机械制造基础实训-项目四 车削加工

1,任务一 车削加工基础知识,任务二 车削外圆、台阶、沟槽,任务三 车削圆柱孔,项目四 车削加工,任务四 车削圆锥面,任务五 车削螺纹,任务六 其它车削加工,2,任务一 车削加工基础知识,一、车削基本知识1、车床概述 在机械加工中，车削是最常用的加工方法。用于车削的各类车床约占金属切削机床总数的50。车削加工的特点是工件作旋转运动，刀具作直线运动，以车刀为主要切削刀具来加工回转体表面。凡具有回转体表面的工件，都可以在车床上用车削的加工方法去完成，普通车床的加工范围是：钻中心孔、车外圆、车端面、车槽或切断、钻孔、车孔、铰孔、车锥体、车螺纹、车成形面、滚花。如表4-1所示为车床的加工范围。 普通车床的加工精度一般为IT10IT8，表面粗糙度为Ra3.21.6。,3,车床的运动及车削加工范围,表4-1车床的运动及车削加工范围,4,2、车床种类,车床种类很多，根据其用途及功能可分为下列几种主要类型。普通车床 普通车床包括落地车床和马鞍车床，其适应面较广，可用于单件小批量生产，也可用于批量流水线生产。自动车床 有单轴自动车床、多轴自动车床及半自动车床，主要用于成批大量生产的小型零件的加工。立式车床 立式车床分单柱式和双柱式，主要用于大型零件的加工及卧式车床不便加工的零件。六角车床 主要用于批量生产的中小型零件的加工。仿形及多刀车床 主要用于大批量生产的成形面的加工。专用车床 即轮轴、锭、辊及铲齿车床，主要用于专用零件的加工。除上述国家标准规定的车床外，还有数控车床和仪表车床等。,5,3、车床的型号,机床有国家标准规定编制的型号。在机床编号中应表明机床的类别特性、组系和规格。 如普通车床C6140A型号的意义如下。,6,图4-1C6132车床的结构和调整手柄1变速箱2主轴变速短手柄3主轴变速长手柄4挂轮箱5进给箱6、7进给量调整手柄8换向手柄9主轴箱10主轴变速手柄11中滑板手柄12方刀架锁紧手柄13刀架14小滑板手柄15尾座套筒锁紧手柄16尾座17尾座锁紧手柄18尾座手轮19丝杠20光杆21床身22切削液泵开关23床腿24总电源开关25主轴启闭和变向手柄26开合螺母手柄27横向自动手柄28纵向自动手柄29溜板箱30床鞍手轮31离合手柄,4、车床结构及其作用,7,卧式车床的主要组成部分及作用,1.床身 用来支持和安装车床的各个部件。床身上面有两条精确的导轨，床鞍和尾座可沿着导轨移动。,2.变速箱 电动机的运动通过变速箱内的变速齿轮，可变化成六种不同的转速从变速箱输出，并传递至主轴箱。车床主轴的变速主要在这里进行。这样的传动方式称为分离传动，其目的在于减小机械传动中产生的振动及热量对主轴的不良影响，提高切削加工质量。,3.主轴箱 主轴箱安装在床身的左上端。主轴箱内装有一根空心的主轴及部分变速机构。变速箱传来的六种转速通过变速机构，变成主轴十二种不同的转速。主轴的通孔中可以放入工件棒料。主轴右端(前端)的外锥面用来装夹卡盘等附件，内锥面用来装夹顶尖。车削过程中主轴带动工件实现旋转(主运动)。,8,4.进给箱 进给箱内装有进给运动的变速齿轮。主轴的运动通过齿轮传入进给箱，经过变速机构带动光杠或丝杠以不同的转速转动，最终通过溜板箱而带动刀具实现直线的进给运动。 5.光杠和丝杠 光杠和丝杠将进给箱的运动传给溜板箱。车外圆、车端面等自动进给时，用光杠传动；车螺纹时用丝杠传动。丝杠的传动精度比光杠高。光杠和丝杠不得同时使用。 6.溜板箱 溜板箱与床鞍连在一起，它将光杠或丝杠传来的旋转运动通过齿轮、齿条机构(或丝杠、螺母机构)带动刀架上的刀具作直线进给运动。,9,图4-2C6132车床刀架结构1中滑板2方刀架3转盘4小滑板5小滑板手柄6螺钉7床鞍8中滑板手柄9床鞍手轮,7.刀架：用来装夹车刀,10,8.尾座,尾座装在床身内侧导轨上，可以沿导轨移动到所需位置。尾座由底座、尾座体、套筒等部分组成。套筒装在尾座体上。套筒前端有莫氏锥孔，用于安装顶尖支承工件或用来装钻头、铰刀、钻夹头。套筒后端有螺母与一轴向固定的丝杠相连接，摇动尾座上的手轮使丝杠旋转，可以带动套筒向前伸或向后退。当套筒退至终点位置时，丝杠的头部可将装在锥孔中的刀具或顶尖顶出。移动尾座及其套筒前，均需松开各自锁紧手柄，移到所需位置后再锁紧。松开尾座体与底座的固定螺钉，用调节螺钉调整尾座体的横向位置，可以使尾座顶尖中心与主轴顶尖中心对正，也可以使它们偏离一定距离，用来车削小锥度长锥面。,11,5、车床各部分传动关系,电动机输出的动力，经皮带传给主轴箱带动主轴、卡盘和工件作旋转运动。此外，主轴的旋转还通过挂轮箱、进给箱、光杠或丝杠到溜板箱，带动床鞍、刀架沿导轨作直线运动。如图4-3。,图4-3 某车床传动系统a)示意图 b)框图1-电动机 2-皮带 3-滑移齿轮 4-主轴 5-卡盘 6-挂轮 7-变速齿轮组 8-光杠 9-丝杠 10-齿条 11-溜板箱 12-中滑板 13-小滑板,12,6、切削运动和切削用量,切削加工时，工件和刀具必须具有一定的相对运动，称为切削运动。切削运动可分为主运动和进给运动两类。主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。进给运动是使工件的被切层连续被切除，从而加工出完整的表面所需要的运动。 车外圆时的主运动为工件的转动，进给运动是车刀的移动，如图4-4所示。,图4-4 车外圆时的切削运动,13,主运动的线速度称为切削减速度，单位是米/秒，计算公式为： 米/秒 式中D工件待加工面的直径（毫米），n工件每分钟转数（转/分）。 工件每转一转，车刀沿进给运动方向移动的距离称为进给量s，单位是毫米/转。 车刀每次切入工件的深度称为背吃刀量t，单位是毫米，计算公式为： 毫米 式中D、d 分别为工件待加工面和已加工面的直径（毫米）。 切削速度、进给量和背吃刀量三者称为切削用量，它们是影 响工件加工质量和生产率的重要因素。,14,二、车工实训安全教育,1、文明生产和安全操作技术1)文明生产（1）开车前，应检查车床各部分机构是否完好，各传动手柄、变速手柄位置是否正确，以防开车时因突然撞击而损坏机床，启动后，应使主轴低速空转12分钟，使润滑油散布到各需要之处（冬天更为重要），等车床运转正常后才能工作。（2）工作中需要变速时，必须先停车。变换走刀箱手柄位置要在低速时进行。使用电器开关的车床不准用正、反车作紧急停车，以免打坏齿轮。（3）不允许在卡盘上及床身导轨上敲击或校直工件，床面上不准放置工具或工件。（4）装夹较重的工件时，应该用木板保护床面，下班时如工件不卸下，应用千斤顶支承。（5）车刀磨损后，要及时刃磨，用磨钝的车刀继续切削，会增加车床负荷，甚至损坏机床。（6）车削铸铁、气割下料的工件，导轨上润滑油要擦去工件上的型砂杂质应清除干净，以免磨坏床面导轨。（7）使用冷却液时，要在车床导轨上涂上润滑油。冷却泵中的冷却液应定期调换。（8）下班前，应清除车床上及车床周围的切屑及冷却液，擦净后按规定在加油部位加上润滑油。（9）下班前将大拖板摇至床尾一端，各转动手柄放到空档位置，关闭电源。（10）每件工具应放在固定位置，不可随便乱放。应当根据工具自身的用途来使用。例如不能用扳手代替榔头，钢尺代替起子等。（11）爱护量具，经常保持清洁，用后擦净，涂油，放入盒内并及时归还工具室,15,2)操作者应注意工、夹、量具放置合理 （1）工作时所使用的工、夹、量具以及工件，应尽可能靠近和集中在操作者的周围。布置物件时，右手拿的放在右面，左手拿的放在左边；常用的放得近些，不常用的放得远些。物件放置应有固定的位置，使用后要放回原处。 （2）工具箱的布置要分类，并保持清洁、整齐。要求小心使用的物体放置稳妥，重的东西放下面，轻的放上面。 （3）图样应放在便于阅读的部位，并注意保持清洁和完整。 （4）毛坯、半成品和成品应分开，并按次序整齐排列，以便安放或拿取。 （5）工作位置周围应经常保持整齐清洁。3)安全操作技术操作时必须提高执行纪律的自觉性，遵守规章制度，并严格遵守安全技术要求： （1）穿工作服，戴套袖。女同学应戴工作帽，头发或辫子应塞入帽内。 （2）戴防护眼镜，注意头部与工件不能靠得太近。,16,(1)刀尖主切削刃和副切削刃的相交处，为了增加刀尖强度，实际上刀尖处都磨成一小段圆弧过渡刃或直线。(2) 主切削刃是前刀面和主后刀面的交线，担负着主要切削任务。(3) 副切削刃是前刀面和副后刀面的交线，仅在靠刀尖处担负着少量的切削任务，并起一定修光作用。(4) 前面切屑沿着它流动的刀面，也是车刀的上面。(5) 主后刀面与工件过渡(加工)表面相对的刀面。(6) 副后刀面与工件已加工表面相对的刀面。(7) 前角o在正交平面中测量的前面与基面的夹角。(8) 后角o也是在正交平面中测量主后刀面与切削平面的夹角，其作用是减小车削时主后刀面与工件的摩擦。,三、车刀,1、普通外圆车刀的组成及主要几何参数,17,(9) 主偏角r主切削刃与进给方向在基面上投影的夹角。 (10) 副偏角副切削刃与进给方向在基面上投影的夹角，它主要影响加工面的表面粗糙度和刀具的强度。 (11) 刃倾角s主切削刃与基面在切削平面上投影的夹角，如图4-10所示，它主要影响切屑的流向和刀头强度。,1、普通外圆车刀的组成及主要几何参数,18,（1）刀尖 主切削刃和副切削刃的相交处，为了增加刀尖强度，实际上刀尖处都磨成一小段圆弧过渡刃或直线。,图4-5 车刀的组成,19,(2) 主切削刃是前刀面和主后刀面的交线，担负着主要切削任务。,20,(3) 副切削刃 是前刀面和副后刀面的交线，仅在靠刀尖处担负着少量的切削任务，并起一定修光作用。,21,(4) 前面切屑沿着它流动的刀面，也是车刀的上面。,22,(5) 主后刀面与工件过渡(加工)表面相对的刀面。,23,(6) 副后刀面,图4-6车刀的辅助平面,与工件已加工表面相对的刀面。,24,(6) 副后刀面,图4-7车刀的主要角度,25,(7) 前角o,在正交平面中测量的前面与基面的夹角。前角越大，刀具越锋利，切削力减小，有利于切削，工件表面质量好。但前角太大会降低切削刃强度，容易崩刃。前角一般为5°20°。加工塑性材料和精加工时选较大值，加工脆性材料和粗加工时选较小值。,26,(8) 后角o 也是在正交平面中测量主后刀面与切削平面的夹角，其作用是减小车削时主后刀面与工件的摩擦。,27,(9) 主偏角r,图4-8主偏角对切削宽度、厚度及背向力的影响a) 对切削宽度和厚度的影响b) 对背向力的影响,28,(10) 副偏角,图4-9副偏角对残留面积的影响,29,(11) 刃倾角s,图4-10刃倾角对排屑方向的影响,30,2）车刀种类,图4-11车刀的种类和用途1切槽镗刀2内螺纹车刀3盲孔镗刀4通孔镗刀5弯头外圆车刀6偏刀7外螺纹车刀8左刃直头外圆车刀9成形车刀10右刃偏刀11切断刀,2、车刀的材料和种类,