1、车工工艺与技能训练 2010年3月2022年8月6日星期六1.1车削概述1.2车床概述1.3安全文明生产车床基础知识车床基础知识2022年8月6日星期六 1.1 车削概述车削概述u1.1.1 车削工艺范围车削工艺范围u1.1.2 车削加工特点车削加工特点u1.1.3 车削加工精度及表面粗糙度车削加工精度及表面粗糙度u1.1.4 切削用量切削用量u1.1.5 切削运动切削运动u1.1.6 车床传动系统车床传动系统u1.1.7 切削液切削液2022年8月6日星期六 车削外圆和端面，切断，切槽，钻孔，铰孔，镗孔。车削各种螺纹和滚花。车削内外圆锥面。车削各种特殊型面以及弹簧盘绕等。在车床上配置各种附件
2、和夹具，还可进行磨削、研磨、抛光以及各种特殊零件的外圆、内孔等加工。可实现细长轴、曲轴、蜗杆等特殊零件的加工。1.1.1车削工艺范围车削工艺范围2022年8月6日星期六2022年8月6日星期六 适应范围广 容易保证零件各加工表面位置精度 生产率较高尺寸精度是指加工表面本身尺寸(如圆柱面的直径)和表面间尺寸(如孔间距离等)的精确程度。尺寸精度的高低用尺寸公差的大小来表示。1.1.2车削加工特点车削加工特点1.1.3车削加工精度及表面粗糙度车削加工精度及表面粗糙度 尺寸精度尺寸精度 车削加工精度车削加工精度2022年8月6日星期六位置精度是指零件加工后的表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理想位置
3、接近的程度。如平行度、垂直度、同轴度、对称度等。形状精度形状精度 位置精度位置精度形状精度是指零件加工后的表面与理想表面在形状上相接近的程度。如直线度、圆度、圆柱度、平面度等。2022年8月6日星期六 在车削加工中，由于切削、塑性变形、振动和摩擦等原因，会使加工表面产生微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度。表面粗糙度对零件的耐磨性、抗腐蚀性和配合性质等有很大影响，它直接影响机器的使用性能和寿命。国家标准GB/T 10312009规定了评定表面粗糙度的参数及其数值。常用的评定表面粗糙度的参数是轮廓的算术平均偏差。车削表面粗糙度车削表面粗糙度2022年8月6日星期六 切削速度
4、的计算公式为式中，为切削速度（m/min）；D为工件待加工表面直径。（1-1）切削速度切削速度1.1.4切削用量切削用量 切削用量三要素切削用量三要素cv (a)纵向进给 (b)横向进给图1-2 车床的切削用量2022年8月6日星期六例1-1 在CA6140型车床上车削直径为50 mm的外圆，根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素选用的切削速度为95 m/min，求车床主轴转速。解 根据式（1-1），可得因为在CA6140型车床铭牌上无605 r/min这挡速度，应选取铭牌上与计算值接近的转速，故取560 r/min。2022年8月6日星期六在图在图1-2中，进给量中，进给量f是指工件每转一圈
5、，车刀沿是指工件每转一圈，车刀沿进给方向移动的距离，它是衡量进给运动大小的进给方向移动的距离，它是衡量进给运动大小的参数，单位为参数，单位为mm/r。进给方向有纵向和横向两种：车刀沿车床床身导进给方向有纵向和横向两种：车刀沿车床床身导轨纵向的运动是纵向进给，车刀沿垂直车床床身轨纵向的运动是纵向进给，车刀沿垂直车床床身导轨纵向的运动是横向进给。导轨纵向的运动是横向进给。在图1-2中，车内、外圆及端面时，背吃刀量 是指工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。背吃刀量的计算公式为：进给量进给量 背吃刀量背吃刀量pa2022年8月6日星期六式中，式中，为背吃刀量为背吃刀量(mm)；为工件待
6、加工表面为工件待加工表面的直径的直径(mm)；为工件已加工表面的直径为工件已加工表面的直径(mm)。钻孔时，背吃刀量等于钻头直径的一半，如图1-3所示。切断和车沟槽时，背吃刀量等于切断刀（或切槽刀）的刀头宽度，如图1-4所示。pawdmd 图1-3钻孔时的背吃刀量 图1-4切断和车沟槽时的背吃刀量2022年8月6日星期六 粗加工的背吃刀量应根据工件的加工余量确定，尽量用一次走刀就切除全部加工余量。当加工余量过大、机床功率不足、工艺系统刚度较低、刀具强度不够以及断续切削或冲击振动较大时，可分几次走刀。切削表层有硬皮的铸、锻件，应尽量使切削深度大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。半精加工和精加工的加工余
7、量一般较小，可一次切除。有时为了保证工件的加工质量，也可二次走刀。多次走刀时，第一次走刀的背吃刀量取得比较大，一般为总加工余量的2/33/4。背吃刀量的选择背吃刀量的选择 切削用量的选择切削用量的选择2022年8月6日星期六 粗加工时，进给量的选择主要受切削力的限制。在工艺系统的刚度和强度良好的情况下，可选用较大的进给量。半精加工和精加工时，由于进给量对工件的已加工表面粗糙度值影响很大，因此进给量一般取得较小。通常按照工件加工表面粗糙度值的要求，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度等条件来选择合理的进给量。当切削速度较高，刀尖圆弧半径较大，或刀具磨有修光刃时，可以选择较大的进给量，以提高生产率
8、。进给量的参考值也可以在切削用量手册中查到。进给量的选择进给量的选择2022年8月6日星期六 在背吃刀量和进给量选定以后，可在保证刀具合理寿命的条件下，确定合适的切削速度。粗加工时，背吃刀量和进给量都较大，切削速度受刀具寿命和机床功率的限制，一般取值较低；精加工时，背吃刀量和进给量都取得较小，切削速度主要受工件加工质量和刀具寿命的限制，一般取值较高。选择切削速度时，还应考虑工件材料的切削加工性等因素。例如，加工合金钢、高锰钢、不锈钢、铸铁等的切削速度应比加工普通中碳钢的切削速度低20%30%；加工有色金属时，则应提高13倍。在断续切削和加工大件、细长件、薄壁件时，应选用较低的切削速度。切削速度
9、的参考值可以在切削用量手册中查到。切削速度的选择切削速度的选择2022年8月6日星期六车削铸铁时，因其表面硬度高，在内部又多含有气孔及夹渣，切屑呈碎粒状，切削力对车刀具有冲击性，所以应采取较大的背吃刀量和较小的切削速度。在使用硬质合金车刀时，由于硬质合金的热硬性较高速钢好，因此可采取比高速钢车刀更高的切削速度。车削管料、细长工件和薄壁工件时，因其刚度差，受力后易变形或发生振动，所以切削用量应适当小一些。在机床刀具工件系统刚度差的情况下，应选用较小的切削用量。另外，由于在车削加工中会遇到各种复杂情况，因此，在选择切削用量时还需注意以下几点：2022年8月6日星期六 刀具与工件之间的相对运动称为切
10、削运动，切削运动可分为主运动和进给运动。主运动使刀具与工件之间产生主要的相对运动，主运动的特点是速度最高，消耗功率最大。主运动的运动形式可以是旋转运动，也可以是直线运动；主运动可以由工件完成，也可以由刀具完成。车削时，主运动是工件的回转运动，如图1-5所示。主运动主运动1.1.5切削运动切削运动 进给运动进给运动 进给运动使刀具与工件之间产生附加的相对运动，进给运动将使被切金属层不断地投入切削，以加工出具有所需几何特征的已加工表面。在图1-5中，车削外圆时的进给运动是刀具的纵向运动，车削端面时的进给运动是刀具的横向运动。2022年8月6日星期六 主运动和进给运动合成主运动和进给运动合成 当主运
11、动和进给运动同时进行时，切削刃上某一点相对于工件的运动为合成运动，常用合成速度向量 来表示，如图1-6所示。evev图1-5 主运动和进给运动 图1-6 合成运动 2022年8月6日星期六 车床的传动系统由主运动传动系统和进给运动传动系统两部分组成，如图1-7所示为C6132型车床的传动系统简图。1.1.6车床传动系统车床传动系统图1-7 C6132型车床传动系统简图2022年8月6日星期六 主运动从电动机经变速箱、带轮和主轴箱使主轴旋转，称为主运动传动系统。C6132型车床的主轴共有12种不同的转速。另外，通过电动机的反转，主轴还有与正转相对应的12种反转转速。主轴的转动经进给箱和溜板箱使刀
12、架移动，称为进给运动传动系统。车刀的进给速度是与主轴的转速相配合的，主轴转速一定，通过进给箱的变速机构可使光杠获得不同的转速，再通过溜板箱使车刀获得不同的纵向或横向进给；也可使丝杠获得不同的转速，加工出不同螺距的螺纹。另外，调节正反走刀手柄可获得正向进给量和反向进给量。进给运动传动系统进给运动传动系统 主运动传动系统主运动传动系统2022年8月6日星期六 切削时，用来降低切削温度并减少刀具与工件之间摩擦的液体称为切削液，又称为冷却润滑液。冷却作用 润滑作用 清洗作用 防锈作用1.1.7切削液切削液 切削液的作用切削液的作用2022年8月6日星期六 油性添加剂 极压添加剂 表面活性剂 防锈添加剂
13、 切削液添加剂切削液添加剂 为改善切削液的各种性能，常在其中加入添加剂。切削液的种类切削液的种类 水溶性切削液：合成切削液、乳化液、化学合成液、量离子型切削液。切削油：它是由矿物质和少量添加剂组成的。因为其润滑效果较好，而冷却效果较差，一般用于中、低速等切削的精加工程序。切削液添加剂2022年8月6日星期六 切削液使用方法切削液使用方法 切削液的使用方法有浇注法、喷雾冷却法、高压内冷却法。切削液使用时的注意事项切削液使用时的注意事项为了使切削液发挥应有的作用，在使用时必须注意以下几点：乳化油必须用水稀释后才能使用，一般应加入1520倍的水。切削液必须浇在切屑形成区和刀头上。注意切削液的流量。流
14、量太少，冷却作用不大；断续使用，会使硬质合金刀片碎裂。粗加工脆性材料（如铸铁、铜和铜合金等）时，不需加切削液。2022年8月6日星期六 普通车床的种类很多，但其组成却大同小异，现在以C6132型卧式车床为例来介绍其组成及各组成部分的作用，如图1-8所示。1.2 车床概述车床概述1.2.1车床种类车床种类图1-8 卧式车床2022年8月6日星期六(a)单柱立式车床 (b)双柱立式车床图1-9 立式车床2022年8月6日星期六图1-10 转塔车床图1-11 马鞍车床 图1-12 落地车床2022年8月6日星期六 普通车床的种类很多，但其组成却大同小异，现在以C6132型卧式车床为例来介绍其组成及各
15、组成部分的作用，如图1-13所示。1.2.2车床的组成及其作用车床的组成及其作用2022年8月6日星期六 床身床身 主轴的变速主要通过变速箱完成。变速箱内有变速齿轮，通过改变变速箱上的主运动变速手柄1的位置可以改变主轴的转速。变速箱远离主轴可减少由变速箱的振动和发热对主轴产生的影响。主轴箱内装有主轴和主轴的变速机构，主轴变速机构可使主轴获得多种转速。主轴是空心结构，以便穿过长棒料进行安装。主轴前端的内锥面用来安装顶尖，外锥面可安装卡盘等。变速箱变速箱 主轴箱主轴箱 床身用以连接机床各主要部件，并保证各部件间有正确的相对位置。床身上的导轨用以引导刀架和尾座相对主轴正确移动。2022年8月6日星期
16、六 进给箱是传递进给运动并改变进给速度的变速机构。传入进给箱的运动，通过进给箱的变速齿轮可使光杠和丝杠获得不同的转速，以得到加工所需的进给量或螺距。进给箱进给箱 溜板箱溜板箱 溜板箱是进给运动的操纵机构。溜板箱与床鞍（俗称大滑板）在一起，将光杠的旋转运动变为车刀的横向或纵向移动，用以车削端面或外圆；将丝杠的旋转运动变为车刀的纵向移动，用以车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构，使光杠、丝杠两者不能同时使用。刀架刀架 尾座尾座 刀架用来装夹车刀并使其做纵向、横向和斜向运动。尾座套筒内装入顶尖用来支撑长轴类零件的另一端，也可装上钻头、铰刀等刀具，进行钻孔铰孔等加工。2022年8月6日星期六（1）操作前要戴
17、好防护用品，工作时要穿工作服或紧身衣服，袖口要扎紧。要戴工作帽，女工的头发应塞入帽子里。夏季禁止穿裙子、短裤和凉鞋操作。操作时严禁戴手套。（2）工作时，头不能离工件太近，以防止切屑飞进眼睛。加工中，吃刀不可过大，在高速切削或因切屑细而飞散时，必须戴上保护镜。（3）工作时必须集中精力，注意手、身体和衣服不能靠近正在旋转的机件，如工件、皮带轮、齿轮等，更不能在这些地方打闹。（4）工件和车刀必须装夹牢固，否则会飞出伤人。（5）凡装卸工件、更换刀具、测量加工表面以及变换速度时，必须先停车。停车时，不可用手去刹住转动的卡盘。1.3 安全文明生产安全文明生产 对于车间而言，安全生产非常重要。车工必须严格遵
18、对于车间而言，安全生产非常重要。车工必须严格遵守安全操作规程，要求做到以下几个方面守安全操作规程，要求做到以下几个方面：2022年8月6日星期六（6）工件或卡盘太重时，可用起重设备或请他人帮助，不要一人操作。（7）装夹时，毛坯在主轴孔的尾端伸出不得过长，并应使用料架或挡板，防止甩出后伤人，车削偏心件时应加平衡铁心时应加平衡。（8）车床开动时不得用手去摸工件表面，尤其是加工螺纹工件，严禁用手摸螺纹面。（9）应用专用铁钩清除铁屑，绝不允许用手直接清除。（10）不要任意装拆电气设备。（11）工具、量具摆放在固定位置上；图纸、工艺卡片要放在便于使用处；毛坯和成品分开摆放，排列整齐，既要让操作者取用方便、又不致妨碍操作者自由活动。2022年8月6日星期六
