車工工藝學(xué)

車工工藝學(xué),車工,工藝學(xué) 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 1 車削部分 目 錄 第一節(jié) 車削概述 (指導(dǎo)人員用) 2 一、車工在機(jī)械加工中的地位和作用 .2 二、車床加工范圍 .2 三、車床加工精度及表面粗糙度 .2 四、機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng) .3 五、切削時(shí)產(chǎn)生的表面 .3 六、切削用量 .4 七、車床種類及編號 .5 八、C6132 型普通車床的主要部件名稱和用途 .6 九、機(jī)床附件及工件的安裝 .8 第二節(jié) 車削工藝 (實(shí)踐操作用) .12 一、三爪卡盤的結(jié)構(gòu) 12 二、車刀的種類和用途 13 三、車刀的安裝 14 四、車刀的刃磨（適用于輪管專業(yè)的學(xué)生） 15 五、刻度盤及刻度盤手柄的使用 16 六、試切的方法與步驟 16 七、粗車和精車 17 八、基本車削工作 18 車工安全技術(shù)守則 28 第三節(jié) 金屬切削加工概述 (金工老師用) 29 一、金屬切削加工含義 29 二、C6132 車床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線(利用掛圖與己解剖透明的車床) 29 三、零件加工質(zhì)量 30 四、刀具材料 31 五、車刀組成及車刀角度 32 六、有關(guān)機(jī)械加工工藝過程的基本概念 35 《金工實(shí)習(xí)》車工教案2 第一節(jié) 車削概述 （指導(dǎo)人員用） 一、車工在機(jī)械加工中的地位和作用 車削加工是指在車床上應(yīng)用刀具與工件作相對切削運(yùn)動(dòng)，用以改變毛坯的尺寸 和形狀等，使之成為零件的加工過程。車工在切削加工中是最常用的一種加工方法。 車床占機(jī)床總數(shù)的一半左右，故在機(jī)械加工中具有重要的地位和作用。 二、車床加工范圍 在車床上所使用的刀具主要是車刀，還有鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀等。車床 主要用來加工各種回轉(zhuǎn)表面，如：內(nèi)、外圓柱面；內(nèi)、外圓錐面；端面；內(nèi)、外溝 槽；內(nèi)、外螺紋；內(nèi)、外成形表面；絲桿、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、套絲、 滾花等。如圖 1-1 所示。 圖 1-1 車床加工范圍 a)鉆中心孔 b)鉆孔 c)鉸孔 d)攻螺紋 e)車外圓 f)鏜孔 g)車端面 h)切槽 i)車成形面 j)車錐面 k)滾花 l)車螺紋 三、車床加工精度及表面粗糙度 車削加工的尺寸精度較寬，一般可達(dá) IT12～I(xiàn)T7，精車時(shí)可達(dá) IT6～I(xiàn)T5。表面 粗糙度 Ra（輪廓算術(shù)平均高度）數(shù)值的范圍一般是 6.3～0.8 見表 1-1。m? 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 3 表 1-1 常用車削精度與相應(yīng)表面粗糙度 加工類別 加工精度 相應(yīng)表面粗糙度值 Ra/ 標(biāo)注代號 表面特征 粗車 IT12 IT11 25～50 12.5 可見明顯刀痕 可見刀痕 半精車 IT10 IT9 6.3 3.2 可見加工痕跡 微見加工痕跡 精車 IT8 IT7 1.6 0.8 不見加工痕跡 可辨加工痕跡方向 精細(xì)車 IT6 IT5 0.4 0.2 微辨加工痕跡方向 不辨加工痕跡 四、機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng) 機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)是由刀具和工件作相對運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。按切削運(yùn)動(dòng)所起作用可分 為兩類：主運(yùn)動(dòng)（圖 1-2 中 ）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（圖 1-2 中 ?） 。 車削 鉆削 刨削 銑削 圖 1-2 切削運(yùn)動(dòng)方式 1. 主運(yùn)動(dòng) 切除工件切屑形成新表面必不可缺少的基本運(yùn)動(dòng)，其速度最高，消耗功率最多。 切削加工的主運(yùn)動(dòng)只能有一個(gè)。車削時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，圖 1-2a ( )。 2. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 使切削層間斷或連續(xù)投入切削，從而加工出完整表面所需的切削運(yùn)動(dòng)。其速度 小，消耗功率少。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有一個(gè)或幾個(gè)。車削時(shí)，刀具的縱向、橫向和斜向運(yùn)動(dòng) 統(tǒng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，圖 1-2a (?)。 五、切削時(shí)產(chǎn)生的表面 在切削運(yùn)動(dòng)作用下，工件上的切削層不斷地被刀具切削并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，從而?m? 《金工實(shí)習(xí)》車工教案4 工出所需要的工作新表面。因此，工件在 切削過程中形成了三個(gè)不斷變化著的表面。 如圖 1-3 所示。 1.待加工表面——工件上即將被切去 切屑的表面。 2.己加工表面——工件上巳切去切屑 的表面。 3.加工表面——工件上正被刀刃切削 圖 1-3 車削時(shí)形成的三個(gè)表面 的表面。 六、切削用量 切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量(切削深度) ，俗稱切削三要素。它 們是表示主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)最基本的物理量，是切削加工前調(diào)整機(jī)床運(yùn)動(dòng)的依據(jù)， 并對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率及加工成本都有很大影響。 1.切削速度 它是指在單位時(shí)間內(nèi)，工件與刀具沿主運(yùn)動(dòng)方向的最大線速度。 車削時(shí)的切削速度由下式計(jì)算： 式中： ——切削速度(m/s 或 m/min) ； ——工件待加工表面的最大直徑（mm） ； ——工件每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)（r/min） 。 由計(jì)算式可知切削速度，與工件直徑和轉(zhuǎn)數(shù)的乘積成正比，故不能僅憑轉(zhuǎn)數(shù)高 就誤認(rèn)為是切削速度高。一般應(yīng)根據(jù) 與 ，并求出 ，然后再調(diào)整轉(zhuǎn)速手柄的 位置。 切削速度選用原則：粗車時(shí)，為提高生產(chǎn)率，在保證取大的切削深度和進(jìn)給量 的情況下，一般選用中等或中等偏低的切削速度，如取 50～70m/min （切鋼） ，或 40～60m/min（切鑄鐵） ；精車時(shí)，為避免刀刃上出現(xiàn)積屑瘤而破壞已加工表面質(zhì)量， 切削速度取較高（100 m/min 以上）或較低（6 m/min 以下） ，但采用低速切削生產(chǎn) 率低，只有在精車小直徑的工件時(shí)采用，一般用硬質(zhì)合金車刀高速精車時(shí)，切削速 度 100～200 m/min （切鋼）或 60～100m/min（切鑄鐵） 。由于同學(xué)對車床的操作 不熟練，不宜采用高速切削。 2.進(jìn)給量 ? 它是指在主運(yùn)動(dòng)一個(gè)循環(huán)（或單位時(shí)間）內(nèi)，車刀與工件之間沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的 10nd???dndn 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 5 相對位移量，又稱走刀量，其單位為 mm/r。即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀所移動(dòng)的距離。 進(jìn)給量選用原則：粗加工時(shí)可選取適當(dāng)大的進(jìn)給量，一般取 0.15～0.4 mm/r； 精加工時(shí)，采用較小的進(jìn)給量可使已加工表面的殘留面積減少，有利于提高表面質(zhì) 量，一般取 0.05～0.2 mm/r。 3.背吃刀量(切削深度) 車削時(shí)，切削深度是指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，又稱吃刀量， 單位為 mm，其計(jì)算式為： 式中： ——工件待加工表面的直徑（mm） ； ——工件已加工表面的直徑（mm） 。 切削深度選用原則：粗加工應(yīng)優(yōu)先選用較大的切削深度，一般可取 2～4mm ； 精加工時(shí)，選擇較小的切削深度對提高表面質(zhì)量有利，但過小又使工件上原來凸凹 不平的表面可能沒有完全切除掉而達(dá)不到滿意的效果，一般取 0.3～0.5mm （高速 精車）或 0.05～0.10mm（低速精車） 。 七、車床種類及編號 車床的種類很多，最常用的為臥式車床、立式車床（圖 1-4） 、數(shù)控車床（圖 1- 5） 。它們的特點(diǎn)是萬能性強(qiáng)，適合加工各種工件。 圖 1-4 立式車床 圖 1－5 CK9930 數(shù)控車床 1-底座；2- 工作臺；3- 立柱； 1-床頭箱（附步進(jìn)電機(jī)） ；2- 控制箱； 4-垂直刀架 5-橫梁；6- 刀架進(jìn)給箱； 3-電氣柜；4- 回轉(zhuǎn)刀架；5-小刀架；6- 中刀架; 7-側(cè)刀架；8- 側(cè)刀架進(jìn)給箱；9- 控制箱。 7-步進(jìn)電機(jī)；8- 尾架；9-床身 10-床腳。 2mwd??wdm 《金工實(shí)習(xí)》車工教案6 車床依其類型和規(guī)格，可按類、組、型三級編成不同的型號，本校用于實(shí)習(xí)的 車床型號為 C6132、C616，其字母與數(shù)字的含義如下： “C”為“車”字的漢語拼音的第一個(gè)字母，直接讀音為 “車 ”。 C 6 1 32 主參數(shù)代號（最大車削直徑的 1/10，即 320mm） 機(jī)床型別代號（普通車床型） 機(jī)床組別代號（普通車床組） 機(jī)床類別代號（車床類） C 6 16 主參數(shù)的 1/10，即車床主軸軸線到導(dǎo)軌面的尺寸為 160mm， （其車削工件最大直徑為 320mm） 。 組別（普通車床） 類別（車床類） 八、C6132 型普通車床的主要部件名稱和用途 C6132 型普通車床的主要組成部分如圖 1-6 所示。 1.床頭箱 又稱主軸箱，內(nèi)裝主軸和變速機(jī)構(gòu)。變速是通過改變設(shè)在床頭箱外 面的手柄位置，可使主軸獲得 12 種不同的轉(zhuǎn)速（45～1980 r/min） 。主軸是空心結(jié) 構(gòu)，能通過長棒料，棒料能通過主軸孔的最大直徑是 29mm。主軸的右端有外螺紋， 用以連接卡盤、撥盤等附件。主軸右端的內(nèi)表面是莫氏 5 號的錐孔，可插入錐套和 頂尖，當(dāng)采用頂尖并與尾架中的頂尖同時(shí)使用安裝軸類工件時(shí)，其兩頂尖之間的最 大距離為 750mm。床頭箱的另一重要作用是將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱，并可改變進(jìn)給方 向。 圖 1-6 C6132 普通車床 1-床頭箱；2- 進(jìn)給箱；3- 變速箱；4- 前床腳；5-溜板箱；6-刀架；7 -尾架；8-絲杠；9- 光杠； 10-床身；11- 后床腳；12- 中刀架；13- 方刀架；14-轉(zhuǎn)盤；15-小刀架；16-大刀架 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 7 2.進(jìn)給箱 又稱走刀箱，它是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)。它固定在床頭箱下部的床 身前側(cè)面。變換進(jìn)給箱外面的手柄位置，可將床頭箱內(nèi)主軸傳遞下來的運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)為 進(jìn)給箱輸出的光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速，以改變進(jìn)給量的大小或車削不同螺距的 螺紋。其縱向進(jìn)給量為 0.06～0.83mm/r；橫向進(jìn)給量為 0.04～0.78mm/r ；可車削 17 種公制螺紋（螺距為 0.5～9mm）和 32 種英制螺紋（每英寸 2～38 牙） 。 3.變速箱 安裝在車床前床腳的內(nèi)腔中，并由電動(dòng)機(jī)（4.5kw,1440r/min）通過 聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)變速箱中齒輪傳動(dòng)軸。變速箱外設(shè)有兩個(gè)長的手柄，是分別移動(dòng)傳 動(dòng)軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和三聯(lián)滑移齒輪，可共獲 6 種轉(zhuǎn)速，通過皮帶傳動(dòng)至床頭箱。 4.溜板箱 又稱拖板箱，溜板箱是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)。它使光杠或絲杠的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，通過齒輪和齒條或絲杠和開合螺母，推動(dòng)車刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱上有三層 滑板，當(dāng)接通光杠時(shí)，可使床鞍帶動(dòng)中滑板、小滑板及刀架沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)； 中滑板可帶動(dòng)小滑板及刀架沿床鞍上的導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)。故刀架可作縱向或橫向直 線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)接通絲杠并閉合開合螺母時(shí)可車削螺紋。溜板箱內(nèi)設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)， 使光杠、絲杠兩者不能同時(shí)使用。 5.刀架 它是用來裝夾車刀，并可作縱向、橫向及斜向運(yùn)動(dòng)。刀架是多層結(jié)構(gòu)， 它由下列組成。 ⑴大刀架 它與溜板箱牢固相連，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)。 ⑵中刀架 它裝置在大刀架頂面的橫向?qū)к壣希勺鳈M向移動(dòng)。 ⑶轉(zhuǎn)盤 它固定在中刀架上，松開緊固螺母后，可轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，使它和床身導(dǎo)軌 成一個(gè)所需要的角度，而后再擰緊螺母，以加工圓錐面等。 ⑷小刀架 它裝在轉(zhuǎn)盤上面的燕尾槽內(nèi)，可作短距離的進(jìn)給移動(dòng)。 ⑸方刀架 它固定在小刀架上，可同時(shí)裝夾四把車刀。松開鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn) 動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。 6.尾架 它用于安裝后頂尖，以支持較長工件進(jìn)行加工，或安裝鉆頭、鉸刀等刀 具進(jìn)行孔加工。偏移尾架可以車出長工件的錐體。尾架的結(jié)構(gòu)由下列部分組成。 ⑴套筒 其左端有錐孔，用以安裝頂尖或錐柄刀具。套筒在尾架體內(nèi)的軸向位 置可用手輪調(diào)節(jié)，并可用鎖緊手柄固定。將套筒退至極右位置時(shí)，即可卸出頂尖或 刀具。 ⑵尾架體 它與底座相連，當(dāng)松開固定螺釘，擰動(dòng)螺桿可使尾架體在底板上作 微量橫向移動(dòng)，以便使前后頂尖對準(zhǔn)中心或偏移一定距離車削長錐面。 ⑶底板 它直接安裝于床身導(dǎo)軌上，用以支承尾架體。 7.光杠與絲杠 將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳至溜板箱。光杠用于一般車削，絲桿用于車 《金工實(shí)習(xí)》車工教案8 螺紋。 8.床身 它是車床的基礎(chǔ)件，用來連接各主要部件并保證各部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)有正 確的相對位置。在床身上有供溜板箱和尾架移動(dòng)用的導(dǎo)軌。 9.前床腳和后床腳 是用來支承和連接車床各零部件的基礎(chǔ)構(gòu)件，床腳用地腳 螺栓緊固在地基上。車床的變速箱與電機(jī)安裝在前床腳內(nèi)腔中，車床的電氣控制系 統(tǒng)安裝在后床腳內(nèi)腔中。 九、機(jī)床附件及工件的安裝 工件的安裝主要任務(wù)是使工件準(zhǔn)確定位及夾持牢固。由于各種工件的形狀和大 小不同，所以有各種不同的安裝方法。 1.三爪卡盤 (1) 三爪卡盤是車床最常用的附件( 。三爪卡盤上的三爪是同時(shí)動(dòng)作的?？梢?達(dá)到自動(dòng)定心兼夾緊的目的。其裝夾工作方便，但定心精度不高（爪遭磨損所致） ， 工件上同軸度要求較高的表面，應(yīng)盡可能在一次裝夾中車出。傳遞的扭矩也不大， 故三爪卡盤適于夾持圓柱形、六角形等中小工件。當(dāng)安裝直徑較大的工件時(shí)，可使 用“反爪” 。 圖 1-7 三爪卡盤 2.工件在四爪卡盤上的安裝 四爪卡盤也是車床常用的的附件（圖 1-8） ，四爪卡盤上的四個(gè)爪分別通過轉(zhuǎn)動(dòng) 螺桿而實(shí)現(xiàn)單動(dòng)。根據(jù)加工的要求，利用劃針盤校正校正后，安裝精度比三爪卡盤 高，四爪卡盤的夾緊力大，適用于夾持較大的圓柱形工件或形狀不規(guī)則的工件。 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 9 圖 1-8 四爪卡盤裝夾工件的方法 3. 頂尖 常用的頂尖有死頂尖和活頂尖兩種，如圖 1-9 所示。 (a) (b) 圖 1-9 頂尖 a) 死頂尖 b) 活頂尖 4.工件在兩頂尖之間的安裝 較長或加工工序較多的軸類工件，為保證工件同軸度要求，常采用兩頂尖的裝 夾方法，圖 1-10a 所示。工件支承在前后兩頂尖間，由卡箍、撥盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。前頂 尖裝在主軸錐孔內(nèi)，與主軸一起旋轉(zhuǎn)。后頂尖裝在尾架錐孔內(nèi)固定不轉(zhuǎn)。有時(shí)亦可 用三爪卡盤代替撥盤(圖 1-10b)，此時(shí)前頂尖用一段鋼棒車成，夾在三爪卡盤上，卡 盤的卡爪通過雞心夾頭帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。 (a) (b) 圖 1-10 兩頂尖安裝工件 a) 用撥盤兩頂尖安裝工件 b) 用三卡代替撥盤安裝工件 5.工件在心軸上的安裝 精加工盤套類零件時(shí)，如孔與外圓的同軸度，以及孔與端面的垂直度要求較高 《金工實(shí)習(xí)》車工教案10 時(shí)，工件需在心軸上裝夾進(jìn)行加工(圖 1-11)。這時(shí)應(yīng)先加工孔，然后以孔定位安裝 在心軸上，再一起安裝在兩頂尖上進(jìn)行外圓和端面的加工。 (a) (b) 圖 1-11 心軸裝夾工件 a) 圓柱心軸裝夾工件 b) 圓錐心軸裝夾工件 6.工件在花盤上的安裝 在車削形狀不規(guī)則或形狀復(fù)雜的工件時(shí)，三爪、四爪卡盤或頂尖都無法裝夾， 必須用花盤進(jìn)行裝夾(圖 1-12)?；ūP工作面上有許多長短不等的徑向?qū)Р?，使用時(shí) 配以角鐵、壓塊、螺栓、螺母、墊塊和平衡鐵等，可將工件裝夾在盤面上。安裝時(shí)， 按工件的劃線痕進(jìn)行找正，同時(shí)要注意重心的平衡，以防止旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。 (a) (b) 1-12 花盤裝夾工件 a) 花盤上裝夾工件； b) 花盤與彎板配合裝夾工件 1-墊鐵； 2-壓板； 3-壓板螺釘； 4-T 形槽； 5-工件； 6-彎板； 7-可調(diào)螺釘； 8-配重鐵； 9-花盤 7.中心架和跟刀架的使用 當(dāng)車削長度為直徑 20 倍以上的細(xì)長軸或端面帶有深孔的細(xì)長工件時(shí)，由于工 件本身的剛性很差，當(dāng)受切削力的作用，往往容易產(chǎn)生彎曲變形和振動(dòng)，容易把工 件車成兩頭細(xì)中間粗的腰鼓形。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生，需要附加輔助支承，即中心 架或跟刀架。 中心架主要用于加工有臺階或需要調(diào)頭車削的細(xì)長軸，以及端面和內(nèi)孔（鉆中 孔） 。中心架固定在床身導(dǎo)軌上的，車削前調(diào)整其三個(gè)爪與工件輕輕接觸，并加上 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 11 潤滑油。 對不適宜調(diào)頭車削的細(xì)長軸，不能用中心架支承，而要用跟刀架支承進(jìn)行車削， 以增加工件的剛性，如圖 1-14 所示。跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個(gè)支承爪， 它可以 圖 1-13 用中心架車削外圓、內(nèi)孔及端面 跟隨車刀移動(dòng)，抵消徑向切削力，提高車削細(xì)長軸的形狀精度和減小表面粗糙度。 如圖 1-15a 所示為兩爪跟刀架，此時(shí)車刀給工件的切削抗力 使工件貼在跟刀架的 兩個(gè)支承爪上，但由于工件本身的重力以及偶然的彎曲，車削時(shí)工件會瞬時(shí)離開和 接觸支承爪，因而產(chǎn)生振動(dòng)。比較理想的中心架是三爪中心架，如圖 1-15b 所示。 此時(shí)，由三爪和車刀抵住工件，使之上下、左右都不能移動(dòng)，車削時(shí)工件就比較穩(wěn) 定，不易產(chǎn)生振動(dòng)。 圖 1-14 用跟刀架車削工件 (a) (b) 'rF 《金工實(shí)習(xí)》車工教案12 圖 1-15 跟刀架支承車削細(xì)長軸 a)兩爪跟刀架 b)三爪跟刀架 第二節(jié) 車削工藝 （指導(dǎo)人員用） 本內(nèi)容適用于在學(xué)生分組后，由指導(dǎo)人員根據(jù)具體操作情況進(jìn)行選擇性的講解。 一、三爪卡盤的結(jié)構(gòu) 三爪卡盤是由爪盤體、小錐齒輪、大錐齒輪（另一端是平面螺紋）和三個(gè)卡爪 組成。如圖 3-1 所示。三個(gè)卡爪上有 與平面螺紋相同螺牙與之配合，三個(gè) 卡爪在爪盤體中的導(dǎo)槽中呈 120°均布。 爪盤體的錐孔與車床主軸前端的外錐 面配合，起對中作用，通過鍵來傳遞 扭矩，最后用螺母將卡盤體鎖緊在主 軸上。 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)其中一個(gè)小傘齒輪時(shí)，即 帶動(dòng)大傘齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其上的平面螺紋 圖 3-1 三爪卡盤的結(jié)構(gòu) 又帶動(dòng)三個(gè)卡爪同時(shí)向中心或向外移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心。定心精度不高，約為 0.05～0.15mm。三個(gè)卡爪有正爪和反爪之分，有的卡盤可將卡爪反裝即成反爪，當(dāng) 換上反爪即可安裝較大直徑的工件。裝夾方法如圖 3-1 所示。當(dāng)直徑較小時(shí)，工件 置于三個(gè)長爪之間裝夾（圖 3-2a） ，可將三個(gè)卡爪伸入工件內(nèi)孔中利用長爪的徑向 張力裝夾盤、套、環(huán)狀零件（圖 3-1b） ，當(dāng)工件直徑較大，用順爪不便裝夾時(shí)，可 將三個(gè)順爪換成反爪進(jìn)行裝夾（圖 3-2c） ，當(dāng)工件長度大于 4 倍直徑時(shí)，應(yīng)在工件 右端用尾架頂尖支撐（圖 3-2d） a) b) c) d) 圖 3-2 用三爪卡盤裝夾工件的方法 a)順爪 b)順爪 c)反爪 d)三爪卡盤與頂尖配合使用 用三爪卡盤安裝工件，可按下列步驟進(jìn)行： 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 13 (1) 工件在卡爪間放正，輕輕夾緊。 (2) 放下安全罩，開動(dòng)機(jī)床，使主軸低速旋轉(zhuǎn)，檢查工件有無偏擺，若有偏擺 應(yīng)停車，用小錘輕敲校正，然后緊固工件。緊固后，必須取下板手，并放下安全罩。 (3) 移動(dòng)車刀至車削行程的左端。用手旋轉(zhuǎn)卡盤，檢查刀架是否與卡盤或工件 碰撞。 二、車刀的種類和用途 在車削過程中，由于零件的形狀、大小和加工要求不同，采用的車刀也不相同。 車刀的種類很多，用途各異，現(xiàn)介紹幾種常用車刀（圖 3-3） 。 1.外圓車刀 外圓車刀又稱尖刀，主要用于車削外圓、平面和倒角。外圓車刀一般有三種形 狀。 ⑴直頭尖刀 主偏角與副偏角基本對稱，一般在 45°左右，前角可在 5～30°之 間選用,后角一般為 6～12°。 ⑵45° 彎頭車刀 主要用于車削不帶臺階的光軸，它可以車外圓、端面和倒角， 使用比較方便，刀頭和刀尖部分強(qiáng)度高。 ⑶75° 強(qiáng)力車刀 主偏角為 75°，適用于粗車加工余量大、表面粗糙、有硬皮或 形狀不規(guī)則的零件，它能承受較大的沖擊力，刀頭強(qiáng)度高，耐用度高。 2.偏刀 偏刀的主偏角為 90°，用來車削工件的端面和臺階，有時(shí)也用來車外圓，特別 是用來車削細(xì)長工件的外圓，可以避免把工件頂彎。偏刀分為左偏刀和右偏刀兩種， 常用的是右偏刀，它的刀刃向左。 3.切斷刀和切槽刀 切斷刀的刀頭較長，其刀刃亦狹長，這是為了減少工件材料消耗和切斷時(shí)能切 到中心的緣故。因此，切斷刀的刀頭長度必須大于工件的半徑。 切槽刀與切斷刀基本相似，只不過其形狀應(yīng)與槽間一致。 4.擴(kuò)孔刀 擴(kuò)孔刀又稱鏜孔刀，用來加工內(nèi)孔。它可以分為通孔刀和不通孔刀兩種。通孔 刀的主偏角小于 90°，一般在 45～75° 之間，副偏角 20～ 45°，擴(kuò)孔刀的后角應(yīng)比外 圓車刀稍大，一般為 10～20° 。不通孔刀的主偏角應(yīng)大于 90°，刀尖在刀桿的最前 端，為了使內(nèi)孔底面車平，刀尖與刀桿外端距離應(yīng)小于內(nèi)孔的半徑。 5.螺紋車刀 螺紋按牙型有三角形、方形和梯形等，相應(yīng)使用三角形螺紋車刀、方形螺紋車刀和 《金工實(shí)習(xí)》車工教案14 梯形螺紋車刀等。螺紋的種類很多，其中以三角形螺紋應(yīng)用最廣。采用三角形螺紋 車刀車削公制螺紋時(shí)，其刀尖角必須為 60°，前角取零度。 直頭車刀 彎頭車刀 75°強(qiáng)力車刀 90°偏刀 切斷刀或切槽刀 擴(kuò)孔刀（通孔） 擴(kuò)孔刀（不通孔） 螺紋車刀 圖 3-3 常用車刀的種類和用途 三、車刀的安裝 車削前必須把選好的車刀正確安裝在方刀架上，車刀安裝的好壞，對操作順利 與加工質(zhì)量都有很大關(guān)系。安裝車刀時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)（圖 3-4） 。 ⑴車刀刀尖應(yīng)與工件軸線等高：如果車刀裝得太高，則車刀的主后面會與工件 產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨擦；如果裝得太低，切削就不順利，甚至工件會被抬起來，使工件從 卡盤上掉下來，或把車刀折斷。為了使車刀對準(zhǔn)工件軸線，可按床尾架頂尖的高低 進(jìn)行調(diào)整。 ⑵車刀不能伸出太長：因刀伸得太長，切削起來容易發(fā)生振動(dòng)，使車出來的工 件表面粗糙，甚至?xí)衍嚨墩蹟唷５膊灰松斐鎏?，太短會使車削不方便，容?發(fā)生刀架與卡盤碰撞。一般伸出長度不超過刀桿高度的一倍半。 正確 錯(cuò)誤 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 15 圖 3-4 車刀的安裝 ⑶每把車刀安裝在刀架上時(shí)，不可能剛好對準(zhǔn)工件軸線，一般會低，因此可用 一些厚薄不同的墊片來調(diào)整車刀的高低。墊片必須平整，其寬度應(yīng)與刀桿一樣，長 度應(yīng)與刀桿被夾持部分一樣，同時(shí)應(yīng)盡可能用少數(shù)墊片來代替多數(shù)薄墊片的使用， 將刀的高低位置調(diào)整合適，墊片用得過多會造成車刀在車削時(shí)接觸剛度變差而影響 加工質(zhì)量。 ⑷車刀刀桿應(yīng)與車床主軸軸線垂直。 ⑸車刀位置裝正后，應(yīng)交替擰緊刀架螺絲。 四、車刀的刃磨（適用于輪管專業(yè)的學(xué)生） 無論硬質(zhì)合金車刀或高速鋼車刀，在使用之前都要根據(jù)切削條件所選擇的合理 切削角度進(jìn)行刃磨，一把用鈍了的車刀，為恢復(fù)原有的幾何形狀和角度，也必須重 新刃磨。 1.磨刀步驟(圖 3-5) ⑴磨前刀面 把前角和刃傾角磨正確。 ⑵磨主后刀面 把主偏角和主后角磨正確。 ⑶磨副后刀面 把副偏角和副后角磨正確。 ⑷磨刀尖圓弧 圓弧半徑約 0.5～2mm 左右。 ⑸研磨刀刃 車刀在砂輪上磨好以后，再用油石加些機(jī)油研磨車刀的前面及后 面，使刀刃銳利和光潔。這樣可延長車刀的使用壽命。車刀用鈍程度不大時(shí)，也可 用油石在刀架上修磨。硬質(zhì)合金車刀可用碳化硅油石修磨。 2.磨刀注意事項(xiàng) ⑴磨刀時(shí)，人應(yīng)站在砂輪的側(cè)前方，雙手握穩(wěn)車刀，用力要均勻。 ⑵刃磨時(shí)，將車刀左右移動(dòng)著磨，否則會使砂輪產(chǎn)生凹槽。 ⑶磨硬質(zhì)合金車刀時(shí)，不可把刀頭放入水中，以免刀片突然受冷收縮而碎裂。 磨高速鋼車刀時(shí)，要經(jīng)常冷卻，以免失去硬度。 (a) (b) (c) (d) 《金工實(shí)習(xí)》車工教案16 圖 3-5 刃磨外圓車刀的一般步驟 a)磨前刀面 b)磨主后刀面 c)磨副后刀面 d)磨刀尖圓弧 五、刻度盤及刻度盤手柄的使用 車削時(shí),為了正確和迅速掌握切深,必須熟練地使用中刀架和小刀架上的刻度盤。 1.中刀架上的刻度盤 中刀架上的刻度盤是緊固在中刀架絲桿軸上，絲桿螺母是固定在中刀架上，當(dāng) 中刀架上的手柄帶著刻度盤轉(zhuǎn)一周時(shí)，中刀架絲桿也轉(zhuǎn)一周，這時(shí)絲桿螺母帶動(dòng)中 刀架移動(dòng)一個(gè)螺距。所以中刀架橫向進(jìn)給的距離（即切深） ，可按刻度盤的格數(shù)計(jì) 算。 刻度盤每轉(zhuǎn)一格，橫向進(jìn)給的距離= 絲桿螺距÷刻度盤格數(shù)（mm ） 如 C616 車床中刀架絲桿螺距為 4mm，中刀架刻度盤等分為 200 格，當(dāng)手柄帶 動(dòng)刻度盤每轉(zhuǎn)一格時(shí)，中刀架移動(dòng)的距離為 4÷200=0.02mm，即進(jìn)刀切深為 0.02mm。由于工件是旋轉(zhuǎn)的，所以工件上被切下的部分是車刀切深的兩倍，也就 是工件直徑改變了 0.04mm。 必須注意：進(jìn)刻度時(shí)，如果刻度盤手柄過了頭，或試切后發(fā)現(xiàn)尺寸不對而需將 車刀退回時(shí)，由于絲桿與螺母之間有間隙存在，絕不能將刻度盤直接退回到所要的 刻度，應(yīng)反轉(zhuǎn)約一周后再轉(zhuǎn)至所需刻度（圖 3-6） 。 (a) (b) (c) 圖 3-6 手柄搖過頭后的糾正方法 a)要求手柄轉(zhuǎn)至 30 但搖過頭成 40 b)錯(cuò)誤：直接退至 30 c)正確：反轉(zhuǎn)約一周后，再轉(zhuǎn)至 30 2.小刀架刻度盤 小刀架刻度盤的使用與中刀架刻度盤相同，應(yīng)注意兩個(gè)問題：C616 車床刻度 盤每轉(zhuǎn)一格，則帶動(dòng)小刀架移動(dòng)的距離為 0.05mm；小刀架刻度盤主要用于控制工 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 17 件長度方向的尺寸，與加工圓柱面不同的是小刀架移動(dòng)了多少，工件的長度就改變 了多少。 六、試切的方法與步驟 工件在車床上安裝以后，要根據(jù)工件的加工余量決定走刀次數(shù)和每次走刀的切 深。半精車和精車時(shí)，為了準(zhǔn)確地定切深，保證工件加工的尺寸精度，只靠刻度盤 來進(jìn)刀是不行的。因?yàn)榭潭缺P和絲桿都有誤差，往往不能滿足半精車和精車的要求， 這就需要采用試切的方法。試切的方法與步驟如下（圖 3-7） 。 (a)開車對刀，使車刀與工件表面輕微接觸； (b)向右退出車刀； (c)橫向進(jìn)刀 ap1； (d)切削縱向長度 1～3mm ； (e)退出車刀，進(jìn)行度量。 (f)如果尺寸不到，再進(jìn)刀 ap2 。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 3-7 試切的步驟 以上是試切的一個(gè)循環(huán)，如果尺寸還大，則進(jìn)刀仍按以上的循環(huán)進(jìn)行試切，如 果尺寸合格了，就按確定下來的切深將整個(gè)表面加工完畢。 七、粗車和精車 在車床上加工一個(gè)零件，往往要經(jīng)過許多車削步驟才能完成。為了提高生產(chǎn)效 率，保證加工質(zhì)量，生產(chǎn)中把車削加工分為粗車和精車。如果零件精度要求高還需 要磨削時(shí)，車削又可分為粗車和半精車。 粗車的目的是盡快地從工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的形狀和 《金工實(shí)習(xí)》車工教案18 尺寸。粗車要給精車留有合適的加工余量，而精度和表面粗糙度等技術(shù)要求都較低。 實(shí)踐證明，加大切深不僅使生產(chǎn)率提高，而且對車刀的耐用度影響又不大。因此， 粗車時(shí)要優(yōu)先選用較大的切深，其次根據(jù)可能適當(dāng)加大進(jìn)給量，最后選用中等偏低 的切削速度。 粗車和精車（或半精車）留的加工余量一般為 0.5～2mm ，加大切深對精車來 說并不重要。精車的目的是要保證零件的尺寸精度和表面粗糙度等技術(shù)要求，精加 工的尺寸精度可達(dá) IT9～I(xiàn)T7 ，表面粗糙度數(shù)值 Ra 達(dá) 1.6～ 0.8μm。精車的車削用量 見表 3-1 所示。其尺寸精度主要是依靠準(zhǔn)確地度量、準(zhǔn)確地進(jìn)刻度并加以試切來保 證的。因此，操作時(shí)要細(xì)心認(rèn)真。 精車時(shí)，保證表面粗糙度要求的主要措施是：采用較小的主偏角、副偏角或刀 尖磨有小圓弧，這些措施都會減少殘留面積，可使 Ra 數(shù)值減少；選用較大的前角， 并用油石把車刀的前刀面和后刀面打磨得光一些，亦可使 Ra 數(shù)值減少；合理選擇 切削用量，當(dāng)選用高的切削速度、較小的切深以及較小的進(jìn)給量，都有利減少殘留 面積減小，從而提高表面質(zhì)量。 表 3-1 精車切削用量 /(mm) /(mm/r) /(mm/min) 車削鑄鐵件 0.1～0.15 60～70 高速 0.3～0.50 100～120車削 鋼件 低速 0.05～0.10 0.05～0.2 3～5 八、基本車削工作 1.車外圓 在車削加工中，外圓車削是一個(gè)基礎(chǔ)，幾乎絕大部分的工件都少不了外圓車削 這道工序。車外圓時(shí)常見的方法有下列幾種（圖 3-8） 。 ⑴用直頭車刀車外圓：這種車刀強(qiáng)度較好，常用于粗車外圓。 ⑵用 45°彎頭車刀車外圓：適用車削不帶臺階的光滑軸。 ⑶用主偏角為 90°的偏刀車外圓：適于加工細(xì)長工件的外圓。 p?f? 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 19 圖 3-8 車削外圓 2.車端面和臺階 圓柱體兩端的平面叫做端面。由直徑不同的兩個(gè)圓柱體相連接的部分叫做臺階。 1）車端面 車端面常用的刀具有偏刀和彎頭車刀兩種。 (a) (b) (c) (d) 圖 3-9 車削端面 ⑴用右偏刀車端面(圖 3-9a)用此右偏刀車端面時(shí)，如果是由外向里進(jìn)刀，則是 利用副刀刃在進(jìn)行切削的，故切削不順利，表面也車不細(xì)，車刀嵌在中間，使切削 力向里，因此車刀容易扎入工件而形成凹面；用左偏刀由外向中心車端面（圖 3- 9b） ，主切削刃切削，切削條件有所改善；用右偏刀由中心向外車削端面時(shí)(圖 3-9c)， 由于是利用主切削刃在進(jìn)行切削，所以切削順利，也不易產(chǎn)生凹面。 ⑵用彎頭刀車端面(圖 3-9d)，以主切削刃進(jìn)行切削則很順利，如果再提高轉(zhuǎn)速 也可車出粗糙度較細(xì)的表面。彎頭車刀的刀尖角等于 90°，刀尖強(qiáng)度要比偏刀大， 不僅用于車端面，還可車外圓和倒角等工件。 2)車臺階 ⑴低臺階車削方法 較低的臺階面可用偏刀在車外圓時(shí)一次走刀同時(shí)車出，車 刀的主切削刃要垂直于工件的軸線（圖 3-10a） ，可用角尺對刀或以車好的端面來對 刀（圖 3-10b） ，使主切削刃和端面貼平。 (a) (b) 《金工實(shí)習(xí)》車工教案20 圖 3-10 車低臺階 ⑵高臺階車削方法 車削高于 5mm 臺階的工件，因肩部過寬，車削時(shí)會引起 振動(dòng)。 圖 3-11 車高臺階 因此高臺階工件可先用外圓車刀把臺階車成大致形狀，然后將偏刀的主切削刃 裝得與工件端面有 5°左右的間隙，分層進(jìn)行切削（圖 3-11） ，但最后一刀必須用橫 走刀完成，否則會使車出的臺階偏斜。 為使臺階長度符合要求，可用刀尖預(yù)先刻出線痕，以此作為加工界限。 3.切斷和車外溝槽 在車削加工中，經(jīng)常需要把太長的原材料切成一段一段的毛坯，然后再進(jìn)行加 工，也有一些工件在車好以后，再從原材料上切下來，這種加工方法叫切斷。 有時(shí)工件，為了車螺紋或磨削時(shí)退刀的需要，在靠近階臺處車出各種不同的溝槽。 1）切斷刀的安裝 ⑴刀尖必須與工件軸線等高，否則不僅不能把工件切下來，而且很容易使切斷 刀折斷（圖 3-12） 。 ⑵切斷刀和切槽刀必須與工件軸線垂直，否則車刀的副切削刃與工件兩側(cè)面產(chǎn) 生磨擦（圖 3-13） 。 ⑶切斷刀的底平面必須平直，否則會引起副后角的變化，在切斷時(shí)切刀的某一 副后刀面會與工件強(qiáng)烈磨擦。 (a) (b) 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 21 圖 3-12 切斷刀尖須與工件中心同高 圖 3-13 切槽刀的正確位置 a)刀尖過低易被壓斷 b)刀尖過高不易切削 2）切斷的方法 ⑴切斷直徑小于主軸孔的棒料時(shí)，可把棒料插在主軸孔中，并用卡盤夾住，切 斷刀離卡盤的距離應(yīng)小于工件的直徑，否則容易引起振動(dòng)或?qū)⒐ぜ饋矶鴵p壞車 刀。如圖 3-14 所示。 ⑵切斷在兩頂尖或一端卡盤夾住，另一端用頂尖頂住的工件時(shí)，不可將工件完全 切斷。 3）切斷時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) ⑴切斷刀本身的強(qiáng)度很差，很容易折 斷，所以操作時(shí)要特別小心。 ⑵應(yīng)采用較低的切削速度，較小的進(jìn) 給量。 ⑶調(diào)整好車床主軸和刀架滑動(dòng)部分的 間隙。 ⑷切斷時(shí)還應(yīng)充分使用冷卻液，使排 屑順利。 ⑸快切斷時(shí)還必須放慢進(jìn)給速度。 圖 3-14 切斷 4）車外溝槽的方法 ⑴車削寬度不大的溝槽，可用刀頭寬度等于槽寬的切槽刀一刀車出。 ⑵在車削較寬的溝槽時(shí)，應(yīng)先用外圓車刀的刀尖在工件上刻兩條線，把溝槽的 寬度和位置確定下來，然后用切槽刀在兩條線之間進(jìn)行粗車，但這時(shí)必須在槽的兩 側(cè)面和槽的底部留下精車余量，最后根據(jù)槽寬和槽底進(jìn)行精車。 4.鉆孔和鏜孔 在車床上加工圓柱孔時(shí)，可以用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鏜刀進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、 鉸孔和鏜孔工作。 1）鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔 在實(shí)體材料上加工出孔的工作叫做鉆孔，在車床上鉆孔（圖 3-15） ，把工件裝 夾在卡盤上，鉆頭安裝在尾架套筒錐孔內(nèi)，鉆孔前先車平端面，并定出一個(gè)中心凹 坑，調(diào)整好尾架位置并緊固于床身上，然后開動(dòng)車床，搖動(dòng)尾架手柄使鉆頭慢慢進(jìn) 給，注意經(jīng)常退出鉆頭，排出切屑。鉆鋼料要不斷注入冷卻液。鉆孔進(jìn)給不能過猛， 以免折斷鉆頭，一般鉆頭越小，進(jìn)給量也越小，但切削速度可加大。鉆大孔時(shí)，進(jìn) 《金工實(shí)習(xí)》車工教案22 給量可大些，但切削速度應(yīng)放慢。當(dāng)孔將鉆穿時(shí)，因橫刃不參加切削，應(yīng)減小進(jìn)給 量，否則容易損壞鉆頭。孔鉆通后應(yīng)把鉆頭退出后再停車。鉆孔的精度較低、表面 粗糙，多用于對孔的粗加工。 圖 3-15 在車床上鉆孔 擴(kuò)孔常用于鉸孔前或磨孔前的預(yù)加工，常使用擴(kuò)孔鉆作為鉆孔后的預(yù)精加工。 為了提高孔的精度和降低表面粗糙度，常用鉸刀對鉆孔或擴(kuò)孔后的工件 再進(jìn) 行精加工。 在車床上加工直徑較小，而精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的孔，通常采 用鉆、擴(kuò)、鉸的加工工藝來進(jìn)行。 2）鏜孔 鏜孔是對鉆出、鑄出或鍛出的孔的進(jìn)一步加工(圖 3-16)，以達(dá)到圖紙上精度等 技術(shù)要求。在車床上鏜孔要比車外圓困難，因鏜桿直徑比外圓車刀細(xì)得多，而且伸 出很長，因此往往因刀桿剛性不足而引起振動(dòng)，所以切深和進(jìn)給量都要比車外圓時(shí) 小些，切削速度也要小 10～20% 。鏜不通孔時(shí)，由于排屑困難，所以進(jìn)給量應(yīng)更小 些。 鏜孔刀盡可能選擇粗壯的刀桿，刀桿裝在刀架上時(shí)伸出的長度只要略等于孔的 深度即可，這樣可減少因刀桿太細(xì)而引起的振動(dòng)。裝刀時(shí)，刀桿中心線必須與進(jìn)給 方向平行，刀尖應(yīng)對準(zhǔn)中心，精鏜或鏜小孔時(shí)可略為裝高一些。 粗鏜和精鏜時(shí)，應(yīng)采用試切法調(diào)整切深。為了防止因刀桿細(xì)長而讓刀所造成的 錐度。當(dāng)孔徑接近最后尺寸時(shí)，應(yīng)用很小的切深重復(fù)鏜削幾次，消除錐度。另外， 在鏜孔時(shí)一定要注意，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)方向與車外圓時(shí)相反。 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 23 (a) (b) (c) 圖 3-16 鏜孔 a) 鏜通孔 b)鏜盲孔 c)切內(nèi)槽 5.車圓錐面 圓錐面具有配合緊密、定位準(zhǔn)確、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)，并且即使發(fā)生磨損，仍能 保持精密地定心和配合作用，因此圓錐面應(yīng)用廣泛。 圓錐分為外圓錐（圓錐體）和內(nèi)圓錐（圓錐孔）兩種。 圓錐體大端直徑： 圓錐體小端直徑： 式中 D----- -圓錐體大端直徑； d------ 圓錐體小端直徑； ------ 錐體部分長度； a------ 斜角； 2a------ 錐角。 錐度： 斜度： 式中 C------ 錐度； M----- 斜度 圓錐面的車削方法有很多種，如轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架車圓錐（圖 3-17） 、偏移尾架法 （圖 3-18） 、利用靠模法和樣板刀法等，現(xiàn)僅介紹轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架車圓錐。 2dltga???l2Ddtgal??Ctl 《金工實(shí)習(xí)》車工教案24 圖 3-17 轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架法車錐面 圖 3-18 偏移尾座車錐面 車削長度較短和錐度較大的圓錐體和圓錐孔時(shí)常采用轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架，這種方法操 作簡單，能保證一定的加工精度，所以應(yīng)用廣泛。車床上小刀架轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就是斜 角 a。將小拖板轉(zhuǎn)盤上的螺母松開，與基準(zhǔn)零線對齊，然后固定轉(zhuǎn)盤上的螺母，搖 動(dòng)小刀架手柄開始車削，使車刀沿著錐面母線移動(dòng)，即可車出所需要的圓錐面。這 種方法的優(yōu)點(diǎn)是能車出整錐體和圓錐孔，能車角度很大的工件，但只能用手動(dòng)進(jìn)刀， 勞動(dòng)強(qiáng)度較大，表面粗糙度也難以控制，且由于受小刀架行程限制，因此只能加工 錐面不長的工件。 6.車特形面 有些機(jī)器零件，如手柄、手輪、圓 球、凸輪等，它們不象圓柱面、圓錐面 那樣母線是一條直線，而是一條曲線， 這樣的零件表面叫做特形面。 在車床上加工特形面的方法有雙手 控制法、用樣板刀法和用靠模板法等。 所謂雙手控制法，就是左手搖動(dòng)中 刀架手柄，右手搖動(dòng)小刀架手柄，兩手 配合，使刀尖所走過的軌跡與所需的特 形面的曲線相同。在操作時(shí)，左右搖動(dòng) 手柄要熟練，配合要協(xié)調(diào)，最好先做 圖 3-19 用圓頭刀車削成形面 個(gè)樣板，對照它來進(jìn)行車削。如圖 3-19 所示。當(dāng)車好以后，如果表面粗糙度達(dá)不到要求，可用砂布或銼刀進(jìn)行拋光。雙手 控制法的優(yōu)點(diǎn)是不需要其它附加設(shè)備，缺點(diǎn)是不容易將工件車得很光整，需要較高 的操作技術(shù)，生產(chǎn)率也很低。 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 25 圖 3-20 用成形車刀車成形面 圖 3-21 用靠板車成形面 2) 用成形刀車成形面，如圖 3-20 所示。要求刀刃形狀與工件表面吻合，裝刀 時(shí)刃口要與工件軸線等高。由于車刀和工件接觸面積大，容易引起振動(dòng)，因此需要 采用小切削量，只作橫向進(jìn)給，且要有良好潤滑條件。此法操作方便，生產(chǎn)率高， 且能獲得精確的表面形狀。但由于受工件表面形狀和尺寸的限制，且刀具制造、刃 磨較困難，因此只在成批生產(chǎn)較短成形面的零件時(shí)采用。 3) 用靠模車成形面，如圖 3-21 所示。車削成形面的原理和靠模車削圓錐面相 同。加工時(shí)，只要把滑板換成滾柱，把錐度靠模板換成帶有所需曲線的靠模板即可。 此法加工工件尺寸不受限制，可采用機(jī)動(dòng)進(jìn)給，生產(chǎn)效率高，加工精度高，廣泛用 于成批量生產(chǎn)中。 7.車螺紋 螺紋的加工方法很多種，在專業(yè)生產(chǎn)中，廣泛采用滾絲、軋絲及搓絲等一系列 先進(jìn)工藝，但在一般機(jī)械廠，尤其在機(jī)修工作中，通常采用車削方法加工。 現(xiàn)介紹三角形螺紋的車削。 1）螺紋車刀的角度和安裝 螺紋車刀的刀尖角直接決定螺紋的牙形角（螺紋 一個(gè)牙兩側(cè)之間的夾角） ，對公制螺紋其牙形角為 60°，它對保證螺紋精度有很大的 關(guān)系。螺紋車刀的前角對牙形角影響較大（圖 3-19） ，如果車刀的前角大于或小于 零度時(shí)，所車出螺紋牙形角會大于車刀的刀尖角，前角越大，牙形角的誤差也就越 大。精度要求較高的螺紋，常取前角為零度。粗車螺紋時(shí)為改善切削條件，可取正 前角的螺紋車刀。 安裝螺紋車刀時(shí)，應(yīng)使刀尖與工件軸線等高，否則會影響螺紋的截面形狀，并 且刀尖的平分線要與工件軸線垂直。如果車刀裝得左右歪斜，車出來的牙形就會偏 左或偏右。為了使車刀安裝正確，可采用樣板對刀（圖 3-20） 。 圖 3-19 三角螺紋車刀 圖 3-20 用對刀樣板對刀 《金工實(shí)習(xí)》車工教案26 2）螺紋的車削方法 車螺紋前要做好準(zhǔn)備工作，首先把工件的螺紋外圓直徑 按要求車好（比規(guī)定要求應(yīng)小于 0.1～0.2mm） ，然后在螺紋的長度上車一條標(biāo)記， 作為退刀標(biāo)記，最后將端面處倒角，裝夾好螺紋車刀。其次調(diào)整好車床，為了在車 床上車出螺紋，必須使車刀在主軸每轉(zhuǎn)一周得到一個(gè)等于螺距大小的縱向移動(dòng)量， 因此刀架是用開合螺母通過絲桿來帶動(dòng)的，只要選用不同的配換齒輪或改變進(jìn)給箱 手柄位置，即可改變絲桿的轉(zhuǎn)速，從而車出不同螺距的螺紋。一般車床都有完善的 進(jìn)給箱和掛輪箱，車削標(biāo)準(zhǔn)螺紋時(shí)，可以從車床的螺距指示牌中，找出進(jìn)給箱各操 縱手柄應(yīng)放的位置進(jìn)行調(diào)整。車床調(diào)整好后，選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速，開動(dòng)車床，合 上開合螺母，開正反車數(shù)次后，檢查絲桿與開合螺母的工作狀態(tài)是否正常，為使刀 具移動(dòng)較平穩(wěn)，需消除車床各拖板間隙及絲桿螺母的間隙。車外螺紋操作步驟如圖 3-21 所示。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 圖 3-21 車外螺操作步驟 1. 開車，使車刀與工件輕微接觸，記下刻度盤讀數(shù)，向右退出車刀（圖 3- 21a） ， 2. 合上開合螺母，在工件表面工車出一條螺旋線，橫向退出車刀，停車（圖 3-21b） 。 3. 開反車使車刀退到工件右端，停車，用鋼直尺檢查螺距是否正確（圖 1c） 。 4. 利用刻度盤調(diào)整切削深度，開車切削（圖 3-21d） 。 5. 車刀將至行程終了時(shí)，應(yīng)做好退刀停車準(zhǔn)備，先快速退出車刀，開反車退 回刀架（圖 3-21e） 。 6. 再次橫向切入，繼續(xù)切削，其切削過程的路線如圖 3-21f 所示。 在車削時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)亂扣。所謂亂扣就是在第二刀時(shí)不是在第一刀的螺紋槽內(nèi)。 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 27 為了避免亂扣，可用絲桿螺距除以工件螺距即 P/T，若比值為 N 且為整數(shù)倍時(shí)，就 不會亂扣。若不為整數(shù)，就會亂扣。因此在加工前應(yīng)首先確定是否亂扣，如果不亂 扣就可以采用提閘（提開合螺母）的加工方法，即在第一條螺紋槽車好以后，退刀 提閘，然后用手將大拖板搖回螺紋頭部，再合上開合螺母車第二刀，直至螺紋車好 為止。若經(jīng)計(jì)算會產(chǎn)生亂扣時(shí)，為避免亂扣，在車削過程和退刀時(shí)，應(yīng)始終保持主 軸至刀架的傳動(dòng)系統(tǒng)不變，如中途需拆下刀具刃磨，磨好后應(yīng)重新對刀。對刀必須 在合上開合螺母使刀架移到工件的中間停車進(jìn)行。此時(shí)移動(dòng)刀架使車刀切削刃與螺 紋槽相吻合且工件與主軸的相對位置不能改變。 螺紋車削的特點(diǎn)是刀架縱向移動(dòng)比較快，因此操作時(shí)既要膽大心細(xì)，又要思想 集中，動(dòng)作迅速協(xié)調(diào)。車削螺紋的方法有直進(jìn)切削法和左右切削法兩種?，F(xiàn)介紹直 進(jìn)切削法。 直進(jìn)切削法，是在車削螺紋時(shí)車刀的左右兩側(cè)都參加切削，每次加深吃刀時(shí)，只由 中刀架作橫向進(jìn)給，直至把螺紋工件車好為止。這種方法操作簡單，能保證牙形清 晰，且車刀兩側(cè)刃所受的軸向切削分力有所抵消。但用這種方法車削時(shí)，排出的切 屑會繞在一起，造成排屑困難。如果進(jìn)給量過大，還會產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，把車刀敲壞， 把牙形表面去掉一塊。由于車刀的受熱和受力情況嚴(yán)重，刀尖容易磨損，螺紋表面 粗糙度不易保證。直進(jìn)切削法一般用在車削螺距較小和脆性材料的工件。 8.滾花 有些機(jī)器零件或工具，為了便于握持和外形美觀，往往在工件表面上滾出各種 不同的花紋，這種工藝叫滾花。這些花紋一般是在車床上用滾花刀滾壓而成的。圖 3-22 所示?；y有直紋和網(wǎng)紋兩種，滾花刀相應(yīng)有直紋滾花刀和網(wǎng)紋滾花刀兩種。 圖 3-21 在車床上滾花 滾花時(shí)，先將工件直徑車到比需要的尺寸略小 0.5mm 左右，表面粗糙度較粗。 車床轉(zhuǎn)速要低一些（一般為 200～300r/min） 。然后將滾花刀裝在刀架上，使?jié)L花刀 《金工實(shí)習(xí)》車工教案28 輪的表面與工件表面平行接觸，滾花刀對著工件軸線開動(dòng)車床，使工件轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滾 花刀剛接觸工件時(shí)，要用較大較猛的壓力，使工件表面刻出較深的花紋，否則會把 花紋滾亂。這樣來回滾壓幾次，直到花紋滾凸出為止。在滾花過程中，應(yīng)經(jīng)常清除 滾花刀上的鐵屑，以保證滾花質(zhì)量。此外由于滾花時(shí)壓力大，所以工件和滾花刀必 須裝夾牢固，工件不可以伸出太長，如果工件太長，就要用后頂尖頂緊。 車工安全技術(shù)守則 1.工作前須穿好工作服（或軍訓(xùn)服） ，扣扎好袖口，襯衫要扎入褲內(nèi)。上衣的 扣子扣好，男女生長發(fā)必須戴好工作帽，并將頭發(fā)納入帽內(nèi)。嚴(yán)禁戴手套操作車床。 2.工作前要認(rèn)真察看機(jī)床有無異常，在規(guī)定的加油部位加注潤滑油。在檢查無 誤時(shí)起動(dòng)機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn)，再查看油窗是否有油液噴出，油路是否通暢，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間一 般 2～5 分鐘，夏季可短些，冬季宜長些。 3.工件、刀具和使用中的夾具必須夾持牢固，但也不得超載夾持，以防損壞其 它機(jī)件。工件在三爪卡盤上安裝好后，要將卡盤安全防護(hù)罩蓋上。 4.主軸變速必須停車，嚴(yán)禁在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。變速手柄必須到位，以防松動(dòng)脫位。 5.操作中必須精力集中，要注意縱、橫行程的極限位置，機(jī)床在走刀運(yùn)行中不 得擅離機(jī)床或東張西望和其他人員說東道西，不允許坐在凳子上操作，不得委托他 人看管機(jī)床。 6.運(yùn)行中的機(jī)床，不得用手摸轉(zhuǎn)動(dòng)的工件，不得用棉紗等物擦拭工件或用量具 測量工件。 7.工作時(shí)，不得將身體和手腳依靠或放在機(jī)床上，不要站在切屑飛出的方向， 不要將頭部靠近工件，以免傷人。 8.清除切屑必須用鐵鉤和毛刷，嚴(yán)禁用手清除或用嘴吹除。 9.中途停車，在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中的工件不得用手強(qiáng)行剎車。 10.在實(shí)習(xí)中統(tǒng)一安排的休息時(shí)間里，不準(zhǔn)私自開動(dòng)機(jī)床，也不得隨意開動(dòng)其 它機(jī)床和扳動(dòng)機(jī)床手柄，不得隨便動(dòng)他人已調(diào)整好的工件、夾具和量具。 11.工作結(jié)束，應(yīng)切斷電源。 12.下班前，必須認(rèn)真清掃機(jī)床，在各外露導(dǎo)軌面上加注防銹油，并把大刀架、 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 29 尾座移至床尾。 13.打掃工作場地，將切屑倒入規(guī)定地點(diǎn)。 14.認(rèn)真清理所用的工、夾、刀、量具，整齊有序地?cái)[入工具箱柜中，以防丟 失。 第三節(jié) 金屬切削加工概述 （金工老師用） 一、金屬切削加工含義 金屬切削加工是指用刀具從毛坯(鑄件、鍛件、焊接件或型材) 上切除多余的金 屬材料，以獲得形狀、尺寸、位置精度和表面質(zhì)量等符合技術(shù)要求的零件的加工過 程。 切削加工可分為機(jī)械加工(簡稱機(jī)工) 和鉗工兩部分。 二、C6132 車床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線 (利用掛圖與己解剖透明的車床 ) 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是指從電動(dòng)機(jī)到車床主軸，使主軸帶動(dòng)工件，從而實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)，并 能滿足車床主軸變速和換向的要求（圖 2-1） 。 《金工實(shí)習(xí)》車工教案30 圖 2-1 C6132 普通車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖 主軸的多種轉(zhuǎn)速，是用改變傳動(dòng)比來達(dá)到變速的目的。傳動(dòng)比(i)是傳動(dòng)軸之間 的轉(zhuǎn)速之比。若主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 ，被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為 ，則機(jī)床傳動(dòng)比的規(guī)定為 (與機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的傳動(dòng)比規(guī)定相反) ： 這樣規(guī)定，是因?yàn)闄C(jī)床傳動(dòng)件多且傳動(dòng)路線長，并且寫出傳動(dòng)鏈和計(jì)算的方便。 機(jī)床中傳動(dòng)軸之間，可以通過膠帶和各種齒輪等來傳遞運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)設(shè)主動(dòng)軸上的齒輪 齒數(shù)為 z1、被動(dòng)軸上齒輪齒數(shù)為 z2，則機(jī)床傳動(dòng)比可轉(zhuǎn)換為主動(dòng)齒輪齒數(shù)與被動(dòng)齒 輪齒數(shù)之比，即： 若使被動(dòng)軸獲得多種不同的轉(zhuǎn)速，可在傳動(dòng)軸上設(shè)置幾個(gè)固定齒輪或采用雙聯(lián) 滑移齒輪等，使兩軸之間有多種不同的齒數(shù)比來達(dá)到。 車床電動(dòng)機(jī)一般為單速電機(jī)，并用聯(lián)軸器使第一根傳動(dòng)軸(主動(dòng)軸) 同步旋轉(zhuǎn)， 若知被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，則可方便求出： 依此類推，可計(jì)算出任一軸的轉(zhuǎn)速直至最后一根軸，即主軸的轉(zhuǎn)速。當(dāng)只求主 軸最高或最低轉(zhuǎn)速，則可用各傳動(dòng)軸的最大傳動(dòng)比(取齒數(shù)之比為最大) 的連乘積(總 傳動(dòng)比 )或最小傳動(dòng)比(取齒數(shù)之比為最小)的連乘積( 總傳動(dòng)比 )來加以計(jì)算。 即： 要求主軸全部 12 種轉(zhuǎn)速，可將各傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)比分別都用上式加以計(jì)算 得出。在計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，必須先列出主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線(或稱傳動(dòng)系統(tǒng)或稱傳動(dòng)鏈) ： 12ni?21zni? 2112zni??? 12 min1inaxax??2nmix min??????3419258???????5817632V 《金工實(shí)習(xí)》車工教案 31 電動(dòng)機(jī)-Ⅰ- -Ⅱ- -Ⅲ- -IV- -VI 主軸 按上述齒輪嚙合的情況，主軸最高與最低轉(zhuǎn)速為： 兩式中的 0.98 為皮帶的滑動(dòng)系數(shù)。 注：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)習(xí)報(bào)告中有關(guān)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速的問題。 三、零件加工質(zhì)量 要保證零件的加工質(zhì)量就必須要保證達(dá)到零件圖紙上所提出的各項(xiàng)技術(shù)要求。 技術(shù)要求 加工精度是指零件加工后，經(jīng)過測量所達(dá)到的精確程度，若加工精度在圖紙上 所規(guī)定的公差范圍內(nèi)，則為合格零件，否則為不合格。圖紙上所提出的技術(shù)要求， 是設(shè)計(jì)人員根據(jù)零件的使用性能要求以及零件所采用的加工方法，再依照國家標(biāo)準(zhǔn) 而確定。因此，作為設(shè)計(jì)人員必須要有廣泛的加工工藝知識，以便為設(shè)計(jì)工作打下 良好的工藝基礎(chǔ)。對于一般的零件，都應(yīng)有尺寸精度和表面粗糙度的要求，對要求 較高或較低的零件，就必須提出形狀精度和位置精度的要求。 四、刀具材料 1、刀具材料應(yīng)具備的性能 (1)高硬度和好的耐磨性 刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬。一般刀具材料的硬 度應(yīng)在 60HRC 以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。 (2)足夠的強(qiáng)度與沖擊韌度 強(qiáng)度是指在切削力的作用下，不致于發(fā)生刀刃崩碎與刀桿折斷所具備的性能。 沖擊韌度是指刀具材料在有沖擊或間斷切削的工作條件下，保證不崩刃的能力。 (3)高的耐熱性 ???20176maxin34176100.98(/min)292174553r????in/140r????位 置 精 度形 狀 精 度尺 寸 精 度 ???表 面 物 理 機(jī) 械 性 能表 面 粗 糙 度?表 面 質(zhì) 量加 工 精 度 《金工實(shí)習(xí)》車工教案32 耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標(biāo)，它綜合反映了刀具材料 在高溫下仍能保持高硬度、耐磨性、強(qiáng)度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力。 (4)良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性 2、常用刀具材料 目前，車刀廣泛應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具材料，在某些情況下也應(yīng)用高速鋼刀具材料。 (1)高速鋼 高速鋼是一種高合金鋼，俗稱白鋼、鋒鋼、風(fēng)鋼等。其強(qiáng)度、沖擊韌度、工藝 性很好，是制造復(fù)雜形狀刀具的主要材料。如：成形車刀、麻花鉆頭、銑刀、齒輪 刀具等。高速鋼的耐熱性不高，約在 640℃左右其硬度下降，不能進(jìn)行高速切削。 (2)硬質(zhì)合金 以耐熱高和耐磨性好的碳化物，鈷為粘結(jié)劑，采用粉末冶金的方法壓制成各種 形狀的刀片，然后用銅釬焊的方法焊在刀頭上作為切削刀具的材料。硬質(zhì)合金的耐 磨性和硬度比