金工實習第6章車工第6章車工【實習要求】

1.掌握車削加工工藝范圍、工藝特點以及車削加工工藝過程。

2.會操作臥式車床并能正確調整車床。3.能正確安裝與刃磨車刀。4.能正確裝夾待車削工件。5.能按圖紙加工簡單軸類零件。車削加工工藝范圍6.1車工及安全操作技術車削加工是在車床上利用車刀或鉆頭、鉸刀、絲錐、滾花刀等對工件進行切削加工的方法，是機械加工中最常用的加工方法。6.1.1車削加工工藝范圍6.1.2車削加工工藝過程車削加工的三個表面1—待加工表面

2—加工表面

3—已加工表面

在車削加工中，工件的旋轉是主運動，刀具的移動是進給運動。

工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，用υC（m/s）表示；工件每轉一周刀具所移動的距離稱為進給量，以?（㎜/r）表示；工件上已加工表面與待加工表面之間的垂直距離稱為背吃刀量，以αP（㎜）表示。切削速度、進給量、背吃刀量三者總稱為切削用量。車削中工件上已經切去多余金屬而形成的新表面稱為已加工表面，即將被切去金屬層的表面稱為待加工表面，而刀具正在切削的表面稱為加工表面。6.1.3車工操作的安全技術1.穿好工作服，長頭發(fā)要壓入帽內，防止衣角或頭發(fā)卷入車床傳動部分，嚴禁戴手套操作。2.工件和車刀必須裝夾牢固，以防卡盤在旋轉中飛出發(fā)生事故；工件裝夾完畢，應及時取下卡盤扳手，以防開機后飛出傷人。3.開車前檢查各手柄的位置是否正確，確認正常后才準許開車。4.工作時，頭不能離工件太近，以防切屑崩入眼內，必要時要戴防護眼鏡。5.車削中，不準用手觸摸工件或測量工件尺寸，停車后，不準用手制動旋轉的卡盤。6.工作時精神要集中，不準在車床運轉時離開車床或干其它工作,離開車床必須停車。7.不準隨意拆裝機床和電器設備，發(fā)現車床有故障，應請專業(yè)人員檢修。8.清除切屑時，應使用鐵鉤或刷子，不允許用手直接去拿。9.工作結束后，將大拖板搖至床尾一端，各轉動手柄放在空擋位置上，關閉電源，清除切屑，擦凈機床，加油潤滑，以保持良好的工作環(huán)境。

6.2車床車床的種類很多，最常用的是普通臥式車床。CA6140型普通車床6.2.1車床結構與傳動CA6140型普通車床外形結構1—變速機構2—主軸箱3—刀架4—尾座5—床身6、10—床腿7—光杠8—絲杠9—溜板箱11—進給箱車床的傳動路線框圖6.2.2車床的調整及操作車床的調整主要是確定主軸的轉速和車刀的進給量。1.主軸轉速的確定是根據切削速度計算后選取的。用高速鋼車刀車削時，一般取υC=15～40mm/min；用硬質合金車刀車削時，一般取υC=50～120mm/min。根據確定的切削速度計算出車床的主軸轉速，再對照車床主軸轉速銘牌，選取車床上比計算值偏小的一檔，調整車床手柄到該位置。2.進給量的選取應根據工件的加工要求而定。粗車時一般取0.2～0.4mm/r；精車時按要求的表面粗糙度確定，一般情況下，當表面粗糙度Ra為3.2μm時，選取0.1～0.2mm/r；當表面粗糙度Ra為1.6μm時，選取0.06～0.12mm/r。進給量的調整可對照車床進給量表扳動手柄位置，具體方法與調整主軸轉速相似。車床的操作CA6140臥式車床操縱系統(tǒng)1—機動進給手柄2—橫向手動進給手柄3—縱向手動進給手柄4—絲杠5—光杠6—操縱手柄7—進給速度調整手輪8—光杠、絲杠變換手柄9—主軸變速疊套手柄10—小滑板手動進給手柄11—尾座鎖緊裝置12-移動尾座套筒手柄

車床的精度及其是否處于完好的工作狀態(tài)直接影響加工質量，使用中要特別注意維護與保養(yǎng)，主要要做到以下幾點：1.工作完畢，切斷電源，對車床各表面及部位進行擦拭。2.對導軌面及各軸承處加油潤滑。3.尾座、溜板箱移至機床尾部，尾座鎖緊固定，中滑板退至末端。4.擺放整齊工具和物品。5.進行場地清掃。6.2.3車床的維護與保養(yǎng)1.轉塔式車床

由于在加工形狀較為復雜的工件時，需要頻繁換刀、對刀，降低了生產率，于是在臥式車床的基礎上發(fā)展了轉塔式車床。適合于批量加工形狀復雜而且大多是有孔的零件。滑鞍轉塔車床

a）轉塔車床外形圖b）部件圖1—進給箱2—主軸箱3—前刀架4—轉塔刀架5—縱向溜板6—定程裝置7—床身8—轉塔刀架溜板箱

9—前刀架溜板箱10—主軸6.2.4其它車床2.立式車床

立式車床的主軸垂直布置，并有一個直徑很大的圓工作臺供安裝工件用。立式車床主要用于加工徑向尺寸大而軸向尺寸相對較小，且形狀比較復雜的大型或重型零件。立式車床a)單柱立式車床b）雙柱立式車床1—底座2—工作臺3—立柱4—垂直刀架5—橫梁6—垂直刀架進給箱7—側刀架8—側刀架進給箱9—頂梁3.馬鞍車床

馬鞍車床與普通車床的區(qū)別在于，其靠近主軸箱一端裝有一段形似馬鞍的可卸導軌，如圖6-7所示。卸去導軌可使加工工件的直徑增大，從而擴大加工工件直徑的范圍。但由于馬鞍經常裝卸，其加工精度、剛度都有所下降，因此這種車床主要用在設備較少的小工廠及修理車間。馬鞍車床6.3.1車刀種類及用途

車刀的種類很多，按其用途和結構可分為外圓車刀、內孔車刀、端面車刀、切斷刀、螺紋車刀和成形車刀。90°車刀（偏刀）：用于車削工件的外圓、臺階和端面；45°車刀（彎頭刀）：用于車削工件的外圓、端面和倒角；切斷刀：用于切斷工件或在工件上切槽；內孔車刀：用于車削工件的內孔；螺紋車刀：用于車削螺紋；圓頭車刀：用于車削圓角、圓槽或成形面。常用車刀及其用途a）90°車刀b）45°車刀c）切斷刀d）內孔車刀e）圓頭車刀f）螺紋車刀g）車刀的用途6.3車刀6.3.2車刀的組成車刀由刀頭和刀柄組成。刀頭用來切削，故又稱切削部分；刀柄是用來將車刀夾固在刀架上的部分。車刀的切削部分是由三面、兩刃、一尖組成。1.前刀面：車削時，切屑流出時經過的表面。2.主后刀面：車削時，與加工表面相對的表面。3.副后刀面：車削時，與已加工表面相對的表面。4.主切削刃：前刀面與主后刀面的交線。在切削過程中，主切削刃擔負主要切削工作。5.副切削刃：前刀面與副后刀面的交線。它配合主切削刃完成切削工作。6.刀尖：是主、副切削刃交點。車車刀的組成6.3.3車刀的幾何角度車刀切削部分共有五個主要角度：1）前角γ0：是在正交平面中測量的前刀面與基面之間的夾角。2）后角α0：是在正交平面中測量的后刀面與切削平面之間的夾角。3）主偏角κr：是在基面中測量的主切削刃與假定進給方向之間的夾角。4）副偏角κr′：是在基面中測量的副切削刃與假定進給反方向之間的夾角。5）刃傾角λs：是在切削平面中測量的主切削刃與基面之間的夾角。車刀的主要角度6.3.4車刀的材料

目前常用的車刀切削部分材料有高速鋼和硬質合金兩種。1.高速鋼是含有鎢、鉻、釩等合金元素較多的合金工具鋼。經熱處理后其硬度可達62～65HRC，當切削溫度不超過500～600℃時，仍能保持良好的切削性能。其允許切削速度一般為0.4～0.5m/s。高速鋼車刀刃磨后刀刃鋒利，常用于精加工。高速鋼車刀2.硬質合金是由碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、和鈷（Co）等材料利用粉末冶金的方法制成的，它具有很高的硬度（89～90HRA，相當于74～82HRC）和耐熱性（耐熱溫度為850～1000℃），因此可以進行高速切削，其允許切削速度高達為3～5m/s。使用這種車刀，可以加大切削用量，進行高速強力切削，生產效率大大提高。但硬質合金的韌性很差，性脆，不易承受沖擊和振動，且易崩刃。所以大部分都制成刀片后，將其焊接在45鋼刀桿上或采用機械夾固的方式夾持在刀桿上，以提高其使用壽命。硬質合金車刀6.3.5車刀的刃磨

車刀用鈍后必須刃磨以恢復其原來的形狀和合理的幾何角度。其方法有機械刃磨和手工刃磨，手工刃磨車刀是車工的基本功之一。磨主后刀面

磨副后刀面

磨前刀面

磨刀尖圓弧

刃磨車刀時的注意事項：（1）操作者不要站在砂輪的正面，以防磨屑飛入眼睛或萬一砂輪碎裂飛出傷人。磨刀時最好戴防護鏡。（2）雙手握穩(wěn)車刀，用力均勻，并使受磨面輕貼砂輪。切勿用力過猛，以免擠碎砂輪造成事故。（3）刃磨時車刀要在砂輪上左右移動，使砂輪磨耗均勻，不出溝槽。不要使用砂輪側面進行刃磨。（4）刃磨高速鋼車刀時應經常將車刀在水中冷卻，以免車刀升溫過高而退火軟化；但刃磨硬質合金車刀時，刀頭不能入水冷卻，以防因急冷而產生裂紋。6.3.6車刀的安裝

調整車刀時，刀柄下面的墊片要平整潔凈，墊片要與刀架對齊，；車刀刀尖應對準工件中心，可根據尾座頂尖高度進行調整，也可根據車床主軸中心高度用鋼尺測量裝刀。車刀的安裝a）伸出太長

b）墊刀片不整齊

c）合適6.4工件的安裝6.4.1用三爪自定心卡盤安裝工件三爪自定心卡盤a）外形圖b）傳動原理圖c）反三爪自定心卡盤6.4.2用四爪單動卡盤安裝工件四爪單動卡盤安裝工件時的找正a）用劃針盤找正b）用百分表找正6.4.3用雙頂尖安裝工件用雙頂尖安裝工件a）借助卡箍和撥盤b）借助雞心夾頭和卡盤6.4.4用花盤安裝工件用花盤安裝工件a）用花盤安裝工件b）用花盤和角鐵安裝工件1-墊鐵2-壓板3-螺釘4-螺釘槽5-工件6-角鐵7-平衡鐵8-花盤9-螺釘孔槽10-安裝基面6.4.5中心架與跟刀架的應用中心架的應用a）車細長軸b）車端面6.4.5中心架與跟刀架的應用跟刀架及其應用a）兩爪跟刀架b）三爪跟刀架c）跟刀架的應用6.5車削加工6.5.1車外圓1.外圓車刀的選擇

常用外圓車刀有尖刀、彎頭刀、偏刀和圓弧刀。外圓車刀常用主偏角有45°、75°和90°。尖刀主要用于粗車外圓和沒有臺階或臺階不大的外圓。彎頭刀用于車外圓、端面和有45°斜面的外圓，特別是45°彎頭刀應用較為普遍。主偏角為90°左右的偏刀，車外圓時，徑向力很小，常用來車削細長軸的外圓。圓弧刀可用來車削具有圓弧臺的外圓。2.車刀的安裝

刀尖應與工件軸線等高；刀桿應與工件軸線垂直；刀桿伸出刀架的長度不應超過刀桿厚度的1.5～2倍；刀桿墊片應平整，數量不宜過多；車刀位置調整好后應固定緊。3.工件的裝夾

在車床上車外圓時，對于剛性較好、加工要求不太高的中小型工件應當采用三爪自定心卡盤裝夾；對于切削余量較小的精車加工，以及不允許調頭加工的細長軸，應采用跟刀架。對于車削細長軸，切削余量較大，或需調頭加工時，應采用中心架安裝工件。3.切削用量的選擇（1）背吃刀量ap的選擇

粗車時，因為對工件的加工精度和粗糙度要求不高，故應盡可能增大背吃刀量，以求盡快車去多余的金屬層。

精車時背吃刀量應小些（一般選0.2～0.5㎜），這樣可以使切屑容易變形，減小了切削力，有利于提高工件的表面粗糙度和尺寸精度。（2）進給量?的選擇

粗車時，工件加工表面粗糙度要求不高，選取進給量時著重考慮機床、刀具和工件的剛性。

精車時，切削余量很小，不必考慮剛度，主要考慮加工表面的粗糙度要求。（3）切削速度υC的選擇

切削速度υC的大小是根據車刀材料及幾何形狀、幾何角度、工件材料、進給量和背吃刀量、冷卻液使用情況、車床動力和剛性以及車削過程的實際情況綜合決定的。可以用以下公式計算選擇切削速度υC：6.5.2車端面1.車刀的選擇

車削端面所使用的車刀一般為90°偏刀和45°彎頭刀。2.車刀的安裝

安裝端面車刀時，刀尖必須準確地對準工件的中心。3.切削用量的選擇

車端面與車外圓相比較，從選擇切削用量的要求來看是一致的。即既要提高加工質量和生產效率，又要提高刀具的耐用度，降低刀具消耗。所以在選擇切削用量時，也應當盡量優(yōu)先考慮增大背吃刀量ap。（1）背吃刀量ap

：粗車時ap=2～5㎜；精車時ap=0.1～1㎜。（2）進給量?

：一般情況下，粗車時?=0.3～0.7㎜/r；精車時?=0.1～0.2㎜/r。（3）切削速度υC

車端面時的切削速度是隨著工件直徑的減小而逐漸減小的，但是計算切削速度時，要按最大外圓直徑計算,計算方法和車外圓時相同。6.5.3車臺階

車臺階面的方法與車外圓相似，但在車削時需要兼顧外圓的尺寸精度和臺階長度的要求，還必須保證臺階面與工件軸線的垂直度要求。車削高度小于5㎜的臺階面時，可用90°偏刀與外圓同時車出；車削高度大于5㎜的臺階面時，一般采用分層切削方法，用幾次走刀來完成臺階面車削。車臺階面a）一次走刀b）多次走刀6.5.4切槽與切斷1.切槽

在工件表面上車削溝槽的方法稱為切槽。根據溝槽在工件表面的位置可分為外槽、內槽和端面槽切槽的形狀

a）切外槽b）切內槽c）切端面槽2.切斷

把坯料或工件分成兩段或若干段的車削方法稱為切斷，主要用于圓棒料按尺寸要求下料或把加工完的工件從坯料上切下來。切斷

切斷刀切斷的方法

切斷時一般都采用正切斷法，即工作時主軸正向旋轉，刀具橫向進給進行車削。當機床剛性不好時，切斷過程應當采用分段切削的方法，分段切削的方法能比直接切斷的方法減少一個磨擦面，便于排屑和減小振動。正車切斷法

分段切斷6.5.5內孔加工1.鉆孔在車床上鉆孔6.5.5內孔加工2.擴孔

直徑較小的孔可以直接鉆出，較大的孔（＞30㎜）則需鉆孔后再擴孔。擴孔的方法

：1）鉆頭裝夾要牢固，保持其中心線與機床主軸中心線同軸；2）進刀應均勻，避免用力過猛；3）由于擴孔鉆的齒數較多，導向性能好，刀體強度大，剛性好，可以采用較大的進給量和切削速度，提高生產效率。

6.5.6車圓錐面轉動小滑板法車圓錐面將工件車削成圓錐表面的方法稱為車圓錐面。車削圓錐面的方法有主要有轉動小滑板法、偏移尾座法、靠模法以及寬刃車刀車削法。（1）轉動小滑板法車圓錐表面6.5.6車圓錐面（2）偏移尾座法車圓錐表面偏移尾座法車圓錐面6.5.6車圓錐面（3）靠模法車圓錐表面靠模法車圓錐面

1—底座2—靠板3—絲桿4—滑塊5—靠模體6.5.7車螺紋

將工件表面車削成螺紋的方法稱為車螺紋。螺紋按牙型分為三角形螺紋、矩形形螺紋和梯形螺紋。（1）螺紋車刀

螺紋車刀幾何形狀的特點是它的切削部分形狀應與螺紋軸向剖面的形狀相符。（2）螺紋車刀的安裝

安裝螺紋車刀時應當應注意以下幾點：1）刀尖必須對準工件的中心，否則會使螺紋牙形產生誤差。2）安裝車刀時，必須使用螺紋角度樣板校正刀尖角的位置，保證車刀刀尖的角平分線與工件軸線垂直，以防止螺紋牙型左右不對稱，產生螺紋向一邊倒的現象（俗稱倒牙）。3）車刀刀桿不宜伸出過長