車(chē)削加工教案

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1、車(chē)削加工教案 【教學(xué)目的及要求】 1．了解車(chē)床型號(hào)、組成、運(yùn)動(dòng)和用途。 2．熟悉車(chē)刀、量具和主要附件的基本結(jié)構(gòu)與使用方法。 3．掌握車(chē)削加工的基本技能，能加工軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)零件。 4．熟悉車(chē)工安全操作規(guī)程。 【教學(xué)課時(shí)】7課時(shí) 車(chē)削加工講授內(nèi)容 一般機(jī)器制造中車(chē)床約占金屬切削機(jī)床總臺(tái)數(shù)的20%~35%，主要用于加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、成形回轉(zhuǎn)表面以及內(nèi)外螺紋面、蝸桿等。 車(chē)床種類(lèi)很多，其中臥式車(chē)床是應(yīng)用最廣泛的一種。 一、車(chē)床組成 車(chē)床上由機(jī)床主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。由溜板箱上的大拖板及刀架帶動(dòng)刀具作縱橫向直線移動(dòng)。為

2、了改變上述運(yùn)動(dòng)的大小，尚有主運(yùn)動(dòng)變速箱（主軸箱）和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速箱（進(jìn)給箱）。上述各部分都由床身支承。 車(chē)床的組成部分有： 1．主軸箱：安裝主軸及主軸變速機(jī)構(gòu)； 2．進(jìn)給箱：安裝作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)； 3．溜板箱：安裝作縱橫向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)元件并聯(lián)接拖板及刀架。 4．刀架：安裝車(chē)刀，使其作縱向、橫向（可自動(dòng)）或斜向（手動(dòng)）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 5．尾架：安裝尾架套筒及頂尖； 6．床身：用來(lái)支承上述各部件，并保證其間相對(duì)位置。 二、臥式車(chē)床型號(hào) 車(chē)床型號(hào)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由漢語(yǔ)拼音和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。 如： C A 6 1 40 機(jī)床主參數(shù)代號(hào)表示最大車(chē)削直徑的十分之一，即

3、400mm 機(jī)床型別代號(hào)（臥式車(chē)床） 機(jī)床組別代號(hào)（臥式車(chē)床） 沈陽(yáng)機(jī)床廠作了重大改進(jìn) 機(jī)床類(lèi)別代號(hào)（車(chē)床類(lèi)） 三、車(chē)削運(yùn)動(dòng)及車(chē)削用量 1．車(chē)削運(yùn)動(dòng)及車(chē)削表面 1）車(chē)削運(yùn)動(dòng) 在車(chē)床上，切削運(yùn)動(dòng)是由刀具和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。 按其所起的作用，通常可分為以下兩種。 （1）主運(yùn)動(dòng)。切除工件上多余金屬，形成工件新表面必不可少的基本運(yùn)動(dòng)。其特征是速度最高，消耗功率最多。車(chē)削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，切削加工時(shí)主運(yùn)動(dòng)只能有一個(gè)。 （2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。使切削層間斷或連續(xù)投入切削的一種附加運(yùn)動(dòng)。其特征是速度小，消耗功率少。車(chē)削時(shí)刀具的縱、橫向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削加工時(shí)進(jìn)給

4、運(yùn)動(dòng)可能不只是一個(gè)。 2）車(chē)削表面 在車(chē)削外圓過(guò)程中，工件上存在著三個(gè)不斷變化著的表面。 待加工表面、已加工表面和過(guò)渡表面。 2．車(chē)削用量 在車(chē)削時(shí)，車(chē)削用量是切削速度vc、進(jìn)給量f和背吃刀量ap三個(gè)切削要素的總稱(chēng)。它們對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率及加工成本有很大影響。 （1）切削速度vc 車(chē)削時(shí)的切削速度是指車(chē)刀刀刃與工件接觸點(diǎn)上主運(yùn)動(dòng)的最大線速度(m/s)。 （2）進(jìn)給量f 車(chē)削時(shí)，進(jìn)給量是指工件一轉(zhuǎn)時(shí)刀具沿進(jìn)給方向的位移量，又稱(chēng)走刀量(mm/r)。 （3）背吃刀量ap 車(chē)削時(shí)，背吃刀量是指待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位為mm。它又稱(chēng)切削深度(mm)。 3．車(chē)削用

5、量的選擇 車(chē)削用量三要素中影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，最小是背吃刀量。所以在粗加工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮用大的背吃刀量，其次考慮用大的進(jìn)給量，最后選定合理的切削速度。半精加工和粗加工時(shí)首先要保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)要兼顧必要的耐用度和生產(chǎn)效率，一般多選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，在保證合理刀具耐用度前提下確定合理的切削速度。 （1）背吃刀量的選擇 背吃刀量ap的選擇按零件的加工余量而定，在中等功率車(chē)床上，粗加工時(shí)可達(dá)8～10mm，在保留后續(xù)加工余量的前提下，盡可能一次走刀切完。當(dāng)采用不重磨刀具時(shí)，背吃刀量所形成的實(shí)際切削刃長(zhǎng)度不宜超過(guò)總切削刃長(zhǎng)度的三分之二。 （2）進(jìn)給量的選

6、擇 粗加工時(shí)f的選擇按刀桿強(qiáng)度和剛度、刀片強(qiáng)度、機(jī)床功率和轉(zhuǎn)矩許可的條件，選一個(gè)最大的值；精加工時(shí)，則在獲得滿意的表面粗糙度值的前提下選一個(gè)較大值。 （3）切削速度的選擇 在ap和f已定的基礎(chǔ)上，再按選定的耐用度值確定切削速度（一般查手冊(cè)決定）。 四、車(chē)削時(shí)工件的裝夾 車(chē)床上加工多為軸類(lèi)零件和盤(pán)套類(lèi)零件，有時(shí)也可能在不規(guī)則零件上進(jìn)行外圓、內(nèi)孔或端面的加工。故零件在車(chē)床上有不同的裝夾方法。 1．三爪自定心卡盤(pán)裝夾 這是車(chē)床上最通常的一種裝夾方法，套盤(pán)類(lèi)工件和正六邊形截面工件都適用此法裝夾，而且裝夾迅速，但定心精度不高，一般為0.05~0.15mm。 2．四爪單動(dòng)卡盤(pán)及花盤(pán)裝夾

7、四爪卡盤(pán)上的四個(gè)爪分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿而實(shí)現(xiàn)單動(dòng)。它可用來(lái)裝夾方形、橢圓形或不規(guī)則形狀工件，根據(jù)加工要求利用劃線找正把工件調(diào)整至所需位置。此法調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)工，但夾緊力大。 花盤(pán)裝夾是利用螺釘、壓板、角鐵等把工件夾緊在所需的位置上，適用于工件不規(guī)則情況。 3．頂尖裝夾 為了減少工件變形和振動(dòng)可用雙頂尖裝夾工件。 常用跟刀架或中心架作輔助支承，以增加工件的剛性。跟刀架跟著刀架移動(dòng)，用于光軸外圓加工。 當(dāng)加工細(xì)長(zhǎng)階梯軸時(shí)，則使用中心架。中心架固定在床身導(dǎo)軌上，不隨刀架移動(dòng)。 4．心軸裝夾 心軸主要用于帶孔盤(pán)、套類(lèi)零件的裝夾。以保證孔和外圓的同軸度及端面和孔的垂直度。當(dāng)工件長(zhǎng)徑比小時(shí)，應(yīng)采用螺

8、母壓緊的心軸。 當(dāng)工件長(zhǎng)度大于孔徑時(shí)，可采用帶有錐度（1：1000~1：5000）的心軸，靠配合面的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)，故此法切削用量不能太大。 五、車(chē)刀的種類(lèi) 金屬切削中，車(chē)刀是最簡(jiǎn)單的刀具，是單刃刀具的一種。為了適應(yīng)不同車(chē)削要求，車(chē)刀有多種類(lèi)型： 1．直頭外圓車(chē)刀； 2．彎頭車(chē)刀； 3．偏刀； 4．槽刀或切斷刀； 5．鏜孔刀； 6．螺紋車(chē)刀； 7．成形車(chē)刀 六、車(chē)削加工 1．外圓車(chē)削 外圓車(chē)削主要用尖刀、彎頭刀和偏刀進(jìn)行，依車(chē)外圓的加工精度和表面粗糙度要求不同，分粗車(chē)、半精車(chē)和精車(chē)。 粗車(chē)是盡快從工件上切去大部分加工余量，對(duì)尺寸精度和表面粗

9、糙度無(wú)嚴(yán)格要求，一般精度為IT12~IT11，表面粗糙度Ra值為50~12.5μm。 半精車(chē)作為精車(chē)和磨削前的預(yù)加工，精度一般為IT10~IT9，表面粗糙度Ra值為6.3~3.2μm。 精車(chē)是獲得所要的尺寸精度和表面粗糙度，精度一般為IT8~IT7，Ra值為1.6μm。 2．端面車(chē)削 車(chē)端面時(shí)刀具作橫向進(jìn)給，愈向中心車(chē)削速度愈小，當(dāng)?shù)都膺_(dá)到工件中心時(shí)，車(chē)削速度為零，故切削條件比車(chē)外圓要差。 車(chē)刀安裝時(shí)，刀尖嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心，否則工件中心凸臺(tái)難以切除；并盡量從中心向外走刀，必要時(shí)鎖住大拖板。 3．外圓臺(tái)階車(chē)削 外圓柱面零件有軸類(lèi)與盤(pán)類(lèi)兩大類(lèi)。前者一般直徑較小，后者一般直徑較大。

10、當(dāng)零件長(zhǎng)徑比較大時(shí)，可分別采用雙頂尖、跟刀架和中心架裝夾加工。 車(chē)削高度大于5mm的臺(tái)階軸時(shí)，外圓應(yīng)分層切除，再對(duì)臺(tái)階面進(jìn)行精車(chē)。 盤(pán)類(lèi)零件一般有孔，且內(nèi)孔、外圓、端面都有形位精度要求，加工方法大多采用一次裝夾下加工，俗稱(chēng)—刀落。要求較高時(shí)可先加工好孔，再用心軸裝夾車(chē)削有關(guān)外圓與端面。 4．內(nèi)孔車(chē)削 常用的內(nèi)孔車(chē)削為鉆孔和鏜孔。在實(shí)體材料上進(jìn)行孔加工時(shí)，先要鉆孔，鉆孔時(shí)刀具為麻花鉆，裝在尾架套筒內(nèi)由手動(dòng)進(jìn)給。 在已有孔（鉆孔、鑄孔、鉸孔）的工件上如需對(duì)孔作進(jìn)一步擴(kuò)徑加工稱(chēng)鏜孔，鏜孔有加工通孔、盲孔、內(nèi)環(huán)形槽三種情況。 粗車(chē)孔精度可達(dá)IT11~IT10，表面粗糙度Ra值為12.5~6

11、.3μm；半精車(chē)孔精度為IT10~IT9，Ra值為6.3~3.2μm；精車(chē)孔精度為IT8~IT7，表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm. 對(duì)孔徑小于10mm的孔，在車(chē)床上一般采用鉆孔后直接鉸孔。 5．錐體車(chē)削 錐體有配合緊密、傳遞扭矩大、定心準(zhǔn)確、同軸度高、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，故錐體使用廣泛。錐面是車(chē)床上除內(nèi)外圓柱面之外最常加工的表面之一。 最常用的錐體車(chē)削方法有以下幾種。 （1）轉(zhuǎn)動(dòng)小刀架法。此法調(diào)整方便，由于小刀架（上滑板）行程較短，只能加工短錐面且為手動(dòng)進(jìn)給，故車(chē)削時(shí)進(jìn)給量不均勻、表面質(zhì)量較差，但錐角大小不受限制，因此獲得廣泛使用。 （2）偏移尾架法。一般用于車(chē)削小錐度的長(zhǎng)錐面。

12、 （3）靠模法。利用此方法加工時(shí)，車(chē)床上要安裝靠模附件，同時(shí)橫向進(jìn)給絲杠與螺母要脫開(kāi)，小刀架要轉(zhuǎn)過(guò)90度以作吃刀調(diào)節(jié)之用。它的優(yōu)點(diǎn)是可在自動(dòng)進(jìn)給條件下車(chē)削錐面，且一批工件能獲得穩(wěn)定一致的合格錐度，但目前已逐漸為數(shù)控車(chē)床所代替。 （4）寬刀法。寬刀法要求切削刃與工件軸線的夾角等于a/2，切削刃必須磨直，工件加工錐面必須很短，否則容易引起振動(dòng)而破壞工件的表面粗糙度。此法既適于車(chē)短錐面，也可車(chē)短錐孔。 6．螺紋車(chē)削 螺紋種類(lèi)很多，按牙形分有三角形螺紋、梯形螺紋和方牙螺紋等。按標(biāo)準(zhǔn)分有公制螺紋和英制螺紋兩種，公制螺紋中三角螺紋的牙形角為60度，用螺距或?qū)С虂?lái)表示其主要規(guī)格。各種螺紋都有左旋、右

13、旋、單線、多線之分，其中以公制三角螺紋應(yīng)用最廣，稱(chēng)普通螺紋。 （1）螺紋車(chē)刀及其安裝。螺紋牙形角要靠螺紋車(chē)刀的正確形狀來(lái)保證，因此三角螺紋車(chē)刀刀尖及刀刃的交角應(yīng)為60度，而且粗車(chē)時(shí)車(chē)刀的前角應(yīng)等于0，刀具用樣板安裝，應(yīng)保證刀尖分角線與工件軸線垂直。 （2）車(chē)床運(yùn)動(dòng)調(diào)整。 為了得到正確的螺距P，應(yīng)保證工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，刀具準(zhǔn)確地縱向移動(dòng)一個(gè)螺距，即 通常在具體操作時(shí)可按車(chē)床進(jìn)給箱表牌上表示的數(shù)值按欲加工工件螺距值，調(diào)整相應(yīng)的進(jìn)給調(diào)整手柄即可滿足要求。 （3）螺紋車(chē)削注意事項(xiàng)。由于螺紋的牙形是經(jīng)過(guò)多次走刀形成的，一般每次走刀都是采用一側(cè)刀刃進(jìn)行切削的（稱(chēng)斜進(jìn)刀法），故這種方法適用于較大螺

14、紋的粗加工。有時(shí)為了保證螺紋兩側(cè)都同樣光潔，可采用左右切削法，采用此法加工時(shí)可利用小刀架先作左或右的少量進(jìn)給。 在車(chē)削加工件的螺距P與車(chē)床絲杠螺距P絲不是整數(shù)倍時(shí)，為了保證每次走刀時(shí)刀尖都正確落在前次車(chē)削好的螺紋槽內(nèi)，不能在車(chē)削過(guò)程中提起開(kāi)合螺母，而應(yīng)采用反車(chē)退刀的方法。 車(chē)削螺紋時(shí)嚴(yán)格禁止以手觸摸工件和以棉紗揩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的螺紋。 7．車(chē)槽與切斷 車(chē)槽可分外圓上的槽，內(nèi)孔中的槽和端面上的槽。車(chē)寬5mm以下的槽，可以將主切削刃磨成與槽等寬，一次進(jìn)給即可車(chē)出。若槽較寬，可用多次橫車(chē)，最后一次精車(chē)槽底來(lái)完成。一根軸上有多個(gè)槽時(shí)，若各槽寬相同，用一把車(chē)槽刀即可完成，效率較高。 切斷刀的形

15、狀與車(chē)槽刀類(lèi)似，但是，當(dāng)切斷工件的直徑較大時(shí)，切斷刀刀頭較長(zhǎng)，切屑容易堵塞在槽中而使刀頭折斷，故把切斷刀的頭高度加大。切斷刀的主切削刃必須調(diào)整到與機(jī)床旋轉(zhuǎn)中心等高，較高或較低都會(huì)使切至靠近工件中心部分時(shí)形成小凸臺(tái)，易使刀頭損壞。切斷時(shí)進(jìn)給必須均勻。當(dāng)接近切斷時(shí)需放慢進(jìn)給速度，否則易使刀頭折斷。 8．車(chē)成形表面 手柄或圓球等零件上的曲線回轉(zhuǎn)表面叫成形表面。 （1）雙向車(chē)削法 先用普通尖刀按成形表面的大致形狀粗車(chē)許多臺(tái)階，然后用兩手分別操縱作縱向和橫向同時(shí)進(jìn)給，用圓弧車(chē)刀車(chē)去臺(tái)階峰部并使之基本成形，用樣板檢驗(yàn)后需再經(jīng)過(guò)多次車(chē)削修整和檢驗(yàn)，形狀合格后還需用砂紙和紗皮適當(dāng)打磨修光。此法適用于單

16、件小批生產(chǎn)，雖操作技術(shù)要求高，但不需要特殊的設(shè)備和刀具。 （2）成形刀法 成形刀的刀刃形狀與成形表面的形狀一致，只需用一次橫向進(jìn)給即可車(chē)出成形表面，也可先用尖刀按成形表面的大致輪廓粗車(chē)出許多臺(tái)階，然后再用成形刀精車(chē)成形。此法生產(chǎn)效率較高，但刀具刃磨困難，車(chē)削時(shí)容易振動(dòng)，故只適用于在批量較大的生產(chǎn)中，車(chē)削剛性好、長(zhǎng)度短且形狀簡(jiǎn)單的成形面。 （3）靠模法 它與用靠模法車(chē)錐面類(lèi)似，只要將模尺改為成形面靠模尺即可。此法操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，但需要制造專(zhuān)用靠模，故只適用于在大批大量生產(chǎn)中車(chē)削長(zhǎng)度較大、形狀較簡(jiǎn)單的成形面。 9．滾花 工具和零件的手握部分，為了美觀和加大摩擦力，常在表面上滾壓出花紋。滾花是在車(chē)床上用滾花刀擠壓工件，使工件表面產(chǎn)生塑性變形而成花紋。滾花時(shí)，工件低速旋轉(zhuǎn)，滾花刀徑向擠壓后，再作縱向進(jìn)給。為避免研壞滾刀和防止細(xì)屑滯塞在滾花刀內(nèi)而產(chǎn)生亂紋，應(yīng)充分供給冷卻潤(rùn)滑液。