車削加工教案

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1、車削加工教案 【教學(xué)目的及要求】 1．了解車床型號、組成、運(yùn)動和用途。 2．熟悉車刀、量具和主要附件的基本結(jié)構(gòu)與使用方法。 3．掌握車削加工的基本技能，能加工軸類、盤套類零件。 4．熟悉車工安全操作規(guī)程。 【教學(xué)課時(shí)】7課時(shí) 車削加工講授內(nèi)容 一般機(jī)器制造中車床約占金屬切削機(jī)床總臺數(shù)的20%~35%，主要用于加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、成形回轉(zhuǎn)表面以及內(nèi)外螺紋面、蝸桿等。 車床種類很多，其中臥式車床是應(yīng)用最廣泛的一種。 一、車床組成 車床上由機(jī)床主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)。由溜板箱上的大拖板及刀架帶動刀具作縱橫向直線移動。為

2、了改變上述運(yùn)動的大小，尚有主運(yùn)動變速箱（主軸箱）和進(jìn)給運(yùn)動變速箱（進(jìn)給箱）。上述各部分都由床身支承。 車床的組成部分有： 1．主軸箱：安裝主軸及主軸變速機(jī)構(gòu)； 2．進(jìn)給箱：安裝作進(jìn)給運(yùn)動的變速機(jī)構(gòu)； 3．溜板箱：安裝作縱橫向運(yùn)動的傳動元件并聯(lián)接拖板及刀架。 4．刀架：安裝車刀，使其作縱向、橫向（可自動）或斜向（手動）進(jìn)給運(yùn)動。 5．尾架：安裝尾架套筒及頂尖； 6．床身：用來支承上述各部件，并保證其間相對位置。 二、臥式車床型號 車床型號按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由漢語拼音和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。 如： C A 6 1 40 機(jī)床主參數(shù)代號表示最大車削直徑的十分之一，即

3、400mm 機(jī)床型別代號（臥式車床） 機(jī)床組別代號（臥式車床） 沈陽機(jī)床廠作了重大改進(jìn) 機(jī)床類別代號（車床類） 三、車削運(yùn)動及車削用量 1．車削運(yùn)動及車削表面 1）車削運(yùn)動 在車床上，切削運(yùn)動是由刀具和工件作相對運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)的。 按其所起的作用，通?？煞譃橐韵聝煞N。 （1）主運(yùn)動。切除工件上多余金屬，形成工件新表面必不可少的基本運(yùn)動。其特征是速度最高，消耗功率最多。車削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，切削加工時(shí)主運(yùn)動只能有一個(gè)。 （2）進(jìn)給運(yùn)動。使切削層間斷或連續(xù)投入切削的一種附加運(yùn)動。其特征是速度小，消耗功率少。車削時(shí)刀具的縱、橫向移動為進(jìn)給運(yùn)動。切削加工時(shí)進(jìn)給

4、運(yùn)動可能不只是一個(gè)。 2）車削表面 在車削外圓過程中，工件上存在著三個(gè)不斷變化著的表面。 待加工表面、已加工表面和過渡表面。 2．車削用量 在車削時(shí)，車削用量是切削速度vc、進(jìn)給量f和背吃刀量ap三個(gè)切削要素的總稱。它們對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率及加工成本有很大影響。 （1）切削速度vc 車削時(shí)的切削速度是指車刀刀刃與工件接觸點(diǎn)上主運(yùn)動的最大線速度(m/s)。 （2）進(jìn)給量f 車削時(shí)，進(jìn)給量是指工件一轉(zhuǎn)時(shí)刀具沿進(jìn)給方向的位移量，又稱走刀量(mm/r)。 （3）背吃刀量ap 車削時(shí)，背吃刀量是指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位為mm。它又稱切削深度(mm)。 3．車削用

5、量的選擇 車削用量三要素中影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，最小是背吃刀量。所以在粗加工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮用大的背吃刀量，其次考慮用大的進(jìn)給量，最后選定合理的切削速度。半精加工和粗加工時(shí)首先要保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)要兼顧必要的耐用度和生產(chǎn)效率，一般多選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，在保證合理刀具耐用度前提下確定合理的切削速度。 （1）背吃刀量的選擇 背吃刀量ap的選擇按零件的加工余量而定，在中等功率車床上，粗加工時(shí)可達(dá)8～10mm，在保留后續(xù)加工余量的前提下，盡可能一次走刀切完。當(dāng)采用不重磨刀具時(shí)，背吃刀量所形成的實(shí)際切削刃長度不宜超過總切削刃長度的三分之二。 （2）進(jìn)給量的選

6、擇 粗加工時(shí)f的選擇按刀桿強(qiáng)度和剛度、刀片強(qiáng)度、機(jī)床功率和轉(zhuǎn)矩許可的條件，選一個(gè)最大的值；精加工時(shí)，則在獲得滿意的表面粗糙度值的前提下選一個(gè)較大值。 （3）切削速度的選擇 在ap和f已定的基礎(chǔ)上，再按選定的耐用度值確定切削速度（一般查手冊決定）。 四、車削時(shí)工件的裝夾 車床上加工多為軸類零件和盤套類零件，有時(shí)也可能在不規(guī)則零件上進(jìn)行外圓、內(nèi)孔或端面的加工。故零件在車床上有不同的裝夾方法。 1．三爪自定心卡盤裝夾 這是車床上最通常的一種裝夾方法，套盤類工件和正六邊形截面工件都適用此法裝夾，而且裝夾迅速，但定心精度不高，一般為0.05~0.15mm。 2．四爪單動卡盤及花盤裝夾

7、四爪卡盤上的四個(gè)爪分別通過轉(zhuǎn)動螺桿而實(shí)現(xiàn)單動。它可用來裝夾方形、橢圓形或不規(guī)則形狀工件，根據(jù)加工要求利用劃線找正把工件調(diào)整至所需位置。此法調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)工，但夾緊力大。 花盤裝夾是利用螺釘、壓板、角鐵等把工件夾緊在所需的位置上，適用于工件不規(guī)則情況。 3．頂尖裝夾 為了減少工件變形和振動可用雙頂尖裝夾工件。 常用跟刀架或中心架作輔助支承，以增加工件的剛性。跟刀架跟著刀架移動，用于光軸外圓加工。 當(dāng)加工細(xì)長階梯軸時(shí)，則使用中心架。中心架固定在床身導(dǎo)軌上，不隨刀架移動。 4．心軸裝夾 心軸主要用于帶孔盤、套類零件的裝夾。以保證孔和外圓的同軸度及端面和孔的垂直度。當(dāng)工件長徑比小時(shí)，應(yīng)采用螺

8、母壓緊的心軸。 當(dāng)工件長度大于孔徑時(shí)，可采用帶有錐度（1：1000~1：5000）的心軸，靠配合面的摩擦力傳遞運(yùn)動，故此法切削用量不能太大。 五、車刀的種類 金屬切削中，車刀是最簡單的刀具，是單刃刀具的一種。為了適應(yīng)不同車削要求，車刀有多種類型： 1．直頭外圓車刀； 2．彎頭車刀； 3．偏刀； 4．槽刀或切斷刀； 5．鏜孔刀； 6．螺紋車刀； 7．成形車刀 六、車削加工 1．外圓車削 外圓車削主要用尖刀、彎頭刀和偏刀進(jìn)行，依車外圓的加工精度和表面粗糙度要求不同，分粗車、半精車和精車。 粗車是盡快從工件上切去大部分加工余量，對尺寸精度和表面粗

9、糙度無嚴(yán)格要求，一般精度為IT12~IT11，表面粗糙度Ra值為50~12.5μm。 半精車作為精車和磨削前的預(yù)加工，精度一般為IT10~IT9，表面粗糙度Ra值為6.3~3.2μm。 精車是獲得所要的尺寸精度和表面粗糙度，精度一般為IT8~IT7，Ra值為1.6μm。 2．端面車削 車端面時(shí)刀具作橫向進(jìn)給，愈向中心車削速度愈小，當(dāng)?shù)都膺_(dá)到工件中心時(shí)，車削速度為零，故切削條件比車外圓要差。 車刀安裝時(shí)，刀尖嚴(yán)格對準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心，否則工件中心凸臺難以切除；并盡量從中心向外走刀，必要時(shí)鎖住大拖板。 3．外圓臺階車削 外圓柱面零件有軸類與盤類兩大類。前者一般直徑較小，后者一般直徑較大。

10、當(dāng)零件長徑比較大時(shí)，可分別采用雙頂尖、跟刀架和中心架裝夾加工。 車削高度大于5mm的臺階軸時(shí)，外圓應(yīng)分層切除，再對臺階面進(jìn)行精車。 盤類零件一般有孔，且內(nèi)孔、外圓、端面都有形位精度要求，加工方法大多采用一次裝夾下加工，俗稱—刀落。要求較高時(shí)可先加工好孔，再用心軸裝夾車削有關(guān)外圓與端面。 4．內(nèi)孔車削 常用的內(nèi)孔車削為鉆孔和鏜孔。在實(shí)體材料上進(jìn)行孔加工時(shí)，先要鉆孔，鉆孔時(shí)刀具為麻花鉆，裝在尾架套筒內(nèi)由手動進(jìn)給。 在已有孔（鉆孔、鑄孔、鉸孔）的工件上如需對孔作進(jìn)一步擴(kuò)徑加工稱鏜孔，鏜孔有加工通孔、盲孔、內(nèi)環(huán)形槽三種情況。 粗車孔精度可達(dá)IT11~IT10，表面粗糙度Ra值為12.5~6

11、.3μm；半精車孔精度為IT10~IT9，Ra值為6.3~3.2μm；精車孔精度為IT8~IT7，表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm. 對孔徑小于10mm的孔，在車床上一般采用鉆孔后直接鉸孔。 5．錐體車削 錐體有配合緊密、傳遞扭矩大、定心準(zhǔn)確、同軸度高、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，故錐體使用廣泛。錐面是車床上除內(nèi)外圓柱面之外最常加工的表面之一。 最常用的錐體車削方法有以下幾種。 （1）轉(zhuǎn)動小刀架法。此法調(diào)整方便，由于小刀架（上滑板）行程較短，只能加工短錐面且為手動進(jìn)給，故車削時(shí)進(jìn)給量不均勻、表面質(zhì)量較差，但錐角大小不受限制，因此獲得廣泛使用。 （2）偏移尾架法。一般用于車削小錐度的長錐面。

12、 （3）靠模法。利用此方法加工時(shí)，車床上要安裝靠模附件，同時(shí)橫向進(jìn)給絲杠與螺母要脫開，小刀架要轉(zhuǎn)過90度以作吃刀調(diào)節(jié)之用。它的優(yōu)點(diǎn)是可在自動進(jìn)給條件下車削錐面，且一批工件能獲得穩(wěn)定一致的合格錐度，但目前已逐漸為數(shù)控車床所代替。 （4）寬刀法。寬刀法要求切削刃與工件軸線的夾角等于a/2，切削刃必須磨直，工件加工錐面必須很短，否則容易引起振動而破壞工件的表面粗糙度。此法既適于車短錐面，也可車短錐孔。 6．螺紋車削 螺紋種類很多，按牙形分有三角形螺紋、梯形螺紋和方牙螺紋等。按標(biāo)準(zhǔn)分有公制螺紋和英制螺紋兩種，公制螺紋中三角螺紋的牙形角為60度，用螺距或?qū)С虂肀硎酒渲饕?guī)格。各種螺紋都有左旋、右

13、旋、單線、多線之分，其中以公制三角螺紋應(yīng)用最廣，稱普通螺紋。 （1）螺紋車刀及其安裝。螺紋牙形角要靠螺紋車刀的正確形狀來保證，因此三角螺紋車刀刀尖及刀刃的交角應(yīng)為60度，而且粗車時(shí)車刀的前角應(yīng)等于0，刀具用樣板安裝，應(yīng)保證刀尖分角線與工件軸線垂直。 （2）車床運(yùn)動調(diào)整。 為了得到正確的螺距P，應(yīng)保證工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，刀具準(zhǔn)確地縱向移動一個(gè)螺距，即 通常在具體操作時(shí)可按車床進(jìn)給箱表牌上表示的數(shù)值按欲加工工件螺距值，調(diào)整相應(yīng)的進(jìn)給調(diào)整手柄即可滿足要求。 （3）螺紋車削注意事項(xiàng)。由于螺紋的牙形是經(jīng)過多次走刀形成的，一般每次走刀都是采用一側(cè)刀刃進(jìn)行切削的（稱斜進(jìn)刀法），故這種方法適用于較大螺

14、紋的粗加工。有時(shí)為了保證螺紋兩側(cè)都同樣光潔，可采用左右切削法，采用此法加工時(shí)可利用小刀架先作左或右的少量進(jìn)給。 在車削加工件的螺距P與車床絲杠螺距P絲不是整數(shù)倍時(shí)，為了保證每次走刀時(shí)刀尖都正確落在前次車削好的螺紋槽內(nèi)，不能在車削過程中提起開合螺母，而應(yīng)采用反車退刀的方法。 車削螺紋時(shí)嚴(yán)格禁止以手觸摸工件和以棉紗揩擦轉(zhuǎn)動的螺紋。 7．車槽與切斷 車槽可分外圓上的槽，內(nèi)孔中的槽和端面上的槽。車寬5mm以下的槽，可以將主切削刃磨成與槽等寬，一次進(jìn)給即可車出。若槽較寬，可用多次橫車，最后一次精車槽底來完成。一根軸上有多個(gè)槽時(shí)，若各槽寬相同，用一把車槽刀即可完成，效率較高。 切斷刀的形

15、狀與車槽刀類似，但是，當(dāng)切斷工件的直徑較大時(shí)，切斷刀刀頭較長，切屑容易堵塞在槽中而使刀頭折斷，故把切斷刀的頭高度加大。切斷刀的主切削刃必須調(diào)整到與機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心等高，較高或較低都會使切至靠近工件中心部分時(shí)形成小凸臺，易使刀頭損壞。切斷時(shí)進(jìn)給必須均勻。當(dāng)接近切斷時(shí)需放慢進(jìn)給速度，否則易使刀頭折斷。 8．車成形表面 手柄或圓球等零件上的曲線回轉(zhuǎn)表面叫成形表面。 （1）雙向車削法 先用普通尖刀按成形表面的大致形狀粗車許多臺階，然后用兩手分別操縱作縱向和橫向同時(shí)進(jìn)給，用圓弧車刀車去臺階峰部并使之基本成形，用樣板檢驗(yàn)后需再經(jīng)過多次車削修整和檢驗(yàn)，形狀合格后還需用砂紙和紗皮適當(dāng)打磨修光。此法適用于單

16、件小批生產(chǎn)，雖操作技術(shù)要求高，但不需要特殊的設(shè)備和刀具。 （2）成形刀法 成形刀的刀刃形狀與成形表面的形狀一致，只需用一次橫向進(jìn)給即可車出成形表面，也可先用尖刀按成形表面的大致輪廓粗車出許多臺階，然后再用成形刀精車成形。此法生產(chǎn)效率較高，但刀具刃磨困難，車削時(shí)容易振動，故只適用于在批量較大的生產(chǎn)中，車削剛性好、長度短且形狀簡單的成形面。 （3）靠模法 它與用靠模法車錐面類似，只要將模尺改為成形面靠模尺即可。此法操作簡單、生產(chǎn)效率高，但需要制造專用靠模，故只適用于在大批大量生產(chǎn)中車削長度較大、形狀較簡單的成形面。 9．滾花 工具和零件的手握部分，為了美觀和加大摩擦力，常在表面上滾壓出花紋。滾花是在車床上用滾花刀擠壓工件，使工件表面產(chǎn)生塑性變形而成花紋。滾花時(shí)，工件低速旋轉(zhuǎn)，滾花刀徑向擠壓后，再作縱向進(jìn)給。為避免研壞滾刀和防止細(xì)屑滯塞在滾花刀內(nèi)而產(chǎn)生亂紋，應(yīng)充分供給冷卻潤滑液。