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第二章 车削工艺,21 车削的工艺装备22 车削方法23 车削的工艺特点与车削实例,一、车削加工概述 车削工件旋转作主运动，车刀移动作进给运动的切削加工方法。,21 车削的工艺装备,1.CA6140卧式车床工艺范围,二、车床,CA6140卧式车床适用于加工轴类、套筒类及盘类零件上的各种回转表面、内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形表面；利用尾座套筒可钻孔、扩孔、铰孔等。CA6140卧式车床加工范围较大，但加工形状复杂的工件时，换刀时间较长，效率低。,2CA6140卧式车床车床传动路线,7.5kw1450r/min,0.25kw2800r/min,主运动与进给运动,主运动主轴的回转运动。进给运动刀具的纵向、横向移动。,3.其他常用车床简介,（1）转塔、回轮车床,转塔车床,回转车床,（2）立式车床和落地车床,立式车床,单柱式,双柱式,落地车床,（3）自动车床,（4）数控车床,三、车削刀具1.车刀的种类主要有：90、75、45外圆车刀、切断（切槽）车刀、内孔车刀、圆头车刀、螺纹车刀、成形车刀等。,2.车刀的使用及其特点 外圆车刀用于车削工件的圆柱、圆锥的外表面。根据外形可分为直头和弯头。外圆车刀又分为粗车刀、精车刀和宽刃刀。按其结构可分为整体式、焊接式、机夹式、刀片可转位式等。,3.车刀几何角度对加工质量的影响 车刀的切削性能、锋利程度及强度主要取决于车刀的几何角度。其中前角、后角、主偏角和刃倾角是主切削刃上四个基本角度，它们对切屑变形、切削力、切削温度、刀具的磨损及加工质量都有显著的影响。合理地选择和改进车刀的角度可以保证加工质量、提高生产率。,（1）前面A刀具上切屑流过的表面。（2）主后面A刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面A刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。（4）主切削刃S前面与主后面的交线，切削时起主要切削作用。（5）副切削刃S前面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用。（6）刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃。,复习：1.刀具的几何形状,复习2.测量刀具角度的三个基准坐标平面,1基面pr 基面指通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面。,2切削平面ps 切削平面通过切削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。,3正交平面po 正交平面通过切削刃上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。,基面pr：,（1）主偏角r（2）副偏角r（3）刀尖角r,主正交平面po：,（1）前角o（2）主后角o（3）楔角o,副正交平面po：,副后角o,主切削平面ps：,刃倾角s,复习3.车刀主要几何角度,（1）前角0的选择前角的大小决定刀刃的强度和锋利程度。选择原则：在保证刀具耐用度的条件下，尽量选择大的前角。具体选择时应根据工件材料、刀具材料和加工性质要求来确定。具体可参看表2-2。,（2）后角0的选择后角的大小决定刀具后面与过渡表面的摩擦及散热程度。选择原则：在粗加工时以确保刀具确定为主；在精加工时以保证加工质量为主。具体可参看表2-3。,（3）主偏角kr和副偏角kr的选择后角的大小决定刀具后面与过渡表面的摩擦及散热程度。主偏角选择原则：在粗加工时，为了减振、防崩刃，主偏角取大值；在精加工时，为了减小表面粗糙度，主偏角取较小值；工艺系统刚性好时，主偏角取较小值，反之，取较大值。副偏角选择原则：工艺系统刚性好时，主偏角取较小值，反之，取较大值。一般kr=510，最好不超过15；精加工时，需更小，必要时磨出kr=0的修光刃。具体可参看表2-4。,（4）刃倾角s的选择刃倾角表示主切削刃的基面的倾斜程度。刃倾角会影响排屑方向、刀尖强度和锋利程度。刃倾角选择的原则是：主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。,四、典型车床夹具分类：通用夹具和专业夹具,图2-8十字槽轮精车工序简图,图2-9 花盘式车床夹具,2顶尖,固定顶尖,回转顶尖,3中心架,4跟刀架,两爪跟刀架 三爪跟刀架,5花盘及其附件,花盘 角铁 V形架 方头螺钉 压板 平垫板 平衡块,二、工件在车床上的常用装夹方法,1用卡盘装夹,三爪自定心卡盘常用于装夹中小型圆柱形、正三边形或正六边形工件。,用百分表校正轴类工件,用划针校正轴类工件,2用两顶尖装夹,适用于轴类工件的装夹，特别是在多工序加工中，重复定位精度要求较高的场合。,1前顶尖2拨盘3鸡心夹头4尾顶尖5尾座套筒6尾座,3一夹一顶装夹,一夹一顶装夹工件一端用卡盘夹持，另一端用后顶尖支撑的方法。适用于采用较大切削用量的粗加工，以及粗大笨重的轴类工件的装夹。,用限位支撑防止工件轴向蹿动,用工件上的台阶防止工件轴向蹿动,4用中心架、跟刀架辅助支撑,适用于加工特别细长的轴类零件。,1固定螺母2调节螺孔3支承爪4支承辊,5 用心轴装夹,当工件内、外圆表面间有较高的位置精度要求，且不能将内、外圆表面在同一次装夹中加工时，常采用先精加工内圆表面，再以其为定位基准面，用心轴装夹后精加工外圆的工艺方法。,1心轴2工件3开口垫圈4螺母,6 用花盘、角铁装夹,1双孔连杆（工件）2压紧螺钉3压板 4V形架 5花盘,1花盘 2平衡块3工件（轴承座）4角铁,22 车削方法,一、外圆柱面车削二、平面与台阶车削三、车槽和切断四、孔的车削五、圆锥面车削六、成形面车削七、螺纹车削,一、外圆柱面车削,车外圆用车削方法加工工件的外圆表面。,外圆表面包括外圆柱面和外圆锥面。习惯上所说的车外圆是指车削外圆柱表面。车削外圆柱面时，工件回转是主运动，车刀作平行于工件轴线的移动是进给运动。,1外圆车刀,2车刀装夹,车刀刀杆伸出刀架部分的长度应尽可能短些，一般为刀杆高度的11.5倍车刀垫片应平整，无毛刺，厚度均匀，车刀下面的垫片数量应尽量少（以12片为宜），垫片应与刀架边缘对齐，且至少用两个螺钉压紧车刀刀杆的中心线应与进给方向垂直车刀刀尖一般应对准工件的回转中心，即与工件轴线等高。在粗车外圆时刀尖应略高于工件轴线；精车细长轴外圆时，刀尖应略低于工件轴线。,车刀的正确装夹,刀尖对准工件回转中心,3切削用量选择,背吃刀量ap进给量f切削速度vc,切削加工一般分粗加工、半精加工和精加工三个阶段。,粗车外圆时，在允许范围内应尽量选择大的背吃刀量和进给量，以提高生产率，切削速度应选低些半精车和精车外圆作为工件的半精加工（后继精加工为磨削）或精加工（主要是车削有色金属材料），应选取较小的背吃刀量和进给量，切削速度可取高些,二、平面与台阶车削,1车端面,车端面常用90偏刀、左偏75外圆车刀或45弯头车刀进行。装刀时，刀尖高度必须严格保证与工件轴线等高，否则端面中心会留下凸起的剩余材料。车削时，工件回转作主运动，车刀作垂直于工件轴线的横向进给运动。,2车台阶,车台阶时，不仅要车削组成台阶的外圆，还要车削环形的台阶平面，它是外圆车削和平面车削的组合。车削台阶时既要保证外圆的尺寸精度和台阶面的长度要求，还要保证台阶平面与工件轴线的垂直度要求。,三、车槽和切断,1车槽,车槽用车削方法加工工件的槽。工件外圆和平面上的沟槽称为外沟槽。工件内孔中的沟槽称为内沟槽。,常见的外沟槽：外圆沟槽、45外斜沟槽和平面沟槽 沟槽的形状：矩形、圆弧形和梯形,常见的外沟槽,外圆沟槽 45外斜沟槽 平面沟槽,沟槽的形状,矩形沟槽 圆弧形沟槽 梯形沟槽,直进法车矩形沟槽,矩形沟槽的精车,宽度大的矩形沟槽的车削,2切断,切断刀刀头的长度应稍大于实心工件的半径或空心工件、管料的壁厚（Lh）。切断刀刀头宽度应适当，宽度太窄刀头强度低，容易折断，宽度太宽则容易引起振动和增大材料消耗。切断实心工件时，切断刀的主刀刃必须严格对准工件的回转中心，主刀刃中心线与工件轴线垂直。切断空心工件、管料时，切断刀主刀刃应稍低于工件的回转中心。,切断实心工件 切断空心工件,四、孔的车削,1车孔的特点,车孔用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面。加工精度 IT8IT7 表面粗糙度Ra值3.21.6m,2车孔刀,3车孔方法,车孔方法基本上与车外圆方法相同，只是进刀与退刀的方向相反。车孔时的切削用量应比车外圆时小一些，特别是车小（直径）孔或深孔时，其切削用量应更小一些。,五、圆锥面车削,偏置上滑板法 偏移尾座法 仿形（靠模）法,圆锥面分外圆锥面和内圆锥面，在车床上主要是车外圆锥面。车削圆锥面必须满足的条件：刀尖与工件轴线必须等高；刀尖在进给运动中的轨迹是一直线，且该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角/2。,1偏置上滑板（小滑板）法,偏置上滑板法车圆锥面的特点：（1）能车削圆锥角较大的圆锥面。（2）能车削整圆锥面，也可车削内圆锥面，应用范围广，操作简单。（3）偏转角度调整好后加工的一批工件圆锥角的一致性好。（4）同一工件上车削不同锥角的圆锥面时，调整角度方便。（5）受上滑板最大移动距离的限制，只能加工素线长度不太长的圆锥面。（6）只能手动进给，劳动强度大，工件加工表面粗糙度值较大且不易控制，只适用于单件、小批量生产。,2偏移尾座法,S尾座偏移量 L0工件全长 圆锥角 D最大圆锥直径d最小圆锥直径 L圆锥长度 C圆锥锥度,偏移尾座法车圆锥面的特点：（1）适宜于加工锥度小、锥体较长、精度不高的外圆锥面，不能加工锥度大的圆锥面。（2）能纵向机动进给车削，使加工表面刀纹均匀，表面粗糙度值小，表面质量好。（3）不能车削完整圆锥面，也不能车削内圆锥面。（4）工件总长L0尺寸不一致的成批工件，加工后的圆锥角一致性差。（5）顶尖和中心孔的磨损不均匀。,3仿形（靠模）法,1靠模板2滑块3刀架,靠模法车圆锥面的特点：（1）可以机动进给车削内、外圆锥面，锥体长或短不受太大的限制，均可车削。（2）靠模校准较为简单，成批加工的工件锥度一致性较好。（3）不能车削较大圆锥角的工件，/2应小于12。,六、成形面车削,圆球（单球）手柄 圆球（三球）手柄 橄榄手柄,车成形面用成形车刀或用车刀按成形法或仿形法等车削工件的成形面。,1双手控制法,使用普通车刀，用双手控制中、上滑板或者控制中滑板与床鞍的合成运动，使刀尖的运动轨迹与工件表面素线形状相吻合，从而实现成形的车削。,2成形法,样板车刀的切削刃形状与工件表面素线形状吻合，车削成形面时，工件作回转运动样板车刀只作横向进给运动。,3仿形法,在普通卧式车床上使用仿形靠模装置，或在仿形车床上进行成形面车削。,七、螺纹车削,1概述2螺纹车刀3螺纹车刀的装夹4螺距或导程的调整5车削方法,车削螺纹使用螺纹车刀，按加工性质螺纹车刀属成形刀具，其切削部分的几何形状应与螺纹牙型的轴向剖面形状相符合。,1概述,车削时应保证螺纹车刀（以下简称车刀）的轴向位移与工件回转的角位移成正比，即工件每回转一周，车刀相应地沿轴向移动一个螺距（车单线螺纹时）或一个导程（车多线螺纹时）的距离。,2螺纹车刀,高速钢普通外螺纹车刀,粗车刀,精车刀,高速钢普通内螺纹车刀,粗车刀,精车刀,3螺纹车刀的装夹,螺纹车刀装夹时，车刀刀尖应与车床主轴轴线等高，螺纹车刀的两刀尖半角的对称中心线应与工件轴线垂直，装刀时可用螺纹对刀样板校正。,外螺纹车刀的对刀方法,内螺纹车刀的对刀方法,装刀歪斜造成倒牙,检查刀柄是否与底孔相撞,4螺距或导程的调整,1/i=n丝/n工=P工/P丝（或Ph工/P丝）,为了保证工件每回转一周，车刀沿轴向移动一个螺距P或导程Ph，必须使车床丝杠的转速n丝与工件的转速n工之比值等于工件的螺距P工（或导程Ph工）与丝杠螺距P丝的比值：,5车削方法,提开合螺母法车螺纹开倒顺车法车螺纹,螺纹车削需要经过多次进刀和重复进给才能完成。螺距越大，进刀次数越多。每次进给时，必须保证车刀刀尖对准已车出的螺旋槽，否则，已车出的牙形就可能被切去而使螺纹损坏工件报废，这种现象称为“乱牙”。,23 车削的工艺特点与车削实例,一、车削的工艺特点二、车削实例,一、车削的工艺特点,1车削适合于加工各种内、外回转表面。加工精度范围为IT13IT6，表面粗糙度Ra值为12.51.6m。2车刀结构简单，制造容易，刃磨及装拆方便。3车削对工件的结构、材料、生产批量等有较强的适应性，因此应用广泛。4除毛坯表面余量不均匀外，绝大多数车削为等切削横截面的连续切削，切削力变化小，切削过程平稳，有利于高速切削和强力切削，生产效率高。,二、车削实例,轴承座的零件图,粗车左边部分粗车右边部分精车右边部分精车左边部分,