車削加工教案

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1、車削加工教案 【教學目的及要求】 1．了解車床型號、組成、運動和用途。 2．熟悉車刀、量具和主要附件的基本結構與使用方法。 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。 【教學課時】7課時 車削加工講授內(nèi)容 一般機器制造中車床約占金屬切削機床總臺數(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，其中臥式車床是應用最廣泛的一種。 一、車床組成 車床上由機床主軸帶動工件旋轉。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、了改變上述運動的大小，尚有主運動變速箱（主軸箱）和進給運動變速箱（進給箱）。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構； 2．進給箱：安裝作進給運動的變速機構； 3．溜板箱：安裝作縱橫向運動的傳動元件并聯(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）進給運動。 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準規(guī)定，由漢語拼音和阿拉伯數(shù)字組成。 如： C A 6 1 40 機床主參數(shù)代號表示最大車削直徑的十分之一，即

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

4、運動可能不只是一個。 2）車削表面 在車削外圓過程中，工件上存在著三個不斷變化著的表面。 待加工表面、已加工表面和過渡表面。 2．車削用量 在車削時，車削用量是切削速度vc、進給量f和背吃刀量ap三個切削要素的總稱。它們對加工質量、生產(chǎn)率及加工成本有很大影響。 （1）切削速度vc 車削時的切削速度是指車刀刀刃與工件接觸點上主運動的最大線速度(m/s)。 （2）進給量f 車削時，進給量是指工件一轉時刀具沿進給方向的位移量，又稱走刀量(mm/r)。 （3）背吃刀量ap 車削時，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，其次是進給量，最小是背吃刀量。所以在粗加工時應優(yōu)先考慮用大的背吃刀量，其次考慮用大的進給量，最后選定合理的切削速度。半精加工和粗加工時首先要保證加工精度和表面質量，同時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，粗加工時可達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。當采用不重磨刀具時，背吃刀量所形成的實際切削刃長度不宜超過總切削刃長度的三分之二。 （2）進給量的選

6、擇 粗加工時f的選擇按刀桿強度和剛度、刀片強度、機床功率和轉矩許可的條件，選一個最大的值；精加工時，則在獲得滿意的表面粗糙度值的前提下選一個較大值。 （3）切削速度的選擇 在ap和f已定的基礎上，再按選定的耐用度值確定切削速度（一般查手冊決定）。 四、車削時工件的裝夾 車床上加工多為軸類零件和盤套類零件，有時也可能在不規(guī)則零件上進行外圓、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、四爪卡盤上的四個爪分別通過轉動螺桿而實現(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整至所需位置。此法調整費時費工，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。 當加工細長階梯軸時，則使用中心架。中心架固定在床身導軌上，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。當工件長徑比小時，應采用螺

8、母壓緊的心軸。 當工件長度大于孔徑時，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 車端面時刀具作橫向進給，愈向中心車削速度愈小，當?shù)都膺_到工件中心時，車削速度為零，故切削條件比車外圓要差。 車刀安裝時，刀尖嚴格對準工件旋轉中心，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、當零件長徑比較大時，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，外圓應分層切除，再對臺階面進行精車。 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。要求較高時可先加工好孔，再用心軸裝夾車削有關外圓與端面。 4．內(nèi)孔車削 常用的內(nèi)孔車削為鉆孔和鏜孔。在實體材料上進行孔加工時，先要鉆孔，鉆孔時刀具為麻花鉆，裝在尾架套筒內(nèi)由手動進給。 在已有孔（鉆孔、鑄孔、鉸孔）的工件上如需對孔作進一步擴徑加工稱鏜孔，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、定心準確、同軸度高、拆裝方便等優(yōu)點，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）轉動小刀架法。此法調整方便，由于小刀架（上滑板）行程較短，只能加工短錐面且為手動進給，故車削時進給量不均勻、表面質量較差，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，車床上要安裝靠模附件，同時橫向進給絲杠與螺母要脫開，小刀架要轉過90度以作吃刀調節(jié)之用。它的優(yōu)點是可在自動進給條件下車削錐面，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。按標準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，用螺距或導程來表示其主要規(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為60度，而且粗車時車刀的前角應等于0，刀具用樣板安裝，應保證刀尖分角線與工件軸線垂直。 （2）車床運動調整。 為了得到正確的螺距P，應保證工件轉一轉時，刀具準確地縱向移動一個螺距，即 通常在具體操作時可按車床進給箱表牌上表示的數(shù)值按欲加工工件螺距值，調整相應的進給調整手柄即可滿足要求。 （3）螺紋車削注意事項。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刀刃進行切削的（稱斜進刀法），故這種方法適用于較大螺

14、紋的粗加工。有時為了保證螺紋兩側都同樣光潔，可采用左右切削法，采用此法加工時可利用小刀架先作左或右的少量進給。 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，為了保證每次走刀時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，而應采用反車退刀的方法。 車削螺紋時嚴格禁止以手觸摸工件和以棉紗揩擦轉動的螺紋。 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。一根軸上有多個槽時，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，當切斷工件的直徑較大時，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整到與機床旋轉中心等高，較高或較低都會使切至靠近工件中心部分時形成小凸臺，易使刀頭損壞。切斷時進給必須均勻。當接近切斷時需放慢進給速度，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進給，用圓弧車刀車去臺階峰部并使之基本成形，用樣板檢驗后需再經(jīng)過多次車削修整和檢驗，形狀合格后還需用砂紙和紗皮適當打磨修光。此法適用于單

16、件小批生產(chǎn)，雖操作技術要求高，但不需要特殊的設備和刀具。 （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，工件低速旋轉，滾花刀徑向擠壓后，再作縱向進給。為避免研壞滾刀和防止細屑滯塞在滾花刀內(nèi)而產(chǎn)生亂紋，應充分供給冷卻潤滑液。