车工工艺与技能训练_第二版将增福主编_项目一课件

• 3.刀具寿命：指一把刀具从投入切削起，直到刀具达
到磨钝标准为止的时间总和。 刀具耐用度：是刀具两次刃磨之间实际进行切削的时 间。 切削用量对刀具耐用度T的影响：v最大， f 次之，
ap最小。
• 4.刀具刃磨
车刀的刃磨一般有机械刃磨和手工刃磨两种。 进行车刀刃磨时，必备有磨刀砂轮。 (1)砂轮的选择 常用的砂轮有两种，一种是氧化铝砂轮，另 一种是碳化硅砂轮。刃磨时必须根据刀具材料来 选用砂轮。氧化铝砂轮多呈白色，其砂粒韧性好， 较锋利，但硬度稍低，常用来刃磨高速钢车刀和 碳素工具钢刀具；而呈绿色的碳化硅砂轮的砂粒 硬度高，切削性能好，但较脆，常用来刃磨硬质 合金刀具。
⑧ 研磨 为了保证工件表面加工质量，对精加工使 用的车刀，常进行研磨。研磨时，用油石加一些机油，然 后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖处贴平进行研磨，直 到车刀表面光洁，看不出磨削痕迹为止。这样既可使刀刃 锋利，又能延长车刀的使用寿命。如图1-7所示。
图1-7 用油石研磨车刀
⑶ 车刀刃磨的注意事项 ① 刃磨时，握刀姿势要正确，双手拿稳车刀，使刀 杆靠于支架，并让被磨表面轻贴砂轮。用力要均匀，不能 抖动。 ② 磨碳素钢、高速钢及合金钢时，要及时将发热的 刀头放入水中冷却，以防刀刃退火，失去其硬度；磨硬质 合金刀具时，不需要进行冷却，否则，刀头的急冷会导致 刀片碎裂。 ③ 在盘形砂轮上磨刀时，尽量避免在砂轮端面上刃 磨；在杯形砂轮上磨刀时，不准使用砂轮的内圈。 ④ 刃磨时，刀具应往复移动，固定在砂轮某处磨刀， 会导致该处形成凹坑，不利于以后的刃磨。同时，砂轮表 面要经常修整，以保证刃磨质量。 ⑤ 刃磨结束后，随手关闭砂轮机电源。
• （5）床鞍和滑板 床鞍用于支承滑板与实施纵向进给。滑板分中滑板和小滑 板， 中滑板用于横向进给，小滑板用于对刀、短距离的纵向进给、车 圆 锥等。 • （6）刀架 刀架用于装夹车刀 • （7）尾座 尾座用途广泛，装上顶尖可支顶工件；装上钻头可钻孔； 装上板牙、丝锥可套螺纹和攻螺纹；装上铰刀可铰孔等。 • （8）床身 精度要求比较高。作用:支承车床其它部件，是床鞍和尾座 的导向部分。 • （9）冷却部分 作用：给切削区浇注充分的切削液，降低切削温度，提高
（a）
（b）
图1-1 粗磨后角、副后角 （a）粗磨后角 （b）粗磨副后角
（a） 图1-2 粗磨前面
（b）
图1-3 断屑槽的型式 （a）圆弧型 （b）直线型
磨削断屑槽时，注意刃磨时的起点位置应和 刀尖、主切削刃离开一小段距离，以防止将刀尖 和切削刃磨坍，磨削时用力不能过大，应将车刀 沿刀杆方向上下缓慢移动。刃磨断屑槽的方法如 图1-4所示。 ⑤ 精磨主后面和副后面 刃磨方法如图1-5所 示，刃磨时，将车刀底平面靠在调整好角度的台 板上，刀刃轻轻靠在砂轮的端面上并沿砂轮端面 缓慢地左右移动，使砂轮磨损均匀，保证车刀刃 口平直。
• 三、切削力
1、切向力（切削力）Fz ：总切削力在主运动方向 上的正投影，其大小约占总切削力的95~99%,是 三个分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是 机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的 主要依据； 2、轴向力（进给力）Fx : 总切削力在进给方向上 的正投影，其大小约占总切削力的1~5%, 它是设 计和验算机床进给机构必须的参数； 3、径向力（背向力）Fy: 总切削力在垂直工作平面 上的分力，它作用在工件刚性较差的方向，容易 使工件变形，同时引起振动，影响加工精度。所 以加工刚性较差的工件（如细长轴）时，应该力 求减少切削力。
② 粗磨副后面 （b）所示。
同时磨出副偏角及副后角，如图1-1
③ 磨前面
同时磨出前角，如图1-2所示。
④ 磨断屑槽 其目的是使断屑容易。断屑槽常见的 形式有圆弧型和直线型两种，如图1-3 所示。刃磨圆弧断 屑槽，必须先把砂轮的外圆与平面的相交处修整成相应的 圆弧。刃磨直线形断屑槽，其砂轮的外圆与平面的相交处 必须修整得比较尖锐。刃磨时，刀尖可向上或向下磨削。
• 五、断屑
1.定义：切屑在流动和卷曲的过程中，变形程度超 过了材料的极限强度，切屑就自行折断，这就是 断屑。 2.切屑的形状 车削金属时，被切削层金属经受了较大的塑性变形 变成切屑。切屑在流动和卷曲过程中碰到障碍物， 切屑将附加变形。因工件材料、车刀几何角度及 切削用量的不同，切屑附加变形的程度也不同， 车削塑性材料时，常会出现“C”字形切屑、螺 旋状切屑和带状切屑等
• 1.减少切削热的产生：包括选择合理的刀具几何 角度和切削用量，比如适当增大刀具的前角以减 少切屑变形，选用大的背吃刀量和小的进给量。 • 2.改善散热条件：包括使用冷却液等各种冷却措 施； • 冷却液一般有： • 水溶液：比热大，导热性好，但不能起润滑作 用，如苏打水，苏打用于防锈。用于粗磨。 • 切削油：如矿物油；比热小，但有润滑作用。 • 乳化液：具有良好的流动性和导热性，它由乳 化油加水稀释而成，应用最广泛。
项目1 车削加工的基本知识
1.1 入门知识 • 一、车床简介
• 1.车床主要组成
车床主要由主轴变速箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板部分、 刀架、尾座及冷却、照明等部分组成。
• （1）主轴变速箱 主轴变速箱简称主轴箱。其主要作用是使主轴获得不同的 转速。主轴用来安装卡盘，卡盘用来装夹工件。 • （2）交换齿轮箱 作用：把主轴运动传给进给箱，在必要时调换箱内齿轮后， 可以车削各种不同螺距的螺纹。 • （3）进给箱 进给箱：利用箱内的齿轮机构，把主轴传递的动力传给光 杠或丝杠；变换箱外的手柄，可以使光杠或丝杠得到不同的转 速。 丝杠：用来车削螺纹 光杠：用来带动溜板箱，使车刀做横向或者纵向进给运动。 • （4）溜板箱 作用：把光杠或丝杠传来的运动传递给床鞍及中滑板，以 形成车刀纵向或横向进给运动。
“C”字形切屑
螺旋状切
屑带状切屑
不同形状切屑形成的原因及特点
切屑的形状 切屑形成的原因 特点
“C”字形切 采用带有断屑槽的车刀 屑 车削工件 螺旋状切屑 采用带有卷屑槽的车刀 车削工件 高速车削塑性金属材料

切屑体积小，清理方便，但易产生飞溅。
切屑稳定可靠，切屑流向向下，不易跟 工件相碰，不飞溅且清理方便。 切屑很长，经常回缠绕在工件或刀杆上， 易拉伤工件表面、损坏刀刃、甚至还会 飞出伤人，在车削时应尽量避免产生带 状切屑。
• 二、选择切削用量的原则 1.粗车时切削用量的选择 粗车时主要以提高生产率为主，应尽快地把 多余材料切除，原则上应选大的切削用量，但又 不能将切削用量三要素同时增大。 2.半精车、精车时切削用量的选择 精车、半精车的进给量应选得小一些，切削 速度应根据刀具材料选择。高速钢车刀应选较低 切削速度（ vc <5m/min）；硬质合金车刀应选择 较高的切削速度（ vc >80m/min ）。
2.测量车刀角度的辅助平面
五、车刀的磨损及车刀的刃磨
磨 钝
正常磨损
正常工作时逐渐产生的损耗
失 效
非正常磨损-破损
突发的破坏，随机的
1、车刀的正常磨损
2.刀具磨钝标准 ◆磨钝标准—刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这
个磨损限度称为磨钝标准。
◆选择原则
小厂、有经验工人根据一些现象来判断刀具是否磨钝；
4.单元切屑：菱形单元分离体，较低 vc，较
大ap，f 加工硬度较高塑性较差金属时产生。
二、积屑瘤
当切屑沿前刀面流出时，与前刀面接触的切屑底 层受到摩擦阻力，速度变慢，形成滞流层，于是， 金属粘附在切削刃附近，形成了积屑瘤。
积屑瘤的影响：
1、保护切削刃，粗加工时， 希望产生积屑瘤
2、本身不断形成和脱落， 会引起振动，影响工件表 面粗糙度，精加工不希望 产生积屑瘤。
1.3 切削用量的选择
• 一、选择切削用量的意义 合理选择切削用量对提高劳动生产率、延长车刀 使用寿命、保证加工质量、增加经济效益都有十 分重要的意义。切削用量是否合理的标准是： （1）是否能保证工具表面的加工质量。 （2）在机床刚性允许的条件下是否能充分发挥机床 的功率。 （3）在保证加工质量和刀具寿命条件下是否能充分 发挥刀具的切削性能。
另外，还可采用人造金刚石砂轮刃磨刀具，这种砂轮既可 刃磨硬质合金刀具，也可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。
砂轮的粗细以粒度表示，一般分为 36# 、 60# 、 80# 和 120 # 等级别，粒度愈大则表示组成砂轮的磨料愈细，反 之则愈粗。一般粗磨时选用粒度小颗粒粗的平形砂轮，精 磨时选用粒度大颗粒细的杯形砂轮。 ⑵ 手工刃磨的方法和步骤 ① 粗磨主后面 （a）所示。 同时磨出主偏角及主后角。如图1-1
• 3.切削用量
• 切削用量(又称切削有三要素)是衡量车削运 动大小的参量。
• ※切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。
• 即：
练习题 • 车削半径为60mm的工件，若 选切削速度为60m/min，试求 车床主轴转速。
№
• 三、车床润滑与保养
• 1.车床的润滑 • 2.车床的保养
（a）
（b） （c） 图1-6 负倒棱及磨负倒棱的方法 （a）负倒棱 （b）直磨法 （c）横磨法
⑦ 磨过渡刃 过渡刃有直线形和圆弧形两种，刃磨方法与 精磨后面时基本相同。对于车削较硬材料的车刀，也可以 在过渡刃上磨出负倒棱；对于大进给量车削的车刀，可以 用同样的方法在副切削刃上磨出修光刃。采用的砂轮与精 磨后面时所用的砂轮相同。
1.4金属切削过程
• 一、切削的类型 • 1.带状切屑：用大前角刀具、高切削速度、小进 给量加工塑性材料时出现。形成带状切屑时，切 削力平稳，表面光洁，但切屑连续不断，不安全 或容易刮伤已加工表面。 • 2.节状切屑：用低切削速度，大进给量加工中等 硬度的钢材时出现。形成这种切屑时，金属经弹 性变形、塑性变形、挤裂和切离阶段，是典型的 切削过程，但切削力波动大，工件表面粗糙。 • 3.崩碎切屑：加工铸铁、黄铜等脆性材料时出现， 形成这种切屑时，切削热和切削力均集中在刀刃 和刀尖，刀具容易磨损。