《机械加工实训》课件2主题2 车削加工

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,机械加工实训,主题,2,车削加工,单元,1,切削加工的基本概念,刀具的几何角度,单元,3,常用车刀简介,单元,2,切削用量的选择,单元,4,车床及其操作与维护保养,单元,5,车床及其操作与维护保养,单元,6,课程目标,作为机械专业的学生，在已经学习了机械制图与计算机绘图、机械制造基础等课程，又经过钳工实训的锻炼，学生已初步具备了读图、识图、合理选择材料、准确安装工件、正确选择刀具、合理选择切削用量等一些基本知识和操作技能。车削加工实训的教学目的是：对学生所具备的机械制造基本概念和理论知识进一步巩固，并将已经学过的相关课程及在课程中已初步掌握的单项、单元（技能）能力融合在一起，通过48个典型零件图纸资料的分析、工艺方案的设计、工具的选取使用、量具的选取使用、刀具的选取使用、工艺文件编制、产品质量检测分析与项目完成后评估总结报告的撰写等完整工作过程的训练，培养学生完成机械产品项目的综合职业能力。,主题,2,车削加工,切削加工的基本概念,切削加工是利用切削刀具从工件（毛坯）上切去多余的材料，使零件具有符合图样规定的几何形状、尺寸和表面粗糙度等方面要求的机械加工过程。金属切削加工具有如下特点：,大部分材料均可进行切削加工。,大多数形状均可通过切削加工获得。,能获得较高的加工精度和表面质量。,生产效率高且经济性好。,因为切削加工具有如上特点，所以绝大部分机械零件最终都是通过金属切削加工的方法获得。,单元,1,切削加工的基本概念,一、切削运动,在金属切削加工中，获得所需表面形状，并达到工件的尺寸要求，是通过切除工件上多余的金属材料来实现的。切除多余金属材料时，工件和刀具之间的相对运动，称为切削运动。按其作用不同可分为主运动、进给运动及辅助运动。,（1）主运动,主运动是指刀具和工件之间产生的主要相对运动，它是形成加工表面必不可少的最基本、最主要的运动。通常它的速度最高，消耗机床动力最多。一般机床的主运动只有一个。如车削、镗削加工时工件的回转运动，铣削和钻削时刀具的回转运动，刨削时刨刀的直线运动等都是主运动。,单元,1,切削加工的基本概念,一、切削运动,（）进给运动,进给运动是使新的切削层金属不断投入切削的运动。进给运动与主运动配合即可连续地或断续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的加工表面。通常它消耗动力比主运动小得多，可由一个（如车削）或多个运动（如外圆磨削）组成。根据刀具相对于工件被加工表面运动方向的不同，进给运动分为纵向进给、横向进给、圆周进给、径向进给和切向进给运动等。此外，进给运动也可以分为轴向（钻床）、垂直和水平（铣床）方向进给运动。进给运动可以是连续的（如车外圆时车刀的纵向运动），也可以是周期间断的（如刨削时工件的横向移动）。,单元,1,切削加工的基本概念,一、切削运动,主运动可以由工件完成（如车削），也可以由刀具完成（如钻削、铣削）。进给运动也同样可以由工件完成（如刨削、磨削）或刀具完成（如车削、钻削）。,当主运动与进给运动同时进行时，其合成的运动称为合成切削运动，它反映了切削时刀具相对于工件所作的实际运动，如图所示。,单元,1,切削加工的基本概念,一、切削运动,（3）辅助运动,辅助运动虽不直接参加切削，但却是完成零件表面加工全过程中必不可少的运动。如刀架、工作台的快速接近或退出工件，工件或刀具回转的分度运动，刀具的快速移动及变速、换向、启停等操纵及控制运动等。,单元,1,切削加工的基本概念,二、工件上的几个表面,刀具和工件相对运动过程中，在主运动和进给运动作用下，工件表面的一层金属不断被刀具切下转变为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。在新表面形成过程中，被加工的工件上有三个依次变化着的表面。,待加工表面：,工件上即将被切除的表面。,已加工表面：,已被切去多余金属而形成符合要求的工件新表面。,过渡表面：,加工时由切削刃在工件上正在形成的那部分表面，并且是切削过程中不断变化着的表面，它在待加工表面和已加工表面之间。,单元,2,切削加工的基本概念,三、切削用量要素,切削要素可以分为切削用量要素和切削层横截面要素。,在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、工件结构、加工精度、刀具材料和其他技术经济要求，来选定适宜的切削速度vc、进给量f和背吃刀量ap值。,切削速度,、,进给量,和,背吃刀量,称为切削用量三要素。,切削速度vc,：切削刃相对于工件的主运动线速度，称为切削速度，单位为m/s或m/min。,当主运动为旋转运动时，切削速度可用公式计算：,单元,2,切削加工的基本概念,三、切削用量要素,当主运动为直线往复运动（如刨削加工）时，其平均速度可用公式计算：,在转速n值一定时，切削刃上各点的切削速度vc不同；考虑到刀具的磨损和已加工表面质量因素，计算时取最大切削速度。如车外圆时，计算待加工表面速度；钻削时，计算钻头外径处的速度。当主运动为直线运动时，切削速度是刀具相对于工件的直线运动速度。,单元,1,切削加工的基本概念,三、切削用量要素,进给量f：,刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，称为进给量。当主运动是回转运动时（如车削、钻削、磨削等），进给量指工件或刀具每转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mmr；当主运动为往复直线运动时（如刨削），进给量指刀具或工件每往复一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位是mm每双行程，或mm每单行程。铣削、绞削时，由于刀具为多齿刀具，还用每齿进给量fz表示，单位是mm每齿。它与进给量的关系为：f=f,z,z,单元,1,切削加工的基本概念,三、切削用量要素,背吃刀量（切削深度）ap：,背吃刀量ap是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上，测量的工件已加工表面和待加工表面间的距离，单位为mm。外圆车削的背吃刀量是工件已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，如图所示。,单元,2,切削加工的基本概念,三、切削用量要素,主运动是回转运动时：,式中 dw工件上待加工表面直径（mm）；,dm工件上已加工表面直径（r/mm）。,主运动是直线运动时：,式中 Hw工件上待加工表面厚度（mm）；,Hm工件上已加工表面厚度（mm）。,单元,2,切削加工的基本概念,四、切削层横截面要素,以车削加工为例，如图所示，工件每转一转，车刀沿工件轴线移动一段距离，即进给量f（单位为mmr）。这时，切削刃从加工表面的位置移至相邻的加工表面的位置上，于是，、之间由车刀切削刃切下的一层金属称为切削层。在与切削速度方向相垂直的切削层截面内，度量的切削层的尺寸称为切削层参数。切削层的参数有以下几个：,单元,1,切削加工的基本概念,四、切削层横截面要素,切削层公称厚度hD,：过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸（单位为mm）。它反映切削刃的工作负荷。,切削层公称宽度bD,：过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸（单位为mm）。它反映切削刃的工作长度。,切削层公称面积AD：,过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层的横截面面积（单位为mm2）。,单元,1,切削加工的基本概念,四、切削层横截面要素,由图可知，切削层横截面要素与切削用量之间的关系为：,单元,1,切削加工的基本概念,常用车刀简介,在机械加工过程中，刀具直接参与切削过程，从工件上切除多余金属层，它是保证加工质量，提高生产率的一个重要因素，在工艺系统中占有重要的地位。车刀是完成车削加工所必需的工具。车刀直接参与从工件上切除余量的车削加工过程。车刀性能取决于刀具材料、结构、几何参数等。刀具性能的优劣对车削加工的质量、生产率有决定性影响。尤其是随着车床性能的提高，刀具的性能将直接影响机床性能的发挥。,单元,2,常用车刀简介,一、刀具材料及性能,刀具材料指的是刀具切削部分的材料。在切削加工中，刀具的切削部分直接完成切除余量和形成已加工表面的任务。刀具材料是工艺系统中影响加工效率和加工质量的重要因素，也是最灵活的因素。采用合适的刀具材料，可大大提高切削加工生产率，降低刀具的消耗，保证加工质量。,（1）刀具材料应具备的性能,高的硬度和耐磨性。,刀具材料硬度必须高于被加工材料硬度。切削过程中为了抵抗刀具不断受到的切屑和工件的摩擦引起的磨损，刀具材料必须具有高的耐磨性。,单元,2,常用车刀简介,一、刀具材料及性能,足够的强度和韧性。,刀具切削时要承受切削力、冲击和振动，为了防止其折断和崩刃，刀具材料应有足够的抗弯强度和冲击韧性。,高的热硬性。,刀具材料在高温下能保持高硬度的能力，以适应切削速度提高的要求。,良好的导热性和耐热冲击性能。,刀具材料的导热性要好，便于刀具散热。为适应断续切削时瞬间反复的热变化和机械的冲击形成的热应力和机械应力，刀具材料应具有良好的耐热冲击性能。,良好的加工工艺性和经济性。,刀具材料应具有良好的锻造性能、热处理性能、刃磨性能等，且便于制造。经济性是指刀具材料应结合本国资源，降低成本。,单元,2,常用车刀简介,一、刀具材料及性能,（2）常用刀具材料,常用刀具材料种类有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石等。在生产中使用最多的是高速钢和硬质合金。,高速钢。,高速钢是含有较多的钨、铬、钼、钒等合金元素的高合金工具钢。它强度高、冲击韧性好、耐磨性和耐热性较高，在切削温度高达500650时仍能进行切削；其热处理变形小、能锻易磨，是一种综合性能好、应用最广泛的刀具材料。高速钢特别适合制造各种复杂刀具，如铣刀、钻头、滚刀和拉刀等。,单元,2,常用车刀简介,一、刀具材料及性能,（2）常用刀具材料,硬质合金。,硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物（WC、TiC等），用金属粘结剂（Co、Mo、Ni等）在高温条件下制成的粉末冶金制品。其常温硬度可达7882HRC，能耐8001000高温，允许的切削速度是高速钢的410倍。但其冲击韧性与抗弯强度远比高速钢低，因此很少做成整体式刀具。在实际使用中，一般将硬质合金刀片用焊接或机械夹固的方式固定在刀体上。常用的硬质合金有三大类：YG类、YT类和YW类（分别相当于ISO标准的K类、P类、M类）。,单元,2,常用车刀简介,二、常用车刀的分类,按用途车刀可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹车刀等，如图所示。,单元,2,常用车刀简介,二、常用车刀的分类,按切削部分材料车刀可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。,按结构车刀可分为整体式、焊接式、机夹可转位式、机夹重磨式、成形车刀等。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,目前，在车削加工所使用的刀具中，焊接式车刀和机械夹固式硬质合金车刀应用非常广泛，整体式结构仅用于高速钢车刀。由于机夹式硬质合金车刀能有效地减少换刀和调刀所造成的停机时间，在自动车床、数控车床和机械加工自动生产线上应用较为普遍。,（1）整体式高速钢车刀,选用一定形状的整体高速钢刀条，在其一端刃磨出所需的切削部分形状就形成了整体式高速钢车刀。这种车刀刃磨方便，可以根据需要刃磨成不同用途的车刀刀具磨损后可以多次重磨，但刀杆也为高速钢材料，造成刀具材料的浪费，刀杆强度低，当切削力较大时，会造成破坏，一般用于较复杂成形表面的低速精车。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,（2）硬质合金焊接式车刀,这种车刀是将一定形状的硬质合金刀片钎焊在刀杆的刀槽内制成的。其结构简单，紧凑、刚性好、抗振性能好，使用灵活，制造刃磨方便，刀具材料利用充分，在一般的中小批量生产和修配生产中应用较多。但这种车刀由于硬质合金刀片与刀杆材料的线膨胀系数和导热性能不同，刀片在刃磨和焊接的高温作用后冷却时，常产生内应力，极易引起裂纹，降低刀片的抗弯强度，致使车刀工作时刀片产生崩刃现象。刀杆随刀片的用尽而报废，不能重复使用，刀片也不能充分回收利用，造成刀具材料的浪费。另外，用在重型车床上的车刀，因其尺寸较大，重量大，焊接时不方便，刃磨也较困难。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,焊接式硬质合金刀片，其形状和尺寸有统一的标准规格，在设计和制造时，应根据其不同用途，选用合适的硬质合金牌号和刀片的形状规格。车刀刀杆的头部应按选定的刀片形状尺寸做出刀槽，以便放置刀片，进行焊接。在焊接强度和制造工艺允许的情况下，应尽可能选择焊接面少的形状。因为焊接面多，焊接后刀片产生的内应力较大，容易产生裂纹。,焊接式车刀的刀槽有敞开式、半封闭式、封闭式，如图所示。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,（3）机夹重磨车刀,机夹重磨车刀是采用普通硬质合金刀片，用机械夹固的方法将其夹持在刀柄上。使用的车刀，切削刃用钝后可以重磨，经适当调整后仍可继续使用，如图所示。,其特点如下：,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,刀片不用焊接（无刀片硬度的下降、产生裂纹等缺陷），提高了刀具的耐用度，换刀次数减少，生产效率得到了提高。,刀杆可重复使用，节省了刀片材料，刀片利用率增加，刀片使用到允许的最小尺寸限度后，可装在小一号刀杆上继续使用，最后刀片由制造厂收回。,刀片重磨，尺寸缩小，为增加刀片重磨次数，有刀片调整机构。,压紧刀片所用的压板端部，可镶上硬质合金，起断屑作用；并调整压板可改变压板端部至切削刃间的距离，扩大断屑范围。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,（4）机夹可转位车刀,机夹可转位车刀是采用机械夹固方法，将可转位刀片夹紧、固定在刀杆上的一种车刀，如图所示。刀片每边都有切削刃，当某边切削刃磨,单元,2,常用车刀简介,钝后，刀片不需重磨，转位使用，待全部刀刃磨钝后换新刀片。机夹可转位车刀是一种高效率的新型刀具，它具有如下特点：,避免因焊接和重磨对刀片造成的缺陷。在相同的切削条件下，刀具耐用度较焊接式硬质合金车刀大大提高；,三、常用车刀的结构和应用,刀片上的一个刀刃用钝后，可将刀片转位换成另一个新切削刃继续使用，不会改变切削刃与工件的相对位置，从而能保证加工尺寸，并能减少调刀时间，适合在专用车床和自动线上使用；,刀片不需重磨，有利于涂层硬质合金、陶瓷等新型刀片的推广使用；,刀杆使用寿命长，刀片和刀杆可标准化，有利于专业化生产。,刀片是机夹可转位车刀的一个最重要的组成元件，其类型很多，已由专门厂家定点生产。按刀片形状不同，有正三角形、正方形、圆形、55菱形、80菱形、等边不等角六边形等。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,可转位车刀利用刀片上的孔和一定的夹紧机构实现对刀片的夹固。夹固结构既要夹固可靠，又要定位准确、操作方便，并且不能妨碍切屑的流出。根据夹紧机构的结构不同，可转位车刀有偏心式、杠杆式、楔销式、上压式等四种典型结构，如图所示。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,（5）成形车刀,成形车刀是用在卧式车床、转塔车床、半自动车床上加工回转体成形表面的专用刀具。它的刃形根据被加工零件表面的廓形进行设计，按结构不同成形车刀有平体成形车刀、棱体成形车刀和圆体成形车刀三种。,单元,2,常用车刀简介,三、常用车刀的结构和应用,（5）成形车刀,平体成形车刀除了切削刃具有一定的形状，结构上和普通车刀相同只能用来加工外成形表面，重磨次数少。它主要用于加工宽度不大，成形表面比较简单的工件。圆体成形车刀外形是回转体，切削刃在圆周分布，可用于内外回转体成形表面的加工，重磨次数最多，制造比较容易，应用较多。棱体成形车刀外形是棱柱体，可重磨次数比平体成形车刀多，只能用于外成形面加工。,用成形车刀加工，工件的廓形基本上决定于刀刃的形状，不受工人操作技术水平影响，可保证稳定加工质量。其加工精度可达IT9IT10，表面粗糙度可达Ra6.33.2m。成形车刀使用寿命长，生产效率高,单元,2,常用车刀简介,一、刀具的组成,切削刀具的种类繁多，结构各异，但是各种刀具的切削部分的基本构成是一样的。其中外圆车刀是最基本、最典型的刀具，其他各种刀具（如刨刀、钻头、铣刀等）切削部分的几何形状和参数，都可视为以外圆车刀为基本形态而按各自的特点演变而成的。,单元,3,刀具的几何角度,普通外圆车刀的构造，如图所示。其组成包括刀柄部分和切削部分（又称刀头）。刀柄是车刀在车床上定位和夹持的部分。切削部分一般有三个表面、两个刀刃和一个刀尖组成，可简称为三面、两刃、一尖。,二、刀具切削部分的几何角度,为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀具放在一个确定的参考系中。度量刀具几何参数的参考系分为两类刀具的标注角度参考系和刀具的工作角度参考系。这里主要介绍刀具的标注角度参考系，刀具的工作角度参考系可参考相关资料。,刀具标注角度参考系（静止参考系）用于定义刀具的设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系。正交平面静止参考系由基面pr、切削平面ps、正交平面po三个坐标平面组成。建立正交平面静止参考系时，首先有两个假定条件：,单元,3,刀具的几何角度,二、刀具切削部分的几何角度,假定运动条件。,不考虑进给运动的大小，只考虑其方向。这时合成运动的方向就是主运动方向。,假定安装条件。,刀具的安装定位基准与主运动方向平行或垂直，刀柄的轴线与进给运动方向平行或垂直。在此前提下，基面是与主运动方向垂直的平面，对车刀来讲，基面与刀柄的底面平行。切削平面与切削刃相切，与主运动方向相平行。,基面pr：,通过切削刃上选定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。,切削平面ps：,通过切削刃上的选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。它包含切削速度方向切于工件上的过渡表面。,单元,3,刀具的几何角度,二、刀具切削部分的几何角度,正交平面po：,通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。,在刀具标注角度参考系中，测得的角度称为刀具的标注角度。标注角度应标注在刀具的设计图中，用于刀具制造、刃磨和测量。,单元,3,刀具的几何角度,在正交平面参考系中，刀具的标注角度，如图所示。它们分别在不同的参考坐标平面中测量。,二、刀具切削部分的几何角度,在正交平面中测量的角度有：,前角（o）：,前刀面与基面间的夹角。当前刀面与切削平面夹角小于90时，前角为正值；大于90时，前角为负值。它对刀具切削性能有很大的影响。,后角（o）：,主后刀面与切削平面间的夹角。当主后刀面与基面夹角小于90时，后角为正值；大于90时，后角为负值。它的主要作用是减小主后刀面和过渡表面之间的摩擦。,楔角（o）：,前刀面与主后刀面的夹角。它是前角和后角得到的派生角度。,单元,3,刀具的几何角度,二、刀具切削部分的几何角度,在基面中测量的角度有：,主偏角（r）：,主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角，它总是为正值。,副偏角（r）：,副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向间的夹角。,刀尖角（r）：,主切削平面与副切削平面间的夹角。它是主偏角和副偏角得到的派生角度。,单元,3,刀具的几何角度,二、刀具切削部分的几何角度,在切削平面中测量的角度有：,刃倾角（s）：,主切削刃与基面间的夹角。一般取s=-10+10。粗加工时常取负值，如图（c）所示，这样可以增加刀头的强度；精加工时常取正值，如图（a）所示，这样可以避免切屑擦伤已加工表面。s的正负值判别方法是：当刀尖在主切削刃上为最高点时，s为正值；反之为负值。也可以用刀刃“抬头为正、低头为负”来判别s的正负。,单元,3,刀具的几何角度,二、刀具切削部分的几何角度,在副正交平面中测量的角度有：,在副切削刃上同样可定义副正交平面（po）和副切削平面（ps）。在副正交平面中，测量的角度有副后角（o），它是副后刀面与副切削平面间的夹角。当副后刀面与基面的夹角小于90时，副后角为正值；大于90时，副后角为负值。它决定了副后刀面的位置。,单元,3,刀具的几何角度,一、切削用量的选择原则,选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性；半精加工和精加工时，应在保证质量的前提下，兼顾切削效率和经济性；切削用量的具体数值应根据机床说明书给定的允许范围、切削用量手册，并结合经验选定。,切削用量通常包括：,背吃刀量,、,切削宽度,、,切削速度,、,主轴转速,、,进给速度或进给量,。,（1）背吃刀量ap,背吃刀量的选取原则是：在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的数值。就有利于减少进给次数。而当零件的精度要求较高时，则应留出适当的加工余量，该余量一般为0.10.5mm。,单元,4,切削用量的选择,一、切削用量的选择原则,（2）切削宽度aw,一般切削宽度与刀具的直径成正比，与背吃刀量成反比。经济型数控车床中，一般取aw=（0.60.9）d。,（3）切削速度vc,增大vc是提高生产的重要措施，但vc与刀具耐用度的关系密切。随着vc的增大，刀具的耐用度急剧下降，故vc的选择主要取决于刀具的耐用度。选用时，可参考表格选择。,单元,4,切削用量的选择,一、切削用量的选择原则,（4）主轴转速n（r/min）,主轴转速一般根据切削速度v来选定，切削速度的快慢直接影响到切削效率。若切削速度过小，则切削时间会延长，降低加工效率；若切削速度过大，虽然可缩短切削时间，但刀具容易产生高温，影响刀具的寿命和加工质量。主轴转速的计算公式为：,式中 vc切削速度，单位为m/min，由刀具寿命确定。,D工件切削部分回转直径，单位为mm；,n主轴转速，单位为r/min。,单元,4,切削用量的选择,一、切削用量的选择原则,（5）进给量f（mm/min或mm/r）,进给量是根据工件的加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件的材料进行选择的。最大的进给量受到机床的刚度和进给性能的制约，机床不同，其最大进给量也不同，通常在2050mm/min范围内选取。确定进给量的原则如下：,当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产率，可选择较高的进给速度。,切断、车削深孔或精车时，应选择较低的进给速度。,进给速度应与主轴转速和背吃刀量相适应。,单元,4,切削用量的选择,车床及其操作与维护保养,车床是完成车削加工所必需的设备，广泛用于各种回转体零件和回转体的端面的加工。车床上可完成的典型加工工艺。在普通精度的车床上，加工外圆表面的精度可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值可达1.60.8m。在精密级和高精密级车床上，利用合适的刀具还可完成高精度零件的精密加工。,车床的主运动通常是由工件的旋转运动实现的，进给运动是则由刀具的直线移动完成的。普通车床按其结构和用途的不同，可分为卧式车床、立式车床、转塔车床、回轮车床、液压仿形车床、仪表车床、仿形车床、多刀自动和半自动车床及各种专用车床。,单元,5,车床及其操作与维护保养,车床及其操作与维护保养,车床加工所使用的刀具主要是车刀，还可以采用钻头、扩孔钻、铰刀等孔加工刀具和丝锥、板牙等螺纹加工刀具。,在各种车床中，以卧式车床应用最普遍、工艺范围最广泛。它通用性强，加工范围很广，用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面。如内圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面；端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等加工。但自动化程度低，特别是加工形状复杂的零件时，换刀麻烦，生产效率低。所以，多适用于单件小批量生产。本节将以CA6140型卧式车床为例对其传动路线和主要结构进行简要介绍。,单元,5,车床及其操作与维护保养,一、卧式车床,（1）卧式车床的组成,如图所示为CA6140型卧式车床外形图，其主要组成部件及功能如下：,单元,5,车床及其操作与维护保养,1主轴箱；2刀架部件；3尾座；4床身；5床腿；6光杠；7丝杠；8溜板箱；9床腿；10进给箱；11挂轮变速机构,一、卧式车床,主轴箱。,主轴箱1固定在床身4的左上部。箱内装有主轴部件和变速、变向、传动机构。其功能是支撑主轴，并将动力经变速、变向、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件旋转，实现主运动。,刀架部件。,刀架部件2位于床身4的中部，安装在床身导轨上，可沿导轨作纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，其功能是带着夹持在上面的车刀移动，实现纵向、横向或斜向进给运动。,尾座。,尾座3安装在床身4右端的尾座导轨上。其功能是用后顶尖支撑工件，也可以安装钻头、铰刀及中心钻等孔加工刀具进行孔加工。尾座还可以相对它的底座在横向调整位置，以便车削锥度较小而长度较大的外圆锥面。,单元,5,车床及其操作与维护保养,一、卧式车床,（2）卧式机床的主要参数及性能,床身上最大工件回转直径400mm,最大工件长度750；1000；1500；2000mm,刀架上最大工件回转直径210mm,主轴转速正转24级101400r/min,主轴转速反转12级141580r/min,进给量纵向64级0.0286.33mm/r,单元,5,车床及其操作与维护保养,一、卧式车床,（2）卧式机床的主要参数及性能,进给量横向64级0.0143.16mm/r,车削螺纹范围公制螺纹44种P=1192mm,车削螺纹范围英制螺纹20种=224牙/in,车削螺纹范围模数螺纹39种m=0.2548mm,车削螺纹范围径节螺纹37种DP=196牙/in,主电机功率7.5kW,单元,5,车床及其操作与维护保养,二、其他车床简介,（1）立式车床（分单柱式和双柱式）,立式车床用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，且形状比较复杂的大型和重型零件，如各种机架等零件。立式车床是汽轮机、水轮机、重型电机、矿山冶金等重型机械制造厂不可缺少的加工设备，在一般机械制造厂中使用也很普遍。,立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径很大的圆形工作台，供安装工件之用，工作台台面处于水平位置，因而笨重工件的装夹和校正比较方便。此外，由于工件及工作台的重量由床身导轨或推力轴承承受，大大减轻了主轴及其轴承的载荷，因而较易保证加工精度。,单元,5,车床及其操作与维护保养,二、其他车床简介,（1）立式车床（分单柱式和双柱式）,常用的立式车床有单柱立式车床和双柱立式车床两种，如图所示为立式车床，其中图（a）为单柱式，图（b）为双柱式，前者用于加工直径小于1.6m的零件，后者可加工直径大于2m的零件。,单元,5,车床及其操作与维护保养,1、底座；2、工作台；3、立柱；4、垂直刀架；5、横梁；6、垂直刀架进给箱；7、侧刀架；8、侧刀架进给箱；9、顶梁。,二、其他车床简介,（1）立式车床（分单柱式和双柱式）,立式车床的工作台2装在底座1上，工件装夹在工作台上，并由工作台带动作旋转主运动。进给运动由垂直刀架4和侧刀架7来实现。侧刀架可在立柱3的导轨上移动作垂直进给，还可沿刀架滑座的导轨作横向进给。垂直刀架可沿其刀架滑座的导轨作垂直进台，而且中小型立式车床的一个垂直刀架上通常带有转塔刀架。横梁5沿立柱导轨上下移动，以适应加工不同高度工件的需要。,单元,5,车床及其操作与维护保养,二、其他车床简介,（2）转塔车床,转塔车床与普通卧式车床比较，结构上最主要区别是，它没有尾座和丝杠，而在尾座的位置上装有一个能纵向移动的转塔刀架。转塔刀架一般为六角形，在六个面上各可安装一把或一组刀具。每一个刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转动60，更换到下一个刀位进行加工。转塔车床适于加工对象较专业、进行批量加工的产品零件。,单元,5,车床及其操作与维护保养,二、其他车床简介,（2）转塔车床,如图所示为CB34631型转塔车床。转塔刀架4可绕垂直轴线转位，通常只能作纵向进给，用于车削外圆柱面及对内孔作钻、扩、铰或镗加工，还可使用丝锥、板牙等加工外螺纹。除转塔刀架外，转塔车床还有一个前刀架3，它的结构与普通卧式车床的刀架类似，可作纵、横向进给运动。这一刀架主要用于车削大直径的外圆柱面、成形面、端面、沟槽和切断等。转塔刀架和前刀架各有一个溜板箱，用来分别控制它们的运动。转塔刀架设有定程机构，加工过程中当刀架到达预先调定的位置时，可自动地停止进给或快速返回原位。,单元,5,车床及其操作与维护保养,二、其他车床简介,（2）转塔车床,该机床主传动系统由一双速电动机驱动，采用四组摩擦片式液压离合器和双联滑移齿轮变速，由插销板电液控制，可半自动获得16级不同转速；六工位的转塔刀架和前、后刀架均由机、电、液联合控制，实现“快速趋近工件工作进给快速退回原位”的工作循环。,机床主轴箱正面装有一较为完善的“矩阵插销板”程序控制系统，可按照事先制定的零件加工程序（包括加工顺序、辅助工具和刀具的布置，每一工步所选用的主轴转速和进给量等），通过插销板调节机床，使机床按程序完成零件加工的半自动工作循环。,单元,5,车床及其操作与维护保养,三、车床的操作,（1）主轴箱的操作,将机床上的电源总开关顺时针旋转90，按床鞍上的启动或停止按钮即可使主电动机启动或停止。将进给箱或溜板箱右侧面的操纵杆手柄向上提起，主轴逆时针（正转）转动；向下压，主轴顺时针（反转）转动；当操纵手柄打到中间位置时，对主轴进行制动。如主轴需较长时间不转动时，必须按下停止按钮，使主电动机断电。,单元,5,车床及其操作与维护保养,三、车床的操作,（2）进给箱的操作,进给箱正面左侧有一个手轮，手轮有8个挡位。右侧有两个叠套的手柄，前面的手柄有A、B、C、D四个挡位，是控制接通丝杠或光杠的手柄；下面的手柄有、四个挡位配合手轮的8个挡位，可控制螺距和进给量的大小。各手柄及手轮的位置可由进给箱油池盖上的螺纹和进给量调配表中查询。,单元,5,车床及其操作与维护保养,三、车床的操作,（3）溜板箱的操作,加工时床鞍作纵向移动，是由溜板箱正面左侧的大手轮控制的。顺时针转动手轮，床鞍向右移动；逆时针转动手轮，床鞍向左移动。大手轮轴上的刻度盘分300格，每格为1mm，即刻度盘每转一周，床鞍纵向移动300mm。,加工时，中滑板作横向移动或调整进刀量，由中滑板手柄控制。顺时针转动手轮，中滑板向远离操作者方向移动；逆时针转动手轮，中滑板向靠近操作者方向移动。中滑板刻度盘每转一周，刀架横向移动5mm。,单元,5,车床及其操作与维护保养,三、车床的操作,（4）车螺纹的操作,首先将光杠的旋转运动转换成丝杠的旋转运动，然后把溜板箱正面右侧的开合螺母操纵手柄按下，即可车削螺纹（机动走刀时，则应将开合螺母抬起）。,（5）刀架的操作,刀架的转位与锁紧需操纵刀架上的手柄。顺时针转动刀架手柄，刀架被锁紧；逆时针转动手柄，刀架可转位。,单元,5,车床及其操作与维护保养,三、车床的操作,（6）尾座的操作,转动尾座右侧的大手轮可使尾座套筒作进、退移动。尾座架上两个手柄用于固定。左侧为尾座套筒固定手柄，可将套筒固定在某位置上；右侧为尾座快速紧固手柄，可将尾座快速固定于床身某位置上。为了安全操作，尾座架上还有两个锁紧螺母，用于尾座与床身之间的固定。,（7）切削液的使用操作,先将切削液倒入盛液盘中，再将冷却泵开关顺时针转90，启动冷却泵，调整冷却液流量的大小，扳动冷却嘴对准需要冷却的位置。,单元,5,车床及其操作与维护保养,四、车床的维护保养,（1）一级保养,机床运行600h后进行一级保养，以操作工人为主，维修工人配合进行。必须首先切断电源，然后进行保养工作。,外保养。,清洗机床外表面及各罩壳，保持内外清洁，无锈蚀，无黄袍；清洗导轨面，检查并修光毛刺；清洗长丝杠、光杠、操作杆，要求清洁无油污；补齐紧固螺钉、螺母、手球、手柄等机件，保持机床整齐；清洗机床附件，做到清洁、整齐、防锈。,车头箱的保养。,清洗滤油器；检查主轴螺母有无松动，定位螺钉调整适宜；检查调整摩擦片间隙及制动器；检查传动齿轮有无错位和松动。,单元,5,车床及其操作与维护保养,四、车床的维护保养,走刀箱的保养。,对挂轮架要进行如下操作：清洗各部位；检查、调整挂轮间隙；检查轴套，应无松动拉毛；对刀架、拖板要拆洗刀架，调整中小拖板镶条间隙；拆洗、调整中小拖板丝杠螺母间隙；对尾架要拆洗丝杠、套筒，检查并修光套筒外表及锥孔毛刺伤痕；清洗调整刹紧机构，拆洗丝杠、套筒。,润滑。,油线、油毡保证油孔、油路畅通；质量、油量符合要求，油杯齐全，油标明亮。,冷却。,清洗冷却泵、过滤器、冷却槽、水管水阀，消除泄漏。,电器。,清洗电动机、电器箱；检查各电器元件触点，要求性能良好，安全可靠；检查、紧固接零装置。,单元,5,车床及其操作与维护保养,四、车床的维护保养,（2）二级保养,机床运行5000h后进行二级保养，以维修工人为主，操作工人参加，除执行一级保养内容及要求外，应做好下列工作，并测绘易损件，提出备品配件。首先必须切断电源，然后进行保养工作，保养部件及部位为：,车头箱。,清洗主轴箱；检查传动系统，修复或更换磨损零件；调整主轴轴向间隙；清除主轴锥孔毛刺，以符合精度要求。,走刀箱、挂轮架,。检查、修复或更换磨损零件。,刀架、拖板。,拆洗刀架及拖板；检查、修复或更换磨损零件。,单元,5,车床及其操作与维护保养,四、车床的维护保养,溜板箱。,清洗溜板箱；调整开合螺母间隙；检查、修复或更换磨损零件。,尾架。,检查、修复尾架套筒维度；检查、修复或更换磨损零件。,润滑。,清洗油池，更换润滑油。,电器。,拆洗电动机轴承；检修、整理电器箱，应符合设备完好标准要求。,精度。,校正机床水平，检查、调整、修复精度；精度符合设备完好标准要求,单元,5,车床及其操作与维护保养,一、内径千分表,内径千分表的结构，如图所示。它装夹在测架上，在测量头端部有一活动测量头，另一端的固定测量头可根据孔径的大小更换。为了便于测量，测量头旁装有定心器。,内径千分表是用比较法测量工件内孔的，测量时内径千分表应在孔内摆动，如图所示，所得的最小尺寸是孔的实际尺寸。,单元,6,测量工具,1活动测量头；2测杆；3千分表；4固定测头；5定心器,二、正弦规,正弦规（又称正弦尺）是采用间接测量法测量精密测量样板角度、圆锥体以及其他类似工具及工件的专用量具，需要和量块、指示表等配合使用。正弦尺由主体和两个圆柱等组成，两端的圆柱中心线之间的距离L有100及200mm两种规格。按工作台面的宽窄B，正弦尺可分为宽面式与窄面式两种。在宽面正弦尺的台面上有一系列的螺纹孔，用来夹紧各种形状的工件。,单元,6,测量工具,二、正弦规,（1）测量原理,正弦规是以利用直角三角形的正弦函数为基础。测量时，根据锥体量规的标号，可从手册中查出相应的锥度K=2tg，则sin可以求出。选根据被测圆锥塞规的公称锥角（2），按下列公式计算出量块组的高度h：h=Lsin2,式中：L正弦尺两圆柱轴心线间的中心距（100或200mm）。,根据计算的h值组合量块，垫在正弦尺的下面，因此弦尺的工作面与平板的夹角为2。然后，将圆锥塞规放在正弦尺的工作面上，如果被测锥角恰好等于公称锥角，则指示表在a、b两点的示值相同，即圆锥塞规的素线与平板平行。,单元,6,测量工具,二、正弦规,（2）测量步骤,根据被测锥度塞规的公称锥角（2）及正弦规柱中心距L，按公式h=Lsin2计算量块组的尺寸，并组合好量块。,将组合好的量块组放在正弦规一端的圆柱下面，然后将圆锥塞规稳放在正弦规的工作面上（应使圆锥塞规轴线垂直于正弦尺的圆柱轴线）。,用带架的指示，在被测圆锥塞规素线上距离两端分别不小于2mm的a、b两点进行测量和读数。测量的指示表的测头应先压缩12mm。,单元,6,测量工具,二、正弦规,（2）测量步骤,如图所示，将指示表在a点处前后推移，记下最大读数。再在b点处前后推移，记下最大读数。a、b在两点各重复测量三次，取平均值后，求出a、b两点的高度差h。然后测量a、b两点间的距离l，锥角偏差按有关公式计算。,单元,6,测量工具,THANK YOU !,