车工工艺-课件.pptx
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1、 车车 工工 工工 艺艺 学学 绪论绪论一、教学目的和要求一、教学目的和要求 1、了解车削在机械制造业中的作用;了解车削的特点和基本内、了解车削在机械制造业中的作用;了解车削的特点和基本内容。容。2、了解学习本课程的要求和重要意义。、了解学习本课程的要求和重要意义。二、重点和难点二、重点和难点1、重点、重点通过教学使学生初步掌握车削的概念、车削的特点、车削的基本通过教学使学生初步掌握车削的概念、车削的特点、车削的基本内容以及车工工艺学课程的内容。内容以及车工工艺学课程的内容。2、难点、难点 学生缺乏车削实践认知;学生缺乏车削实践认知;本课程的学习方法。本课程的学习方法。三、课时安排三、课时安排
2、:1H。四、教学过程四、教学过程:见教案。见教案。五、习题布置:五、习题布置:见习题集。见习题集。绪绪 论论一、车削在机械制造业中的地位一、车削在机械制造业中的地位几个数据几个数据:车削任务占金属切削加工总量的车削任务占金属切削加工总量的60%80%;车床占机床总数的车床占机床总数的30%50%;数控车床占数控机床总数的数控车床占数控机床总数的25%左右。左右。二、车削的基本内容二、车削的基本内容三、车削的特点三、车削的特点 几乎所有车削加工类工件都带有旋转表面。几乎所有车削加工类工件都带有旋转表面。四、车工工艺学课程的内容四、车工工艺学课程的内容五、安全教育五、安全教育 第一章第一章 车削的
3、基本知识车削的基本知识一、教学目的和要求一、教学目的和要求 1、了解车车床主要组成部分的名称、作用及传动关系。、了解车车床主要组成部分的名称、作用及传动关系。2、初步掌握车刀几何要素的名称和主要作用。、初步掌握车刀几何要素的名称和主要作用。3、掌握车削和切削用量的基本概念,能初步选择切削用量。、掌握车削和切削用量的基本概念,能初步选择切削用量。二、重点和难点二、重点和难点重点是车刀角度和切削用量,难点是确定车刀角度的三个辅重点是车刀角度和切削用量,难点是确定车刀角度的三个辅助平面和刃倾角。助平面和刃倾角。三、课时安排三、课时安排:13H。四、教学过程四、教学过程:见教案。见教案。五、习题布置:
4、五、习题布置:见习题集。见习题集。课时分配课时分配章节内容章节内容学时学时第一章第一章13H112H126H132H142H151H 11 11 车床和车削运动车床和车削运动一、车床一、车床 1、卧式车床的主要结构和用途、卧式车床的主要结构和用途 九大部件。九大部件。2、卧式车床的传动路线。、卧式车床的传动路线。CA6140型车床传动路线方框图。型车床传动路线方框图。二、车削运动二、车削运动 1、运动形式、运动形式 2、车削过程中在工件上形成的三个表面。、车削过程中在工件上形成的三个表面。卧式车床外观车床主要由主轴箱、交换齿轮箱(又称挂轮箱)、进给箱、溜板部车床主要由主轴箱、交换齿轮箱(又称挂
5、轮箱)、进给箱、溜板部分(包括溜板箱、床鞍、中滑板、小滑板和刀架)、床身、尾座和分(包括溜板箱、床鞍、中滑板、小滑板和刀架)、床身、尾座和冷却、照明部分等。车床各部分的名称如图所示。冷却、照明部分等。车床各部分的名称如图所示。车削过程中的三个表面 12 12 车刀车刀一、常用车刀一、常用车刀 1、常用车刀的种类和用途、常用车刀的种类和用途 2、硬质合金可转位车刀、硬质合金可转位车刀二、车刀切削部分的几何要素二、车刀切削部分的几何要素 一般的车刀:三面二刃一刀尖。一般的车刀:三面二刃一刀尖。三、测量车刀角度的三个基准坐标平面三、测量车刀角度的三个基准坐标平面四、车刀切削部分的几何角度的主要作用及
6、初四、车刀切削部分的几何角度的主要作用及初 步选择步选择 六个独立的基本角度六个独立的基本角度 三个派生角度三个派生角度常用车刀参考平面的特征参考平面的特征基面:通过主(副)切削刃上某选定点,即主副切削刃的基面是同一个基面;垂直于该点主运动方向;车削时是水平面;垂直于切削平面。切削平面:垂直于基面;主切削平面;副切削平面;车削时是铅垂面。正交平面:垂直于基面和切削平面;主正交平面;副正交平面;车削时是铅垂面。车削加工时的参考平面常用车刀角度 车刀角度车刀角度 主切削刃S车刀刀尖 前面Ar 前角 0 副切削刃S 刃倾角s 车刀刀尖 主切削刃S 主偏角Kr 主后面Aa 主后角0 修光刃车刀刀尖 副
7、切削刃S 副偏角 Kr 副后面Aa 副后角0 车刀工作图的画法车刀工作图的画法(补充)补充)基本视图:基面投影图(局部)基本视图:基面投影图(局部)主正交平面局部视图主正交平面局部视图副正交平面局部视图副正交平面局部视图切削平面局部视图切削平面局部视图局部放大局部放大参数标注。参数标注。13 13 刀具材料和切削用量(一)刀具材料和切削用量(一)一、车刀切削部分应具备的基本性能一、车刀切削部分应具备的基本性能 较高的硬度较高的硬度 较高的耐磨性较高的耐磨性 足够的强度和韧性足够的强度和韧性 较高的耐热性较高的耐热性 较好的导热性较好的导热性 良好的工艺性和经济性良好的工艺性和经济性 良好的化学
8、稳定性良好的化学稳定性二、车刀切削部分的常用材料二、车刀切削部分的常用材料 1、高速钢:、高速钢:18-4-1、6-5-4-2、9-3-4-1 2、硬质合金:、硬质合金:K类、类、P类、类、M类。类。13 13 刀具材料和切削用量(二)刀具材料和切削用量(二)三、切削用量三要素三、切削用量三要素 1、背吃刀量。、背吃刀量。2、进给量。、进给量。3、切削用量。、切削用量。四、切削用量的选择四、切削用量的选择 1、粗车时切削用量的选择。、粗车时切削用量的选择。2、半精车、精车时切削用量的选、半精车、精车时切削用量的选择。择。14 14 切削过程与控制切削过程与控制金属切削过程。金属切削过程。一、切
9、屑的形成及种类一、切屑的形成及种类 影响断屑的主要因素影响断屑的主要因素 断屑槽的宽度、切削用量、刀具角度。断屑槽的宽度、切削用量、刀具角度。二、切削力二、切削力 1、切削力的分解、切削力的分解 2、影响切削力的主要因素、影响切削力的主要因素切削力的大小与工件材料、车刀角度和切削用量等切削力的大小与工件材料、车刀角度和切削用量等因素有关。因素有关。切削过程:切削时,在刀具的切削刃的切割和前刀角的推挤作用下,使被切削的金属层产生变形,剪切滑移而变成切屑。切屑的类型带状切屑:车削加工塑性金属时因切屑厚度太小、切屑速度高、前角大(不利于加工、容易发生事故)。挤裂切屑:切削速度低、切削厚度大、前角小(
10、粗车)。崩碎切屑:切削脆性金属时,材料塑性小。切削过程切削过程:刀具切削刃的切割刀具切削刃的切割前面的推挤前面的推挤被切削金属层产生变形被切削金属层产生变形剪切滑移剪切滑移变成切屑变成切屑具体过程具体过程:切削刃的切割切削刃的切割弹性变形弹性变形 塑性变形塑性变形剥离剥离塑性金属塑性金属塑性金属塑性金属:切削刃的切割切削刃的切割弹性变形弹性变形剥离剥离形成已加工表面形成已加工表面切削力切削力 切削加工时,工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。切削加工时,工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。分解:分解:切削热和温度切削热和温度来源和传散来源和传散来源:变形与摩擦消耗的功转化为热能。来源:变形与摩擦消耗
11、的功转化为热能。传散:工件、刀具、切削(主要)周围介质传散:工件、刀具、切削(主要)周围介质影响切削温度的因素影响切削温度的因素刀具角度:刀具角度:前角对切削温度影响较明显前角对切削温度影响较明显:前角前角,切削温度,切削温度;主;主偏角大,切削温度偏角大,切削温度。切削用量:切削用量:工件材料:强度和硬度高,温度小。工件材料:强度和硬度高,温度小。影响切削力的因素刀具方面 前角 大 切削力 小 主偏角 大 切削力 Fy小Fx大 刃倾角 改变合力Fr及合力Fxy的方向 刃倾角为正 切削力为负 Fy大 Fx小 刀尖圆弧半径 0.25-1时Fy增大 切削用量方面 切削深度和进给量 F不变ap大一倍
12、Fz大一倍 ap不变F大一倍Fz大70%-80%切削速度 大 切削力 小切削力的计算 主切削力近似公式 铸铁 Fc1000*ap*f(N)钢料 Fc2000*ap*f(N)切削功率计算 Pm=Fc*Vc/60*1000(kw)检验机床与选取电动机功率时 PmPE*PE电动机功率 传动效率=0.75-0.85 15 15 切削液切削液一、切削液的作用、切削液的作用 1、冷却作用、冷却作用 2、润滑作用、润滑作用 3、清洗作用、清洗作用 4、防锈作用、防锈作用二、切削液的种类及其使用二、切削液的种类及其使用三、使用切削液时的注意事项三、使用切削液时的注意事项 选选 用用1、根据加工性质粗加工,乳化
13、液。精加工,极压切削油或高浓度的极压乳化液。孔加工,黏度小的极压乳化液和极压切削油。2、根据工件材料钢件粗加工,乳化液。精加工,极压切削油。脆性金属,可用黏度小的煤油7%10%的乳化液,一般不加。有色金属,煤油和黏度小的切削油,镁合金用压缩空气3、根据刀具材料高速钢 粗加工,极压乳化液。精加工,极压乳化液和极压切削油。硬质合金 一般不加,也可用切削液(乳化液)注意点:注意点:1、油状乳化油必须稀释后才能使用;、油状乳化油必须稀释后才能使用;2、必须浇注在切削区域;、必须浇注在切削区域;3、硬质合金必须一开始就连续充分地浇注,、硬质合金必须一开始就连续充分地浇注,否则刀头要产生裂纹。否则刀头要产
14、生裂纹。第二章第二章 车轴类工件车轴类工件一、教学目的和要求一、教学目的和要求 1、掌握车削轴类工件用车刀及其几何参数的选择原则。、掌握车削轴类工件用车刀及其几何参数的选择原则。2、掌握轴类工件的测量方法。、掌握轴类工件的测量方法。3、能正确选择轴类工件的装夹方法,能进行简单轴类工件的车、能正确选择轴类工件的装夹方法,能进行简单轴类工件的车削工艺分析。削工艺分析。4、会分析轴类工件产生废品的原因,能提出预防措施。、会分析轴类工件产生废品的原因,能提出预防措施。二、重点和难点二、重点和难点重点是车削轴类工件用车刀的几何参数的正确选择以及游标卡尺重点是车削轴类工件用车刀的几何参数的正确选择以及游标
15、卡尺和千分尺的读数方法。难点是选择轴类工件的装夹方法。和千分尺的读数方法。难点是选择轴类工件的装夹方法。三、课时安排三、课时安排:10H。四、教学过程四、教学过程:见教案。见教案。五、习题布置:五、习题布置:见习题集。见习题集。课时分配课时分配章节内容章节内容学时学时第二章第二章10H212H222H234H242H 21 21 车轴类工件用车刀车轴类工件用车刀轴类工件的组成。轴类工件的组成。一、加工不同精度的车刀一、加工不同精度的车刀 1、粗车刀、粗车刀 2、精车刀、精车刀二、加工不同结构要素的车刀二、加工不同结构要素的车刀 1、45车车刀及其刀及其应应用用 2、75车车刀及其刀及其应应用用
16、 3、90车车刀及其刀及其应应用用三、切断和切槽刀三、切断和切槽刀 1、切断刀及其、切断刀及其应应用用 2、车车槽刀及其槽刀及其应应用用为什么轴类工件车削为什么轴类工件车削加工要分粗、精车?加工要分粗、精车?粗车时余量大粗车时余量大切削热高切削热高材料中存在应力材料中存在应力合理使用机床合理使用机床及时发现缺陷及时发现缺陷 22 22 轴类工件的装夹轴类工件的装夹一、轴类工件的装夹方法一、轴类工件的装夹方法 1、三爪自定心卡盘装夹、三爪自定心卡盘装夹 2、四爪单动卡盘装夹、四爪单动卡盘装夹 3、一夹一顶装夹、一夹一顶装夹 4、两顶尖装夹、两顶尖装夹二、中心钻及顶尖二、中心钻及顶尖 中心孔是如何
17、加工出来的?中心孔是如何加工出来的?1、中心钻、中心钻 中心钻折断的原因及预防。中心钻折断的原因及预防。2、顶尖、顶尖四爪卡盘构造 三爪卡盘构造 23 23 轴类工件的检测轴类工件的检测一、长度单位一、长度单位二、游标卡尺二、游标卡尺 1、游标卡尺的结构、游标卡尺的结构 2、游标卡尺的读数方法、游标卡尺的读数方法三、千分尺三、千分尺 1、千分尺的种类和结构、千分尺的种类和结构 2、千分尺的读数方法、千分尺的读数方法四、卡规四、卡规 游标卡尺的使用千分尺的使用24 24 轴类工件的车削工艺分析及轴类工件的车削工艺分析及车削质量分析(一)车削质量分析(一)一、轴类工件车削工艺分析一、轴类工件车削工
18、艺分析 应根据工件的形状特点、技术要求、应根据工件的形状特点、技术要求、数量多少和装夹方法对轴类工件进行车数量多少和装夹方法对轴类工件进行车削工艺分析。削工艺分析。二、轴类工件车削工艺分析示例二、轴类工件车削工艺分析示例 1、车削工艺分析、车削工艺分析 2、机械加工工艺卡、机械加工工艺卡三、轴类工件的车削质量分析三、轴类工件的车削质量分析 轴类工件的车削工艺分析轴类工件的车削工艺分析 及车削质量分析(二)及车削质量分析(二)四、减少工件表面粗糙度值的方法四、减少工件表面粗糙度值的方法 1、减少残留面积高度、减少残留面积高度 2、避免工件表面产生毛刺、避免工件表面产生毛刺 3、避免磨损亮斑、避免
19、磨损亮斑 4、防止切屑拉毛已加工表面、防止切屑拉毛已加工表面 5、防止和减少振纹、防止和减少振纹 6、合理选用切削液,保证充分冷却润、合理选用切削液,保证充分冷却润滑滑五、积屑瘤五、积屑瘤 影响产生积屑瘤的因素影响产生积屑瘤的因素 补充材料补充材料积屑瘤:用中等切削速度切削钢料或其他塑性金属时,切屑与车刀前刀面之间产生很大的摩擦力,尤其当车刀前刀面不太光滑时,摩擦力更大,同时产生很高的温度。滞留层金属跟切屑分滞留层金属跟切屑分离而形成一个楔块粘在车刀前面上,这块金属因为受加工硬化影离而形成一个楔块粘在车刀前面上,这块金属因为受加工硬化影响,硬度很高,约为原工件材料硬度的响,硬度很高,约为原工件
20、材料硬度的1.52倍,称为积屑瘤倍,称为积屑瘤。影响产生积屑瘤的因素:工件材料、切削速度、刀具前角、刀具前面的表面粗糙度和切削液;其中切削速度影响最大。切削速度在25m/min以下,不会产生;切削速度在70m/min以上,不会产生;切削速度在1520m/min时,切削温度约为300C左右。最易产生。第三章第三章 套类工件的加工套类工件的加工一、教学目的和要求一、教学目的和要求 1、掌握孔加工车刀的几何形状及用。、掌握孔加工车刀的几何形状及用。2、掌握套类工件的钻削、车削和铰削方法,能合理选择加工套类工件的、掌握套类工件的钻削、车削和铰削方法,能合理选择加工套类工件的切削用量。切削用量。3、能正
21、确选择套类工件的装夹方法,能进行简单套类工件的车削工艺分、能正确选择套类工件的装夹方法,能进行简单套类工件的车削工艺分析,掌握套类工件的测量方法。析,掌握套类工件的测量方法。4、会分析轴类工件产生废品的原因,能提出预防措施、会分析轴类工件产生废品的原因,能提出预防措施。二、重点和难点二、重点和难点重点是麻花钻的几何形状、车孔的关键技术和保证套类工件形位精度的方重点是麻花钻的几何形状、车孔的关键技术和保证套类工件形位精度的方法。法。难点是麻花钻工作部分几何角度及保证套类工件形位精度的方法。难点是麻花钻工作部分几何角度及保证套类工件形位精度的方法。三、课时安排三、课时安排:14H。四、教学过程四、
22、教学过程:见教案。见教案。五、习题布置:五、习题布置:见习题集见习题集。课时分配课时分配章节内容章节内容学时学时第三章第三章14H313H321H332H341H351H362H372H382H套类工件的加工特点套类工件的加工特点观察刀具切削情况困难;刀具刚性不足;刀具刚性不足;排屑和冷却困难;排屑和冷却困难;测量比较困难。31 31 钻孔钻孔工件上的内孔是工件上的内孔是 怎样加工出来的怎样加工出来的?加工孔的方法有:加工孔的方法有:钻孔钻孔、扩孔扩孔、车孔车孔、镗孔、镗孔、铰孔铰孔、磨孔等。、磨孔等。钻孔:用钻头在实体材料上加工孔的方法。一、麻花钻的几何形状 1、麻花钻的组成 柄部 前面(2
23、个)6面 主后面(2个)副后面(2个)麻花钻 颈部 主切削刃(2条)切削部分 5刃 副切削刃(2条)横刃(1条)工作部分 2棱边 导向部分2、麻花钻工作部分的几何形状 螺旋槽螺旋槽 前面前面 主后面主后面 主切削刃主切削刃 顶角顶角 前角前角 后角后角 横刃横刃 横刃斜角横刃斜角 棱边棱边 麻花钻的几何角度的变化麻花钻的几何角度的变化 1、螺旋槽 螺旋角 螺旋角的变化规律 变化范围 螺旋角的大小与前角的关系。2、前面 前角 前角的变化规律 变化范围 与其他角度的关系。3、后面 后角 后角的变化规律 变化范围 与其他角度的关系。4、两条主切削刃的形状 顶角 顶角大小 顶角大小对加工的影响。5、横
24、刃 横刃斜角 横刃斜角大小 横刃斜角大小与其他角度的关系。二、麻花钻的刃磨要求 1、麻花钻的刃磨要求 1)、两主切削刃对称相等 2)、横刃斜角为55 2、刃磨不正确的麻花钻对钻孔质量的影响 1)、顶角不对称:孔径孔径扩扩大和大和倾倾斜斜。2)、切削刃长度不等:孔径孔径扩扩大大。3)、顶角不对称且切削刃长度不等:孔径孔径扩扩大和大和产产生台生台阶阶。麻花钻的修磨修磨前面:减小外缘处前角;修磨横刃:减短横刃、增大横刃处前角;修磨棱边:减小棱边宽度;双重刃磨:刃磨出双重顶角;修磨主后刀面:开分屑槽。三、钻孔时的切削用量1、背吃刀量2、切削速度3、进给量四、钻孔时切削液的选用一般情况应根据钻头材料、工
25、件材料进行选用。上课啦,快上课啦,快让瞌睡虫离让瞌睡虫离开开32 32 扩孔和锪孔扩孔和锪孔(本节内容只作一般性了解)一、扩孔 1、用麻花钻扩孔 2、用扩孔钻扩孔二、锪孔 1、锪钻 柱形锪钻 锥形锪钻 端面锪钻 2、锪孔时的注意事项 进给量和切削速度应较小;精锪时可利用停车时主轴的惯性进行;钢件锪孔时应充分加注冷却液。33 33 车孔车孔车孔精度:IT7IT8,表面粗糙度值可达Ra1.63.2m。精细车可以达到更小(Ra0.8m)车孔还可修正孔的直线度。一、车孔车刀 1、通孔车刀:几何形状与75外圆车刀相似。2、盲孔车刀:几何形状与偏刀相似。相似之处:圆圆弧形后刀面或两个后角弧形后刀面或两个后
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