《车工工艺课件(绪论、一章).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车工工艺课件(绪论、一章).ppt（108页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、车工工艺学,现代制造技术组赣州理工职业技术学校,绪论,什么叫车削（重点）车削在机械制造业中的地位车削的基本内容（难点）车削的特点本课程的内容学习本课程的方法与要求,一、什么叫车削？1、是加工机械金属零件方法之一。2、车削：在车床上利用工件旋转运动和刀具的直线运动（或曲线运动）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件。（视频）3、车工工艺：按技术先进、经济上合理的原则，研究毛坯加工成合格工件的过程和方法的学科。是车削技术人员经验积累升华的专业理论知识。,二、车削在机械制造业中地位1、是机械制造业中最基本、最常用的方法。2、机械制造中，车床占机床总数30%50%，数控车床占25%左右
2、。3、车床有“工业母机”之称。,通过看加工视频，车削内容有哪些？,三、车削的内容,三、车削的（主要）内容,学生普车训练加工作品,车削扩展数控车削 作品,四、总结车削的特点？1、实用性强，应用范围广；2、刀具结构简单，制造、刃磨、装夹较方便；3、一般是等截面连续车削，切削力较小、过程平稳，生产效率高；4、加工出零件尺寸及表面质量较高。,五、本课程学习的目标1、了解车床结构、性能、传动、调整、维护；2、熟练使用刀具、工具、量具、夹具；3、掌握切削原理与切削用量、相关计算、与查资料、切削液；4、熟练使用工件定位与装夹、安全文明知识；5、掌握各种典型零件加工工艺、质量分析、改进措施；6、了解新工艺与新
3、技术。,六、学习方法与要求1、方法：理论+实践，理论是基础，实践是升华；勤奋自信、多动手实践。,2、要求：课堂笔记（占成绩15%）；课后练习（占成绩15%）；实训认真操作，文明安全时刻牢记；获得中级资格证书（在以后工作中要有达到高级技师的目标）。,小结与课后练习布置首先检查本次课堂笔记并登记。1、什么叫车削？举例说明车削加工有哪些内容?(P21-1)2、预习第一章第一节内容。,第一章车床的基础知识,本章主要内容1-1车床与车削运动1-2车刀（重点）1-3刀具材料与切削用量（重点、难点）1-4切削过程与控制1-5切削液,1-1 车床与车削运动 本节主要内容 1、卧式车床的主要结构与传动路线 2、
4、车削运动 3、常用车床附件(补充内容),1-1 车床与车削运动一、车床1、卧式车床的主要结构,各部分名称？作用？,床脚,主轴箱（床头箱）,交换齿轮箱（挂轮箱）,主轴（卡盘）,刀架,冷却管,尾座,床身,丝杠,光杠,操纵杆,溜板箱（大拖板）,床脚,走刀箱（进给箱）,快移机构,2、车床各部分结构作用主轴箱：支撑主轴、带动工件旋转卡盘：夹持工件交换齿轮箱：将主轴箱运动传给进给箱进给箱：进给系统的变速机构，将交换齿轮箱的运动变速传给丝杠或光杠。溜板箱：接受丝（光）杠运动，通过快移机构驱动刀架实现车刀横纵移动。刀架：装夹车刀。尾座：安装顶尖支撑长工件，或钻铰孔。床身：基础部件，支撑各部件，保证各相对位置。
5、床脚：支撑床身，通过螺钉固定在地面上。冷却装置：切削液的循环冷却机构。丝杠、光杠：螺纹加工，直线车削加工。,3、卧式车床的传动线路（各部分怎样配合运动？）,电动机,皮带轮,主轴箱,主轴,工件旋转运动（主运动）,卡盘,进给箱,交换齿轮箱,溜板箱,光杠,溜板箱,刀架,丝杠,刀架,车刀,直线运动,车刀,快移电动机,车螺纹,CA6140型卧式车床传动系统图,CA6140型卧式车床传动系统图,二、车削运动 举例：我国唐代就出现了以马作为动力的简易车削装置。1、车削运动分类（按作用分类）,2、加工中工件表面分类,车削运动图解,主运动,进给运动,已加工表面,待加工表面,过渡表面,车内孔与端面的加工表面分析,
6、三、车床常用附件（补充内容）,为了满足各种车削工艺的需要，车床上常配备各种附件。车床常用附件有三爪卡盘、四爪卡盘、花盘、顶尖、心轴、中心架和跟刀架等。下面我们来认识一下。,1、三爪卡盘,三爪卡盘是自定心夹紧装置，用锥齿轮传动。适宜于夹持圆形、正三角形或正六边形等工件。其重复定位精度高、夹持范围大、夹紧力大、调整方便，应用比较广泛。在装夹较长的工件按时，远离卡盘的一端中心可能和车床轴心不重合，需要用划线盘来校正工件的位置。,三爪卡盘,三爪卡盘适用于装夹大批量生产的中小型规则零件。三爪卡盘一般有正反两副卡爪或一副正反都可使用的卡爪，各爪都有编号，在装卡爪时应按顺序安装。用正爪装夹工件时，工件的直径
7、不能太大，卡爪伸出卡盘圆周一般不超,过卡爪长度的1/3，否则卡爪与平面螺纹啮合很少，受力时易使卡爪上的螺纹碎裂而产生事故。所以在装夹大直径工件时应尽量使用反爪。,2、四爪卡盘,四爪卡盘每个爪只能单独传动。适宜于夹持圆形、特殊形状或四边形等工件。其夹紧力大、但调整不方便，应用比较少。在装夹工件时，需要用划线盘来校正工件的位置。,3、花盘,花盘：用来装夹异型工件的卡盘.当然花盘的安装不是图上这样的，是在主轴法兰盘上安装的,花盘要配合夹具来装夹工件,4、顶尖,顶尖的作用是定中心、承受工件的重量和切削力。顶尖分前顶尖和后顶尖两类。前顶尖：插在主轴锥孔内与主轴一起旋转的顶尖称作前顶尖。前顶尖随工件一起转
8、动，与中心孔无相对运动，不发生摩擦。有时为了准确和方便起见，也可以在三爪自定心卡盘上夹一段钢材，车成60代替前顶尖。,前顶尖1,前顶尖2,4、顶尖,回转顶尖：就是顶尖的尖可以随着工件的转动而转动，减小了工件与中心孔的摩擦。,4、顶尖,固定顶尖：这种顶尖不能与工件一起转动，与工件中心孔的摩擦较大，一般为车床的随机附件,5、中心架,中心架：是车削细长工件时，起到支撑和过渡工件的作用。一般为原厂车床可选附件。,跟刀架装在车床刀架的大拖板上，与整个刀架一起移动，用来车削细长的光轴，以增加轴的刚度，避免加工时由于刚度不够而产生形状误差。,6、跟刀架,7、尾座夹头,普通钻夹头：用来夹持直柄麻花钻或中心钻，
9、用专用扳手松紧。,7、尾座夹头,快速夹头：它装夹快捷，使用方便，不需要其它辅助扳手，直接用手拧紧，而且夹持紧固，可以装夹钻头和丝锥等,8、中心钻（与附件相关）,用于在轴类工件的端面钻中心孔，钻出的中心孔起到给工件定位的作用。这个中心孔非常重要，它是工件定位的基准和精度的保证。中心钻有A、B、C、D四种型号，一般我们常用的是A型60度锥的中心钻。,小结与课后练习布置首先检查本次课堂笔记并登记。1、（P21-2、3、4）2、预习第一章第二节内容。,1-2 车刀本节主要内容1、常用车刀2、车刀切削部分的几何要素3、测量车刀角度的三个基准坐标平面4、车刀切削部分的几何角度,1-2 车刀车刀：用来完成车
10、削任务的一种重要工具。刀具的重要性：古人云：工欲善其事，必先利其器。民间俗语云：磨刀不误砍材工。机械行业俗语：车工三分技术，七分刀具。,各类车刀,一、常用车刀,1、普车常用车刀的种类和用途（P6 表1-1）,145弯头车刀2、690外圆车刀3外螺纹车刀475外圆车刀5成形车刀7车槽、切断刀8内槽车刀9内螺纹车刀10盲孔镗刀11通孔镗刀,直头外圆车刀,左偏刀,右偏刀,一、常用车刀,1、普车常用车刀的种类和用途,一、常用车刀,2、硬质合金可转位车刀,1、刀杆,2、夹紧装置,3、刀片,4、刀垫,多用于数控车床，磨损后刀片可以转过角度使用，缩短了磨刀和换刀时间，提高了刀柄利用率。,二、车刀切削部分的几
11、何要素,1、车刀的组成：三面、两刃、一尖,车刀的组成,切削部分（刀头）,夹持部分（刀柄）,前刀面,主后刀面,副后刀面,主切削刃,副切削刃,刀尖,前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工作。副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一小段直线称过渡刃。,二、车刀切削部分的几何要素,二、车刀切削部分的几何要素,2、过渡刃与修光刃过渡刃：为了提高刀尖强度修光刃
12、：为了修光已加工表面,三、测量车刀角度的三个基准坐标平面,1、三个基准坐标平面的建立,三、测量车刀角度的三个基准坐标平面,2、三个辅助平面的关系,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。（一般为水平面）切削平面p s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p o过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面。或叫主剖面。关系：三个坐标平面互相垂直，建立了一个空间坐标系，方便了刀具的静态标注角度的测量。（必要性）,四、车刀切削部分的几何角度,六个独立的基本角度,主偏角副偏角前角主后角副后角刃倾角,四、车刀切削部分的几何角度,1、前角(0),前角是在正交平面内测量的
13、前刀面与基面间的夹角。影响刃口锋利程度和强度，影响切削变形和切削力。一般在-5 25之间。,0,四、车刀切削部分的几何角度,2、主后角 0,在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角。后角不能为零度或负值，一般在612之间选取。,AA,0,0,四、车刀切削部分的几何角度,3、主偏角Kr 在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般在30 90之间。,进给方向,Kr,进给方向,四、车刀切削部分的几何角度,、副偏角 Kr 在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。,进给方向,进给方向,Kr,四、车刀切削部分的几何角度,、刃倾角 S 在切
14、削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。刃倾角一般在-105之间选取。,S 基面,当主切削刃呈水平时，S=0；刀尖为主切刃上最高点时，S 0；刀尖为主切削刃上最低点时，S 0。,当 S=0时，切屑沿垂直于主切削刃方向排出；当 S 0时，切屑排向待加工表面，不易擦伤已加工表面；当 S 0时，切屑排向已加工表面方向，已加工表面有毛刺。,本节小结,课后练习布置首先检查本次课堂笔记并登记。1、第一次作业（P21-5、6、7）2、第二次作业（P22-8、9、10）3、预习第一章第三节内容。,1-3 刀具材料和切削用量本节主要内容1、车刀切削部分应具备的基本性能2、车刀切削部分的常用材料3、切削用量三要素4
15、、切削用量的选择,一、车刀切削部分应具备的基本性能,1、车刀切削部分所面临的切削工作环境1）、高温2）、切削力大3）、冲击力大4）、高压,2、车刀切削部分材料必须具备的特性1）、高硬度和耐磨性2）、足够的强度和韧性3）、耐热性好（化学热稳定性好）4）、良好的导热性（热物理性能好）5）、良好的工艺性 6）、经济性,二、车刀切削部分的常用材料,有哪些材料适合以上特性刀具材料分类1、碳素工具钢2、合金工具钢3、高速钢（重点介绍概念、性能、分类）4、硬质合金（重点介绍概念、性能、分类）5、超硬材料,二、车刀切削部分的常用材料,1、碳素工具钢：采用优质碳素钢热处理后而成，硬度较低，适宜手工低速切削。如钳
16、工使用的錾子。材料牌号如：T10A。2、合金工具钢：在碳素工具钢基础上，加入一定比例的合金元素而成，硬度较碳素工具钢高一些，但只适宜低速切削。如钳工使用的锉刀、手用锯片、丝锥等。材料牌号如：9CrSi。,二、车刀切削部分的常用材料,3、高速钢概念：性能：硬度可达6266HRC，切削温度在500650C时仍能进行切削。硬度较硬质合金低、韧性好、耐冲击、能磨出锋利的刃口；工艺性良好，适应制造形状复杂的刀具，如麻花钻、铰刀、白钢（风钢）车刀等；因此目前还应用比较广泛。但是耐热性差，所以不能用于高速切削。切削速度约30-50米每分钟。加工45钢要加冷却液。一般用氧化铝刚玉砂轮刃磨时也要水冷却，防止刀具
17、退火。,含W、Mo、Cr、V等合金元素较多的工具钢。,高速钢刀具,二、车刀切削部分的常用材料,3、高速钢分类A、钨系：常见牌号W18Cr4V，受钨价格限制，国外较少，国内较多，以后渐少。B、钨钼系：常见牌号W6Mo5Cr4V2，国外解决钨资源少，用钼取代钨的产品；常见牌号W9Mo3Cr4V，我国根据资源情况研制的产品，以后将渐多。,二、车刀切削部分的常用材料,4、硬质合金概念：用钨和钛的碳化物粉末加钴粘接剂，经高压压制后再经高温烧结而成的粉末冶金制品。性能：硬度、耐磨性、耐热性均高于高速钢，但韧性差，不能耐冲击。常温硬度为8993HRA，耐热性达8001000C，加工钢件时切削速度可达220m
18、/min左右。工艺性较差。大多数车刀、铣刀等均由硬质合金制造，应用广泛。高温切削和刃磨时，不能断续冷却，防止刀具崩裂。一般用碳化硅砂轮刃磨。,硬质合金刀具,二、车刀切削部分的常用材料,4、硬质合金分类A、钨钴类（YG或K类），加工铸铁、有色金属、不锈钢，牌号有K01、K10、K20或YG3、YG6、YG8。B、钨钛钴类（YT或P类），加工钢件，P01、P10、P30或YT30、TY15、YT05。C、通用或万能合金（YW或M类），可加工以上所有材料，牌号有M10、M20或Yw1、Yw2。,二、车刀切削部分的常用材料,5、超硬材料（一般用于数控机床刀具）涂层材料工业陶瓷材料立方氮化硼材料金刚石材
19、料,三、切削用量三要素1、切削用量的概念 切削用量是表示主运动和进给运动大小的参数，切削用量的选择直接影响材料切除率，进而影响生产效率。2、切削用量的三要素,切削速度 c,进给量,背吃刀量 p,三、切削用量三要素3、切削用量三要素的确定,1）、背吃刀量 p,工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。既车刀每次切入工件的深度。也叫吃刀深度。,车外圆时：,钻孔时：,式中 工件待加工表面的直径(mm)；工件已加工表面的直径(mm)。,例：已知工件待加工表面直径为95mm，现一次进给车至直径90mm，求背吃刀量？解：,3、切削用量三要素的确定,2）、切削速度 c,车削时，刀具主切削刃上某点相对于待加工
20、表面在主运动方向上的瞬时速度。,当主运动为旋转运动时，可按下式计算式中：v c：切削速度(m/min)；d：切削刃选定点处刀具或工件的 直径(mm)，一般取最大直径；n：主运动转速(r/min)。,例：车削直径为60mm的工件，选定车床转速为600转/分，求切削速度？解：,思考：实际生产中，往往知道工件材料、刀具材料和加工要求等因素来选定切削速度，这时要求主轴转速，怎么求?,3、切削用量三要素的确定,3）、进给量,工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离。也叫进给速度,根据进给方向不同，进给量又分为纵向进给量和横向进给量。沿车床导轨方向的进给量为纵向进给量，垂直于导轨方向的进给量为横向进给量。,
21、进给量单位：每转毫米：mm r,四、切削用量的选择,1、粗车时切削用量的选择 粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。增大背吃刀量可使走刀次数减少，增大进给量有利于断屑。,四、切削用量的选择,2、半精车、精车时切削用量的选择,精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具
22、材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。,背吃刀量的选择,精车、半精车时的背吃刀量一般由粗加工后留下的余量决定。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。半精加工的背吃刀量取0.52.0mm；精加工的背吃刀量取0.10.8mm。,进给量的确定,精车、半精车的背吃刀量较小，产生的切削力不大，因此加大进给量对工艺系统的强度和刚度影响不大，选择时主要受表面粗糙度的限制。表面粗糙度越小，进给量则选小些。,切削速度的确定,为提高工件表面质量，用硬质合金刀具精车时，一般采用较高的切削速度（vc大于80m/min）；用高速钢车刀精车时，一般选较低的切削速度(vc小于5m/min)。,小结与课后练习布置首先检
23、查本次课堂笔记并登记。1、第一次作业（P22-11、12、13）2、第二次作业（P22-14、15、16、17）3、预习第一章第四节内容。,1-4 切削过程与控制 本节主要内容 1、切屑的形成与种类 2、切削力,一、切屑的形成与种类,1、切屑过程概述,金属切削加工方式很多，一般可分为车削加工、铣削加工、钻削加工、镗削加工、刨削加工、磨削加工及钳工等。,1）、切削过程,通过切削运动，刀具从工件表面切下多余的金属层，从而形成切屑和已加工表面的过程。,2）、伴随的物理现象,切屑、切削力、切削热、刀具磨损等,切削变形过程示意图,工 件,2、切屑的形成及种类,1）、切屑的形成,刀具推挤工件,工件上一层金
24、属产生弹性变形,产生塑性变形,断裂,切屑,刀具,2）、切屑形状的分类,带状切屑（常见）环形螺旋状切屑锥形螺旋切屑（理想的）弧形切屑（理想的）管状切屑单元切屑（一般铸铁材料）针形切屑（一般黄铜材料）,（理想的）,盘旋状切屑,一般钢件材料的切屑,带状切屑 比较常见，切削过程平稳，刀具磨损较慢，工件已加工表面较光滑，但切屑乱缠，易发生安全事故，要采取断屑措施。,环形螺旋状切屑这是一种较为理想的切屑。,弧形切屑这是一种较为理想的切屑。,锥形螺旋切屑这是一种较为理想的切屑。,管状切屑,盘旋状切屑,3）、影响切屑的因素,断屑槽的宽度：一般来讲，宽度减小，切屑卷曲半径减小，增大了切屑的弯曲变形，越容易断屑。
25、,切削用量：切削用量中对断屑影响最大的是进给量，其次是背吃刀量和切削速度。,刀具角度：刀具角度中以主偏角和刃倾角对断屑影响最明显。,外圆车刀卷屑槽,二、切削力1、概念,切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为切削力。切削力是在车刀车削工件的过程中产生的，大小相等、方向相反地作用在车刀和工件上的力。,材料的弹性变形和塑性抗力；,切屑、工件表面与刀具的摩擦力。,总切削力的构成,F弹、塑,F摩1,F摩2,2、总切削力F的分解主切削力（切向分力）Fc在主运动方向上分力，做功最多，占总功率90%以上，是 计算机床动力及主要传动零件强度和刚度的依据。进给力（轴向分力）Ff 在进给运动方向上的分力，
26、很小，占总功率的1-5%，是设计和计算进给机构零件强度和刚度的依据 背向力（径向分力）Fp在垂直于工作平面（切削深度）上的分力，不做功；但容易使工件变形，甚至产生振动，影响工件加工精度。Fp 影响细长轴的加工。,切削用量：ap（背吃刀量）和f（进给量）增大，F越大。但ap（背吃刀量）对切削力影响大于f（进给量）。,工件材料：材料的强度、硬度越高，塑性韧性越好，F越大。,刀具角度：增大 0，Fc减小；增大kr，Ff增大、Fp减小。冷却条件：加切削液，F 减小。,常见闷车现象是由于切削力过大造成的。思考：在相同切削条件下，欲降低切削力，采用大进给小吃刀或大吃刀小进给哪个较有效？为什么？,3、影响切
27、削力的主要因素,小结与课后练习布置首先检查本次课堂笔记并登记。1、作业（P22-18、19、20、21）2、预习第一章第五节内容。,1-5 切削液 本节主要内容 1、切削液的作用 2、切削液的种类及其使用 3、切削液使用的注意事项,切削液又称为冷却润滑液，是在车削过程中为了改善切削效果而使用的液体。在切削过程中，刀具与加工表面存在着剧烈的摩擦，并产生很大的切削力和大量的切削热。合理选择使用切削液，不仅可以改善表面粗糙度，减少1530的切削力，而且还会使切削温度大大降低，从而延长刀具的寿命，提高劳动生产率。,一、切削液的作用,1、冷却作用,切削液能吸收带走切削区域大量的热量，降低刀具和工件的温度
28、，从而延长刀具的使用寿命，并能减少工件因热变形而产生的尺寸误差。这样为提高生产率创造了条件。,水的冷却性能最好，油类最差，乳化液介于两者之间。,2、润滑作用,切削液渗入到切屑、刀具、工件的接触面微小间隙间，并粘附在金属表面上形成润滑膜，因此，可以减少刀具与切屑，刀具与工件间的摩擦，减少刀具的磨损、使排屑流畅，并提高工件表面质量。对于精加工润滑作用显得更加重要了。,3、清洗作用,加工中细小切屑易吸附在刀具工件上，特别是铰孔、钻深孔时，切屑易堵塞，所以加注一定压力、足够流量的切削液能冲走细屑、微粒等，起到清洗作用，使切削顺利进行。同时防止加工表面、机床导轨面受损。,二、切削液的种类及其使用,水溶性
29、,油溶性,水溶液,乳化液,合成切削液,切削油,极压切削油,：主要是冷却、兼防锈。用于粗加工,：冷却为主、润滑、防锈，用于粗加工,：冷却、润滑、防锈、无油节能环保,动植物油,矿物油,复合油,：润滑好（易变质、应少用）,：机械油，润滑好、用精加工,：润滑、清洗渗透好，应用广,：氯化或硫化切削油，高温下润滑好、防锈，用于封闭加工和精加工。,两大类,三、使用时注意事项,1、油状乳化液必须用水稀释后才能使用。,2、切削液应浇注在切削热源区域。,3、用硬质合金车刀切削时，一般不加切削液；如要用，则必须从开始就连续充分地浇注。否则会骤冷裂开。,4、切削液流量应适量控制好。,5、加注切削液可采用浇注法和高压法冷却。浇注法简便应用广泛。难加工材料和半封闭加工用高压冷却。,小结与课后练习布置首先检查本次课堂笔记并登记。1、作业（P22-22）2、阅读P23先进制造技术。3、预习第二章第一节内容。,（一）、端面车削,弯头车刀车端面,偏刀车端面,偏刀精车端面,
