1、任务一任务一 了解车削时的安全操作规程与文明生产规范了解车削时的安全操作规程与文明生产规范任务二任务二 认识车床与日常保养认识车床与日常保养任务三任务三 认识卡盘的结构及其卡爪的装卸认识卡盘的结构及其卡爪的装卸任务四任务四 认识车削运动和车床的基本操纵认识车削运动和车床的基本操纵任务五任务五 车刀的刃磨车刀的刃磨任务六任务六 认识车削的基本操纵方法与切削用量基础认识车削的基本操纵方法与切削用量基础任务五任务五 车刀的刃磨车刀的刃磨 1.了解常用车刀材料的种类。2.掌握常用高速钢和硬质合金的牌号、主要性能特点及其选用。3.了解常用车刀的种类和用途。4.掌握车刀几何要素的名称、车刀主要角度的定义、
2、主要作用及其初步选择。5.掌握外圆车刀的基本刃磨方法。任务五任务五 车刀的刃磨车刀的刃磨 练习刃磨图所示车削钢件的焊接式硬质合金外圆车刀。90硬质合金焊接车刀刀具 1.高速钢高速钢 一、常用车刀材料一、常用车刀材料 高速钢材料 a)高速钢刀片 b)高速钢车刀 高速钢是含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的合金工具钢。高速钢具有较好的强度和韧性，故能承受较大的冲击力；其刃磨性能好，容易获得锋利的刃口。常用于制造形状复杂的成形刀具，如成形车刀、螺纹刀具、钻头、铰刀等。但高速钢的耐热性较差，因而不能用于高速切削。高速钢的类别、常用牌号及性质类别常用牌号性质钨系W18Cr4V(1
3、8-4-1)性能稳定，刃磨及热处理工艺控制较方便钨钼系W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)高温塑性与冲击韧度都超过W18Cr4V钢，而其切削性能却大致相同W9Mo3Cr4V(9-3-4-1)强度和韧性均优于 W6Mo5Cr4V2钢，高温塑性和切削性能良好 2.硬质合金硬质合金 硬质合金是目前应用最广的车刀材料，其硬度、耐磨性和耐热性均优于高速钢，能进行高速切削。其缺点是强度韧性较差，在冲击力作用下容易崩裂。硬质合金材料 a)硬质合金刀片 b)焊接式硬质合金车刀 c)机夹式硬质合金车刀 类别用途ISO代号性能适用加工阶段国家标准代号耐磨性韧性K类（钨钴类）适用于加工铸铁、有色金属等脆性材料或冲
4、击性较大的场合。在切削难加工或振动较大（如断续切削塑性金属）的特殊情况时也较合适K01精加工YG3K10半精加工YG6K20粗加工YG8硬质合金的分类、用途、性能、代号 类别用途ISO代号性能适用加工阶段国家标准代号耐磨性韧性P类（钨钛钴类）适用加工钢或其他韧性较好的塑性金属，不宜用于加工脆性金属 P01精加工YT30P10半精加工YT15P30粗加工YT5M类钨钛钽铌钴类 即可加工铸铁、有色金属，又可加工碳素钢、合金钢，故又称为通用合金。主要用于加工高温合金、高锰钢、不锈钢以及可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等难加工材料M10精加工、半精加工YW1M20半精加工、粗加工YW2续表常用车刀的种类和
5、用途 二、常用车刀的种类和用途二、常用车刀的种类和用途种类名称车刀外形图用途车削示意图9 0车刀（偏刀）车削工件的外圆、台阶和端面75 车刀 车削工件的外圆和端面45 车刀（弯头车刀）车削工件的外圆、端面和倒角种类名称车刀外形图用途车削示意图切断刀 切断工件或在工件上切槽内孔车刀 车削工件的内孔圆头车刀 车削工件的圆弧面或成形面螺纹车刀 车削螺纹 三、车刀的组成及车刀切削部分的几何形状三、车刀的组成及车刀切削部分的几何形状 1.车刀的组成车刀的组成 车刀由刀头（或刀片）和刀柄两部分组成，刀头担负切削工作，故又称切削部分；刀杆用于车刀的装夹。车刀的组成 2车刀切削部分的几何要素车刀切削部分的几何
6、要素 外圆车刀的切削部分由“三面、两刃、一尖”组成。车刀切削部分的几何要素 车刀切削部分的几何要素名称代号概念前面A 刀具上切屑流经的表面称为前刀面，也称前面。后面A 后面分为主后面和副后面。与工件上过渡表面相对的刀面称为主后面A.；与工件上已加工表面相对的刀面称为副后面 。主切削刃S 前面和主后面的交线称为主切削刃。它担负着主要的切削工作。副切削刃 前面和副后面的交线称为副切削刃，它配合主切削刃完成少量的切削工作。刀尖 主切削刃和副切削刃的汇交点称为刀尖。SA 3.测量车刀角度的三个基准坐标平面测量车刀角度的三个基准坐标平面测量车刀角度的三个基准坐标平面 测量车刀角度的三个基准坐标平面名称代
7、号概念图示基面p 通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面称为基面。对于车削，一般可认为基面是水平面续表续表名称代号概念图示切削平面ps 通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。其中，选定点在主切削刃上的为主切削平面，选定点在副切削刃上的为副切削平面，切削平面一般是指主切削平面。对于车削，一般可认为切削平面是铅垂面续表续表po名称代号概念图示正交平面 通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面；也可以认为是指通过切削刃上的某选定点，垂直于切削刃在基面上投影的平面。其中，通过主切削刃上某一点的正交平面简称为主正交平面 po，通过副切削刃上某一点的正交平面称为副
8、正交平面 po，对于车削，一般可认为正交平面是铅垂面。4.车刀几何角度及其选择车刀几何角度及其选择 （1）车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择 车刀切削部分有6个独立的基本角度，即：主偏角 、副偏角 、前角 、主后角 、副后角 和刃倾角 ，还有两个派生角度：刀尖角 和楔角 。rkr0a0 asr00主偏角车刀几何角度及其主要作用和初步选择所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择基面pr 主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。常用车刀主偏角有45、60、75和90改变主切削刃的受力及导热能力，影响切屑的厚薄变化 1.根据工件形状。如加工台阶轴，必须选取r90；加工中间切入的工件表
9、面时，一般选用r=4560 2.根据工件的刚度和材料。刚度高或工件的材料较硬时，应选较小的主偏角；反之，应选较大的主偏角rrrrr副偏角r所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择基面p 副切削刃在基面上的投影与背进给方向间的夹角 减少副切削刃与已加工表面间的摩擦。减小副偏角，可减小工件的表面粗糙度值；过小会增大背向力 1.副偏角一般采用=68.2.加工中间切入的工件表面时副偏角应取 =4560刀尖角 主、副切削刃在基面上投影间的夹角 影响刀尖强度和散热性刀尖角可用下式计算：r=180-（r+）所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择主正交平面p。前角o 前面和基面间的夹角 影响刃口的锋
10、利程度和强度,影响切削变形和切削力 前角的大小与工件材料、加工性质和刀具材料有关：1.车削塑性材料（如钢料）或工件材料较软时，可选择较大的前角；车削脆性材料（如铸铁）或工件材料较硬时，可选择较小的前角2.粗加工，尤其是车削有硬皮的铸、锻件时应选取较小的前角；精加工时，应选取较大的前角3车刀材料的强度低、韧性较差时，前角应取小值；反之，可取较大值（如高速车刀）所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择主正交平面p。主后角0 主后面和主切削平面间的夹角 减小车刀主后面和工件过渡表面的摩擦 1.粗加工时，应选取较小的后角；精加工时，应取较大的后角 2.工件材料较硬时，后角宜取小值；工件材料较软时，
11、后角可取大值。副后角op0 a0 a所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择副正交平面 副后面和副切削平面间的夹角 减小车刀副后面和工件已加工表面间的摩擦 副后角一般磨成与主后角0相等，但切断刀的副后角应取较小值，一般 =12所在基准坐标平面图示角度定义主要作用初步选择切削平面ps刃倾角s 主切削刃与基面间的夹角控制切屑流向。当刃倾角为负值时，可增加刀头强度，并在车刀受冲击时保护刀尖车刀前角正、负值的规定 （2）车刀前角、刃倾角的正、负值的规定角度值。0。=0。0前角。图示 正、负值的规定 前面A与切削平面 间的夹角小于90时前面A与切削平面 间的夹角等于90时前面A与切削平面 间的夹角大
12、于90时车刀刃倾角s正、负值的规定及使用角度值s0s=0s0正、负值的规定刀尖位于主切削刃S的最高点主切削刃S与基面平行刀尖位于主切削刃S的最低点角度值s0s=0s0车削时控制切屑流向情况 切屑排出向工件的待加工表面的方向，切屑不易擦毛已加工表面，车出工件的表面粗糙度值小切屑基本沿垂直与主切削刃的方向排出 切屑排向工件的已加工表面方向，容易刮伤已加工表面 刀尖强度低，断续切削时，冲击点先接触刀尖，刀尖易损坏 刀尖强度一般，冲击点同时接触刀尖和切削刃 刀尖强度高，在车削有冲击的工件时，冲击点先接触切削刃再过渡到刀尖，从而保护刀尖适用场合 精车时，应取正值，08 工件完整、余量均匀的一般车削时，应
13、取=0断续车削时，为了提高刀头强度，应取负值，=-5-15车刀刃倾角s正、负值的规定及使用 四、砂轮与砂轮机四、砂轮与砂轮机 1.砂轮砂轮 刃磨车刀的砂轮大多采用平形砂轮，精磨时也可采用杯形砂轮。砂轮a)平形砂轮 b)杯形砂轮砂轮的性能及用途砂轮种类颜色性能适用场合氧化铝白色 磨粒韧性好，比较锋利，硬度较低，自锐性好 刃磨高速刚车刀和硬质合金车刀的刀柄部分碳化硅绿色 磨粒的硬度高，刃口锋利，但脆性较大 刃磨硬质合金车刀的硬质合金部分 按磨料不同，常用的砂轮有氧化铝砂和碳化硅砂轮两类。2.砂轮机砂轮机 砂轮机是用来刃磨各种刀具、工具的常用设备，如图所示。砂轮机上有绿色和红色控制开关，用以启动和停
14、止砂轮机。砂轮机 1.新安装的砂轮必须严格检查。在使用前要检查外表有无裂纹，可用硬木轻敲砂轮，检查其声音是否清脆。如果有碎裂声必须更换砂轮。2.在试转合格后才能使用。新砂轮安装完毕，先点动或低速试转，若无明显振动，再改用正常转速空转10min，情况正常后才能使用。3.安装后必须保证装夹牢靠，运转平稳。砂轮机启动后，应在砂轮旋转平稳后再进行刃磨。4.砂轮旋转速度应小于允许的线速度，速度过高会爆裂伤人，过低又会影响刃磨质量。5.若砂轮跳动明显，应及时休整。平形砂轮一般可用砂轮刀在砂轮上来回休整，如图所示；杯形细粒度砂轮可用金刚石笔或硬砂条休整。6.刃磨结束后，应随手关闭砂轮机电源开关。用砂轮刀修整
15、砂轮 五、车刀刃磨的注意事项五、车刀刃磨的注意事项 1.刃磨时须戴防护眼镜，尽量不要正对砂轮机刃磨，不能两人共用一个砂轮。2.如果砂粒飞入眼中，不能用手去擦，应立即去医务室清除。3.使用平形砂轮时，应尽量避免在砂轮的端面上刃磨。4.刃磨高速钢车刀时，应及时冷却，以防止切削刃退火，致使硬度降低。而刃磨硬质合金车刀时，则不能浸水冷却，以防刀片因骤冷而崩裂。5.刃磨时，砂轮旋转方向必须由刃口向刀体方向转动，以免使切削刃出现锯齿形缺陷。6.磨刀时不能用力过大，以免打滑伤手。7.刃磨时应双手握紧车刀，两肘应夹紧腰部，这样可以减少刃磨时的抖动。8.刃磨时，车刀应放在砂轮的水平中心，刀尖略微上翘3 8，车刀
16、接触砂轮后应做左右方向的水平缓慢移动；车刀离开砂轮时，刀尖需向上抬起，以免砂轮碰伤已磨好的切削刃。将一把新的90硬质合金焊接车刀按下图所示要求刃磨，练习车刀的刃磨方法。45车刀和75车刀与90车刀的刃磨方法基本相同。一、准备工作一、准备工作 90硬质合金焊接车刀1把，装有氧化铝和碳化硅砂轮的砂轮机。针对刃磨90焊接车刀的不同部位，选用不同的砂轮，还需准备角度样板，平板，油石。砂轮的选用 刃磨车刀的部位刃磨车刀刀柄部分粗磨车刀切削部分刃磨断屑槽精磨车刀切削部分选用的砂轮 粒度号为2436、硬度为K或L的白色氧化铝砂轮 粒度号为3660、硬度为G或H的绿色碳化硅砂轮 粒度号为180或220、硬度为
17、G或H的绿色碳化硅砂轮 二、刃磨步骤二、刃磨步骤 1.粗磨粗磨砂轮的中心位置a)磨刀柄部分的主后面b)磨刀柄部分的副后面粗磨刀具的步骤工序步骤操作步骤内容工序简图一、粗磨刀面先磨去车刀前面、后面上的焊渣二、粗磨刀柄部分的主后面和副后面 在略高于砂轮中心的水平位置处，将车刀翘起一个比后角大23的角度，粗磨刀柄部分的主后面和副后面，以形成后隙角，为刃磨车刀切削部分的主后面和副后面做准备工序步骤操作步骤内容工序简图三、粗磨切削部分的主后面 使刀柄与砂轮轴线保持平行，刀柄底平面向砂轮方向倾斜一个比主后角大23的角度。刃磨时，将车刀刀柄上已磨好的主后隙面靠在砂轮的外圆上，以接近砂轮中心的水平位置为刃磨的
18、起始位置，然后使刃磨位置继续向砂轮靠近，并左右缓慢移动，一直磨至刀刃处为止。同时磨出主偏角 =90和主后角。=9rkrr0 a工序步骤操作步骤内容工序简图四、粗磨切削部分的副后面 使刀柄尾端向右偏摆，转过副偏角 =8，刀柄底平面向砂轮方向倾斜一个比副后角大23的角度。刃磨方法与刃磨主后面相同，但应磨至刀尖处为止。同时，磨出副偏 角 =8和副后角 =90工序步骤操作步骤内容工序简图五、刃磨断屑槽 手工刃磨断屑槽一般为圆弧形。刃磨时，刀尖可以向下或向上磨，同时磨出前角 =15。但是选择刃磨断屑槽部位时，应考虑留出倒棱的宽度a)刀尖向下 b)刀尖向上 1.刃磨断屑槽时，砂轮的交角处应经常保持尖锐或具
19、有一定的圆弧状。当砂轮棱边磨损出较大圆角时，应及时用金刚石笔或硬砂条修整。2.刃磨断屑槽时的起点位置应该与刀尖、主切削刃离开一定距离，防止主切削刃和刀尖被磨损。3.刃磨断屑槽时不能用力过大，车刀应沿刀柄方向上下缓慢移动。要特别注意刀尖，避免把断屑槽的前端口磨塌。4.刃磨过程中应反复检查断屑槽的形状、位置及前角的大小。2.精磨精磨 精磨时选用粒度号为180或220的绿色碳化硅砂轮，应先休整好砂轮，保证其回转平稳。工序步骤操作步骤内容简 图一、精磨主、副后面 步骤方法与粗磨时相同二、磨负倒棱 刃磨负倒棱时有直磨法和横磨法两种。刃磨时力度要轻，要从主切削刃的后端向刀尖方向摆动，保证倒棱前角 =-5，
20、倒棱宽度 =0.5mm.为保证切削刃的质量，最好采用直磨法。通常由于倒棱的宽度很小，所以常用油石研出a)直磨法 b)横磨法精磨刀具步骤011rb工序步骤操作步骤内容简 图三、磨过渡刃，保证刀尖圆弧半径R12mm 刃磨圆弧形过渡刃时，在车刀刀尖与砂轮端面轻微接触后，刀杆基本上以刀尖为圆心，在主、副切削刃与砂轮端面的夹角约等于15的范围内，缓慢均匀地转动车刀，此时，用力要轻，推进要慢，直到磨出的刀尖符合刀尖圆弧半径要求为止。刃磨直线型过渡刃的方法如图b。使车刀主切削刃与砂轮端面成一个大致为主偏角一半的角度，缓慢地把刀尖向砂轮推进。当磨出的过渡刃长度符合要求时即可a)刃磨圆弧型过渡刃 b)刃磨直线型
21、过渡刃 3.研磨研磨 用油石研磨车刀时，手持油石在切削刃上来回移动，动作应平稳，用力应均匀，研磨后的车刀应消除在砂轮上刃磨后的残留痕迹。车刀的倒棱很小，质量要求很高，通常用油石研出。车刀的研磨 三、测量车刀的角度三、测量车刀的角度 车刀磨好后，可用角度样板进行检测，角度样板可根据需要制做。用样板测量车刀角度 a)测量后角 b)检查楔角 车刀刃磨操作技巧与注意事项口诀车刀刃磨操作技巧与注意事项口诀 刃磨开机先检查，设备安全最重要；砂轮转速稳定后，双手握刀立轮侧；两肘夹紧腰部处，刃磨平稳防抖动；车刀高低须控制，砂轮水平中心处；刀压砂轮力适中，压力过大易打滑；手持车刀均匀移，温高烫手则暂离；刀离砂轮
22、应小心，保护刀尖先抬起；高速钢刀可水冷，防止退火保硬度；硬质合金勿水淬，骤冷易使刀具裂；先停磨削后停机，人离机房断电源。先进刀具制造技术、涂层技术和新型刀具材料先进刀具制造技术、涂层技术和新型刀具材料不同刀具材料的性能对比 理想的刀具材料应具有极高的硬度，又兼有足够的强度和韧性，这是刀具材料发展的目标。1.硬质合金刀具材料硬质合金刀具材料 在刀具材料的发展中，硬质合金起着主导作用。整体硬质合金铣刀 2.超硬刀具材料超硬刀具材料 随着立方氮化硼(CBN)和聚晶金钢石（PCD）的逐步推广。由于具有特别高的硬度和耐磨性的PCD，用于加工铝合金等非铁材料，具有很高的生产效率和过程可靠性。而CBN的硬度仅次于PCD，由于热稳定性好，更适合加工淬硬钢、冷硬铸铁和喷焊材料。3.刀具涂层刀具涂层 目前的涂层材料主要有：TiC、TiN及TiCN等。多涂层技术以及纳米涂层技术的发展，进一步提高了涂层硬度，从而提高刀具耐磨性，为非焊接材料的CBN/PCD刀具提供了可能。涂层硬质合金外圆车刀 新型MT-CVD涂层剖面图
