车削薄壁工件时车刀的几何参数与切削用量的选择(精)

《车刀角度及切削参数的选择》教案课题：《车刀角度及切削参数的选择》课型：新授课课时： 2课时一、教学目标1、掌握车刀的几何角度2、掌握车刀角度的选择二、教学重点1、车刀的几何角度三、教学难点1、车刀几何角度的选择四、教学过程【引入】作为一个好的车工，应该熟练掌握刀具的几何角度以及选择。

俗话说“三分手艺，七分刀”就足以证明刀具对于车工的重要性。

【新课内容】1、刀具切削部分的几何形状各种刀具都是有切削部分和刀体或刀柄两部分组成。

①、刀具切削部分组成：前刀面Aγ——切屑沿其流出的表面。

主后刀面Aα——与过渡表面相对的面。

副后刀面Aαˊ——与已加工表面相对的面。

主切削刃——前刀面与主后刀面相交形成的刀刃。

副切削刃——前刀面与副后刀面相交形成的刀刃。

正交平面参考系时各参考面：基面pr——过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面（或轴线）的平面。

切削平面ps——过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。

正交平面pº——过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面。

车刀各标注角度：前角γº——在主切削刃选定点的正交平面pº内，前刀面与基面之间的夹角。

后角αº——在正交平面pº内，主后刀面与切削平面之间的夹角。

主偏角κr——主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。

刃倾角λs——在切削平面ps内，主切削刃与基面pr的夹角。

以及还有：副前角γºˊ、副后角αºˊ、副偏角κrˊ、副倾角λsˊ刀具几何参数的合理选择：是指在保证加工质量的前提下，选择能提高切削效率，降低生产成本，获得最高刀具耐用度的刀具几何参数。

刀具几何参数内容：刀具几何角度（如前角、后角、主偏角等）、刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）切削刃形状（直线形、圆弧形）选择刀具考虑的因素：工件材料、刀具材料、切削用量、工艺系统刚性等工艺条件以及机床功率等。

1．前角和前刀面形状的选择（1）前角的选择：在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用度。

车削加工操作中切削用量的选择摘要：切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。

本文介绍在粗车、半精车和精车时，如何正确和合理地选用切削深度、进给量和切削速度。

关键词：切削用量切削深度进给量切削速度切削用量是度量主运动和进给运动大小的参数。

它包括切削深度、进给量和切削速度。

切削用量的选择关系到能否合理使用刀具与机床，对保证加工质量、提高生产效率和经济效益，都具有很重要的意义。

合理地选择切削用量是指在工件材料、刀具材料和几何角度及其他切削条件已经确定的情况下，选择切削用量三要素中的最优化组合来进行切削加工。

选择切削用量，不仅对切削阻力、切削热、积屑瘤、工件的加工精度、表面粗糙度有很大的影响，而且还与提高生产率，降低生产成本有密切的关系。

虽然加大切削用量对提高生产效率有利，但过分增加切削用量却会增加刀具磨损，影响工件质量，甚至会撞坏刀具，产生“闷车”等严重后果，所以应合理选择切削用量。

合理的切削用量应在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定载荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。

一、粗车时切削用量的选择粗车时，加工余量较大，我们主要应考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命。

由于切削温度对刀具磨损影响最大，切削速度增大，导致切削温度升高，刀具磨损加快，刀具使用寿命明显下降，这是不希望发生的。

所以我们应首先选择尽可能大的进给量，然后再选取合适的切削深度，最后在保证刀具经济耐用度的条件下，尽可能选用较大的切削速度。

1.选用切削深度切削深度应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。

（1）在保留半精加工余量和精加工余量后，应尽量将剩下的余量一次切除，以减小走刀次数。

（2）若总加工余量太大时，一次切除所有余量将会引起机床明显的振动，还会导致刀具强度和机床功率不能承受，这时就应分两次或多次进刀，第一次进刀的深度应选得大一些。

薄壁类零件的车削工艺分析段立波一．引言薄壁类零件指的是零件壁厚与它的径向、轴向尺寸相比较, 相差悬殊, 一般为几十倍甚至上百倍的金属材料的零件，具有节省材料、结构简单等特点。

薄壁类零件已广泛地应用于各类石油机械部件。

但是薄壁类零件的车削加工是比较棘手的，具体的原因是因为薄壁类零件自身刚性差、强度弱，在车削加工中极容易变形，很难保证零件的加工质量。

如何提高薄壁类零件的加工精度是机械加工行业关心的话题。

二．薄壁类零件车削过程中常出现的问题、原因及解决办法我们在车削加工过程中，经常会碰到一些薄壁零件的加工。

如轴套薄壁件（图1），环类薄壁件（图2），盘类薄壁件（图3）。

本文详细分析了薄壁类零件的加工特点、防止变形的装夹方法、车刀材料、切削参数的选择及车刀几何角度。

进行了大量的实验,为以后更好地加工薄壁类零件,保证加工质量,提供了理论依据。

图1轴套薄壁件图2环类薄壁件图3盘类薄壁件1.薄壁类零件的加工特点1.1因零件壁薄，在使用通用夹具装夹时，在夹压力的作用下极易产生变形，而夹紧力不够零件又容易松动，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。

如图4所示，当采用三爪卡盘夹紧零件时，在夹紧力的作用下，零件会微微变成三角形，车削后得到的是一个圆柱体。

但松开卡爪，取下零件后，由于零件弹性，又恢复成弧形三角形。

这时若用千分尺测量时，各个方向直径相同，但零件已变形不是圆柱体了，这种变形现象我们称之为等直径变形。

图4三爪卡盘装夹1.2因零件较薄，加工时的切削发热会引起零件变形，从而使零件尺寸难以控制。

对于膨胀系数较大的金属薄壁零件，如在一次安装中连续完成半精车和精车，由切削热引起零件的热变形，会对其尺寸精度产生极大影响，有时甚至会使零件卡死在芯轴类的夹具上。

1.3薄壁类零件加工内孔中，一般采用单刃镗刀加工，此时，当零件较长时，如果刀具参数及切削用量处理不当，将造成排屑困难，影响加工质量，损伤刀具。

1.4由于切削力和夹紧力的影响，零件会产生变形或振动，尺寸精度和表面粗糙度不易控制。

数控车床加工薄壁零件的工艺及参数选择摘要:薄壁类零件本身的结构相对薄弱，加工难度较大，并且在目前数控机床操作环节，对于操作人员而言，最难的问题就是对薄壁零件的加工。

因此在设计过程中采取工装夹具等来分析具体电气设备中的支护件结构，然后利用数控车床进行加工，判断影响其加工精度的相关因素，以优化设计来促进后续加工工作顺利开展。

同时，也需注重后续加工质量的保障措施，提升薄壁类零件的加工精度。

关键词：数控车床;加工薄壁零件;工艺;参数选择引言对于在车削上具有薄壁结构的某些零件，由于零件的薄壁，在夹紧力作用下容易变形，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。

在排程中，虽然存在工件和精加工，但工件和精加工通常是分开进行的，首先执行完整的工件加工，然后在精加工之后完成工件加工。

由于切削馀量大、切削力大、变形大，在加工过程中不一定能完全消除过度切削力所造成的变形。

由于前后厚度不同，尺寸很差，很难满足工艺要求如果在编程时合理安排毛坯和精加工路径以及合理分配加工馀量，可以解决零件变形问题的一些不良刚度。

一、薄壁零件简述薄壁零件是由厚度和内径曲率比小于5%的薄板和加强筋组成的轻元件，它们使用少量材料并产生低质量的产品。

薄壁零件的结构本身相对紧凑，硬度和刚度不足，易于在生产过程中变形和修复，这影响了薄壁零件的方向，但也影响了薄壁零件的使用效果。

薄壁零件具有特殊的尺寸和形状，即使是特殊材料，最常用的薄壁加工材料也是钛合金和复合材料，它们是在不同的生产场景和场景中制造的。

从分析薄壁零件的加工和工艺角度来看，薄壁零件的最终加工效果反映了加工等级，薄壁零件通常应用于高精度领域，加工等级直接影响下一个装配产品的质量。

从车削过程的角度来看，夹具的切削量和材料以及几何参数会影响薄壁加工的质量。

二、影响薄壁零件质量的因素分析（一）切割方式的选择切割薄壁零件时，必须选择适当的切割方法以避免影响零件过程的质量。

因此，结合薄壁零件的实际要求，应选择科学的加工方法来提高零件的切削精度。

国家职业教育机械制造技术专业教学资源库车削薄壁工件时车刀的几何参数及切削用量选择一、车刀的几何参数选择在薄壁工件的车削过程中，合理的车刀几何角度对车削时切削力的大小，产生的热变形、工件表面的粗糙度值都有较大的影响。

车刀前角的大小，决定着切削变形与车刀锋利程度。

前角大，切削变形和摩擦力减小，切削力减小，使切削变形小，切屑容易流出。

但前角太大，会使车刀的楔角减小，车刀的强度降低，车刀散热差，加快车刀的磨损。

若车刀的后角增大，则可减少后刀面与工件之间的摩擦，切削力也相应减小，工件不易产生热变形。

但后角过大时，车刀的强降低。

总之，在车削薄壁工件时，要求刀柄的刚度要求高，车刀的修光刃不易过长(一般取O.2～O.3mm)，刃口要锋利。

在车刀的角度选取方面遵循以下原则：1、选用较大的主偏角，增大主偏角可减小主切削刃参加工作的长度，并有利于减小径向切削分力。

2、适当增大副偏角，可以减少副切削刃与工件之间的摩擦，从而减少切削热，有利于减小工件热变形。

3、前角适当增大，应尽量使车刀锋利，切削轻快，排屑顺畅，促使减小切削力和切削热。

4、刀尖圆弧半径要小。

车刀的几何参数可参考下列要求：1、外圆精车刀。

Κr = 90°～93°，Κ′r = 15°，a o = 14°～16°，a o1= 15°，γ0适当增大。

2、内孔精车刀。

Κr = 88°～90°，Κ′r = 10°～15°，γ0 = 10°～15°，a o = 14°～16°，a o1= 6°～8°，λs= 5°～6°。

二、切削用量的选择薄壁工件刚度低、易变形，在车削加工过程中切削用量的选择对加工质量影响很大，如果背吃刀量和进给量增大，则切削力增大，工件变形也增大，对加工质量不利。

如果减小背吃刀量，增大进给量，工件的表面残余面积增大，表面粗糙值加大，对加工质量也不利。

切削参数选择原则:切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数,而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。

所谓“ 合理的” 切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能 (功率、扭矩 ,在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

一制订切削用量时考虑的因素切削加工生产率在切削加工中,金属切除率与切削用量三要素 ap 、 f 、 v 均保持线性关系, 即其中任一参数增大一倍, 都可使生产率提高一倍。

然而由于刀具寿命的制约,当任一参数增大时,其它二参数必须减小。

因此,在制订切削用量时,三要素获得最佳组合,此时的高生产率才是合理的。

刀具寿命切削用量三要素对刀具寿命影响的大小,按顺序为 v 、 f 、 ap 。

因此,从保证合理的刀具寿命出发, 在确定切削用量时, 首先应采用尽可能大的背吃刀量; 然后再选用大的进给量;最后求出切削速度。

加工表面粗糙度精加工时,增大进给量将增大加工表面粗糙度值。

因此,它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。

二刀具寿命的选择原则切削用量与刀具寿命有密切关系。

在制定切削用量时,应首先选择合理的刀具寿命, 而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。

一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种,前者根据单件工时最少的目标确定,后者根据工序成本最低的目标确定。

选择刀具寿命时可考虑如下几点:根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。

复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。

对于机夹可转位刀具,由于换刀时间短,为了充分发挥其切削性能,提高生产效率,刀具寿命可选得低些,一般取 15-30min 。

对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具, 刀具寿命应选得高些,尤应保证刀具可靠性。

车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时,该工序的刀具寿命要选得低些;当某工序单位时间内所分担到的全厂开支 M 较大时,刀具寿命也应选得低些。