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1、车工工艺学,第一章 车削的基本知识,1.掌握常用车床各主要组成部分的名称、作用及传动关系 2.掌握车削的基本概念。 3.掌握确定车刀几何角度的三个辅助坐标平面，掌握常用车刀几何角度的名称和作用。 4.了解常用车刀的材料及特点。 5.懂得切削液的作用、种类及选择。,第1-2章,一、常用卧式车床的组成,图1-1 CA6140型卧式车床,第一章 车削的基本知识,第1-2章,(1)主轴箱 主轴箱支承主轴并带动工件做旋转运动。 (2)卡盘 用来夹持工件，并带动工件一起做旋转运动。 (1)进给箱 是进给传动系统的变速机构。 (2)丝杠 用来车削螺纹或蜗杆。 (3)光杠 用来把进给箱的运动传给溜板箱，通过溜
2、板箱带动车刀按要求做纵向或横向进给运动。,1.车头部分,2.交换齿轮部分 3.进给部分,4.溜板部分,第一章 车削的基本知识,第1-2章,(1)溜板箱 接受光杠(或丝杠)传递来的运动。 (2)溜板 溜板包括床鞍、中滑板和小滑板，如图1-2所示。,图1-2 卧式车床的溜板部分,第一章 车削的基本知识,第1-2章,(3)刀架 溜板上部的刀架2，可用来装夹多种刀具，共四个刀位，同时可装夹四把刀具。,图1-3 尾座,第一章 车削的基本知识,第1-2章,5.尾座部分 6.床身部分 7.床脚 8.附件部分 (1)冷却装置 主要通过冷却泵将切削液加压后经冷却嘴喷射至切削区域，降低切削温度, 冲走切屑，润滑加
3、工表面，以提高刀具的使用寿命和工件的表面加工质量。 (2)照明装置 (3)中心架、跟刀架 车削较长工件时，用来支撑工件，增加工件的刚性。,第一章 车削的基本知识,第1-2章,二、卧式车床的传动路线,图1-4 CA6140型车床传动路线,第一章 车削的基本知识,第1-2章,第二节 车削和切削用量,一、车削的基本概念 1.车削运动,图1-5 车削时的运动和形成的表面,第1-2章,(1)主运动 由机床或人力提供的主要运动 ，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件。 (2)进给运动 使工件上多余材料不断地被切除的运动称为进给运动。 1)纵向进给运动：车外圆或车内孔时，车刀的运动方向与
4、主轴轴线平行，称为纵向进给运动。 2)横向进给运动：车端面、切断、车槽时，车刀的运动方向与主轴轴线垂直，称为横向进给运动。 2.车削时工件上形成的表面,第二节 车削和切削用量,第1-2章,(1)已加工表面 工件上经车刀车削后产生的表面。 (2)待加工表面 工件上有待切除的表面。 (3)过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程，刀具或工件的下一转里被切除，或者由下一切削刃切除。,图1-7 背吃刀量和进给量,第二节 车削和切削用量,图1-6 工件上的三个表面,第1-2章,二、切削用量的基本概念 1.背吃刀量(ap) 例1-1 已知工件待加工表面直径为80mm；现一次进给车至直径为
5、70mm，求背吃刀量。 解 根据式(1-1),图1-8 纵、横进给量,第二节 车削和切削用量,第1-2章,图1-9 切削速度示意图,第二节 车削和切削用量,第1-2章,2.进给量(f) 3.切削速度(vc) 例1-2 在CA6140型卧式车床上车削230mm的工件外圆，选定切削速度为vc=50m/min,求车床主轴转速。 解 根据式(1-4),第二节 车削和切削用量,第1-2章,第三节 车 刀,一、常用车刀的种类和用途 1.车刀的种类,图1-10 常用车刀的种类,第1-2章,2.车刀的用途,图1-11 常用车刀的用途,第三节 车 刀,第1-2章,(1)90车刀(俗称偏刀)可分为90左、右车刀，
6、用来车削工件的外圆、台阶和端面。 (2)45车刀 可分为45左、右车刀，用来车削工件的外圆、端面、倒角和中间切入等。 (3)切断刀 用来切断工件或在工件上车出沟槽。 (4)内孔车刀 用来车削工件的内孔。 (5)圆头车刀 用来车削工件台阶处的过渡圆弧或圆槽，还可以用来车削成形面工件。 (6)螺纹车刀 用来车削螺纹。,第三节 车 刀,第1-2章,(7)可转位车刀 是近年来国内外大力发展和广泛应用的先进刀具之一。 二、车刀的几何形状 1.车刀的主要组成部分,图1-12 车刀的组成,第三节 车 刀,第1-2章,图1-13 刀头的组成部分,(1)前面 刀具上切屑流过的表面。,第三节 车 刀,第1-2章,
7、(2)主后面 与工件上切削中产生的表面相对的表面。 (3)副后面 与工件上切削中产生的表面相对的表面。 (4)主切削刃 刀具前面上拟作切削用的刃。 (5)副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃，亦起始于主偏角为零的点，但它向背离主切削刃的方向延伸。 (6)刀尖 指主切削刃与副切削刃连接处相当少的一部分切削刃。 (7)修光刃 副切削刃近刀尖处一小段平行于进给方向的切削刃称为修光刃。 2.确定车刀几何角度的辅助平面,第三节 车 刀,第1-2章,(1)切削平面 切削平面通常可分为主切削平面和副切削平面，如图1-14所示。,图1-14 车刀几何角度的辅助平面,第三节 车 刀,第1-2章,(2)基面 通过
8、切削刃选定点的平面，它平行于或垂直于刀具在制造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线，一般说来其方位要垂直于假定的主运动方向，如图1-14a所示。 (3)正交平面 正交平面有主正交平面和副正交平面之分，如图1-14b所示。 (1)车刀几何角度的定义、作用和初步选择 车刀切削部分共有6个独立的基本角度：前角(o)、主后角(o)、副后角()、主偏角(r)、副偏角()和刃倾角(s)。,第三节 车 刀,3.车刀切削部分的几何角度,第1-2章,表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表,第三节 车 刀,第1-2章,表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表,第
9、三节 车 刀,第1-2章,表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表,第三节 车 刀,第1-2章,图1-15 外圆车刀主要角度的标注,第三节 车 刀,第1-2章,(2)外圆车刀切削部分几何角度的标注如图1-15所示。 (3)车刀前角、后角以及刃倾角正、负值规定 车刀切削部分的基本角度中，主偏角r和副偏角没有正、负值规定，但前角o、后角o、和刃倾角s有正、负值规定。,第三节 车 刀,第1-2章,表1-2 车刀前角和后角正、负值规定一览表,第三节 车 刀,第1-2章,表1-3 车刀刃倾角正、负值规定及使用情况一览表,第三节 车 刀,第1-2章,表1-3 车刀刃倾角正、负值规定及使
10、用情况一览表,第三节 车 刀,第1-2章,第四节 常用车刀材料,一、刀具材料应具备的性能 1.高的硬度和耐磨性 2.足够的强度和韧性 3.高的耐热性 4.良好的导热性 5.化学性能稳定 6.良好的抗粘结性能 7.良好的工艺性能和经济性 二、刀具材料的种类,第1-2章,表1-4 各类刀具材料的主要物理性能和力学性能,第1-2章,第四节 常用车刀材料,表1-4 各类刀具材料的主要物理性能和力学性能,第1-2章,第四节 常用车刀材料,1.工具钢 (1)碳素工具钢 碳素工具钢是碳的质量分数为0.651.3的优质碳素钢，常用钢号有T7A、T8A、T10A及T12A等。 (2)合金工具钢 合金工具钢是在碳
11、素工具中加入适当的合金元素Cr、Mo 、Si、W、Mn、V等炼制而成的。 (3)高速工具钢 简称高速钢，是含有较多的合金元素W、Cr、Mo及V等的合金工具钢。,第1-2章,第四节 常用车刀材料,表1-5 常用高速钢牌号及其力学性能,第1-2章,第四节 常用车刀材料,表1-5 常用高速钢牌号及其力学性能,1)普通性能高速钢：应用最为广泛，约占高速钢总量的75%。,第1-2章,第四节 常用车刀材料, 钨系高速钢W18Cr4V(18-4-1)、W14Cr4VMnRE：其优点是综合性能较好，热处理工艺性能和可磨削性能较好，可制造各种形状复杂的刀具。其缺点是碳化物分布不均匀，抗弯强度和冲击韧度差。此外由
12、于钨的价格较高，国内外已逐渐减少使用。, 钨钼系高速钢W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)、W9Mo3Cr4V(9-3-4-1)：W6Mo5Cr4V2是以Mo代W发展起来的一种高速钢，其切削性能大致与W18Cr4V相同。由于钢中合金元素含量较少，碳化物数量相应减少，而且颗粒细小、分布均匀，抗弯强度、塑性、韧性和耐磨性略有提高，特别是热塑性非常好。它主要用于热轧刀具，如扭制麻花钻等。主要缺点是淬火温度范围狭窄，脱碳、过热敏感性较大，可磨削性略低于W18Cr4V。,第1-2章,第四节 常用车刀材料,2)高性能高速钢：高性能高速钢是在普通高速钢成分中再添加一些C、V、Co、Al等合金元素，进一步提
13、高了高速钢的耐热性和耐磨性。 高钒高速钢(W6Mo5Cr4V2)：V的质量分数提高到3%5%的高速钢称为高钒高速钢。V在钢中形成大量的碳化钒，使其硬度与耐磨性大大提高，但钒的增加也使其可磨削性相应下降。此类高速钢一般用于制造加工高强度钢的车刀、铣刀、钻头等刀具。,W9Mo3Cr4V高速钢是根据我国资源研制的牌号，其抗弯性能与韧性均比W6Mo5Cr4V2好，高温热塑性好，而且淬火过热、脱碳敏感性小，有良好的切削性能。,第1-2章,第四节 常用车刀材料, 钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8)：这是一种含Co超硬高速钢，常温硬度达6769HRC，具有良好的综合性能。Co能提高高温硬度，相应地提高了切
14、削速度。因V的含量不高，故其可磨削性良好。钴高速钢刀具适用于切削加工不锈钢、高温合金。我国由于钴储量少，故钴高速钢使用不多。 铝高速钢W6Mo5Cr4V2Al(501)：铝高速钢是我国研制的无钴高速钢，是在普通高速钢的基础上加入适量的铝，以提高钢的耐热性和耐磨性，并使其强度和韧性不降低。国产501高速钢的性能已接近国外的W2Mo9Cr4VCo8。因不含钴，生产成本较低，已在我国广泛使用。缺点是磨削加工性差。 2.硬质合金 (1)硬质合金的组成和性能 硬质合金是粉末冶金法制成的粉末冶金制品。,第1-2章,第四节 常用车刀材料,(2)常用硬质合金的种类、牌号及性能 硬质合金按ISO标准(国际标准化
15、组织)可分为K、P、M三类。,表1-6 常用硬质合金的化学成分与力学性能,第1-2章,第四节 常用车刀材料, 钨钴类(YG类)硬质合金(即K类)：钨钴类硬质合金由碳化钨(WC)和钴(Co)组成。这类硬质合金常用的牌号有YG3、YG6、YG6X、YG8等。它们常温时的硬度为8992HRA，耐热温度为800900。YG代表钨钴类硬质合金，后面的数字表示Co的百分含量。如YG8表示钴的质量分数8%，其余的92%为WC。碳化钨的粉末有粗有细，“C”表示粗颗粒，“X”表示细颗粒。细颗粒的硬质合金有较高的抗弯强度和耐磨性。一般硬质合金(如YG8)均是中等颗粒。,第1-2章,第四节 常用车刀材料, 钨钛钴类
16、(YT类)硬质合金(即P类)：钨钛钴类硬质合金由碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)和钴(Co)组成。这类硬质合金常用的牌号有YT5、YT15、YT30等。它们常温时的硬度为82.592.8HRA，耐热温度为9001000。YT代表钨钛钴类硬质合金，后面的数字表示TiC的百分含量,如YT5表示TiC的质量分数为5%。与YG类硬质合金相比，YT类硬质合金中，由于含有硬度较高的TiC，故该类硬质合金的硬度(特别是热硬性)、耐磨性和抗氧化能力较高，其导热性能、抗弯强度、可磨削性和可焊接性随TiC含量的增加而降低。,第1-2章,第四节 常用车刀材料,含钴量增加，抗弯强度和韧性有所提高，而硬度和耐磨性却有所降低。 钨钛钽(铌)类(YW类)硬质合金(即M类):这类刀具材料是在YG类、YT类硬质合金的基础上加入适当的添加剂TaC或NbC，一般质量分数在4%左右，形成新型的硬质合金。其作用是提高硬质合金的性能,适应某些难加工材料的加工需要。此类硬质合金有YA6、YW等几种，其中YW1和YW2又称万用硬质合金，可加工
