1、无锡科技职业学院中德机电学院讲 稿 课程名称： 机械零件加工 授课班级： 模具1103任课老师： 陈 成王国敏 崔业军陈 锦 无锡科技职业学院中德机电学院制造技术系 实训中心模块一：普通车床加工单元项目名称：1、压力机的制作与装配任务目标：通过本任务的学习，掌握以下内容：1掌握5S操作规程；2了解普通车床的分类、结构及用途；3掌握普通车床的常用的刀具、量具；4掌握普通车床的面板及机床基本加工操作方法；5掌握普通车加工轴套类零件的工艺；6典型零件手柄、立柱的加工。绪 论在机械制造过程中，一台机器的组成需要无数个零部件的装配、调试才能完成，而每个零件的制作过程都有其工艺要求，需要多种形式的加工、检
2、验最终产生。零件制作的材料有钢铁、有色金属和其它复合材料等。机械加工的工种较多，加工的基本方法是将毛坯（锻造、铸造、焊接）通过车、铣、刨、磨、镗、钳加工和热处理等制成零件，再装配、调试成机器。其中车工操作是最基本也是技能要求较高的工种之一，其工作量占到机械加工的65以上。机械加工是使用机械设备,按图纸技术要求对工件进行加工、修整、装配、安装、维修和调试的工种。车床加工是机械加工中的主要工种之一，操作车床的技术工人称为车工，其特点是灵活性强、工作范围广、技术要求高，操作者的技能水平直接影响产品的加工质量。因此，车工的技能水平反映着机械产品质量的重要性。机工理实一体化是一门专业工艺理论与技能训练融
3、为一体的课程，课程学习以专业实践为主，技能训练有浅入深，不断分化，综合贯通。训练理念，理论联系实际，从实践中来，到实践中去，突出实用性，培养动手能力。本书要求学生通过指导老师的讲解分析、示范操作，从模仿、理解、认识到掌握，经过多种练习，消化专业知识，并溶入到实践中，达到理论联系实际，有效掌握技能，在教学过程中实现四个阶段，手把手教学中做、放开手教做中学、育巧手学会做、手脑并用做学结合，目的是培养学生有分析问题和解决问题的能力，有较强的动手能力和分析指导能力。课程主要内容有：车工基础知识与技能训练，车工基本技能知识与技能训练，机工综合技能训练等。1、车加工是金属切削加工中应用最基本、最广泛的工种
4、。2、车床在各类机械制造工厂中的配备占50%以上。3、车工加工量（以制造工时计）占到机械制造70%以上，甚至更高。4、车加工对零件制造有着广泛的应用性，可以加工多种表面情况的零件。同时也是其他工种加工零件的先期加工工序。如：磨、铣、刨、钳、装配等。任务一：螺杆（项目一）的加工任务目标：1、了解本课程的性质、内容、任务和研究的对象2、熟悉CA6136/CA6140A车床的工艺特点及应用范围3、掌握CA6136/CA6140A车床的结构及各部分的作用4、掌握CA6136/CA6140A车床的操作步骤及安全注意事项5、具备开启、停止、急停CA6136/CA6140A车床的实际操作能力6、熟悉车刀的材
5、料、几何角度、车刀的刃磨与使用7、掌握切削用量的基本概念8、掌握内外三角螺纹的基本概念9、了解外圆磨床的加工方法1-1 车刀介绍知识点：常用车刀的种类和用途车刀材料的种类和用途车刀切削部分的角度及其主要作用和初步选择原则技能点：能够根据工件的工艺要求选用车刀正确选择车刀切削部分的角度一、车刀1常用车刀的种类和用途车削加工时，需根据不同的车削要求，选用不同种类的车刀。常用车刀的种类及其用途见表1-1。表1-1 常用车刀的种类和用途 2左车刀和右车刀车刀按进给方向的不同，可分为左车刀和右车刀两种，具体见表1-2。3车刀切削部分的基本定义(1)车刀的组成部分车刀由刀头（或刀片）和刀柄两部分组成。刀头
6、担负切削工作，故又切削部分；刀柄用来把车刀装夹在刀架上。(2)车刀切削部分的结构要素如图1-1所示车刀切削部分主要由以下几个部分组成。前刀面 Ar切屑沿其流出的表面。后 面 Aa分主后刀面和副后刀面。与过渡表面相对的面称为主后面Aa；与已加工表面相对的刀面称为副后面Aa。主切削刃S 前刀面和主后刀面的相交形成的刀刃。副切削刃S前刀面和副后刀面的相交形成的刀刃。刀 尖主切削刃和副切削刃相接处的相当小的一部分刃口。修光刃副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。(3)刀具标注角度参考系刀具几何角度是确定刀头几何形状与切削性能的重要参数，它是由刀具的前、后刀面和切削刃与假定参考坐标平面的夹角所构成的。由于
7、大多数加工表面都不是平面，而且主切削刃上每点的切削速度各不相同，所以要建立坐标平面。坐标平面用字母P和下角标组成复合符号标记。根据ISO3002/1-1997标准的推荐，选用目前生产中最常用的刀具标注角度参考系-正交平面参考系。如图1-2所示为正交平面参考系。表1-2 车刀按进给方向的分类和判别基 面 Pr过切削刃选定点平行刀具安装面(或轴线)的平面。切削平面 Ps过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。正交平面 Po过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面。图1-1 车刀的组成a）75车刀 b）45车刀 c）过渡刃 d）修光刃 1-主刀刃；2-主后面；3-刀尖；4-副后面；5-副切
8、削刃；6-前刀面；7-刀柄；8-直线形过渡刃；9-圆弧过渡刃；10-修光刃图1-2 正交平面参考系(4)刀具的标注角度及选用刀具几何角度在正交平面参考系中确定，是刀具工作图上标出的角度，亦称为标注角度。见下表1-3。表1-3 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表（续表）(5)车刀的部分角度正负值规定车刀切削部分的基本角度中，前角o、后角o、刃倾角o有正负值规定。其中车刀前角和后角分别有正值、零、负值3种，见表1-4。刃倾角有正值、零、负值3种，排屑情况、刀尖强度和冲击点接触车刀位置，见表1-5。表1-4 车刀前角和后角正负值的规定一览表表1-5 刃倾角正负值的规定及使用情况一览表
9、4常用车刀材料(1)车刀切削部分应具备的基本性能车刀切削部分在很高的切削温度下工作，经受强烈的摩擦，并承受很大的切削力和冲击，所以车刀切削部分的材料必须具备较高的硬度、较高的耐磨性、足够的强度和韧性、较高的耐热性、较好的导热性，以及良好的工艺性和经济性。 (2)车刀切削部分常用的材料 目前，车刀切削部分常用的材料有高速钢和硬质合金两大类。 1)高速钢 高速钢是含钨、钼、铬、钒等合金元素较多的工具钢。高速钢刀具制造简单，刃磨方便，容易通过刃磨得到锋利的刃口；而且韧性较好，常用于承受冲击力较大的场合。特别适用于制造各种结构复杂的成型刀具和孔加工刀具，如成型车刀、螺纹刀具、钻头和铰刀等。但是，高速钢
10、的耐热性较差，因此不能用于高速切削。 高速钢的类别、常用牌号、性质及应用，见表1-6。表1-6 高速钢的类别、常用牌号、性质及应用一览表类别常用牌号性质应用钨系W18Cr4V(18-4-1)性能稳定，刃磨及热处理工艺控制较方便金属钨的价格较高，以后使用逐渐减少钨钼系W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)最初是国外为解决缺钨而研制出取代W18Cr4V的高速钢(以1%的钼取代2%的钨)。其高温塑性与韧度都超过W18Cr4V，而其切削性能却大致相同 主要用于制造热轧工具，如麻花钻等W9Mo3Cr4V(9-3-4-1) 根据我国资源的实际情况而研制的刀具材料，其强度和韧性均比W6Mo5Cr4V2好，高
11、温塑性和切削性能良好使用将逐渐增多1)硬质合金 硬质合金是目前应用最广泛的一种车刀材料。硬度、耐磨性和耐热性均高于高速钢。切削钢时，切削速度可达约220m/min。其缺点是韧性较差，承受不了大的冲击力。硬质合金的分类、用途、性能、代号以及与旧牌号的对照表见表1-7。表1-7 硬质合金的分类、用途、性能、代号以及与旧牌号的对照一览表类别用途被加工材料常用代号性能适用于的加工阶段相当于旧牌号耐磨性韧性K类钨钴类适用于加工铸铁、有色金属等脆性材料或冲击力较大的场合。但在切削难加工材料或振动较大(如断续切削塑性金属)的特殊情况时也较合适适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料K01精加工YG3K
12、10半精加工YG6K20粗加工YG8P类钨钛钴类适用于加工钢或其他韧性较大的塑性金属，不宜加工脆性金属适用于加工长切屑的黑色金属P01精加工YT30P10半精加工YT15P30粗加工YT5M类钨钛钽（铌）钴类 既可加工铸铁、有色金属，又可加工碳素钢、合金钢，故又称通用合金。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适用于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属M10精加工、半精加工YW1M20半精加工、粗加工YW21-2 金属切削材料介绍一、金属材料性能的基本概念为了在生产中更好地了解和合理选用金属材料，确定金属材料的加工方法，应熟悉和掌握金属材料的性能、牌
13、号含义及适用场合。1金属材料的物理性能(1)密度：物体的质量和其体积的比值，称为密度。符号为，单位是g/cm3，如表2-1所示常用金属材料的密度。(2)熔点：物体在加热过程中，开始由固体深化为液体的温度称为熔点。用摄氏温度（）表示。如表2-2所示常用金属材料的熔点。(3)导电性：金属材料传导电流的能力叫导电性。银的导电性最好，铜和铝次之。(4)导热性：金属传导热量的能力称为导热性。纯金属导热性最好，合金稍差。(5)热膨胀性：金属材料在加热时，体积增大的性质称为热膨胀性。2金属材料的力学性能金属材料的力学性能，是指金属材料在载荷（外力）作用下所反映出来的形变的性能。由于受外力不同，因此产生的变形
14、也不同，一般有拉伸、压宿、扭转、剪切和弯曲五种。常用力学性能有弹性、塑性、强度、硬度和韧性。表2-1 常用金属材料的密度材 料 名 称密度（g/cm3）材 料 名 称密度（g/cm3）铁7.85铅11.3铜8.89锡7.3铝2.7灰铸铁6.87.4镁1.7白口铁7.27.5锌7.19青铜7.58.9镍8.9黄铜8.58.85表2-2 常用金属材料的常熔点材 料 名 称熔点/材 料 名 称熔点/纯铁1538铬1765铜1083钒1900铝658锰1230钛1668镁627镍1455青铜865900(1)弹性：金属在受外力作用时发生变形，外力取消后其变形逐渐消失的性质称为弹性。(2)塑性：金属材料
15、在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大变形的能力称为塑性。在断裂之前材料的塑性变形愈大，表示塑性愈好；反之则表示塑性差。（衡量塑性的指标有伸长率和断面收缩率，通过试样测定）(3)强度：金属材料在外载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力 称为强度。强度可分为屈服强度、抗拉强度、搞弯强度和抗剪强度等。(4)硬度：金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力，即抵抗局部塑性变形的能力。一般硬度越高，耐磨性越好，强度也比较高。企业中常用硬度有布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HR）二种。根据测量方式的不同布氏硬度HB分为HBS和HBW，洛氏硬度HR分为HRA、HRB和HRC。(5)冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不
16、破坏的能力称为冲击韧性。3金属材料的切削加工性金属材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。衡量标准通常有切削时的生产率、刀具耐用度、获得规定加工精度和表面粗糙度的难易程度等。(1)塑性和韧性，材料的塑性和韧性越大，加工变形和硬化就越大，就容易与刀具表面产生冷焊现象，易发生黏结磨损，不易断屑，切削加工性差。(2)硬度和强度，材料的硬度和强度越高，切削力就越大，导致切削温度升高，刀具磨损就快，因此，切削加工性越差。但硬度太低，切削加工性也不好。如纯铁、纯铝等硬度虽低，但塑性很大，切削易发生粘刀，不易保证加工质量。(3)导热系数，工件材料的导热系数越大，由切削带走的和工件本身传导的热量就多，有
17、利于降底切削温度，加工性好。(4)线膨胀系数，材料的线膨胀系数越大，加工时热胀冷缩引起工件尺寸变化大，难易控制加工精度，加工性差。三、常用碳素钢含碳量小于2.11%的铁碳合金称为碳素钢。碳素钢中除铁(Fe)、碳(C)外，还有硅(Si)、锰(Mn)等有益元素和硫(S)、磷(P)等有害元素。1碳素钢的分类(1)按含碳量分：低碳钢（含碳量0.25%的钢）、中碳钢（含碳量0.250.6%的钢）、高碳钢（含碳量0.6%的钢）。(2)按质量分类：普通碳素钢（含硫、磷量较高）、优质碳素钢（含硫、磷量较低）、高级优质碳素钢（含硫、磷量很低）(3)按用途分类：碳素结构钢（一般属于低碳钢和中碳钢，按质量又分为普通
18、碳素结构钢和优质碳素结构钢）、碳素工具钢（高碳钢）2碳素钢的牌号与用途(1)碳素结构钢：碳素结构钢中Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B常用于制造受力不大的零件，如螺钉、螺母、垫圈等以及焊接件，冲压件和桥梁建筑等结构件；Q255A、Q255B、Q275用于制造承受中等负荷的零件，如一般小轴、销子、连杆、农机零件等。(2)优质碳素结构钢：优质碳素结构钢是严格按化学成分和力学性能制造的，质量比碳素结构钢高。钢号用两位数字表示，它表示钢平均含碳量的万分之几。如钢号“45”表示钢中平均含碳量为0.45%。含锰量较高的优质碳素结构钢还应将锰元素在钢号后面标出，如15Mn、30Mn。优
19、质碳素结构钢的用途见表2-3。表2-3 优质碳素结构钢的用途钢 号应 用 举 例08、08F、10、10F、15、20、25用来制造冲压件、焊接件、紧固件和渗碳零件，如螺栓、铆钉、垫圈，等低负荷零件30、35、40、45、50、55用来制造负荷较大的零件，如连杆、曲轴、主轴、活塞销、表面淬火齿轮、凸轮等。60、65、70、75用来制造轧辊、弹簧、钢丝绳、偏心轮等高强度、耐磨或弹性零件。3钢的热处理方法钢的热处理是钢在固态下通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢的内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。(1)退火：将钢加热到临界温度以上在此温度保温一段时间（一般是710750 ），然后缓慢冷却的
20、过程称为退火。退火目的，细化晶粒、均匀组织、降低硬度，改善钢件的机械性能，便于切削加工。(2)正火：将钢加热到临界温度以上，并保温一段时间，然后在空气中冷却的过程称为正火。正火的目的与退火基本相同，但正火的速度比退火快，强度和硬度较退火高，得到组织细化，减少内应力，改善切削性能。(3)淬火：将钢加热到临界温度以上，保温一段时间，然后在水或油中快速冷却的过程称为淬火。淬火目的，提高钢件的强度和硬度。(4)回火：将淬火钢件再加热到临界温度以下，保温一段时间，然后以一定的方式（空气中或油中）冷却的过程称为回火。回火目的，消除淬火后的脆性和内应力，调整钢的强度和硬度，提高塑性和冲击韧性。(5)调质：淬
21、火后高温回火称为调质。调质的目的，获得很高的韧性和足够的强度，具有良好的综合机械性能。(6)时效：时效处理分自然时效和人工时效两种。自然时效：将零件粗加工后，放在露天停放一个时期，以消除其内应力。人工时效：将零件在低温回火后，精加工之前，加热到100160保温度1040小时，缓慢冷却。(7)化学处理：将工件置于化学介质中加热保温，改变钢表层的化学成份和组织，从而改变表层性能的热处理方法。化学处理有渗碳、渗氮和液体碳氮共渗等。(8)渗碳：渗碳是将工件放入含碳的介质中，并加热到家9009500C高温下保温，使钢件表面含碳量提高的工艺过程。1-3装夹方式介绍一、粗车时轴类零件的装夹1.粗车时轴类工件
22、的装夹车削时，工件必须在车床夹具中定位并加紧，工件装夹得是否正确可靠，将直接影响加工质量和生产效率，应十分重视。 粗车台阶轴时，可采用以下几种装夹方法：(1)用三爪自定心卡盘装夹装夹特点 三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力较小，适用于装夹外形规则的中小型工件轴类工件的找正方法 由于三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需要找正。但是，利用三爪自定心卡盘装夹较长的轴类工件时，工件离卡盘较远处的旋转轴线不一定与车床主轴的旋转轴线重合，这时就需要找正。当三爪自定心卡盘由于使用时间较长而导致精度下降，且工件的加工精度要求较高时，也需要对工件进行找正。找正的要求是使工
23、件的回转中心与车床主轴的旋转轴线重合。在粗加工阶段可用目测或用划线找正工件毛坯表面。(2)一夹一定装夹装夹时将工件的一端用三爪自定心卡盘夹紧，而另一端用后顶针支顶的装夹方法称为一夹一定装夹，如图24所示。为了防止由于进给切削力的作用而使工件轴向位移，可以在主轴前端锥孔内安装一个限位支撑（图31a），也可利用工件的台阶进行限位（图32b）。用这种方法装夹较安全可靠，能承受较大的进给力，因此应用很广泛。一夹一顶装夹的注意事项a.后顶尖的中心线应与车床主轴轴线重合，否则车出的工件会产生锥度。 a)b)（a)限位支撑 （b)利用工件的台阶限位图3-1 一夹一顶装夹b.在不影响车刀切削的前提下，尾座套筒
24、应尽量伸出短些，以增加刚度，减小振动。c.中心孔的形状应正确，表面粗糙度要小。装入顶尖前，应清除中心孔内的切削或异物。e.当后顶尖用固定顶尖时，由于中心孔与顶尖间为滑动摩擦，故应在中心孔内加入润滑脂，以防温度过高而“烧坏”顶尖或中心孔。f.顶尖与中心孔的配合必须松紧合适。如果后顶尖顶的太紧，细长工件会弯曲变形。对于固定顶尖，会增加摩擦；对于回转顶尖，容易损坏顶尖内的滚动轴承。如果后顶尖顶得太松，工件则不能准确地定心，对加工精度有一定影响；并且车削时易产生振动，甚至会使工件飞出而发生事故。知识链接a.后顶尖后顶尖有固定顶尖和回转顶尖两种。固定顶尖的结构如图3-2a、b所示，其特点是刚度好，定心准
25、确；但顶尖与工件中心孔间为滑动摩擦，容易产生过多热量而将中心孔或顶尖“烧坏”，尤其是普通固定顶尖（图3-2a）更容易出现这类问题。因此，固定顶尖只适用于低速加工精度要求较高的工件。目前，多使用镶硬质合金的固定顶尖（图3-2b）。回转顶尖如图2-5c所示，它可使顶尖与中心孔之间的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩擦，故能够在很高的转速下正常工作，克服了固定顶尖的缺点，因此应用非常广泛。但是，由于回转顶尖存在一定的装配累积误差，且滚动轴承磨损后会使顶尖产生径向圆跳动，从而降低了定心精度。 图3-2 后顶尖b.工作锥度的调整车削轴类工件时，一般应在粗加工阶段校正好车床的锥度，以保证工件形状精度的要求。
26、校正前应先切削整段外圆至一定尺寸，测量两端直径，通过调整尾座的横向偏移量来校正工件的锥度。调整的方法是：(a) 如果车出工件右端直径大，左端直径小，尾座应向操作者方向移动；若车出工件右端直径小，做左端直径大，尾座移动方向则相反，如图3-3所示。图3-3 尾座的调整(b) 为节省锥度的调整时间，也可先将工件中间车凹，如图3-4所示（车凹部分外径不能小于图样要求）。然后车削两端外圆，测量找正即可。 图3-4 车削两端找正工件2.钻中心孔要用一顶一夹装夹工件，必须先在工件一端或两端的端面上加工出合适的中心孔。(1)中心孔和中心钻的类型国家标准GB/T145-2001规定中心孔有A型（不带护锥）、B型
27、（带护锥）、C型（带护锥和螺纹）、R型（弧形）四种，其类型、结构和用途等内容见表3-1。表3-1 中心孔类型、用途、机构及作用一览表类型A型B型C型R型结构图 结构说明由圆锥孔和圆柱孔两部分组成在A型中心孔的端部再加工一个120的圆锥面，用以保护60锥面不致碰毛，并使工件端面容易加工在B型中心孔的60锥孔后面加工一短圆柱孔（保证攻制螺纹时不碰毛60锥孔），后面还用丝锥攻制成内螺纹形状与A型中心孔相似，只是将A型中心孔的60圆锥面改成圆弧面，这样使其与顶尖的配合变成线接触结构及作用圆柱孔 圆锥孔的圆锥角一般为60，重型工件用75或90.它与顶尖锥面配合，起定心作用并承受工件重力和切削力，因此圆锥
28、孔的表面质量要求较高线接触的圆弧面在轴类工件装夹时，能自动纠正少量的位置偏差圆柱孔中心孔的基本尺寸为圆柱孔的直径D，它是选取中心钻的依据圆柱孔可储存润滑脂，并能防止顶尖头部触及工件，保证顶尖锥面和中心孔锥面配合贴切，以达到正确定中心圆柱孔直径d6.3mm的中心孔常用高速钢制成的中心钻直接钻出，d6.3mm的中心孔常用锪孔或车孔等方法加工适用于精度要求一般的工件精度要求较高或工序较多的工件当需要把其他零件轴向固定在轴上时轻型和高精度轴类工件使用的中心钻(2)钻中心孔的方法a.校正尾座中心 启动车床，使主轴带动工件回转。移动尾座，使中心钻接近工作端面，观察中心钻头部是否与工件回转中心一致，校正并紧
29、固尾座。b.切削用量的选择和钻削 由于中心钻直径小，钻削时应取较高的转速（一般取900-1120r/min），进给量应小而均匀（一般为0.05-0.2mm/r）.手摇尾座手轮时切勿用力过猛，当中心钻钻入工件后应及时加注切削液冷却润滑；钻毕时，中心钻在孔中应稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形状精度和表面质量。(3)钻中心孔时的质量分析 由于中心钻的直径较小，钻中心孔时，极易产生各种废品。具体见表3-2。表3-2 钻中心孔时容易出现的问题以及产生原因问题类别产生原因中心钻折断1中心钻未对准工件回转中心2工件端面未车平或中心处留有凸头，使中心钻偏斜，不能准确定心而折断3切削用量选择不合
30、适，转速太低，进给量过大4磨钝后的中心钻强行钻入工件也易折断5没有充分浇注切削液或没有及时清除切屑，也易导致切屑堵塞而折断中心钻中心孔钻偏或钻得不圆1工件弯曲未矫正，使中心孔与外圆产生偏差2夹紧力不足，钻中心孔时工件移位，造成中心孔不圆3工件伸出太长，回转时在离心力的作用下，易造成中心孔不圆工件装夹时顶尖不能与中心孔的锥孔贴合中心孔钻得太深装夹时顶尖尖端与中心孔底部接触中心钻修磨后圆柱部分长度过短1-4切削运动与切削要素介绍一、切削运动与切削要素1.切削运动和工件表面(1)切削运动.切削时，刀具与工件的相对运动称为切削运动。切削运动分主运动和进给运动。主运动 直接切除工件上多余的金属层，使之转
31、变为切屑运动。如图2-8所示，车削时工件的旋转运动是主运动。进给运动 使新的金属层不断的投入切削运动。如车削时，刀具的运动（移动）是进给运动。(2)切削时工件上形成的表面待加工表面。工件上将被切去金属层的表面。已加工表面。工件上已被切去金属层的表面。过渡表面。刀具主切削刃正在切削的表面。即己加工表面和待加工表面的连接面。车床切削运动和工件上形成的表面，如图4-1所示。2.切削要素切削用量是衡量切削运动大小的参数。切削用量又称切削三要素，即切削深度ap、进 图4-1车削运动和工件的表面给量f和切削速度。切削用量选择方法，首先选择尽量大的切削深度，其次选择尽量大的进给量，最后选择尽量大的切削速度。
32、 切削深度(ap)：待加工表面与己加工表面之间的垂直距离。公式： ap= 式中：ap背吃刀深度，； D待加工表面直径，； d己加工表面直径，；进给量(f):刀具在进给方向上相对于工件的位移量。公式：车削时的进给速度Vf=nf即刀具相对于工件的相对位移。如切削时进给量为主轴旋转一周，刀具沿进给方向称动的距离。单位/r。切削速度(Vc)：刀具主切削刃上的某一点，相对于工件待加工表面在主运动方向的瞬时速度（主运动的线速度）。单位m/min。公式： Vc 式中：Vc切削速度，单位m/min； 公式： n d加工表面直径，；车床主轴转速：单位（r/min）；例题1: 在CA6140型车床上，车削毛坯尺寸
33、为45mmx118mm的调质45#，要求车削后达到41mmh11,Ra3.2um,试选择粗车时的切削用量。解: 背吃刀量 ap= =2mm进给量 查表4-2得f=0.50.7mmr,根据车床铭牌确定f=0.61mmr。切削速度 查表4-1，初定切削速度vc=86mmin n=607.7r/min根据车床铭牌确定n=600r/min Vc=84.8m/min校验车床功率 Fc=2000 ap f=20002mm0.61mm/r=2440N Pc=3.45kW PE=7.5kW0.8=6Kw因为PcPE,所以确定的背吃刀量、进给量、切削速度可用。表4-1 外圆车刀的切削速度工件材料刀具材料背吃刀量
34、ap/mm0.130.380.382.42.44.74.79.5进给量f/(mm/r)0.050.130.130.380.380.760.761.3切削速度Vc/(m/min)低碳钢高速钢硬质合金21536570901652154060120165204090120中碳钢高速钢硬质合金130165456010013030407510015205575不锈钢高速钢硬质合金1151503045901152530759015205575灰铸铁高速钢硬质合金135185354510513525357510520256075黄铜及青铜高速钢硬质合金2152458510518521570851501854
35、570120150铝合金高速钢硬质合金1051502153007010513521545709013530456090表4-2 硬质合金车刀、高速钢车刀粗车外圆和端面时的进给量加工材料车刀刀柄尺寸BxH工件直径背吃刀量ap/mm358812进给量f/(mm/r)碳素结构钢和合金结构钢16x182040601004000.30.40.40.50.50.70.60.90.81.20.30.40.40.50.50.70.60.90.30.40.40.50.50.70.30.40.40.520x2025x25204060801004000.30.40.40.50.50.70.60.90.81.21.2
36、1.40.30.40.40.50.50.70.60.90.81.20.30.40.40.50.50.70.60.90.30.40.40.50.50.7铸铁和铜合金16x1840601004000.40.50.60.80.81.21.21.40.40.50.71.01.01.20.40.60.60.80.81.00.50.70.60.825x2540601004000.40.50.60.90.91.31.21.80.40.50.81.21.21.60.40.70.71.01.01.30.50.80.91.1注：1.加工断续表面及有冲击的加工时，表内的进给量应乘系数K=0.750.85。2.加工耐
37、热钢及其合金时，不采用大于1.0mm/r的进给量。3.加工淬硬钢，当材料硬度为4456HRC时，表内进给量应乘系数K=0.8；当材料硬度为5762HRC时，表内进给量应乘系数K=0.5；说明：表2-6、表2-7以上表格内的数据为在机床、刀具、环境等良好情况下的理论数据，因此在实际操作中要把所选择好的数据乘系数K.背吃刀量ap/mm - K=0.7进给量f/(mm/r) - K=0.6切削速度uc/(m/min) - K=0.83. 粗车切削用量的合理选择(1)粗车端面时的背吃刀量ap可根据毛坯含量合理确定，一般ap取1-4mm。进给量f可取0.4-0.5mm/r 。(2)粗车外圆时的背吃刀量a
38、p也要根据工件的加工余量合理确定，可取3-5 mm ，进给量f取0.3-0.4 mm/r 。(3)粗车时的切削速度vc一般取75-100m/min。1-5 切削液的选择及切屑的形成一、合理选择切削液1. 切削液的作用(1)冷却作用 切削液能吸收并带走切削区大量的热量，改善散热条件，降低工件和刀具的温度。(2)润滑作用 切削液能在切屑与刀具的微小间隙中形成一层很薄的吸附模，减小摩擦因数，减小刀具、切屑、工件之间的摩擦。(3)清洗作用 能清除粘附在工件和刀具上的细碎切屑，防止划伤工件已加工表面，减小刀具磨损。(4)防锈作用 在切削液中加入防锈剂后，能在金属表面形成保护膜，使机床、刀具和工件不受周围
39、介质腐蚀。2.切削液的种类(1)乳化液 乳化液是用乳化油稀释而成，主要起冷却作用。这类切削液比热容大、粘度小、流动性好、可吸收大量的热量。乳化液中常加入极压添加剂和防锈添加剂，提高润滑和防锈性能。(2)切削油 切削油的主要成分是矿物油，少数采用动物油和植物油，主要起润滑作用。这类切削液比热容较小、粘度较大、流动性差。矿物油中加入极压添加剂和防锈添加剂，提高润滑和防锈性能。动物油和植物油的润滑效果比矿物油好，但易变质，应尽量少用或不用。3. 切削液的选用应根据加工性质、工件材料、刀具材料和工艺要求等具体情况合理选用切削液。(1)根据加工性质 粗加工时，选用以冷却为主的乳化液。精加工时，选用润滑性
40、能好的极压切削油或高浓度的极压乳化液。(2)根据工件材料 钢件粗加工一般用乳化液，精加工用极压切削油。切削铸铁、铜及铝等材料时，一般不用切削液，精加工时，可采用煤油或7% 10%乳化液。切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液；切削镁合金时，不要切削液。(3)根据刀具材料 高速钢刀具粗加工时，用极压乳化液，精加工钢件时用极压乳化液或极压切削油。硬质合金刀具一般不用切削液，在加工硬度高、强度好、导热性差的特种材料和细长工件时，可用冷却为主的切削液。六、切屑的形成及形状1.切屑的形成切屑的形成，在金属切削过程中，通过刀具切除工件上多余的金属层而形成的切屑过程。切屑的形成实质上是切削层在刀具的挤
41、压作用下产生弹性变形、塑性变形、剪切滑移、形成切屑。2.切屑的形状(1)带状切屑，切削塑性材料，选择较高切削速度和较小深度时易产生内表面光滑，外表面毛茸状连绵不断的带状。如碳素钢、合金钢、铜和铝合金等，如图5-1a所示。(2)挤裂切屑，切削塑性材料，选择较低切速速度和较大深度时易生成内表面有裂纹，外表面呈齿状的挤裂切屑，如图5-1b所示。(3)单元切屑，在挤裂切削生成过程中，如果切屑破裂成形似梯形块状，称为单元切屑。单元切屑又称粒状切屑，如图5-1c所示。a) b) c) d)图5-1切屑的各种形状(4)崩碎切屑，在切削铸铁、黄铜等脆性材料时，切削层未变形己经崩碎，成不规则粒状切屑。如图5-1d所示1-6 尺寸的控制一、量具使用1.台阶轴长度的确定常用的方法有两种：一种是刻线痕法，另一种是床鞍刻度盘控制法。因为两种方法都一定的误差，所以刻线痕和床鞍刻度值都应该比所需要长度略短0.5-1mm，留出精车的余量。图6-1所示为刻线痕法控制长度。
