33730Z2,主编,学习情境二 台阶轴车削加工,学习情境二 台阶轴车削加工,第一节 车刀与车削运动(资讯) 第二节 外圆表面的车削加工(决策) 第三节 台阶轴车削技能训练(计划) 1.90偏刀的刃磨训练 第四节 台阶轴车削加工(实施) 第五节 台阶轴检验与质量评估(检验与评估),第一节 车刀与车削运动(资讯),一、车刀的选用与刃磨 1.车刀选用 (1)车刀材料 车刀的切削刃部分要承受很大的切削力、很高的温度和强烈的摩擦和冲击。 1)硬度高，耐磨性好。 2)足够的强度和韧性。 3)耐热性好。 4)良好的工艺性。,第一节 车刀与车削运动(资讯),表2-1 车刀材料的工艺性能和应用范围,(2)车刀种类与用途 车刀按其用途可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、圆头车刀和螺纹车刀等。,第一节 车刀与车削运动(资讯),图2-1 常用车刀种类 a)外圆车刀 b)端面车刀 c)切断刀 d)内孔车刀 e)圆头车刀 f)螺纹车刀,1)外圆车刀(90车刀，又称偏刀)，如图2-1a所示，用于车削工件外圆、台阶和端面。 2)端面车刀(45车刀，又称弯头车刀)，如图2-1b所示，用于切削外圆、端面和倒角。,第一节 车刀与车削运动(资讯),3)切断刀，如图2-1c所示，用于切断工件或工件上车槽。 4)内孔车刀，如图2-1d所示，用于车削工件的内孔。 5)圆头车刀，如图2-1e所示，用于车削工件的圆弧面或成形面。 6)螺纹车刀，如图2-1f所示，用于车削螺纹。,图2-2 常用车刀的用途,第一节 车刀与车削运动(资讯),(3)车刀的结构 常用车刀有三种结构形式，如图2-3所示。 1)整体车刀(图2-3a)。 2)焊接车刀(图2-3b)。 3)机夹可转位车刀(图2-3c)。 (4)车刀的组成 车刀由刀体与刀头两部分组成。,图2-3 车刀的结构形式 a)整体车刀 b)焊接车刀 c)机夹可转位车刀,第一节 车刀与车削运动(资讯),1)前刀面。 2)主后刀面。 3)副后刀面。 4)主切削刃。 5)副切削刃。 6)刀尖。 (5)车刀的几何角度 1)车刀的辅助平面。,图2-4 车刀的辅助平面与主要角度 a)车刀的辅助平面 b)车刀的主要角度,第一节 车刀与车削运动(资讯),基面。基面是指通过切削刃上选定点，并与该点切削速度方向垂直的平面。 切削平面。切削平面是指通过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。 正交平面。正交平面是指通过切削刃上选定点同时垂直于基面和切削平面的平面。 2)车刀的几何角度和作用。 前角o。前角是前刀面和基面间的夹角。前角影响刃口的锋利程度和强度，影响切削变形和切削力。前角增大，能使刃口锋利，切削省力，排屑顺利；前角减小，增加刀头强度和改善刀头的散热条件。一般取o=520，精加工时，o取较大值。,第一节 车刀与车削运动(资讯),主后角o。主后角是主后刀面和切削平面间的夹角。其作用是减小主后刀面与加工表面的摩擦。一般取o=812，粗车或切削硬材料时取较小值，精车或切削软材料时取较大值。,图2-5 车刀刃倾角的作用 a) =0 b) 0 c) 0,第一节 车刀与车削运动(资讯),副后角o。副后角是副后刀面与切削平面间的夹角。副后角的主要作用是减小车刀副后刀面与已加工表面的摩擦。一般副后角磨成与主后角相等。 主偏角r。主偏角为主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。主偏角的作用是改变主切削刃和刀头的受力及散热情况。通常r选45、60、75、90几种。 副偏角r。副偏角是副切削刃在基面上的投影与进给方向相反方向的夹角。副偏角的作用是减小副切削刃和工件已加工表面的摩擦。一般选取r=515，r越大，残留面积越大。,第一节 车刀与车削运动(资讯),刃倾角s。刃倾角是主切削刃与基面的夹角。其主要作用是控制排屑方向，并影响刀头强度。s有正、负值和0三种情况，如图2-5所示。当刀尖位于主切削刃上的最高点时，s0，刀尖强度削弱，切屑排向待加工表面，适宜精加工；当刀尖位于主切削刃上的最低点时，s0 ，刀尖强度增加，切屑排向已加工表面，适宜粗加工。一般取s=55。 楔角o。楔角是正交平面内前刀面与后刀面间的夹角。楔角影响刀头的强度。 刀尖角r。刀尖角是主切削刃和副切削刃在基面上的投影夹角。刀尖角影响刀尖强度和散热条件。,第一节 车刀与车削运动(资讯),图2-6 用金刚 石砂轮刀修整,第一节 车刀与车削运动(资讯),2.常用车刀的刃磨方法 (1)砂轮的选用 1)氧化铝砂轮(白色)适用于刃磨高速钢车刀。 2)碳化硅砂轮(绿色)适用于刃磨硬质合金车刀。 (2)砂轮机的正确使用 1)在磨刀前，要对砂轮机进行安全检查。 2)磨刀时，尽可能避免在砂轮侧面上刃磨。 3)砂轮磨削表面须经常修整，使砂轮没有明显的跳动。,图2-7 刃磨车刀的方法与步骤 a)磨主后刀面 b)磨副后刀面 c)磨前刀面和断屑槽 d)磨过渡刃 e)磨负倒棱 f)研磨刀面,第一节 车刀与车削运动(资讯),4)砂轮要经常检查，如发现砂轮有裂纹或太小，要及时更换。 5)重新装夹砂轮后，要进行检查，经试转后才可使用。 6)刃磨结束后，应及时关闭砂轮机电源。 (3)刃磨姿势 1)刃磨时，人站在砂轮的侧面，与砂轮正面成45夹角。 2)两手握刀时，手肘应夹紧腰部，这样可以减少磨刀时的抖动。 3)磨刀时，车刀应放在砂轮的水平中心，车刀接触砂轮后应沿水平方向左右移动。 (4)刃磨步骤与方法 1)磨主后刀面，如图2-7a所示；然后磨副后刀面，如图2-7b所示。 2)磨前刀面和断屑槽，如图2-7c所示；磨过渡刃，如图2-7d所示；磨负倒棱，如图2-7e所示。,第一节 车刀与车削运动(资讯),3)精磨主后刀面，磨好主后角和主偏角；精磨副后刀面，磨好副后角和副偏角。 4)磨刀尖圆弧，在主刀面和副刀面之间磨出刀尖圆弧。 5)在砂轮上将各面磨好后,再用油石精磨各面，如图2-7f所示。 (5)车刀角度的检验方法 1)目测法。 2)量角器、样板测量法。 二、切削运动与切削量 1.车削运动,第一节 车刀与车削运动(资讯),图2-8 车削运动和加工,(1)主运动 切除工件的表面，使之转变为切屑，,第一节 车刀与车削运动(资讯),从而形成工件新表面的运动称为主运动。 (2)进给运动 使新的切削层不断投入切削的运动称为进给运动。 2.切削量及切削量的选择 (1)切削量 切削量是衡量切削运动大小的参数。 1)背吃刀量。,图2-9 背吃刀量和进给量,第一节 车刀与车削运动(资讯),2)进给量。 3)切削速度。,图2-10 切削速度示意图,第一节 车刀与车削运动(资讯),(2)切削用量的选择原则 粗车时，应考虑提高生产率并保证合理的刀具寿命。 1)切削深度的选择原则。 2) 进给量的选择原则。 3)切削速度的选择原则。 切削热轧中碳钢，平均切削速度为100m/min。 切削合金钢，平均切削速度为7080m/min。 切削灰铸铁，平均切削速度为70m/min。 切削调质钢，平均切削速度比切削正火钢、退火钢降低2030。 切削非铁金属，平均切削速度为200300m/min。 4)注意事项,第一节 车刀与车削运动(资讯),断续切削、车削细长轴、加工大型偏心工件的切削速度不宜太高。 用硬质合金车刀精车时，一般多采用较高的切削速度(80100m/min)；用高速钢车刀时，宜采用较低的切削速度。 实训时，由于操作者处在初学阶段，切削速度应选取较低值(比较安全、便于操作)。 3.切削量的选择实例 例2-1 工件直径为75mm，毛坯直径为80mm，材料为45钢，车刀用硬质合金YT15。试确定主轴转速和进给量。 (1)选择背吃刀量ap 留精车余量0.5mm，ap=(dw-dm)/2=(80-76)mm/2=2mm。,第一节 车刀与车削运动(资讯),(2)选择进给量f 根据选择原则f=0.31.2r/min，取f=0.81.0r/min。 (3)选择切削速度vc 根据切削速度的的选择原则,粗加工时取vc为100m/min。 (4)确定主轴转速n 根据式(2-2)得主轴转速n=1000vc/(dw)。 三、轴类零件的种类与基本结构,图2-11 轴类零件的种类 a)光轴 b)偏心轴 c)台阶轴 d)空心轴,第一节 车刀与车削运动(资讯),四、轴类零件车削常用车刀的选用与刃磨 1.轴类零件车削常用车刀的选用 (1)90偏刀 90偏刀(图2-12a)车外圆时产生的背向力小，不易将工件顶弯，常用于车削工件的外圆、台阶和端面，适合车削细长轴。 (2)45弯头车刀 45弯头车刀(图2-12b)用于车倒角和端面，也可用于车削长度较短的外圆。 (3)75强力车刀 75强力车刀(图2-12c)刀尖角大于90，强度高，耐用性好，适用于粗车余量较大的铸、锻件。 (4)直头外圆车刀 直头外圆车刀(图2-12d)用于负荷较小时的外圆加工。 (5)圆弧车刀 圆弧车刀(图2-12e)用于车削圆弧台阶。,第一节 车刀与车削运动(资讯),(6)车槽刀和切断刀 车槽刀用于车削槽，切削刀用于切断零件。,图2-12 车削轴类零件的常用车刀 a) 90偏刀 b) 45弯头车刀 c) 75强力车刀 d)直头外圆车刀 e)圆弧车刀,2.轴类零件车削常用车刀的刃磨 (1) 高速钢切断刀的几何角度 前角o=520；主后角o=68；主偏角r=90；两个副后角o=12；两个副偏角r=11.5，如图2-13所示。 (2) 高速钢切断刀刀头宽度和长度的选择,第一节 车刀与车削运动(资讯),1)切断刀刀头宽度(mm)的计算公式为 2)刀头部分的长度L的计算公式为,图2-13 高速钢切断刀,第一节 车刀与车削运动(资讯),214.TIF,第一节 车刀与车削运动(资讯),2M14.TIF,第一节 车刀与车削运动(资讯),图2-14 切断刀的刀头长度,(3)切断刀和车槽刀的刃磨方法 1)刃磨左侧副后刀面：两手握刀，前刀面向上，如图2-15a所示，磨出左侧副后角和副偏角及刀头长度。 2)刃磨右侧副后刀面：两手握刀，前刀面向上，如图2-15b所示，同时磨出右侧副后角和副偏角及刀头长度。 3)刃磨主后刀面：两手握刀，前刀面向上，如图2-15c所示，同时磨出主后角。,第一节 车刀与车削运动(资讯),4)刃磨前刀面：车刀前面对着砂轮磨削表面，如图2-15d所示，同时磨出前角。,图2-15 切断刀的刃磨 a)刃磨左侧副后刀面 b)刃磨右侧副后刀面 c)刃磨主后刀面 d)刃磨前刀面,第二节 外圆表面的车削加工(决策),一、外圆柱面车削的方法与步骤 1. 车刀的选用及安装,图2-16 外圆车刀 a) 45弯头车刀 b) 6075外圆车刀 c) 90偏刀,2.车削方法与步骤 1)检查毛坯尺寸，划线确定车削长度。,第二节 外圆表面的车削加工(决策),2)起动车床，移动床鞍至工件右端，用中滑板控制背吃刀量，床鞍作纵向进给车削外圆。 3)根据测量尺寸调整背吃刀量。 4)倒角并自检尺寸。 5)调头车外圆。,217.TIF,第二节 外圆表面的车削加工(决策),2M17.TIF,第二节 外圆表面的车削加工(决策),图2-17 试切外圆,第二节 外圆表面的车削加工(决策),图2-18 工件调头校正,6)外圆检验。,第二节 外圆表面的车削加工(决策),二、端面车削的方法与步骤 1.车刀的选用与安装,图2-19 车削端面 a) 45弯头车刀车端面 b) 90偏刀从外向中心进给车端面 c) 90偏刀从中心向外进给车端面 d) 90左偏刀车端面,2.车削过程 1)起动车床。,第二节 外圆表面的车削加工(决策),2)车削时，先开动车床使工件旋转，移动床鞍和中滑板使车刀靠近工件端面后，应将床鞍位置锁定，避免床鞍有间隙或误操作发生纵向位移而影响平面度。 3)双手摇动中滑板手柄车端面，要求手动进给速度均匀，用小滑板控制背吃刀量，让车