金工實習(xí)——模塊二車工技能21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機械設(shè)計制造系列“十四五”新工科應(yīng)用型教材建設(shè)項目成果車削工藝01車削基礎(chǔ)知識

車削是在車床上利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和車刀的直線（或曲線）運動來改變毛坯的尺寸、形狀,使之成為合格工件的一種金屬切削方法。車削工藝主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面,如內(nèi)、外圓柱面，圓錐面,成形回轉(zhuǎn)表面及端面等,此外,車床還能加工螺紋面。若使用孔加工刀具(如鉆頭、鉸刀等)則可加工內(nèi)圓表面,其加工范圍如圖2-1所示。認識車床

車床的種類很多,按結(jié)構(gòu)及用途可分為臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、多刀車床、仿形車床、單軸縱切自動車床、多軸棒料自動車床等，此外，還有曲軸車床、鏟齒車床及其他車床。下面以CA6140型普通臥式車床(見圖2-3)為例,講解車床的結(jié)構(gòu)、組成及各部分功能,該車床是一種通用車床,應(yīng)用廣泛。CA6140機床型號含義:C代表車床,A為結(jié)構(gòu)特性代號或生產(chǎn)廠家代號,用于區(qū)別C6140型,6代表臥式或組別代號,1代表基本型或型別代號,40表示最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm的1/10。1.卡盤卡盤是車床裝夾工件的主要夾具之一。常用的卡盤有自定心卡盤和單動卡盤。2.主軸箱主軸箱安裝在床身的左上端，又稱床頭箱，是變速、變向機構(gòu)。3.進給箱進給箱內(nèi)裝有實現(xiàn)進給運動的變速機構(gòu)。調(diào)整進給箱外面各種手柄的位置，可獲得各種進給量或螺距，并將運動變換經(jīng)光杠或絲杠傳遞到溜板箱。4.光杠和絲杠光杠和絲杠的作用是將進給箱運動傳遞給溜板箱。車外圓、車端面等自動進給時，通過光杠傳動使刀具做進給運動。絲杠轉(zhuǎn)動則用于車削螺紋。5.溜板箱溜板箱內(nèi)裝有進給運動的分向機構(gòu)，其作用是將進給箱傳來的運動傳遞給刀架。床鞍位于床身中部，其上裝有大拖板、中拖板、小拖板和刀架。7.刀架刀架用于裝夾刀具，可帶動刀具做縱向、橫向或斜向進給運動，刀架安裝在小拖板上。8.床身床身是車床的基礎(chǔ)零件，用于連接各主要部件并保證各部件之間具有正確的相對位置。9.尾座尾座安裝在床身的尾座導(dǎo)軌上，其上的套筒可安裝頂尖或各種孔加工刀具，用于支承工件或?qū)ぜM行孔加工。安全文明生產(chǎn)知識1.做好自身防護（1）工作前應(yīng)穿戴好防護用品，扎好袖口，不準戴圍巾、手套，不準穿拖鞋和涼鞋。（2）女工應(yīng)戴工作帽，頭發(fā)或辮子應(yīng)塞入帽內(nèi)。（3）戴防護眼鏡，注意頭部與工件保持安全距離，不能靠得太近。2.遵守車床安全操作規(guī)程3.養(yǎng)成文明生產(chǎn)的習(xí)慣文明生產(chǎn)是生產(chǎn)管理的一項十分重要的內(nèi)容，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量；影響設(shè)備和工、夾、量具的使用壽命；影響操作工人技能的發(fā)揮。所以在整個學(xué)習(xí)過程中，要注意養(yǎng)成文明生產(chǎn)的好習(xí)慣認識車削設(shè)備一、車刀的組成及結(jié)構(gòu)車刀由刀頭和刀柄組成，如圖2-4所示。刀頭用于切削，故又稱為切削部分，刀柄的作用是使車刀被夾固在刀架或刀座上。車刀可用高速鋼制成，也可在碳素結(jié)構(gòu)鋼的刀柄上焊上硬質(zhì)合金刀片。車刀的切削部分一般由三面、兩刃和刀尖組成。1.三面（1）前刀面：切削時，切屑沿著流出的表面。（2）主后刀面：切削時，刀具上與工件待加工表面相對的表面，也稱為后刀面。（3）副后刀面：切削時，刀具上與工件已加工表面相對的表面。2.兩刃（1）主切削刃：前刀面與主后刀面的交線，主切削刃擔(dān)負著主要的切削工作。（2）副切削刃：前刀面與副后刀面的交線，副切削刃也參加切削工作。3.刀尖主切削刃和副切削刃相交的部分稱為刀尖，通常制成一小段過渡圓弧，有時制成一小段直線過渡刃。車刀的幾何角度1.車刀的輔助平面為了確定車刀的角度,需要建立輔助平面,車刀的輔助平面為基面、切削平面、正交平面與副正交平面,如圖2-5所示。2.車刀的幾何角度和作用車刀的幾何角度分為工作角度和標注角度。工作角度是刀具在工作狀態(tài)的角度,它的大小與刀具的安裝位置及切削運動有關(guān)。標注角度一般是在3個互相垂直的坐標平面內(nèi)確定的,它是刀具制造、刃磨和測量所要控制的角度。

如圖2-6所示，基面上有主偏角kr和副偏角kr′，正交平面上有前角γ0和后角α0，副正交平面上有副后角α0′，切削平面上有刃傾角λs。了解車刀的分類

車刀的種類很多，按用途不同可分為外圓車刀、端面車刀、鏜孔刀、切斷刀、螺紋車刀和成型車刀等；按形狀不同可分為直頭刀、彎頭刀、尖刀、圓弧車刀、左偏刀和右偏刀等。常用車刀的形式與用途如圖2-10所示。刀具材料在切削過程中,刀具切削部分在具有強烈摩擦、高壓和高溫的惡劣條件下工作,同時還要承受沖擊和振動,因此刀具切削部分的材料應(yīng)具備良好的基本性能。1.刀具材料應(yīng)具備的性能（1）高硬度。（2）高耐磨性。（3）足夠的強度和韌性。（4）高熱硬性（高的耐熱性和熱穩(wěn)定性）。（5）良好的工藝性能。

此外,刀具材料還應(yīng)具有良好的熱物理性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能和良好的工藝性能。2.刀具材料的種類（1）高速鋼。（2）硬質(zhì)合金。（3）陶瓷。（4）立方氮化硼。（5）金剛石。（6）金屬陶瓷。（7）涂層硬質(zhì)合金。認識車削加工一、車床的切削運動

切削加工是利用切削刀具或工具從毛坯上切除多余材料，獲得符合圖樣要求的零件的加工方法。機器設(shè)備中的絕大多數(shù)零件都是經(jīng)過切削加工獲得的。無論在哪種機床上進行切削加工，刀具與工件之間都必須有適當?shù)南鄬\動，即切削運動。根據(jù)刀具在切削過程中所起的作用不同，切削運動分為主運動和進給運動，如圖所示。車削三要素

在切削加工中，人們通常希望獲得短加工時間、長刀具壽命和高加工精度。因此，必須充分考慮工件材料的材質(zhì)、硬度、形狀及機床的性能，選擇合適的刀具并使用合理的切削條件，即通常所說的三要素。1.切削速度（Vc）

工件在車床上旋轉(zhuǎn),其每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)定義為主軸轉(zhuǎn)速(n).由于工件旋轉(zhuǎn),在其直徑的切削點處產(chǎn)生切削速度稱為線速度,單位為米/分鐘(m/min).2.進給量（fn）

進給量是指工件每旋轉(zhuǎn)一周,刀具的移動量,單位為毫米/轉(zhuǎn)(mm/r).3.切削深度（ap）

切削深度指未加工表面與已加工表面之間的差值,單位為毫米(mm).它是工件未加工直徑與已加工直徑差值的一半.切削用量的選擇方法1.背吃刀量ap的選擇方法

通常，先選定背吃刀量，背吃刀量一般是根據(jù)加工性質(zhì)和加工余量來確定的。此外，還要考慮到刀具材料、工件材料、機床和加工工序等因素，對加工余量做出最合理的分配。增加背吃刀量，生產(chǎn)效率會成正比提高；另外，背吃刀量對刀具壽命的影響是最小的，刀具壽命一定時，增加背吃刀量比增加進給量對提高生產(chǎn)效率更有利。背吃刀量一般根據(jù)加工性質(zhì)和加工余量確定。切削加工一般分為粗加工（Ra=50～12.5μm）、半精加工（Ra=6.3～3.2μm）和精加工（Ra=1.6～0.8μm）。2.進給量的選擇方法

進給量對刀具壽命的影響會比背吃刀量大得多，但比切削速度小。進給量可以根據(jù)工件材料的硬度、強度、刀具的材料類別、加工工序等實際情況按經(jīng)驗或查閱手冊、產(chǎn)品畫冊等資料選取。（1）粗加工時，在對已加工表面的質(zhì)量要求不高的情況下，切削力會比較大，進給量的選擇主要受切削力的限制?？梢栽诘稐U、刀片、工件剛度與機床進給結(jié)構(gòu)強度允許的情況下，選取較大的進給量。（2）精加工和半精加工時，背吃刀量比較小，產(chǎn)生的切削力并不大，這時進給量的選擇主要受到加工表面質(zhì)量的限制。當?shù)毒哂泻侠淼倪^渡刃、修光刃，而且采用較高的切削速度時，進給量可以適當選大一些，以便提高生產(chǎn)效率。3.選擇切削速度的一般原則（1）半精加工時，進給量和背吃刀量較大，所以選擇較低的切削速度；相反，精加工時選擇較高的切削速度。（2）當工件材料的硬度、強度高時，應(yīng)選擇較低的