教学情境一：车削加工课件

机械制造基础机械制造基础 绪绪 论论 一、本课程的性质和研究任务制造：制造：是人为将一种资源转化为另一种资源的过程,将有关资源 （物料、能源、资金、信息等），通过不同的工艺和方法，转变为另一种资源。机械制造：机械制造：利用各种机械设备，将原材料（毛坯）转化为产品的过程。热加工：铸、锻、焊、热处理 冷加工：车、铣、刨、磨、钳工等（加工方法）本课程的性质：本课程的性质：是机械专业的一门重要技术基础课程、必修课程。本课程的研究任务：本课程的研究任务：设备：主要是通用设备，如车、铣、刨、磨等（金属切削机床）刀具：切削原理、切削刀具、刀具角度等（金属切削原理及刀具）夹具：定位原理、装夹方法等（机床夹具）工艺：冷、热加工的方法、质量、效率等（机械加工工艺）机机械械制制造造基基础础机机械械制制造造基基础础二、本课程的学习方法1、以工作过程为导向，打破了原有的学科体系2、理论联系实际，模型、实物、挂图、录像、现场教学、实习相结合3、认真听课，做好笔记，尽量理解教学内容，避免死记硬背4、掌握规律、积极思考，学会分析问题的方法，培养解决问题的能力5、勤学多练，独立完成作业，积极参加实践，学习积累经验6、学会利用网络、图书、手册等查阅资料，提高综合分析能力绪绪 论论 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子子教教学学情情境境1 1 金金属属切切削削基基本本概概念念一、切削运动一、切削运动 通过切削得到需要的加工表面，刀具与工件间的相对运动1 1、主运动：、主运动：切下金属所必需的最基本的运动，在切削运动中转速最高，消耗能量最大的运动。机床上主运动只有一个，可以是旋转运动，也可以是往复移动2 2、进给运动：、进给运动：新的切削层不断投入切削所需的运动。进给运动可以是一个或多个，可以是移动，也可以是转动，还可以是复合运动。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念二、切削表面二、切削表面待加工表面：待加工表面：即将被切削的工件表面加工表面：加工表面：刀具正在切削的表面已加工表面：已加工表面：切削加工后形成的新的表面 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念三、切削用量（切削三要素）三、切削用量（切削三要素）1 1、切削速度、切削速度切削速度指主运动的线速度，以v表示，单位为m/s。当主运动为旋转运动时，其切削速度可按下式计算：D被切削件（或刀具）的直径，mm；n被切削件（或刀具）的转速，r/min。由上式可知：当已知机床主轴转速（即工件或刀具的转速）n和工件直径D时，可求出切削速度v。当已知工件直径D和切削速度v时，也可求出机床主轴的转速n。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念2、进给量 进给量指工件（或刀具）每转一转时，刀具（或工件）沿进给方向移动的距离（也称走刀量），以f表示，单位为mm/r。如主运动为往复直线运动（如刨削、插削），则进给量的单位为mm/次。3、背吃刀量（切削深度或吃刀深度）背吃刀量指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，以ap表示，单位为mm。在车床上车外圆时，背吃刀量计算公式为：式中：D工件待加工表面的直径，mm；d工件已加工表面的直径，mm。上述切削速度、进给量和背吃刀量称为切削用量三要素切削用量三要素。它们与加工质量、刀具磨损、机床动力消耗以及机床生产率等参数密切相关，应该合理选择和使用切削用量。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念 影响刀具耐用度和切削热的最大因素是切削速度，其次是进给量，影响最小的是背吃刀量。影响刀具强度的最大因素是背吃刀量，其次是进给量，最小的是切削速度。影响表面质量的最大因素是进给量，其次是切削速度，最小的是背吃刀量。切削用量选择原则是：切削用量选择原则是：粗加工时，在保证刀具强度的前提下，尽可能选择较大的背吃刀量，选择较低的切削速度。精加工时，为保证表面质量，应选择较小的进给量，在保证刀具耐用度的前提下选择较高的切削速度。为提高加工效率，首先应选择较大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后尽可能选择较大的切削速度。（生产经验很重要）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念四、切削层要素1、切削厚度 ac 两相邻加工表面间的垂直距离，单位为mm。如图所示，车外圆时：ac=fsinkr(mm)2、切削宽度 aw 沿主切削刃度量的切削层尺寸，单位为mm。车外圆时：aw=ap/sinkr(mm)3、切削面积A 切削层在垂直于切削速度截面内的面积，单位为mm 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念五、车削加工的工艺类型及特点1、车削加工的应用 车削加工是以工件的旋转为主运动，刀具作进给运动，完成回转表面切削加工的方法。主要应用有：教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境1 金属切削基本概念2 2、车削加工的特点、车削加工的特点1）加工精度范围广，一般可达IT7IT8级左右，表面粗糙度值可达Ra1.60.8m（荒车、粗车、半精车、精车）2）生产效率高，工件和刀具安装简单，切削速度、进给量、切削深度可足够大3）生产成本较低，刀具、夹具简单，刀具可刃磨重复使用4）切削过程较平稳，连续切削，振动小、噪音小5）加工材料范围广，钢材、有色金属、木材、塑料、尼龙等 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床一、车床的种类一、车床的种类按结构一般可分为：卧式车床、立式车床（主轴水平或垂直）按用途一般可分为：仪表车床、自动和半自动车床、转塔车床、仿形车床、专用车床、特种车床、数控车床等二、车床的结构二、车床的结构（以卧式车床为例）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床主轴箱：主轴箱：通过滑移齿轮可使主轴变换不同的速度，主轴上可装卡盘或花盘，装夹工件。进给箱：进给箱：通过轮系将主轴的运动传给光杠或丝杠，实现不同的进给速度，或改变车螺纹的导程溜板箱：溜板箱：上面有大拖板、中拖板、小拖板和刀架，实现纵向和横向进给。挂轮箱：挂轮箱：改变挂轮（齿轮）可改变主轴与进给的传动比（一般车螺纹时才用到）尾架（座）：尾架（座）：可安装钻头或顶尖床身：床身：支承机床各部件，承受载荷，床身上有导轨，供大拖板运动。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床机床的型号机床的型号1、机床的分类按切削方式分：车床、铣床、磨床、钻床、铇床、镗床、拉床、齿轮加工机床等按加工精度分：普通机床、精密机床、高精度机床等按通用化程度分：通用万能机床、专门化机床、专用机床、组合机床等按加工工件大小分：仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床等按控制方式分：仿型机床、自动、半自动机床、数控机床等 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床2、机床的型 号符号意义：“”为大写的汉语拼音字母；“”为阿拉伯数字；（）”无内容时可不表示，若有内容，则不带括号；“”为大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼而有之 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 类型代号如下表：特性代号如下表：教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 四、车床传动系统四、车床传动系统1.1.普通车床传动框图普通车床传动框图教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 2 2、主运动分析、主运动分析图标：带传动、固定齿轮、滑移齿轮、离合器M、空套齿轮教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 从电机到主轴共有正转24种，反转9种传动链如P41正转高速：正转高速：电机-带轮-轴-M1左接56、51双联齿轮-轴38、43滑移齿轮-39、22、30固定齿轮-41、58、50三联滑移齿轮-63齿轮-M2左接50-58齿轮空套-主轴（共六种转速）正转低速：正转低速：电机-带轮-轴-M1左接56、51双联齿轮-轴38、43滑移齿轮-39、22、30固定齿轮-41、58、50三联滑移齿轮-20、50齿轮-轴80、50齿轮双联滑移齿轮-20、51双联滑移齿轮-轴80、50、26齿轮-M2右接58齿轮-主轴（共24种转速，其中有效转速18种）反转：反转：电机-带轮-轴-M1右接50齿轮-34齿轮-轴30、22、39固定齿轮-41、58、50三联滑移齿轮-20、50齿轮-轴80、50齿轮双联滑移齿轮-20、51双联滑移齿轮-轴80、50、26齿轮-M2右接58齿轮-主轴（共12种转速，其中有效转速9种）最高转速：n最高=n电机130/23056/3839/4163/500.98=1481r/min最低转速：n最低=n电机130/23051/4322/5820/8020/8026/580.98=10r/min教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境2 车床 3 3、进给运动分析、进给运动分析传动路线：普通进给：主轴挂轮箱进给箱（变速）M3、M4、M5脱开-光杠拖板箱（纵向齿轮齿条、横向丝杠）刀架螺纹加工：主轴挂轮箱进给箱（变速）M3、M4脱开，M5合上-丝杠开合螺母-拖板箱刀架（内传动链，保证主轴旋转一圈，刀具移动一个导程）快速点动：快速电机（0.25KW，2800r/min）-拖板箱超越离合器M6纵向齿轮齿条、横向丝杠刀架手动进给：手轮-拖板箱-纵向齿轮齿条、横向丝杠刀架车床中的各种机构车床中的各种机构带传动、凸轮、拨叉、摩擦片离合器、侧齿离合器、开合螺母等教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 子教学情境子教学情境3 3：车刀：车刀一、刀具的基本结构一、刀具的基本结构一尖、两刃、三面前刀面：切削流出经过的刀具表面主后面：与加工表面相对的刀具表面副后面：与已加工表面相对的刀具表面主刀刃：前刀面与主后面的前交线，完成主要切削工作。副刀刃：前刀面与副后面的交线，配合主刀刃切削（刀具结构）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 二、刀具角度二、刀具角度1、参考坐标系（辅助平面）基面Pr：过刀刃上一点且垂直于主运动方向的平面切削平面Ps：过主刀刃上一点，与主刀刃相切并垂直基面的平面正交平面Po：过主刀刃上一点，分别垂直于其面和切削平面的平面教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、刀具角度1）标注角度前角0：主平面内前刀面与基面的夹角 刀尖高于前刀面前角为正 刀尖低于前刀面前角为负 刀尖与前刀面平等前角为零后角0：主平面内后刀面与切削平面的夹角楔角0：前刀面与后刀面间的夹角，自然形成，0=90-0-0主偏角r:基面内主切削刃与进给方向的夹角副偏角r：基面内副刀与进给反方向的夹角刀尖角0：基面内主刀刃与副刀刃间的夹角，0=180-r-0教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 刃倾角：切削平面内主刀刃与基面间的夹角刀尖位于主刀刃的最高点刃倾角为正，加工时切屑流向被加工表面刀尖位于主刀刃的最低点刃倾角为负，加工时切屑注射已加工表面主刀刃与基面平等刃倾角为零，加工时切屑垂直于主刀刃流出。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2）刀具工作角度（1)横向进给对刀具角度的影响当横向进给较大时（切断）刀具工作前角增大，后角减小 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2）刀具工作角度（2)纵向进给对刀具角度的影响当纵向进给较大时（车大导程螺纹或蜗杆）刀具工作前角增大，后角减小教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2）刀具工作角度（3)刀具安装高低对角度的影响当刀尖高于工件中心时，工作前角增大，后角减小当刀尖低于工件中心时，工作前角减小，后角增大教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2）刀具工作角度（3)刀杆轴线安装偏斜对刀具角度的影响刀杆轴线偏斜影响主偏角和副偏角 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 三、刀具材料三、刀具材料 刀具材料的性能对加工表面质量、切削效率、刀具寿命有重大影响。是解决某些参加工材料的工艺关键。1、刀具材料应具备的性能（1）高硬度和耐磨性 HRC60以上（2）足够的强度和韧性（3）高的所热稳定性（红硬性），在高温下的硬度、耐磨性、强度和韧性（4）良好的工艺性（便于制造）（5）经济性（价格便宜）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（1）碳素工具钢 碳素工具钢是含碳量较高的优质钢（含碳量0.7%1.2%如T10、T12A等）淬火后硬度为60-65HRC，但红硬性较差，一般在200-250C时失去原有硬度，淬火后易变形开裂。只能做简单的手动刀具，如锉刀、刮刀、锯条等。（2）合金工具钢 在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si等元素形成合金工具钢，如（9SiCr、CWMn等）。淬火后硬度为60-65HRC，红硬性温度为300-350C，热处理性较好，可估较复杂的手动刀具，如丝锥、板牙、铰刀或切削速度不高的刀具。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（3）高速钢（白钢、锋钢）高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V、9W18Cr4V等。淬火后硬度为62-67HRC，红硬性温度为550-600C，高速钢具有高的强度（抗弯强度为一般硬质合金的23倍，为陶瓷的56倍）和韧性，制造工艺简单，容易磨成锋利切削刃，能锻造，这一点对形状复杂及大型成形刀具非常重要，故在复杂刀具车刀、钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等，制造中，高速钢仍占主要地位。高速钢主要用于中速切削，切削速度小于30m/min。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（4）硬质合金 由于硬质合金成分中都含有大量金属碳化物，如钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽铌类（万能硬质合金YW），这些碳化物都有熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好等特点，因此，硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高。常用硬质合金的硬度为8993HRA（相当于74-82HRC），红硬性温度为800-1000时。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相同时，切削速度可达100-300 m/min，主要用于高速切削。但硬质合金导热性差，一般不使用冷却液，韧性差（比较脆），不能做成整体刀具（只是镶块，刀杆可用合金钢），不需热处理、不能被切削加工（只能磨削或电火花加工）。硬质合金的分类有P、M、K，性能和应用见表1-1。为进一步提高硬质合金的性能，常在表面涂覆TiC、TiN，称为表面涂层刀具，常制成不重磨刀片，用于精加工。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（5）陶瓷刀具 陶瓷刀具的主要成分是Al2O3，陶瓷刀具的硬度为90-94HRA（相当于75-83HRC），耐磨性好、耐热性高，红硬性为1200-1400，允许使用较高的切削速度，价格低廉、原料丰富，因此有很好的发展前途。但陶瓷材料性脆怕冲击，切削时易崩刃，所以如何提高其抗弯强度已成为各国研究的工作重点。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（6）人造金刚石 人造金刚石硬度极高（10000HV），目前是最硬的材料，耐热性为700800。聚晶金刚石大颗粒可制成一般切削刀具，单晶微粒主要制成砂轮，金刚石可以加工高硬度而具耐磨的硬合金、陶瓷、玻璃外，还可以加工有色金属及其合金，但不宜加工铁族金属，这是由于铁和碳原子的亲和力较强，易产生粘结作用而加快刀具磨损。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境3 车刀 2、常用刀具材料（7）立方氮化硼（CBN）立方氮化硼是人工合成的又一种高硬材料，硬度（73009000HV）仅次于金刚石。但它的耐热性为化学稳定性大大高于金刚石，能耐13001500的高温，并且与铁族金属的亲和力小，因此它的切削性能好，不但适合于非铁族难加工材料的加工，也适合于铁族材料的加工。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 子教学情境子教学情境4 4：金属切削过程及物理现象：金属切削过程及物理现象一、一、金属切削过程金属切削过程 切削过程是指工件上多余的金属被刀具切除的过程和已加工表面形成的过程。1 1、切屑的形成、切屑的形成 刀具在被切削金属表面经过挤压、剪切滑移变形而形成切屑。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 2 2、切屑的种类、切屑的种类带状切屑：一般在切削塑性材料，前角较大时产生。切屑过程较平稳，切削力波动小，加工表面较光洁，但切屑与前刀面摩擦较大，生产切削热，切屑易伤人或刮伤工件表面，应采取断屑措施。节状切屑：一般在切削中等硬度钢材时产生。切削力波动较大，加工表面较粗糙。粒状切屑：一般在切削速度较低，前角较小，切屑厚度较大时产生，切削力波动大，加工表面粗糙。（单元切屑）崩碎切屑：在加工脆性材料（如切削铸铁、黄铜等）时产生。切屑被挤裂，形成不规则的切屑，切削力波动大，有振动，加工表面粗糙，刀尖易磨损。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 二、积屑瘤二、积屑瘤1、积屑瘤现象：在一定切削速度下切削塑性材料时，在刀刃上粘结的楔形硬块，并生成、长大、脱落周期变化。2、积屑瘤产生的原因：高温、高压、强烈摩擦，切屑粘结，又称为“冷焊”3、积屑瘤对切削过程的影响：1）保护刀刃，代替刀刃切削，减少刀具磨损 2）增大前角，减少切削变形，降低切削力 3）增大切削厚度，影响尺寸精度 4）不稳定，脱落时粘在已加工表 面，影响表面粗糙度教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 三、切削力三、切削力1、切削力的形成：切削加工时材料的变形（弹性变形、塑性变形）抗力，前刀面与切屑的摩擦力、后刀面与加工表面的摩擦力等教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 2、切削力的分解与合力：1）主切削力（切向力）Fc：主运动方向的切削分力，消耗功率最大，约占机床总功率的80-90%，是计算机床动力、刀具强度、夹紧力的主要依据。2）进给力（轴向力）Ff：作用在进给方向的切削分力，车削加工时，沿工件轴线方向的分力。3）背向力（径向力、吃刀力）Fp:吃刀方向的切削分力，车削加工时，沿工件半径方向的分力。4）总切削力（切削合力）F：三个分力的平方各开2次方。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 3、影响切削力的主要因素1）工件材料：工件材料的强度愈高、硬度愈大，切削力愈大，材料的塑性、韧性越大，加工硬化现象越严重，切削力越大。一般加工不同的材料可通过热处理改变材料的加工性能。2）切削用量：当切削深度ap和进给量f增大时，切削面积增大，切屑变形、摩擦力增加，切削力增大。（1）切削深度ap增加一倍，切削力增加一倍（2）进给量f增加一倍，切削力增加70-80%（3）切削速度v对切削力影响较小，一般加工塑性材料时切削速度增加，摩擦力减小，切削力减小，加工脆性材料时，切削速度对切削力无明显影响。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 3、影响切削力的主要因素3）刀具的几何参数：（1）前角：前角增大，刀具刃口锋利，切削力减小，但刀具强度减弱。在刀具角度中前角是影响切削力的最大因素。（2）主偏角：主偏角对主切削力影响不大，但对轴向力和径向力影响很大。主偏角增大，轴向力增大，径向力减小。因此在加工细长轴时，应选用较大主偏角的车刀。刀具的其它几何参数对切削力的影响不是太大，此外，刀具材料、切削液的选用对切削力也有一定的影响。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 四、切削热与切削温度四、切削热与切削温度1、切削热的产生：切削变形，切屑与前刀面的摩擦，工件与后刀面的摩擦等。2、切削热的影响：使工件和刀具温度升高，直接影响刀具的寿命、加工精度、表面质量。3、切削热的传散：切削热主要通过切屑、刀具、工件、介质等传散。不同的加工方法，切削热传散的主要途径不同。切削热教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 常见加工方法切削热的传散比例如下表：加工方法加工方法切屑切屑工件工件刀具刀具车削削5080%1040%5%铣削削70%50%15%磨削磨削4%80%12%教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 4、影响切削热的主要因素1）工件材料：工件材料的强度、硬度、塑性越高，切削时产生的温度越高；材料的导热性越好，切削温度降低。2）切削用量：切削速度增加，摩擦加剧，切削温度增加，切削深度和进给量增加，切屑面积增加，带走的热量增加，对温度的影响减小。3）刀具角度：前角和后角增大，摩擦减少，切削热减少，主偏角减小，切削宽度增加，刀刃的散热条件改善，切削热减少。4）冷却介质：增加冷却液或吹气，可带走大量的热量，明显降低切削温度。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 刀具磨损后影响使用寿命、工件精度和表面质量五、刀具的磨损与耐用度五、刀具的磨损与耐用度1、刀具磨损的形式：机械磨损、粘结磨损、化学磨损 前刀面磨损、后刀面磨损、前后刀面磨损教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 2、刀具的磨损过程初期磨损阶段：刀具磨损较快正常磨损阶段：刀具有有效工作期。急剧磨损阶段：刀具不能正常切削。3、刀具耐用度：刀具两次刃磨之间实际进行切削的总时间，用T（单位min）表示。刀具的寿命：新刀具到不能再刃磨（报废）的总切削时间。合理选择刀具材料、刀具的几何参数、切削用量，可提高刀具的耐用度和寿命。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境4：金属切削过程及物理现象 六、切削液六、切削液1、切削液的作用：冷却、润滑、排屑、防锈2、切削液的各类：水溶液：水+防锈剂等，呈透明状乳化液：乳化油+水，呈乳白色，应用最广。切削油：矿物油（机油、豆油、蓖麻油等），主要起润滑作用3、切削液的选用：粗加工：以冷却为主，一般使用水溶液、低浓度的乳化液等 精加工：以润滑为主，一般使用较高浓度的乳化液，切削油等 硬质合金刀具一般不使用冷却液（易开裂），可用气吹，或不间断连续浇注。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 子教学情境五：车削加工方法子教学情境五：车削加工方法一、工件的安装一、工件的安装1.三爪卡盘安装三爪卡盘上的卡爪是联动的，能以工件的外圆面自动定心，故安装工件一般不需找正。但由于卡盘的制造误差及使用后磨损的影响，定位精度一般为0.010.1mm。三爪卡盘最适宜安装形状规则的圆柱形工件。三爪自定心卡盘如图如示。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 2.四爪卡盘安装 四个爪可以分别调整，故安装时需要花费较多的时间对工件进行找正。当使用百分表找正时，定位精度可达0.005mm，找正分为外圆找正和端面找正，此时的定位基准是安装找正的表面。四爪卡盘夹紧力大，适合于三爪卡盘不能安装的工件，如矩形的、不对称或较大的工件。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 3.花盘安装适用于外形复杂以不能使用卡盘安装的工件。如图所示的弯管，需加工外圆面A及端面B，要求端面B与端面C垂直。安装工件时，先将角铁用螺栓固装在花盘上，并校正角铁平面与主轴轴线平行，再将工件安装到角铁上，找正后用压板压紧。为了使花盘转动平稳，在花盘上装有平衡用的配重块。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 4.顶尖安装用于长径比为410的轴类工件。前顶尖（与主轴相连）可旋转，后顶尖（装在尾座上）不转，它们用于支承工件。拨盘和卡箍用以带动工件旋转。用顶尖安装时，工件两端面先用中心钻钻上中心孔。一夹一顶 两顶式 教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 5.心轴上安装 适用于已加工内孔的工件。利用内孔定位，安装在心轴上，然后再把心轴安装在车床前后顶尖之间。如图所示为带锥度（一般为1/10001/2000）的心轴，工件从小端压紧到心轴上，不需夹紧装置，定位精度较高。当工件内孔的长度与内径之比小于11.5时，由于孔短，套装在带锥度的心轴上容易歪斜，不能保证定位的可靠性，此时可采用圆柱面心轴，工件的左端靠紧在心轴的台阶上，用螺母压紧。这种心轴与工件内孔常用间隙配合，因此定位精度较差。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 二、刀具的选择二、刀具的选择按用途分可分为：外圆车刀（端面）、内孔车刀（镗刀）、切断车刀（切槽）、螺纹车刀、成型车刀、滚花刀等教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 按结构分可分为：整体式车刀：一般为高速钢车刀，根据需要自磨车刀角度。焊接式车刀：一般为硬质合金焊接在钢结构刀杆上，自磨车刀角度。机夹不重磨车刀：一般为硬质合金（陶瓷）刀片用机械方法安装刀杆上，刀片种类多，不需得到重磨，可转位，价格较高。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 三、车削加工方法三、车削加工方法1、车外圆（端面）选择适当的刀具及几何角度，试切法，测量加工余量，大、中拖板进给，加工时一般分为粗车、半精车、精车粗车：去除大部分余量，一般留1-2mm的余量，精度一般为IT11，粗糙度Ra可达50-12.5um半精车：切削速度较高，一般留0.2-0.3mm的余量（也可加工到尺寸），精度可达IT9级，粗糙度Ra可达6.3-3.2um精车：高速切削，加工到尺寸，保证精度和粗糙度，精度可达IT6级，粗糙度Ra可达1.6-0.8um (圆柱面车削）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 2、钻孔、车内孔（镗孔）在车床上钻孔时，将钻头（中心钻）装在尾架上，手推尾架。效率较低。车内孔时，选择适当的镗刀，分为通孔和盲孔加工。一般加工精度比车外圆低1-2级。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 3、切断（切槽）选择切断刀具，中拖板进给。可采用直进法，但切削力较大，刀具不易散热，也可采用左右借刀法，效率较低。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 4、细长轴加工 可采用一夹一顶，定位精度较低，或两顶式，重复定位精度高。尽量选择主偏角较小的刀具，减少径向力，减少轴的变形。加工时可采用中心架配合，中心架安装在导轨上，减少细长轴变形，一般分段加工，或调头加工。也可采用跟刀架，跟刀架安装在大拖板上，一般工件不需调头加工。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 5、圆锥面车削 1）小拖板转位法：将小拖板的螺母松开，根据锥角调整小拖板的角度。加工时手动小拖板手轮。适合于锥角较大的内、外圆锥面加工。2）尾座偏移法：当两顶式（或一夹一顶），将尾座沿垂直导轨方向移动适当距离，使主轴中心与顶尖中心水平偏离，工件的实际轴线与机床主轴轴线的夹角为圆锥半角，利用大拖板纵向进给。适合于锥角较小，锥面较长的外锥面零件加工（不能加工内锥面）。由于中心孔接触不好，加工精度不高。教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 3）靠模法：将靠模（移凸轮）安装在导轨上，将中拖板螺母与丝杠脱开，中托板与导轮（滑块）固定，纵向进给时中托板随靠模运动。一般用于大批量生产，锥角一般不超过12。此方法也可用于成型加工。4）宽刀法：利用主刀刃与轴线的角度，加工锥度。一般用于锥面较短的零件加工（如倒角）（圆锥面车削）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 6、成形加工（主要是车圆球，手把，凸轮等）1）双手控制法车成形面：用双手操纵中、小滑板的手柄，取决于工人的技术水平，适于单件小批生产。2）成形刀法车成形面：切削刃形状和工件成形面母线形状相同的车刀进行成形车削，成形车刀的种类有直杆式、棱体式、圆体式等。刀具刃磨较麻烦，切削力较大，一般用于小零件成形加工。3）靠模成形加工：与靠模加工锥面方法相同。（成型车削）教教学学情情境境一一：车车削削加加工工子教学情境5：车削加工方法 7、滚花与绕制弹簧：1）滚花利用滚花刀在零件表面滚压一定的花纹。2）绕弹簧是利用主轴的旋转和拖板的运动绕制弹簧。这两种方法对零件的精度要求不高，并且对机床的主轴损伤较大，一般不许在生产设备上进行。