机械制造工艺学-2章课件.ppt

1、2.1 车削加工概述车削加工概述2.2 CA6140型卧式车床型卧式车床2.3 立式车床简介立式车床简介2.4 车刀车刀2.1 2.1 车削加工概述车削加工概述2.1.1 2.1.1 车削加工的车削加工的应用应用如图所示为卧式车床典如图所示为卧式车床典型的车削加工。车削加型的车削加工。车削加工精度一般为工精度一般为IT11IT6，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra12.50.8 m。图图2-1 卧式车床典型的车削加工卧式车床典型的车削加工模具加工方法车车削加工的特点1.生产率较高生产率较高车削过程是连续切削，车削过程是连续切削，比较平稳，因此，可比较平稳，因此，可进行强力车削和高速进行强力车削和高

2、速车削。车削。2.易保证工件各加工易保证工件各加工表面的位置精度表面的位置精度车削时，工件绕轴线车削时，工件绕轴线回转，由于其各加工回转，由于其各加工表面具有相同的回转表面具有相同的回转轴线，因而易保证各轴线，因而易保证各加工表面间的同轴度加工表面间的同轴度要求。要求。3.加工材料范围较广加工材料范围较广车削可以加工各种钢件、车削可以加工各种钢件、铸铁、有色金属、非金铸铁、有色金属、非金属。对于一些不适合磨属。对于一些不适合磨削的有色金属，可以采削的有色金属，可以采用金刚石车刀进行精细用金刚石车刀进行精细车削。车削。4.车刀便于选择车刀便于选择车刀结构简单，刚性好，制车刀结构简单，刚性好，制造

3、容易，便于根据加工要求造容易，便于根据加工要求对刀具材料、刀具几何角度对刀具材料、刀具几何角度进行合理选择。此外，车刀进行合理选择。此外，车刀刃磨及装拆也较方便。刃磨及装拆也较方便。2.1.2 2.1.2 车削加工的特点车削加工的特点车削速度车削速度车削速度车削速度v vc c是指是指车刀切削刃与工车刀切削刃与工件接触点上主运件接触点上主运动的最大线速度，动的最大线速度，单位为单位为m/minm/min。进给量进给量进给量进给量f是指工件是指工件每转一圈，车刀每转一圈，车刀沿进给运动方向沿进给运动方向移动的距离，又移动的距离，又称为走刀量，单称为走刀量，单位为位为mm/r。背吃刀量背吃刀量背吃

4、刀量背吃刀量a ap p是指是指待加工表面与已待加工表面与已加工表面之间的加工表面之间的垂直距离，又称垂直距离，又称为车削深度，单为车削深度，单位为位为mmmm。2.1.3 2.1.3 车削用量车削用量 车外圆时，工件的旋转运动为主运动，车刀的纵向走刀和横向车外圆时，工件的旋转运动为主运动，车刀的纵向走刀和横向走刀为进给运动。其车削用量包括车削速度、进给量和背吃刀量。走刀为进给运动。其车削用量包括车削速度、进给量和背吃刀量。2.2.1 2.2.1 CA6140型卧式车床的组成型卧式车床的组成 CA6140型卧式车床是一种通用性强、应用广泛的车床，其主轴水型卧式车床是一种通用性强、应用广泛的车床

5、，其主轴水平安装，刀具在水平面做进给运动，如图所示。平安装，刀具在水平面做进给运动，如图所示。2.2 CA61402.2 CA6140型卧式车床型卧式车床图图2-2 CA6140型卧式车床型卧式车床11主轴箱；主轴箱；22卡盘；卡盘；33床鞍；床鞍；44刀架；刀架；55切削液管；切削液管；66尾座；尾座；77丝杠；丝杠；88光杠；光杠；99床身；床身；1010操纵杆；操纵杆；1111溜板箱；溜板箱；1212进给箱；进给箱；1313挂轮箱挂轮箱1.1.床身床身 床身是用于支承和连接若干床身是用于支承和连接若干部件，并带有导轨的基础部件。部件，并带有导轨的基础部件。2.2.主轴箱主轴箱 主轴箱固定

6、在床身的左面，主轴箱固定在床身的左面，箱内装有主轴，主轴的端部安装箱内装有主轴，主轴的端部安装卡盘等夹具来装夹工件。卡盘等夹具来装夹工件。3.3.床鞍床鞍 床鞍安装在床身导轨上，在床鞍安装在床身导轨上，在溜板箱的带动下沿床身导轨做纵溜板箱的带动下沿床身导轨做纵向移动，其顶部安装刀架。向移动，其顶部安装刀架。4.4.刀架刀架 刀架是多层结构，由中滑板、刀架是多层结构，由中滑板、方刀架、转盘、小滑板四部分组方刀架、转盘、小滑板四部分组成。成。图图2-3 2-3 刀架的结构刀架的结构11中滑板；中滑板；22方刀架；方刀架；33转盘；转盘；44小滑板；小滑板；55床鞍床鞍5.5.溜板箱溜板箱 溜板箱固

7、定在床鞍的下面，是一个驱动刀架移动的传动箱。溜板箱固定在床鞍的下面，是一个驱动刀架移动的传动箱。6.6.进给箱进给箱 进给箱固定在床身的左前侧，箱内有进给运动传动系统，进给箱固定在床身的左前侧，箱内有进给运动传动系统，可控制光杠及丝杠的进给运动，用于改变机动进给的进给量或可控制光杠及丝杠的进给运动，用于改变机动进给的进给量或者改变所加工螺纹的螺距。者改变所加工螺纹的螺距。7.7.丝杠丝杠 丝杠专门用于车螺纹。丝杠专门用于车螺纹。8.8.光杠光杠 光杠专门用于实现车床的机动纵向和横向进给运动。光杠专门用于实现车床的机动纵向和横向进给运动。9.9.尾座尾座 尾座安装在床身尾部，用手推动可沿导轨纵向

8、移动。尾座安装在床身尾部，用手推动可沿导轨纵向移动。2.2.2 2.2.2 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统CA6140型卧式车床的传动系统如图所示。型卧式车床的传动系统如图所示。图图2-4 CA6140型卧式车床的传动系统型卧式车床的传动系统1.1.主运动传动链主运动传动链 主运动传动链的作用是把电动机的运动和动力传给主轴，实现主轴的主运动传动链的作用是把电动机的运动和动力传给主轴，实现主轴的启动、停止、变速和换向。主运动传动链的首末端件是电动机和主轴。启动、停止、变速和换向。主运动传动链的首末端件是电动机和主轴。1 1）传动路线）传动路线 主运动传动链的传动路线表达式为

9、：主运动传动链的传动路线表达式为：（主轴）左，高速传动）右，低速传动中间位置，主轴停止右，主轴反转）左，主轴正转）电动机5063(MM58265051802050508020)M(503058224139M30343450M(43513856M(2301302221112)2)转速级数转速级数 由主运动传动链的传动路线表达式可知，主轴正转转速级数为由主运动传动链的传动路线表达式可知，主轴正转转速级数为n n2 23 3(1(12 22)2)3030级。但实际上，主轴正转转速级数为级。但实际上，主轴正转转速级数为n n2 23 3(1(12 22 21)1)24 24 级。这是因为在级。这是因为

10、在轴到轴到轴之间的四种传轴之间的四种传动比分别为：动比分别为：其中和基本相同，所以实际上只有三种不同的传动比。故在低速其中和基本相同，所以实际上只有三种不同的传动比。故在低速传动路线时，主轴正转转速级数为传动路线时，主轴正转转速级数为2 23 3（2 22 21 1）1818级；在高级；在高速传动路线时，主轴正转转速级数为速传动路线时，主轴正转转速级数为2 2（2 22 21 1）6 6级。同理主级。同理主轴反转转速级数为轴反转转速级数为3 33 3（2 22 21 1）1212级。级。15051505041802050504150518020161802080204321uuuu，3)3)主

11、轴转速主轴转速主轴正转时的最高转速为（主轴正转时的最高转速为（V带传动滑动率取带传动滑动率取0.020.02）主轴正转时的最低转速为（主轴正转时的最低转速为（V带传动滑动率取带传动滑动率取0.020.02）r/min419150634139385602.012301304501）（主nr/min105826802080205822435102.012301304501）（主n2.2.进给运动传动链进给运动传动链1 1）车削螺纹）车削螺纹 车削不同螺距的螺纹时，主轴与刀具之间必须保持严格的运车削不同螺距的螺纹时，主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系，即主轴每转一转，刀具移动一个被加工螺纹导程动关

12、系，即主轴每转一转，刀具移动一个被加工螺纹导程PhPh的距的距离。车削螺纹的运动平衡式为：离。车削螺纹的运动平衡式为：式中，式中，u为从主轴到丝杠之间全部传动副的总传动比；为从主轴到丝杠之间全部传动副的总传动比；Ph丝杠丝杠为机床丝杠的导程（为机床丝杠的导程（mm），），CA6140CA6140型卧式车床的型卧式车床的Ph丝杠丝杠=P丝杠丝杠=12=12 mm。丝杠主轴PhulPh 车削螺纹包括车削米制（普通）螺纹、车削模数螺纹（米制蜗杆）、车削螺纹包括车削米制（普通）螺纹、车削模数螺纹（米制蜗杆）、车削英制螺纹和车削径节螺纹（英制蜗杆）。车削英制螺纹和车削径节螺纹（英制蜗杆）。（1 1）车削

13、米制（普通）螺纹。）车削米制（普通）螺纹。车削米制螺纹时，进给箱中的离合器车削米制螺纹时，进给箱中的离合器M3M3和和M4M4脱开，脱开，M5M5啮合，挂轮传啮合，挂轮传动比选为动比选为 。车削米制螺纹的传动路线表达式为：车削米制螺纹的传动路线表达式为：)75/100()100/63(刀架（丝杠）（左旋螺纹）（右旋螺纹）主轴倍基5M25363625362575100100633325253333335858uu车削米制螺纹（右旋）的运动平衡式为车削米制螺纹（右旋）的运动平衡式为将上式化简后得将上式化简后得:（2 2）车削模数螺纹（米制蜗杆）。车削模数螺纹与车削米制螺纹的传）车削模数螺纹（米制蜗

14、杆）。车削模数螺纹与车削米制螺纹的传动路线基本相同，唯一的差别是将挂轮传动比换成动路线基本相同，唯一的差别是将挂轮传动比换成(64/100)(64/100)(100/97)(100/97)，就可以车削出各种模数螺纹。就可以车削出各种模数螺纹。（3 3）车削英制螺纹。车削英制螺纹时，进给箱中的离合器）车削英制螺纹。车削英制螺纹时，进给箱中的离合器M3及及M5啮啮合，合，M4脱开。脱开。轴左端的滑移齿轮轴左端的滑移齿轮z25移至它的左面位置，与固定在移至它的左面位置，与固定在轴上的齿轮轴上的齿轮z36相啮合。相啮合。122536362536257510010063333358581倍基主轴uuSP

15、h倍基uuS7Ph 车削英制螺纹的传动路线表达式为：车削英制螺纹的传动路线表达式为：2 2）机动进给传动链）机动进给传动链:实现床鞍的纵向进给和刀架的横向进给实现床鞍的纵向进给和刀架的横向进给 3 3）快速移动传动链）快速移动传动链 溜板箱右侧的快速电动机（溜板箱右侧的快速电动机（0.25 0.25 kW，2 800 2 800 r/min）通过操纵杆带）通过操纵杆带动动轴，再经离合器轴，再经离合器M8或或M9，可分别实现刀架的纵、横向快速移动。，可分别实现刀架的纵、横向快速移动。刀架（丝杠）（左旋螺纹）（右旋螺纹）主轴倍基53M25361M75100100633325253333335858

16、uu2.2.3 2.2.3 CA6140型卧式车床的主要结构型卧式车床的主要结构 CA6140型卧式车床的主要结构包括主轴部件，双向片式摩擦离合器型卧式车床的主要结构包括主轴部件，双向片式摩擦离合器及其操作机构，纵、横向机动进给操作机构以及开合螺母机构。及其操作机构，纵、横向机动进给操作机构以及开合螺母机构。1.1.主轴部件主轴部件图图2-5 CA6140型卧式车床的主轴部件型卧式车床的主轴部件2.2.双向片式摩擦离合双向片式摩擦离合器及其操纵机构器及其操纵机构 双向片式摩擦离双向片式摩擦离合器及其操作机构可合器及其操作机构可实现主轴的频繁启动、实现主轴的频繁启动、停止和换向停止和换向 。结构

17、。结构组成如图所示。组成如图所示。图图2-6 CA6140型卧式车床的双向片式摩擦离合器及其操纵机构型卧式车床的双向片式摩擦离合器及其操纵机构1 1、1212空套齿轮；空套齿轮；2 2、1313止推片；止推片；33外片；外片；44内片；内片；55调整螺母；调整螺母；66压紧环；压紧环；77圆柱销；圆柱销；88拉杆；拉杆；99加力环；加力环；1010销轴；销轴；1111元宝销；元宝销；1414弹簧销弹簧销3.3.纵、横向机动进纵、横向机动进给操纵机构给操纵机构 CA6140型卧型卧式车床的纵、横向式车床的纵、横向机动进给运动的接机动进给运动的接通、断开和转换由通、断开和转换由一个手柄集中操纵一个

18、手柄集中操纵如图所示。如图所示。图图2-7 CA6140型卧式车床的纵、横向机动进给操纵机构型卧式车床的纵、横向机动进给操纵机构1 1、66手柄；手柄；2 2、2020销轴；销轴；33手柄座；手柄座；44球头销；球头销；5 5、7 7、2222轴；轴；88弹簧销；弹簧销；9 9、1919杠杆；杠杆；1010连杆；连杆；1111、2121凸轮；凸轮；1212、1717、1818圆销；圆销；1313、1616拨叉轴；拨叉轴；1414、1515拨叉；拨叉；KK按钮按钮4.4.开合螺母机构开合螺母机构 开合螺母机构的功用是接通或断开由丝杠传来的运动。车削螺开合螺母机构的功用是接通或断开由丝杠传来的运动

19、。车削螺纹时，合上溜板箱中的开合螺母，丝杠就可带动溜板箱和刀架纵向纹时，合上溜板箱中的开合螺母，丝杠就可带动溜板箱和刀架纵向移动。普通车削时，必须打开开合螺母。如图所示。移动。普通车削时，必须打开开合螺母。如图所示。图图2-8 CA6140型卧式车床的开合螺母机构型卧式车床的开合螺母机构11手柄；手柄；22轴；轴；33轴承套；轴承套；44下半螺母；下半螺母；55上半螺母；上半螺母；66圆柱销；圆柱销；77盘形凸轮；盘形凸轮；88燕尾导燕尾导轨轨 立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置，直径很大的圆立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置，直径很大的圆形工作台水平布置，如图所示。形工作

20、台水平布置，如图所示。图图2-9 2-9 立式车床立式车床11底座；底座；22工作台；工作台；33立柱；立柱；44垂直刀架；垂直刀架；55横梁；横梁；66垂直刀架进给箱；垂直刀架进给箱；77侧刀架；侧刀架；88侧刀架进给箱；侧刀架进给箱；99顶梁图顶梁图2.3 2.3 立式车床简介立式车床简介 立式车床的结构特点有利于笨重工件的装夹和找正。立式车床的结构特点有利于笨重工件的装夹和找正。此外，由于工件及工作台的重量比较均匀地分布在导轨此外，由于工件及工作台的重量比较均匀地分布在导轨面和推力轴承上，因而能长期保持车床的工作精度。面和推力轴承上，因而能长期保持车床的工作精度。立式车床主要用于加工径向

21、尺寸大而轴向尺寸相对立式车床主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小的大型、重型工件，如机架、盘、轮等。较小的大型、重型工件，如机架、盘、轮等。2.4 2.4 车刀车刀 车刀是金属切削加工中结构简单、应用最广泛的刀具，它可以用来加工车刀是金属切削加工中结构简单、应用最广泛的刀具，它可以用来加工外圆、内孔、端面、螺纹、切断（切槽）等。因此，其种类很多，且在形外圆、内孔、端面、螺纹、切断（切槽）等。因此，其种类很多，且在形状、结构尺寸等方面也各不相同。状、结构尺寸等方面也各不相同。图图2-10 几种车刀的示意图几种车刀的示意图按用途分按用途分车刀按用途不车刀按用途不同可分为外圆同可分为外圆车刀、端

22、面车车刀、端面车刀、内孔车刀、刀、内孔车刀、切断车刀、切切断车刀、切槽车刀、螺纹槽车刀、螺纹车刀、成形车车刀、成形车刀等。刀等。按形状分按形状分车刀按形状不车刀按形状不同可分为直头同可分为直头车刀、弯头车车刀、弯头车刀、偏刀、尖刀、偏刀、尖刀、圆弧车刀刀、圆弧车刀等。等。按刀具分按刀具分车刀按刀具材料车刀按刀具材料不同可分为高速不同可分为高速钢车刀、硬质合钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车金车刀、陶瓷车刀、立方氮化硼刀、立方氮化硼车刀、金刚石车车刀、金刚石车刀等。刀等。按结构分按结构分车刀按结构形式车刀按结构形式不同可分为整体不同可分为整体车刀、焊接车刀、车刀、焊接车刀、机夹重磨车刀、机夹重磨车刀、

23、可转位车刀，如可转位车刀，如图所示。图所示。2.4.1 2.4.1 车刀的分类车刀的分类图图2-11 车刀按结构形式分类车刀按结构形式分类2.4.2 2.4.2 常用车刀的结构特点常用车刀的结构特点1.1.整体车刀整体车刀 整体车刀切削部分与刀杆是相同的材料，用整体高速钢制造整体车刀切削部分与刀杆是相同的材料，用整体高速钢制造 2.2.焊接车刀焊接车刀 焊接车刀是将一定形状的硬质合金刀片用黄铜、紫铜等焊料，钎焊焊接车刀是将一定形状的硬质合金刀片用黄铜、紫铜等焊料，钎焊在刀杆（在刀杆（4545钢）的刀槽内而制成的。钢）的刀槽内而制成的。焊接车刀具有结构简单、紧凑、抗振性好、使用灵活、制造方便、焊

24、接车刀具有结构简单、紧凑、抗振性好、使用灵活、制造方便、应用广泛的特点。应用广泛的特点。3.3.机夹重磨车刀机夹重磨车刀 机夹重磨车刀采用机械方法将普通硬质合金刀片夹固在刀杆上机夹重磨车刀采用机械方法将普通硬质合金刀片夹固在刀杆上 4.4.可转位车刀可转位车刀 转位车刀采用特制的可转位刀片，并用机夹的方法将刀片直接固定转位车刀采用特制的可转位刀片，并用机夹的方法将刀片直接固定在刀杆上。在刀杆上。图图2-12 可转位刀片可转位刀片模具加工方法可转转位车车刀具有的特点1.可转位车刀可以避可转位车刀可以避免因焊接和重磨对刀免因焊接和重磨对刀片造成的缺陷，刀具片造成的缺陷，刀具寿命较焊接车刀大大寿命较

25、焊接车刀大大提高。提高。2.可转位车刀刀片每边可转位车刀刀片每边都有切削刃，当刀片的都有切削刃，当刀片的一个切削刃用钝后，可一个切削刃用钝后，可将刀片转位换成另一个将刀片转位换成另一个新的切削刃继续使用，新的切削刃继续使用，不会改变切削刃与工件不会改变切削刃与工件的相对位置，并能减少的相对位置，并能减少调刀时间。调刀时间。3.可转位车刀刀片不可转位车刀刀片不需重磨，有利于涂层硬需重磨，有利于涂层硬质合金、陶瓷等新型刀质合金、陶瓷等新型刀片的使用。片的使用。4.可转位车刀刀杆可重复可转位车刀刀杆可重复使用，刀杆、刀片可标准化、使用，刀杆、刀片可标准化、系列化，有利于专业厂家生系列化，有利于专业厂

26、家生产，适合在自动车床、数控产，适合在自动车床、数控车床上使用。车床上使用。5.5.成形车刀成形车刀 成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形根据零件廓形成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形根据零件廓形设计成形车刀按结构形状不同可分为平体成形车刀、棱体成形车刀和圆设计成形车刀按结构形状不同可分为平体成形车刀、棱体成形车刀和圆体成形车刀，如图所示。体成形车刀，如图所示。图图2-13 2-13 成形车刀的分类成形车刀的分类11工件；工件；22成形车刀成形车刀车刀不宜伸出太长，伸出车刀不宜伸出太长，伸出刀架的长度一般以刀杆高刀架的长度一般以刀杆高度的度的1.52倍为宜。倍为宜。车刀刀

27、尖应与车床车刀刀尖应与车床主轴轴线等高。主轴轴线等高。车刀刀杆应与车床主轴轴线车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。垂直。车刀刀杆下部的垫片应车刀刀杆下部的垫片应平整，垫片要和刀架平平整，垫片要和刀架平齐，尽可能用厚的垫片，齐，尽可能用厚的垫片，以减少垫片数目，一般以减少垫片数目，一般为为23片。片。车刀位置装正后，应拧紧刀架螺车刀位置装正后，应拧紧刀架螺钉。一般用两个螺钉，并交替拧钉。一般用两个螺钉，并交替拧紧。紧。123452.4.3 2.4.3 车刀安装车刀安装 为了使车刀正常工作和保证加工质量，必须正确安装车刀，应为了使车刀正常工作和保证加工质量，必须正确安装车刀，应注意以下几点：注意以下几点：