车工工艺-ppt课件.ppt
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1、 车 工 工 艺 学 绪论 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容。2、了解学习本课程的要求和重要意义。二、重点和难点 1、重点 通过教学使学生初步掌握车削的概念、车削的特点、车削的基本内容以及车工工艺学课程的内容。2、难点 学生缺乏车削实践认知;本课程的学习方法。三、课时安排:1H。四、教学过程:见教案。五、习题布置:见习题集。绪 论 一、车削在机械制造业中的地位 几个数据:车削任务占金属切削加工总量的60%80%;车床占机床总数的30%50%;数控车床占数控机床总数的25%左右。二、车削的基本内容 三、车削的特点 几乎所有车削加工类工件都带有旋转表面
2、。四、车工工艺学课程的内容 五、安全教育 第一章 车削的基本知识 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。2、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。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助平面和刃倾角。三、课时安排:13H。四、教学过程:见教案。五、习题布置:见习题集。课时分配 11 车床和车削运动 一、车床 1、卧式车床的主要结构和用途 九大部件。2、卧式车床的传动路线。CA6140 型车床传动路线方框图。二、车削运动 1、运动形式 2、车削过程中在工件上形成的三个表面。卧式车床
3、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。车削过程中的三个表面 12 车刀 一、常用车刀 1、常用车刀的种类和用途 2、硬质合金可转位车刀 二、车刀切削部分的几何要素 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 四、车刀切削部分的几何角度的主要作用及初 步选择 六个独立的基本角度 三个派生角度常用车刀参考平面的特征 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
4、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 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 副切削刃S 副偏角 Kr 副后面Aa 副后角0 车刀工作图的画法(补充)基本视图:基面投影图(局部)主正交平面局部视图 副正交平面局部视图 切削平面局部视图 局部放大 参数标注。13 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 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
5、好的导热性 良好的工艺性和经济性 良好的化学稳定性 二、车刀切削部分的常用材料 1、高速钢:18-4-1、6-5-4-2、9-3-4-1 2、硬质合金:K 类、P 类、M 类。13 刀具材料和切削用量(二)三、切削用量三要素 1、背吃刀量。2、进给量。3、切削用量。四、切削用量的选择 1、粗车时切削用量的选择。2、半精车、精车时切削用量的选择。14 切削过程与控制 金属切削过程。一、切屑的形成及种类 影响断屑的主要因素 断屑槽的宽度、切削用量、刀具角度。二、切削力 1、切削力的分解 2、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因素有关。切削过程:切削时,在刀具的切削刃
6、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(粗车)。崩碎切屑:切削脆性金属时,材料塑性小。切削过程:刀具切削刃的切割前面的推挤 被切削金属层产生变形剪切滑移变成切屑具体过程:切削刃的切割 弹性变形 塑性变形 剥离塑性金属塑性金属:切削刃的切割 弹性变形剥离形成已加工表面 切削力 切削加工时,工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。分解:切削热和温度 来源和传散 来源:变形与摩擦消耗的功转化为热能。传散:工件、刀具、切削(主要)
7、周围介质 影响切削温度的因素 刀具角度:前角对切削温度影响较明显:前角,切削温度;主偏角大,切削温度。切削用量: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
8、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 切削液 一、切削液的作用 1、冷却作用 2、润滑作用 3、清洗作用 4、防锈作用 二、切削液的种类及其使用 三、使用切削液时的注意事项 选 用1、根据加工性质粗加工,乳化液。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
9、,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:1、油状乳化油必须稀释后才能使用;2、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,否则刀头要产生裂纹。第二章 车轴类工件 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。2、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。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:10H。四、教学过程:见教案。五、
10、习题布置:见习题集。课时分配 21 车轴类工件用车刀 轴类工件的组成。一、加工不同精度的车刀 1、粗车刀 2、精车刀 二、加工不同结构要素的车刀 1、45 车刀及其应用 2、75 车刀及其应用 3、90 车刀及其应用 三、切断和切槽刀 1、切断刀及其应用 2、车槽刀及其应用为什么轴类工件车削加工要分粗、精车?粗车时余量大切削热高材料中存在应力合理使用机床及时发现缺陷 22 轴类工件的装夹 一、轴类工件的装夹方法 1、三爪自定心卡盘装夹 2、四爪单动卡盘装夹 3、一夹一顶装夹 4、两顶尖装夹 二、中心钻及顶尖 中心孔是如何加工出来的?1、中心钻 中心钻折断的原因及预防。2、顶尖四爪卡盘构造 三爪
11、卡盘构造 23 轴类工件的检测 一、长度单位 二、游标卡尺 1、游标卡尺的结构 2、游标卡尺的读数方法 三、千分尺 1、千分尺的种类和结构 2、千分尺的读数方法 四、卡规 游标卡尺的使用千分尺的使用24 轴类工件的车削工艺分析及车削质量分析(一)一、轴类工件车削工艺分析 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削工艺分析。二、轴类工件车削工艺分析示例 1、车削工艺分析 2、机械加工工艺卡 三、轴类工件的车削质量分析 轴类工件的车削工艺分析 及车削质量分析(二)四、减少工件表面粗糙度值的方法 1、减少残留面积高度 2、避免工件表面产生毛刺 3、避免磨损亮斑 4、防止切屑
12、拉毛已加工表面 5、防止和减少振纹 6、合理选用切削液,保证充分冷却润滑 五、积屑瘤 影响产生积屑瘤的因素 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1.52 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15
13、20m/min 时,切削温度约为300C 左右。最易产生。第三章 套类工件的加工 一、教学目的和要求 1、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切削用量。3、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。4、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 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。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:14H。四、教学过程:见教案。五、习题布置:见习题集。课时分配套类工件的加工特点 观察刀具切
14、削情况困难;刀具刚性不足;排屑和冷却困难;测量比较困难。31 钻孔工件上的内孔是 怎样加工出来的?加工孔的方法有:钻孔、扩孔、车孔、镗孔、铰孔、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 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 前面 主后面 主切削刃 顶角 前角 后角 横刃 横刃斜角 棱边 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。
15、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:孔径扩大和倾斜。2)、切削刃长度不等:孔径扩大。3)、顶角不对称且切削刃长度不等:孔径扩大和产生台阶。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
16、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、工件材料进行选用。上课啦,快让瞌睡虫离开32 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 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:
17、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:圆弧形后刀面或两个后角。内孔车刀的应用想一想:通孔车刀和盲孔车刀有何不同?二、车孔的技术要点 1、关键技术问题:内孔车刀刚度较差;冷却和排屑较困难。2、车孔的关键技术:解决内孔车刀的刚度和冷却排屑问题。3、增加内孔车刀的刚度的主要措施:尽量增加刀柄的截面积;刀柄的伸出长度尽可能缩短。4、解决排屑问题:主要是控制切屑流出的方向。精车时:前排屑。盲孔车削:后排屑。5、解决冷却问题:加大切削液流量;增大切削液压力。三、车孔时的切削用量(注意事项)背吃刀量是车孔余量的一半;进给量比车外圆时小20%40%;切削速度比车外圆时低10
18、%20%.34 车内沟槽、端面直槽和轴肩槽 本节内容为一般了解性内容。按结构 作用 车削方法顺序进行了解。35 铰孔当工件的孔径较小且精度要求较高时,用钻孔和车孔这两种方法能否达到精度要求?铰孔精度:IT7IT9,表面粗糙度值可达Ra0.4m。铰孔不能修正孔的直线度。一、铰刀 1、铰刀的几何形状 引导部分 导向角为45.切削部分 铰刀 修光部分 倒锥部分 2、铰刀的种类二、铰孔的方法 确定铰孔余量 铰孔前对孔的要求 选择铰刀 调整主轴和尾座套筒轴线的同轴度 选择合适的切削用量 选择合理的切削液。1、铰孔余量的确定 铰削余量:高速钢铰刀为0.080.12mm;硬质合金铰刀为0.150.20mm.
19、2、铰刀的选择 铰刀最好选择被加工孔公差带中间1/3 左右的尺寸。3、铰孔时的注意事项 铰孔前对孔的要求;调整主轴和尾座套筒轴线的同轴度;选择合理的铰削用量;合理选用切削液。36 套类工件形位公差的保证方法 保证套类工件形位精度主要是通过选择合理的装夹方法来实现,套类工件的正确装夹对于保证加工精度和提高生产效率至关重要。一、尽可能在一次装夹中完成车削 二、以外圆为基准保证位置精度 三、以内孔为基准保证位置精度 1、实体心轴 2、胀力心轴 四、采用专用夹具保证位置精度37 套类工件的测量 一、套类工件的常用测量量具 二、形状精度的测量 圆度:用内径百分表在孔的圆周的各个方向上去测量,测量结果的最
20、大值与最小值之差的一半。圆柱度:用内径百分表在孔的全长上取前、中、后几点,比较其测量值,其最大值与最小值之差的一半。三、位置精度的测量 1、径向圆跳动的测量方法 2、端面圆跳动的测量方法 3、端面对轴线的垂直度的测量方法用内径百分表测量工件内孔想一想:测量时如何得到孔的实际尺寸?38 套类工件的车削工艺分析及车削质量分析 套类工件一般由外圆、内孔、端面、台阶和内沟槽等结构要素组成。其主要特点是内外圆柱面和相关端面的形状精度和位置精度要求较高。套类工件在结构和形位精度两方面较轴类工件要复杂,加工难度高,制定车削加工工艺时,主要考虑保证内外圆柱面和相关端面间的形状精度和位置精度,同时兼顾尺寸精度和
21、生产效率等因素。一、套类工件的车削工艺分析 短小套类工件车削:最好在一次装夹中把内孔、外圆及端面都加工完毕。较高精度的孔:粗车端面 钻孔 粗车孔 半精车孔 精车端面 铰孔(车孔)粗车端面 钻孔 粗车孔 半精车孔 精车端面 磨孔 二、套类工件车削工艺分析示例 如图3 38 所示滑动轴承套,每批180 件。1、车削工艺分析 1)、多件加工 2)、圆棒料 3)、孔的精加工最好用铰削方法 4)、精车外圆应以内孔为基准 5)、内外沟槽加工应分别在精车内孔、外圆之前完成。2、滑动轴承套机械加工工艺卡三、套类工件的车削质量分析 我们大家不彷回想一下:我们在实习过程中车削内孔时出现过哪些问题?再想想为什么会出
22、现这些问题?车削套类工件时,由于机床、刀具、夹具、工件刚性及切削用量方面的因素和人为因素,往往会出现这样或那样的问题,造成工件报废(即产生废品)。第四章 车圆锥和成形面 一、教学目的和要求 1、掌握车圆锥和成形面的有关计算方法。能合理选择车圆锥和车成形面的方法。2、了解常用的标准工具圆锥。3、了解万能角度尺的结构、读数方法和测量方法。能正确地使用圆锥量规检测圆锥。4、会分析车圆锥时产生废品的原因,能提出预防措施。二、重点和难点 重点是圆锥的各部分尺寸计算、测量以及车削圆锥和成形面的方法,难点是仿形法车圆锥和车成形面。三、课时安排:10H。四、教学过程:见教案。五、习题布置:见习题集。课时分配4
23、1 圆锥的基本知识 圆锥配合的特点:1)、当圆锥角较小时,可传递很大的转矩;2)、圆锥面配合同轴度较高;3)、即使多次装卸,仍能做到无间隙配合。圆锥配合精度评定:对于精度要求较高的圆锥面,常用圆锥量规涂色法检验,其精度以接触面积的大小来评定。认识圆锥一、圆锥的基本参数及其尺寸计算 1、圆锥的基本参数 大端直径(D)小端直径(d)圆锥长度(L)锥度(C)圆锥半角(/2)2、基本计算公式 相关计算公式计算圆锥半角的近似公式 当圆锥半角/213 时,可用近似公式计算:说明:k 的取值与锥度有关。C0.10 k=28.7 C=0.100.20 k=28.6 C=0.210.28 k=28.5 C=0.
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