磨。粗磨时，按主后面、副后面、前面的顺序刃磨。 （2）精磨。精磨时，按前面、主后面、副后面、修磨刀尖圆弧的顺序进行。 （3）硬质合金车刀还需要用细油石研磨其刀刃。,50,3.注意事项 （1）刃磨车刀时，必须戴好防护眼镜。 （2）磨刀时，站立位置不可正面对着砂轮，应站在砂轮的侧面。 （3）砂轮须有防护罩，没有防护罩不可使用。 （4）砂轮托架与
19、砂轮间隙应大于3 mm。 （5）刃磨时，双手握刀，用力要均匀，并左右移动，防止用力过猛，使车刀打滑而伤手。 （6）磨高速钢车刀时，应随时将车刀入水冷却，防止退火。,51,四、刃磨车刀的技能训练（以刃磨90的外圆车刀为例） 1.图样图2.18 YT15硬质合金焊接的90外圆车刀,52,2.训练条件（1）设备。砂轮机及氧化铝砂轮、碳化硅砂轮、油石条。（2）刀具及材料。90外圆车刀、YT15硬质合金。 3.刃磨步骤（1）粗磨刀体。选用粒度号为24#36#的氧化铝砂轮。磨去车刀前面、后面上的焊渣，并将刀体底面磨平。,53,图2.19 粗磨刀体,54,图2.20 粗磨主后面,55,图2.21 粗磨副后面
20、,56,图2.22 粗磨前面,57,图2.23 刃磨断屑槽,58,图2.24 精磨主、副后面,59,图2.25 负倒棱,60,图2.26 刃磨负倒棱,61,图2.27 车刀的研磨,62,4.检查方法 课题四 减小工件表面粗糙度的方法 一、表面粗糙度对零件的作用表面粗糙度是零件表面的微观不平度，亦即零件表面的光滑程度，它对零件的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度和配合性质都有很大的影响。表面粗糙度大的零件耐磨性差，容易磨损，容易腐蚀，还容易造成应力集中，降低工件的疲劳强度。表面粗糙度大的零件装配后，还会影响配合性质，以至降低机器的工作精度。,63,二、影响工件表面粗糙度的因素 1.残留面积图2.28 残
21、留面积,64,2.切削速度用中等切削速度切削塑性金属，产生积屑瘤后，积屑瘤既不规则又不稳定，不规则部分代替刀刃切削，会留下深浅不一的痕迹。一部分脱落的积屑瘤还可能嵌入工件已加工表面，形成硬点和毛刺，使表面粗糙度增大。 3.震动刀具工件或机床部件产生周期性的震动，会使已加工表面出现周期性的波纹，使表面粗糙度明显增大。,65,三、减小工件表面粗糙度的方法 1.减小副偏角或磨修光刃减小副偏角或磨修光刃都可以在切削时降低残留面积的高度，因此可以降低工件的表面粗糙度。 2.改变切削速度积屑瘤是在中等切削速度切削塑性金属时形成的，因此只要改变切削速度，就可抑制积屑瘤的产生。,66,3.及时重磨或更换刀具车刀磨损后，会增加切削力和切削变形，使切削过程不稳，从而影响表面粗糙度。此外，如果刀具严重磨损，磨钝的切削刃还会在工件的表面上挤压出亮斑或亮点，使工件表面粗糙度增大，这时应及时重磨或更换刀具。 4.减小震动切削时产生震动，会使工件表面出现周期性横向或纵向振纹。防止和消除震动可以从以下几个方面着手,
