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1、,1,2,第8章 车削加工,【实训目的与要求】 1）了解车削的基本概念和加工范围。 2）了解车床的型号、组成和主要功能部件的结构。 3）了解常用车刀的材料、结构和主要几何角度。 4）掌握车外圆、端面、台阶、圆锥、切槽和切断的操作 方法。 5）掌握游标卡尺和外径千分尺的使用方法。 6）掌握车削加工操作的安全要领。 7）能独立加工简单零件。,3,8.1 概述 4,8.2 车床 6,8.3 车刀 11,8.4 切削液 21,8.5 工件的安装 22,章节目录,8.6 基本车削工作 29,4,车削加工是指在车床上利用工件的旋转运动和刀具的直线运动来改变毛坯的尺寸和形状等，使之成为零件的加工过程。车削加
2、工范围广泛，是最常用的一种加工方法，车床占机床总数的一半左右，在机械加工中具有重要的地位和作用。 在车床上所使用的刀具主要是车刀、钻头、铰刀、丝锥和滚花刀等。车床主要用来加工各种回转表面如：圆柱面、圆锥面、成形表面、端面、切槽和切断、各种螺纹、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、套螺纹、滚花等。,8.1 概述,图8-1 车床加工范围 a)钻中心孔 b)钻孔 c)铰孔 d)攻螺纹 e)车外圆 f)镗孔 g)车端面 h)切槽 i)车成形面 j)车锥面 k)滚花 l)车螺纹,8.1 概述,5,金属切削机床是机械制造业的主要加工设备之一。它用切削的方法直接改变金属毛坯的形状和尺寸，使其成为符合图样技术要求
3、的机械零件。由于它是制造机械的机器，所以常称为工作母机，简称机床。 车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为卧式车床，落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，仿形车床及多刀车床，专门化车床。,8.2 车床,6,车床依其类型和规格，可按类、组、型三级编成不同的型号，根据国标GB/T15375-1994规定，车床型号由汉语拼音字母和数字组成，现以C6132车床为例进行说明。 “C”为“车”字的汉语拼音的第一个字母，直接读音为“车”。 C 6 1 32 主参数代号（最大车削直径的1/10，即320mm） 机床系代号（卧式车床型） 机床组别代号（卧式车床
4、组） 机床类别代号（车床类）,8.2.1 车床型号,7,8.2.2 车床的组成及功用,图8-2 C6132车床组成 1-床头箱 2-进给箱 3-变速箱 4-前床脚 5-溜板箱 6-刀架 7 -尾架 8-丝杠 9-光杠10-床身 11-后床脚 12-中滑板 13-方刀架 14-转盘 15-小滑板 16-床鞍（大滑板）,8,车床的主运动是工件的旋转运动，简称主传动；进给运动则是刀具的直线移动。车床的传动系统包括主传动链和进给传动链。进给传动链又分为车螺纹传动链、纵向进给传动链和横向进给传动链。,8.2.2 车床的组成及功用,图8-3 卧式车床传动系统框图,9,8.2.2 车床的组成及功用,图8-4
5、 C6132普通车床传动系统图,10,1.车刀的种类和用途 车刀是用于切除工件上多余的材料的工具。车削加工需要根据零件的材料、形状和加工要求采用不同的车刀。 车刀按结构形式分为整体车刀、焊接车刀和机夹车刀。 按刀具材料分为高速钢、硬质合金、金刚石和陶瓷车刀。 按功能用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀、螺纹车刀等多种形式。,8.3 车刀,11,8.3.1 车刀的种类、用途和组成,8.3.1 车刀的种类、用途和组成,车削加工需要根据零件的材料、形状和加工要求采用不同的车刀。 车刀按结构形式分为整体车刀、焊接车刀和机夹车刀。 按刀具材料分为高速钢、硬质合金、金刚石和陶瓷车刀。 按功
6、能用途分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、切断刀、切槽刀、螺纹车刀等多种形式。,12,表8-1 常用车刀的种类和用途,13,8.3.1 车刀的种类、用途和组成,2.车刀的组成 车刀是由刀头和刀杆两部分所组成。刀杆是车刀的夹持部分；刀头是切削部分，由刀面、刀刃和刀尖组成。外圆车刀有三个刀面、两条刀刃和一个刀尖。,图8-5 车刀的结构图 1-副切削刃 2-前刀面 3-刀头 4-刀杆5-主切削刃 6-主后刀面 7-副后刀面 8-刀尖,14,8.3.1 车刀的种类、用途和组成,8.3.2 车刀的材料,在切削加工过程中，刀具切削部分不仅要承受很大的切削力以及冲击和振动，而且还要承受切削过程中由于变形和摩擦
7、所产生的高温、高压。要使刀具在这样的条件下工作而不致很快地变钝或损坏，对刀具材料的性能有很高的要求，第7章对刀具材料的性能有已详细论述。 车刀材料常用的有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石（天然和人造）和立方氮化硼等。陶瓷、金刚石和立方氮化硼在超精密加工和难加工材料加工领域的应用较多。 当今用得最多的刀具材料为高速钢和硬质合金。,15,8.3.3 车刀的主要几何角度,1.车刀的角度 在切削时，与工件加工表面相切的假想平面称为切削平面，与切削平面相垂直的假想平面称为基面, 主剖面是通过主切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。 由这些假想的平面再与刀头上存在的三面二刃配合作用就可构成实际起作用
8、的刀具角度。对车刀而言基面呈水平面，并与车刀底面平行，切削平面、主剖面与基面是相互垂直的。,图8-6 确定车刀角度的辅助平面,16,(1)前角 前刀面与基面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。 (2)后角 后刀面与切削平面之间的夹角，表示后刀面的倾斜程度。 (3)主偏角 主切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。 (4)副偏角 副切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。 (5)刃倾角 主切削刃与基面间的夹角,刀尖为切削刃最高点时为正值，反之为负值。,8.3.3 车刀的主要几何角度,17,图8-7 车刀的主要角度 前角0、后角0 、主偏角kr 、副偏角kr 和刃倾角s ，,8.3.3 车刀的主要几何角
9、度,18,8.3.3 车刀几何角度的选择,1)前角影响切削过程中的变形和摩擦，同时又影响刀具的强度。 2)后角的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦，其大小对刀具耐用度和加工表面质量都有很大影响。后角同时又影响刀具的强度。 3)主偏角影响切削刃的工作长度、切深抗力、刀尖强度和散热条件。 4)副偏角影响加工表面粗糙度和刀具强度。 5)刃倾角s主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。,19,8.3.4 车刀的安装,车刀安装正确与否不仅影响车削工作能否顺利进行，而且影响车刀的工作角度和零件的尺寸误差。车刀必须正确安装，如图所示的为错误安装。,图8-9 常见车刀的错误安装,20,8.4 切削液,在金属切削加
10、工中常使用切削液，切削液主要起冷却、润滑和清洗作用。合理选用切削液，可以减少切削过程中的摩擦，从而降低切削力和切削温度，减少工件热变形，对提高加工表面质量和加工精度，提高刀具耐用度都有重要作用。 常用切削液有水溶液、乳化液和切削油三大类。,21,8.5 工件的安装,工件的安装要求工件定位准确、夹持牢固。车床上安装工件的夹具及工具有三爪卡盘、顶尖、花盘、弯板等，它们被称为车床附件。当被加工工件形状不够规则，生产批量又较大时，生产中常采用专用车床夹具安装工件。,22,8.5.1 卡盘装夹,三爪卡盘是车床最常用的附件，如图所示。三爪卡盘上的三爪是同步动作的，能自动定心和夹紧。装夹工件方便，但定心精度
11、不高。工件上同轴度要求较高的表面，应尽可能在一次装夹中车出。,图8-10 三爪卡盘,23,8.5.1 卡盘装夹,四爪卡盘的外形如图所示。它的四个爪通过4个螺杆独立移动。它的特点是能装夹形状比较复杂的非回转体工件，如方形、长方形等，而且夹紧力大。由于其装夹不能自动定心，所以装夹效率较低，装夹时必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对齐。,图8-11 四爪卡盘装夹工件的方法 a) 四爪卡盘结构 b) 用划线盘找正外圆,24,8.5.2 顶尖装夹,对一般较长的工件，尤其是较重要的工件，不能直接用三爪自定心卡盘装夹，而要一端用三爪卡盘，另一端用尾架顶尖顶住的装夹方法。这种装夹方法适用于
12、同轴度要求比较高的轴类工件。,图8-12 两顶尖安装工件,25,8.5.3 花盘、弯板及压板装夹,形状不规则的工件，不适合使用三爪或四爪卡盘装夹，可用花盘装夹。,图8-14 花盘装夹工作 a) 花盘上装夹工件 b) 花盘与弯板配合装夹工件 1垫铁 2压板 3压板螺钉 4T形槽 5工件 6弯板 7可调螺钉 8配重铁 9花盘,26,8.5.4 中心架或跟刀架装夹,当工件长度与直径之比较大时，工件本身的刚性较差，为防止车削时产生弯曲、振动，需要增加辅助支承，例如中心架、跟刀架。,图8-15 中心架的应用,27,8.5.4 中心架或跟刀架装夹,细长轴左右两端分别用卡盘和顶尖支承，中部用跟刀架辅助支承，
13、跟刀架固定在床鞍上，跟随车刀移动。,图8-16 跟刀架支承车削细长轴 a) 卡盘、顶尖、跟刀架 b) 两爪跟刀架,28,外圆、阶台、端面是回转体零件的主要几何特征，外圆、阶台、端面的加工是车工的基本工作。这些几何特征的加工通常分为粗加工和精加工。 粗加工通常尽可能采用大的背吃刀量和进给量，高效切除工件上大部分余量,切削速度则通常较低，延长刀具寿命。粗车所能达到的尺寸公差等级为IT12ITll，表面粗糙度值 5012.5m。精加工切去余下的少量金属，一般采用较小的背吃刀量、进给量和较高的切削速度，以获得零件所要求的加工精度和表面质量。精车的尺寸公差等级可达IT8IT6，表面粗糙度值 1.60.8
14、m。,8.6 基本车削工作,29,8.6.1 车外圆及端面,1.车削外圆 (1)外圆车刀 车削外圆常用主偏角为75的偏刀、45弯头车刀和直头车刀。,图8-17 车削外圆 a) 75的偏刀 b) 弯头车刀 c) 直头车刀,30,8.6.1 车外圆及端面,(2)车削外圆操作 一次进给车削完毕，横向退出车刀，再纵向移动床鞍至工件右端进行第二、第三次车削，直至符合图样要求为止。,图8-18 外圆车刀的走刀,31,8.6.1 车外圆及端面,(3)车削长度控制 在车削前用钢直尺、样板、卡钳及刀尖在工件外圆表面上车出一条线痕，标记出车削长度，用线痕控制走刀，当车至线痕时停止走刀，再用钢直尺或其他量具复测。,
15、图8-20 刻线痕法,32,8.6.1 车外圆、台阶及端面,2.车削端面,a) b) c) d) 图8-21 车削端面 a)右偏刀副刀刃车端面 b)左偏刀主刀刃车端面 c) 右偏刀主刀刃车端面 d)弯头刀主刀刃车端面,33,8.6.2 切槽与切断,1.切断刀 (1)切断刀材料 常用高速钢和硬质合金。高速钢切断刀适用于切断直径较小的工件，右图为高速钢切断刀角度。切断直径较大的工件或高速切断选用硬质合金切断刀。,图8-22 高速钢切断刀角度,34,8.6.2 切槽与切断,(2) 切断刀安装 1）刀尖必须与工件回转中心等高。 2）切断刀、切槽刀必须与工件轴线垂直。 3）切断刀的底平面必须平直。,图8-24 切断刀尖须与工作中心同高 a) 刀尖过高不易切削 b) 刀尖过低易被压断,35,图8-25 切槽刀的正确位置,8.6.2 切槽与切断,2.切断的操作方法 切断方法有直进法、左右借刀法和反切法。,图8-26 切断的方法 a)直进法 b)左右借刀法 c)反切法,36,工件的内圆柱表面常称为孔，内圆柱表面是回转体零件的主要几何特征之一。在车床上加工内孔的方法主要有钻孔、车孔和铰孔。 车内孔比车外圆困难，主要原因是刀杆尺寸受到孔径、孔深限制，不能太粗、太短，刚性较差；排屑不畅、冷却困难；孔的测量比外圆测量困难；切削状况难以观察。,
