車工工藝與技能訓(xùn)練車工工藝與技能訓(xùn)練模塊一

車削加工基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)目的

車削及車削運動金屬切削基本知識

車刀

切削液

項目一

項目二

項目三

項目四

項目五

模塊一車削加工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的車削及車削運動金屬切削基本難點要求本章要求：1.了解本課程的學(xué)習(xí)目的；2.掌握車削加工和金屬切削加工的基本知識；3.了解安全文明生產(chǎn)的重要性并掌握安全文明生產(chǎn)的基本要求。本章難點：1.金屬切削原理；2.車刀切削部分的構(gòu)成難點本章要求：項目一學(xué)習(xí)目的

車削加工是指導(dǎo)車削操作的實踐性很強的專業(yè)課程。通過學(xué)習(xí)，我們應(yīng)該達到以下要求：（1）掌握車床工作原理。（2）合理選用常用刀具、刃具和切削液。（3）了解常用的工、夾、量具的用途、使用和保養(yǎng)方法。（4）解決實際生產(chǎn)中的計算問題，并能正確查閱有關(guān)的技術(shù)手冊和資料。（5）合理選擇工件的定位基準(zhǔn)，掌握工件的定位、夾緊的基本原理和方法。（6）制定零件的車削工藝，并能根據(jù)實際情況盡可能地采用先進工藝。（7）了解車削加工新工藝、新技術(shù)，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的途徑。（8）熟練掌握安全、文明生產(chǎn)的有關(guān)知識，并做到安全、文明生產(chǎn)。項目一學(xué)習(xí)目的 車削加工是指導(dǎo)車削操作的實踐性很強的專業(yè)課程項目二車削及車削運動車削的基本概念

要完成某一零件的切削加工，通常需要鑄、鍛、車、銑、刨、磨、鉗、熱處理等諸多工種的協(xié)同配合，而其中最基本、應(yīng)用最為廣泛的工種是車工。車削是指操作工人（即車工）在車床上根據(jù)圖樣的要求，利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的相對切割運動來改變毛坯的尺寸和形狀，使之成為合格工件的金屬切削方法。

基本概念項目二車削及車削運動車削的基本概念要完成某一零件的切削加項目二車削及車削運動車削運動

主運動：

是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動的最主要運動。工件的旋轉(zhuǎn)運動就是主運動。進給運動:

是與主運動配合，使工件多余材料不斷被去除的運動叫進給運動。車外圓是縱向進給運動，車端面、車槽、切斷是橫向進給運動。項目二車削及車削運動車削運動主運動： 是使刀具和工件之項目三金屬切削基本知識金屬切削過程

第一變形區(qū)從OA線開始發(fā)生塑性變形，到OM線金屬晶粒的剪切滑移基本完成。OA線和OM線之間的區(qū)域（圖中Ⅰ區(qū)）稱為第一變形區(qū)。第二變形區(qū)切削沿前刀面排出時進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化，基本上和前刀面平行。這一區(qū)域（圖中Ⅱ區(qū)）稱為第二變形區(qū)。第三變形區(qū)已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，造成表層金屬纖維化與加工硬化。這一區(qū)（圖中Ⅲ區(qū)）稱為第三變形區(qū)。金屬切削過程中的滑移線和流線示意圖

切屑形成過程示意圖

項目三金屬切削基本知識金屬切削過程 第一變形區(qū)從OA項目三金屬切削基本知識帶狀切屑：切屑呈連綿不斷的帶狀或螺旋狀，與前刀面接觸的內(nèi)表面光滑，外表面呈毛茸狀。一般在加工塑性材料（軟鋼鋁），采用較大的前角γo，較小的切屑深度ap，較高的切削速度vc時，會形成此類切屑

（a）

項目三金屬切削基本知識帶狀切屑：切屑呈連綿不斷的帶狀或螺旋項目三金屬切削基本知識節(jié)狀切屑：又稱擠裂切屑。其外表呈鋸齒形，內(nèi)表面有裂紋。當(dāng)采用較小的前角γo、較大的切削深度ap和較低的切削速度vc加工塑性材料時，會形成此類切屑，如圖

:

（b）

項目三金屬切削基本知識節(jié)狀切屑：又稱擠裂切屑。其外表呈鋸齒項目三金屬切削基本知識崩碎切屑：切屑為不規(guī)則的片狀或粒狀。切削脆性材料（如鑄鐵、黃銅）時，由于這類材料塑性很差，強度極限很低，切削層的金屬還未經(jīng)過明顯塑性變形，就被擠裂或脆斷。工件材料越脆、越硬，刀具前角越小，切削深度越大，越容易形成此類切屑，如圖

（c）

項目三金屬切削基本知識崩碎切屑：切屑為不規(guī)則的片狀或粒狀。項目三金屬切削基本知識積屑瘤的成因 切削過程中，由于切屑底層是剛從基體材料上剝離下來的新鮮表面，而刀具前面也在不斷地被切屑底面擦拭，也是新鮮表面，這兩個表面之間的黏附能力較強。因此，在切削過程中，在較高的壓力和溫度下，切屑底層與前面接觸處有黏結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，以致使切屑底層的金屬流動速度減慢，并產(chǎn)生一層很薄的滯流層。

積屑瘤的形成

項目三金屬切削基本知識積屑瘤的成因項目三金屬切削基本知識影響積屑瘤的主要因素:

工件材料的加工性能

刀具前角

切屑速度

冷卻潤滑

項目三金屬切削基本知識影響積屑瘤的主要因素:工件材料的刀項目三金屬切削基本知識影響切屑變形的主要因素工件材料

刀具前角

切削速度

進給量

主要因素工件材料的強度越低，塑性越大，加工時的切屑變形就越大。

刀具的前角越大，切屑刃鈍圓半徑越小，切屑刃就越鋒利，對切屑層金屬的擠壓也就會減小，所以，切屑變形也就相應(yīng)減小。切削速度對切屑變形的影響在切削碳鋼等塑性金屬時切屑底層的金屑，經(jīng)過第一、第二變形區(qū)的兩次塑性變形，其變形程度比切屑上層要劇烈得多。

項目三金屬切削基本知識影響切屑變工件材料刀具前角切削速項目三金屬切削基本知識切削阻力的分解

（1）主切削阻力Fz：即切向力，垂直于基面，與切削速度方向一致。它是諸分力中最大的一個，消耗的動力最多，約占機床總功率的95%～99%。Fz會使刀桿產(chǎn)生彎曲，因此裝夾車刀時，刀桿應(yīng)盡量伸出短一些。（2）切深阻力Fy：即徑向力，在基面內(nèi)且與進給方向垂直。它不消耗機床功率，但能使工件在水平面內(nèi)彎曲。當(dāng)工件細(xì)長，機床、刀具、夾具等剛性不足時，容易產(chǎn)生變形與振動，影響加工精度和表面粗糙度。（3）進給阻力Fx：即軸向力，在基面內(nèi)且與進給方向平行。它只消耗機床總功率的1%～5%，對進給系統(tǒng)零部件的受力大小有直接影響。

切削阻力的分解

項目三金屬切削基本知識切削阻力的分解（1）主切削阻力Fz項目三金屬切削基本知識工件材料對切削阻力的影響較大。工件材料的硬度或強度越高，切削阻力就越大。

切削用量中，主要是切削深度和進給量，通過影響切削面積來影響切削阻力。

切削阻力是切削過程中不可避免的一種抗力，它對切削產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)盡量減小切削阻力。

切削用量

刀具角度

工件材料

影響切削阻力的因素:

項目三金屬切削基本知識工件材料對切削阻力的影響較大。工件材項目三金屬切削基本知識切削熱 在金屬切削過程中，由于金屬的彈性與塑性變形以及切屑與前刀面、工件與后刀面的摩擦都要消耗能量，而這些能量的絕大部分將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｒ虼?，切削過程中的熱量主要來源于三個變形區(qū)：切屑、工件、刀具，如圖

切削熱源及其傳出

項目三金屬切削基本知識切削熱切削熱源及其傳出項目三金屬切削基本知識切削熱對切削加工的影響:

123傳入工件的熱量使工件溫度升高而影響工件的尺寸精度。特別是在加工導(dǎo)熱系數(shù)高的材料時（如有色金屬）更為嚴(yán)重。

由于切削區(qū)域短時間內(nèi)產(chǎn)生很多熱量，致使切削區(qū)內(nèi)工件的已加工表面溫度上升。傳入刀具的熱量，集中分布在刀具楔部，使刀刃附近的溫度迅速升高，引起刀具材料喪失切削能力。

項目三金屬切削基本知識切削熱對切削加工的影響:123傳入項目四車刀常用車刀

90°車刀

45°車刀

切斷刀

內(nèi)孔車刀

項目四車刀常用車刀9項目四車刀

車刀的切削部分是在較大的切削抗力、較高的切削溫度和劇烈的摩擦條件下進行工作的。車刀壽命的長短和切削效率的高低，首先決定于車刀切削部分的材料是否具備優(yōu)良的切削性能。具體應(yīng)滿足如下要求：

應(yīng)具有高硬度，其硬度要高于工件材料1.3～1.5倍；12345應(yīng)具有高的耐磨性；

應(yīng)具有高的耐熱性，即在高溫下能保持高硬度的性能；

應(yīng)具有足夠的抗彎強度和沖擊韌性，防止車刀脆性斷裂或崩刃；

應(yīng)具有良好的工藝性，即好的可磨削加工性較好的熱處理工藝性、較好的焊接工藝性。項目四車刀 車刀的切削部分是在較大的切削抗力、較高的切削項目四車刀車刀切削部分的常用材料:

高速鋼（又稱鋒鋼、白鋼）高速鋼是一種含鎢、鉻、釩、鉬等元素較多的高合金工具鋼。

硬質(zhì)合金由硬度和熔點均很高的碳化鎢、碳化鈦和膠結(jié)金屬鈷（Co）用粉末冶金方法制成。

項目四車刀車刀切削部分的常用材料:高速鋼（又稱鋒鋼、項目五切削液切削液的作用

1.冷卻作用

2.潤滑作用

3.沖洗作用切削液能吸收并帶走切削區(qū)域大量的切削熱，能有效地改善散熱條件、降低刀具和工件的溫度

在車削過程中，加注有一定壓力和充足流量的切削液，能有效地沖走黏附在加工表面和刀具上的微小切屑及雜質(zhì)由于切削液能滲透到切屑、刀具與工件的接觸面之間，并黏附在金屬表面上，從而形成一層極薄的潤滑膜項目五切削液切削液的作用1.冷卻作用2.潤滑項目五切削液切削液的種類:（1）乳化液：乳化液是用乳化油加15～20倍的水稀釋而成，主要起冷卻作用。其特點是黏度小、流動性好、比熱大，能吸收大量的切削熱，但因其水分較多，故潤滑、防銹性能差。（2）切削油：切削油的主要成分是礦物油，少數(shù)采用動物油和植物油。這類切削液的比熱小，黏度較大，散熱效果稍差、流動性差，但潤滑效果比乳化液好，主要起潤滑作用。項目五切削液切削液的種類:（1）乳化液：乳化液是用乳化油加11.車刀由哪幾個面和切削刃組成？2.切削平面、基面和截面之間有什么關(guān)系？3.車刀有哪些角度？如何定義？4.前角、主偏角、刃傾角對切削有何影響？5.常見車刀材料有哪幾類？各有什么特點？6.切削液有何作用？如何正確選擇切削液？如何正確有效地使用切削液？習(xí)題1.車刀由哪幾個面和切削刃組成？習(xí)題ThankYou!ThankYou!車工工藝與技能訓(xùn)練車工工藝與技能訓(xùn)練模塊一

車削加工基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)目的

車削及車削運動金屬切削基本知識

車刀

切削液

項目一

項目二

項目三

項目四

項目五

模塊一車削加工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的車削及車削運動金屬切削基本難點要求本章要求：1.了解本課程的學(xué)習(xí)目的；2.掌握車削加工和金屬切削加工的基本知識；3.了解安全文明生產(chǎn)的重要性并掌握安全文明生產(chǎn)的基本要求。本章難點：1.金屬切削原理；2.車刀切削部分的構(gòu)成難點本章要求：項目一學(xué)習(xí)目的

車削加工是指導(dǎo)車削操作的實踐性很強的專業(yè)課程。通過學(xué)習(xí)，我們應(yīng)該達到以下要求：（1）掌握車床工作原理。（2）合理選用常用刀具、刃具和切削液。（3）了解常用的工、夾、量具的用途、使用和保養(yǎng)方法。（4）解決實際生產(chǎn)中的計算問題，并能正確查閱有關(guān)的技術(shù)手冊和資料。（5）合理選擇工件的定位基準(zhǔn)，掌握工件的定位、夾緊的基本原理和方法。（6）制定零件的車削工藝，并能根據(jù)實際情況盡可能地采用先進工藝。（7）了解車削加工新工藝、新技術(shù)，以及提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的途徑。（8）熟練掌握安全、文明生產(chǎn)的有關(guān)知識，并做到安全、文明生產(chǎn)。項目一學(xué)習(xí)目的 車削加工是指導(dǎo)車削操作的實踐性很強的專業(yè)課程項目二車削及車削運動車削的基本概念

要完成某一零件的切削加工，通常需要鑄、鍛、車、銑、刨、磨、鉗、熱處理等諸多工種的協(xié)同配合，而其中最基本、應(yīng)用最為廣泛的工種是車工。車削是指操作工人（即車工）在車床上根據(jù)圖樣的要求，利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的相對切割運動來改變毛坯的尺寸和形狀，使之成為合格工件的金屬切削方法。

基本概念項目二車削及車削運動車削的基本概念要完成某一零件的切削加項目二車削及車削運動車削運動

主運動：

是使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動的最主要運動。工件的旋轉(zhuǎn)運動就是主運動。進給運動:

是與主運動配合，使工件多余材料不斷被去除的運動叫進給運動。車外圓是縱向進給運動，車端面、車槽、切斷是橫向進給運動。項目二車削及車削運動車削運動主運動： 是使刀具和工件之項目三金屬切削基本知識金屬切削過程

第一變形區(qū)從OA線開始發(fā)生塑性變形，到OM線金屬晶粒的剪切滑移基本完成。OA線和OM線之間的區(qū)域（圖中Ⅰ區(qū)）稱為第一變形區(qū)。第二變形區(qū)切削沿前刀面排出時進一步受到前刀面的擠壓和摩擦，使靠近前刀面處的金屬纖維化，基本上和前刀面平行。這一區(qū)域（圖中Ⅱ區(qū)）稱為第二變形區(qū)。第三變形區(qū)已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓和摩擦，造成表層金屬纖維化與加工硬化。這一區(qū)（圖中Ⅲ區(qū)）稱為第三變形區(qū)。金屬切削過程中的滑移線和流線示意圖

切屑形成過程示意圖

項目三金屬切削基本知識金屬切削過程 第一變形區(qū)從OA項目三金屬切削基本知識帶狀切屑：切屑呈連綿不斷的帶狀或螺旋狀，與前刀面接觸的內(nèi)表面光滑，外表面呈毛茸狀。一般在加工塑性材料（軟鋼鋁），采用較大的前角γo，較小的切屑深度ap，較高的切削速度vc時，會形成此類切屑

（a）

項目三金屬切削基本知識帶狀切屑：切屑呈連綿不斷的帶狀或螺旋項目三金屬切削基本知識節(jié)狀切屑：又稱擠裂切屑。其外表呈鋸齒形，內(nèi)表面有裂紋。當(dāng)采用較小的前角γo、較大的切削深度ap和較低的切削速度vc加工塑性材料時，會形成此類切屑，如圖

:

（b）

項目三金屬切削基本知識節(jié)狀切屑：又稱擠裂切屑。其外表呈鋸齒項目三金屬切削基本知識崩碎切屑：切屑為不規(guī)則的片狀或粒狀。切削脆性材料（如鑄鐵、黃銅）時，由于這類材料塑性很差，強度極限很低，切削層的金屬還未經(jīng)過明顯塑性變形，就被擠裂或脆斷。工件材料越脆、越硬，刀具前角越小，切削深度越大，越容易形成此類切屑，如圖

（c）

項目三金屬切削基本知識崩碎切屑：切屑為不規(guī)則的片狀或粒狀。項目三金屬切削基本知識積屑瘤的成因 切削過程中，由于切屑底層是剛從基體材料上剝離下來的新鮮表面，而刀具前面也在不斷地被切屑底面擦拭，也是新鮮表面，這兩個表面之間的黏附能力較強。因此，在切削過程中，在較高的壓力和溫度下，切屑底層與前面接觸處有黏結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，以致使切屑底層的金屬流動速度減慢，并產(chǎn)生一層很薄的滯流層。

積屑瘤的形成

項目三金屬切削基本知識積屑瘤的成因項目三金屬切削基本知識影響積屑瘤的主要因素:

工件材料的加工性能

刀具前角

切屑速度

冷卻潤滑

項目三金屬切削基本知識影響積屑瘤的主要因素:工件材料的刀項目三金屬切削基本知識影響切屑變形的主要因素工件材料

刀具前角

切削速度

進給量

主要因素工件材料的強度越低，塑性越大，加工時的切屑變形就越大。

刀具的前角越大，切屑刃鈍圓半徑越小，切屑刃就越鋒利，對切屑層金屬的擠壓也就會減小，所以，切屑變形也就相應(yīng)減小。切削速度對切屑變形的影響在切削碳鋼等塑性金屬時切屑底層的金屑，經(jīng)過第一、第二變形區(qū)的兩次塑性變形，其變形程度比切屑上層要劇烈得多。

項目三金屬切削基本知識影響切屑變工件材料刀具前角切削速項目三金屬切削基本知識切削阻力的分解

（1）主切削阻力Fz：即切向力，垂直于基面，與切削速度方向一致。它是諸分力中最大的一個，消耗的動力最多，約占機床總功率的95%～99%。Fz會使刀桿產(chǎn)生彎曲，因此裝夾車刀時，刀桿應(yīng)盡量伸出短一些。（2）切深阻力Fy：即徑向力，在基面內(nèi)且與進給方向垂直。它不消耗機床功率，但能使工件在水平面內(nèi)彎曲。當(dāng)工件細(xì)長，機床、刀具、夾具等剛性不足時，容易產(chǎn)生變形與振動，影響加工精度和表面粗糙度。（3）進給阻力Fx：即軸向力，在基面內(nèi)且與進給方向平行。它只消耗機床總功率的1%～5%，對進給系統(tǒng)零部件的受力大小有直接影響。

切削阻力的分解

項目三金屬切削基本知識切削阻力的分解（1）主切削阻力Fz項目三金屬切削基本知識工件材料對切削阻力的影響較大。工件材料的硬度或強度越高，切削阻力就越大。

切削用量中，主要是切削深度和進給量，通過影響切削面積來影響切削阻力。

切削阻力是切削過程中不可避免的一種抗力，它對切削產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)盡量減小切削阻力。

切削用量

刀具角度

工件材料

影響切削阻力的因素:

項目三金屬切削基本知識工件材料對切削阻力的影響較大。工件材項目三金屬切削基本知識切削熱 在金屬切削過程中，由于金屬的彈性與塑性變形以及切屑與前刀面、工件與后刀面的摩擦都要消耗能量，而這些能量的絕大部分將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｒ虼?，切削過程中的熱量主要來源于三個變形區(qū)：切屑、工件、刀具，如圖

切削熱源及其傳出

項目三金屬切削基本知識切削熱切削熱源及其傳出項目三金屬切削基本知識切削熱對切削加工的影響:

123傳入工件的熱量使工件溫度升高而影響工件的尺寸精度。特別是在加工導(dǎo)熱系數(shù)高的材料時（如有色金屬）更為嚴(yán)重。

由于切削區(qū)域短時間內(nèi)產(chǎn)生很多熱量，致使切削區(qū)內(nèi)工件的已加工表面溫度上升。傳入刀具的熱量，集中分布在刀具楔部，使刀刃附近的溫度迅速升高，引起刀具材料喪失切削能力。

項目三金屬切削基本知識切削熱對切削加工的影響:123傳入項目四車刀常用車刀

90°車刀

45°車刀

切斷刀

內(nèi)孔車刀

項目四車刀常用車刀9項目四車刀

車刀的切削部分是在較大的切削抗力、較高的切削溫度和劇烈的摩擦條件下進行工作的。車刀壽命的長短和切削效率的高低，首先決定于車刀切削部分的材料是否具備優(yōu)良的切削性能。具體應(yīng)滿足如下要求：

應(yīng)具有高硬度，其硬度要高于工件材料1.3～1.5倍；12345應(yīng)具有高的耐磨性；

應(yīng)具有高的耐熱性，即在高溫下能保持高硬度的性能；