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1、模块二 圆柱面的车削,课题一 认识车刀及其刃磨,车削加工轴类零件一般可以分为粗车和精车两个阶段。 粗车的目的是尽快把加工余量去除，粗车对切削表面没有严格要求，只需留一定的精车余量，从而提高劳动生产率；精车的目的是要求达到图样的尺寸精度、表面粗糙度和形位精度，并且兼顾劳动生产率。,车轴类工件用得比较多的是90车刀、45车刀和75车刀，下面以90 普通外圆车刀为例，介绍车刀的几何参数及刃磨要求。 90车刀又叫做偏刀，它分为右偏刀和左偏刀，下面主要介绍右偏刀的几何角度及刃磨。,刃磨前刀面时，可以磨出刃倾角 s。 （1）为了增加粗车刀的强度，刃倾角可以选择s=100。 （2）使用精车刀车削时，为了使切
2、屑流向待加工表面，可以选择s=38。,1刃磨前刀面,刃磨主后刀面时，同时磨出主偏角kr和主后角o。 （1）粗车刀的主偏角kr不能太小，否则车削时有较大的径向力，容易振动。 当工件形状许可时，选择kr=75比较合适，既能承受较大的切削力，又便于切削刃散热。,2刃磨主后刀面,（2）为了增强粗车刀的强度，粗车刀应取较小的主后角，o = 6左右。 （3）精车刀为了能够车削阶台，主偏角kr = 93。 （4）精车时对车刀的强度要求并不高，为了减少车刀与工件之间的摩擦，o =810。,刃磨副后刀面时，同时磨出副偏角kr和副后角o。 （1）粗车刀的副偏角一般取kr=58即可；副后角取o=68。 （2）为了提
3、高工件表面质量，精车刀应取较小的副偏角kr，还可以在副切削刃上磨出修光刃，修光刃的长度bs=（1.21.5）f。 （3）为了使精车刀锋利，副后角可以略大一些o=810。,3刃磨副后刀面,断屑槽的作用有两个，一是车削时使切屑沿槽运动，自然卷曲，然后折断；二是形成前角。 断屑槽常见的形状有圆弧型，如图2.5（a）所示；直线型，如图2.5（b）所示。 圆弧型断屑槽的前角一般较大，适于切削较软的材料；直线型断屑槽前角较小，适于切削较硬的材料，断屑槽的宽窄由背吃刀量和进给量决定。,4刃磨断屑槽,图2.5 断屑槽的两种形式,课题二 车削外圆和端面,车刀和工件安装的正确与否，在车削过程中将直接关系到车削能否
4、顺利进行和工件的加工质量。 下面一起来学习一下怎样装夹车刀和工件。,（1）车刀装夹在刀架上要保证其刚性，那么车刀伸出部分应尽量短，伸出长度为刀柄厚度的11.5倍。 调整车刀高度的垫片数量要尽可能少，并与刀架前面边缘对齐，只需用前面两个螺钉平整压紧，过松易引起松动或振动，过紧则易损坏压紧螺钉。 （2）车刀刀尖高度应与工件轴线等高。,（一）安装车刀,如图2.13所示，三爪卡盘安装工件能自动定心，装夹工件后一般不需找正。 三爪（自定心）卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力较小，所以适用于装夹外形规则的中、小型内、外圆柱体工件。 三爪（自定心）卡盘的卡爪可装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径较大的工件
5、。,（二）装夹工件,1使用三爪卡盘安装工件,图2.13 三爪卡盘装夹工件的方法,四爪卡盘的4个卡爪可以独立运动，因此工件装夹时必须将加工面的旋转中心找正，如图2.14所示。 与车床主轴的旋转中心重合后方可车削。 四爪卡盘找正比较费时，但夹紧力较大，适用于装夹大型或形状不规则的工件。 四爪卡盘同样可装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径较大的工件。,2使用四爪卡盘安装工件,图2.14 用四爪卡盘装夹工件的方法,对于粗大笨重的工件安装时，稳定性不够，切削用量的选择会受到限制，这时通常选用一端用卡盘夹住工件的外圆，另一端用顶尖支撑来安装工件，即一夹一顶安装工件。 一夹一顶的装夹方法的定位是一端外圆
6、表面和另一端的中心孔。,3用一夹一顶方法安装工件,（1）中心孔。中心孔是由中心钻钻出，制造中心钻的材料一般为高速钢。 中心孔有4种类型，如图2.16所示，即A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带螺纹孔）和R型（带弧型）。,图2.16 中心孔的类型,对于较长或必须经过多道工序才能完成的轴类工件，为保证每次安装的定位精度，可采用两顶尖装夹。,4用两顶尖安装工件,（1）顶尖。顶尖的作用是定中心，承受工件的重量和切削时的切削力。 顶尖分前顶尖和后顶尖两类。 前顶尖。前顶尖安装在卡盘上或主轴孔内，随主轴一起旋转，与中心孔无相对运动，因而不产生摩擦。 前顶尖有两种类型，一种是插入主锥孔内的前顶尖。 另
7、一种是夹在卡盘上的前顶尖。, 后顶尖。插入尾座套筒锥孔中的顶尖叫后顶尖，后顶尖又分为固定顶尖及回转顶尖两种。 固定顶尖有普通固定顶尖和硬质合金固定顶尖。,固定顶尖的优点是定心准确、刚性好，切削时不易产生振动。 缺点是中心孔与顶尖产生相对滑动，易产生高热，常会把中心孔或顶尖烧坏。 一般适宜于低速切削。 目前固定顶尖大都用硬质合金制作，这种顶尖在高速旋转下不易损坏，但摩擦后产生高热的情况仍然存在，会使工件发生热变形。,课题三 车槽和车断,在工件上车各种形状的槽叫车沟槽，外圆和平面上的沟槽叫外沟槽，内孔的沟槽叫内沟槽。,任务一 车槽,沟槽的形状和种类较多，常用的沟槽有矩形沟槽见图2.31（a），圆弧
8、形沟槽见图2.31（b），梯形沟槽见图2.31（c）等。 矩形沟槽的作用通常是使装配的零件有正确的轴向位置，在磨削、车螺纹、插齿等加工过程中便于退刀。,图2.31 常见的外沟槽,（1）前角（o）。o=520。 （2）主后角（o）。o=68。 （3）副后角（o）o=13。 （4）主偏角（kr）。kr=90。 （5）副偏角（kr）kr=11.5。,（一）车槽刀的基本知识,1车槽刀的几何角度（见图2.32）,主切削刃太宽会因切削力太大而振动，同时浪费材料；太窄又会削弱刀体强度，车削时易造成车刀的折断，因此，主切削刃宽度要合理选取。主切削刃宽度的经验公式为,2主切削刃宽度（a）,图2.32 车槽刀的几
9、何角度,刀体长度选取的经验公式为 L=h+（23）mm 式中：L刀体长度，mm； h切入深度，mm。,3刀体长度（L）,卷屑槽不宜磨得太深，一般为0.751.5mm，卷屑槽磨得太深，其刀头强度差，容易折断。 更不能把前面磨得低或磨成阶台形，这种刀加工时会造成切削不顺利，排屑困难，切削负荷大增，刀头容易折断。,4卷屑槽,在车床上把较长的棒料车断成短料或将车削完毕的工件，从原材料上切下，这样的加工方法叫做车断。,任务二 车断,刀头与刀杆是同一材料锻造而成，每当切断刀损坏后，可以经过锻打或重新刃磨后再使用，因此比较经济，是目前使用较为广泛的一种。,（一）车断刀的种类,1高速钢车断刀见图2.35（a）
10、,图2.35 车断刀,刀头用硬质合金焊接而成，适用于高速切削。,2硬质合金切断刀见图2.35（b）,图2.35 车断刀,为了节省高速钢，切断刀做成片状，再装夹在弹簧刀杆内，这种切断刀，既节省材料，又富有弹性，当进刀过多时，刀头在弹性刀杆的作用下会自动产生让刀，这样就不容易产生“扎刀”而折断刀头。,3弹性切断刀见图2.35（c）,图2.35 车断刀,（1）控制切屑形状和排屑方向。 （2）卷屑槽的大小和深度要根据进给量和工件直径的大小来决定。,（二）切断工件顺利进行采用的措施,（1）适当加大前角，但不能过大，一般应控制在20以下，使切削力减小。 （2）在车断刀主切削刃中间磨R0.5mm左右的凹槽，
11、这样不仅能起消振作用，并能起导向作用，保证切断的平直性。,（三）减少振动和防止刀体折断的方法,1减少切断振动的措施,（3）大直径工件宜采用反车断法，既可防止振动，排屑也方便。 （4）选用适宜的主切削刃宽度，主切削刃宽度狭窄，使切削部分强度减弱；主切削刃宽度宽，切断阻力大容易引起振动。 （5）改变刀柄的形状，增大刀柄的刚性，刀柄下面做成“鱼肚形”，可减弱或消除切断时的振动现象。,（1）增强刀体强度，车断刀的副后角或副偏角不要过大，其前角亦不宜过大，否则容易产生“扎刀”，致使刀体折断。 （2）车断刀应安装正确，不得歪斜或高于或低于工件中心太多。 （3）车断毛坯工件前，应先车外圆，在开始和车断时尽量
12、减小进给量。 （4）手动进给车断时，摇手柄应连续，均匀，若切削中必须停车时，应先退刀，后停车。,2防止刀体折断的方法,课题四 认识麻花钻刃磨及钻孔,钻孔是用钻头在实体材料上加工孔的方法，钻孔属于粗加工。,制作麻花钻常见的材料为高速钢，为了适应高速切削的要求，镶硬质合金、可转位硬质合金刀片的麻花钻也出现了。,1麻花钻的材料,麻花钻的基本形状有锥柄麻花钻见图2.38（a）、直柄麻花钻见图2.38（b）2种。,2麻花钻的组成,图2.38 麻花钻的组成,（1）工作部分。 工作部分由切削部分和导向部分组成，分别起切削和导向作用。,（2）颈部。 颈部在锥柄麻花钻中，起连接工作部分和柄部的作用，一般在颈部标
13、注生产厂家、商标、钻头直径、材料牌号等。,（3）柄部。 柄部起装夹麻花钻的作用。 一般直径小于13的钻头是直柄麻花钻，其柄部标注商标、钻头直径、材料牌号等。 锥柄麻花钻由莫氏标准锥体和扁尾组成，分别起安装、松卸麻花钻的作用。 莫氏锥柄号与钻头直径的对应关系见表2.3。,表2.3 锥柄麻花钻直径与莫氏锥柄的关系,麻花钻的切削部分如图2.39所示。,3麻花钻工作部分的几何形状,图2.39 麻花钻的几何形状,麻花钻有两条对称的主切削刃，在与钻头轴线平行的平面上的投影呈现的角度，就是顶角。 标准麻花钻的主切削刃是直线，顶角2kr=118。,（1）顶角2kr。,横刃是两主切削刃连接处的一小段直线。钻削时
14、有1/2 以上的轴向力是因横刃产生的。 横刃太短会影响麻花钻的钻尖强度，横刃太长，会使轴向力增加。,（2）横刃斜角。,前角是在正交平面Po内前面与基面Pr的夹角。 麻花钻的前角与多种因素有关，前角从主切削刃边缘处向中心处逐渐变化，由大到小，从30到30。,（3）前角o。,后角是在正交平面内测量的后面与切削平面的夹角。麻花钻的后角变化不大，由外向内，814。,（4）后角o。,（1）主切削刃对称。 （2）顶角角度正确。 （3）后角适当。,4刃磨麻花钻的要求,课题五 车孔,车孔是车削加工的主要内容之一，可以作粗加工，也可以作精加工，车孔的精度一般可达IT7IT8，表面粗糙度Ra1.63.2m，精细车
15、削时可达Ra0.8m。,根据不同的加工情况，内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀两种。,（一）内孔车刀,任务一 车通孔,通孔车刀的几何形状与外圆车刀基本上相似，如图2.45（a）所示。通孔车刀主要用来加工通孔，为了减小径向切削抗力，防止车孔时振动，主偏角Kr应取得大一些，一般为6075，副偏角Kr一般为1530。 为了防止内孔车刀后刀面和孔壁的摩擦，但又不使后角磨得太大，一般磨成两个后角，如图2.45（b）所示的o1和o2，其中o1取612，o2取30左右。,1通孔车刀。,盲孔车刀主要用来车削盲孔或阶台孔。 其切削部分的几何形状与偏刀基本上相似。 它的主偏角Kr大于90，一般为9295，后角的要求
16、和通孔车刀一样，不同之处是车削盲孔时，刀尖在刀杆的最前端，刀尖与刀杆外端间的距离应小于内孔半径，否则孔的底平面就无法车平。,2盲孔车刀。,图2.45 车孔刀,车孔的关键技术是解决好内孔车刀的刚性和排屑问题。,（二）车孔的关键技术,（1）尽量增加刀杆的截面积。 （2）尽可能缩短刀柄的伸出长度，以增加刀柄的刚性，减小切削过程中的振动。,1增加内孔车刀刚性的措施。,主要是控制切屑流出方向，精车孔时要求切屑流向待加工表面（前排屑），为此，采用正刃倾角的内孔车刀；加工盲孔时，就采用负的刃倾角，使切屑从孔口排出。,2解决排屑问题。,1塞规。在成批生产中，为了测量方便，常用塞规测量孔径，如图2.47所示。,（三）孔的测量,图2.47 塞规及其使用,塞规是一种定型的测量工具，它由通端、止端和手柄组成。 通端
