《金工实训指导书》doc版.doc

金工实训指导书 前言金工实训作为一门实训课，是高等院校工科各专业学生必修的基础课。它具有较强的实践性，能较好地培养学生实际工作和动手能力。金工实训具体内容包括：车工、钳工、铣工、刨工、磨工等。通过本课程的学习，能使学生熟悉掌握各种工种的加工工艺，熟练使用各种加工工具和操作不同工种的大型仪器设备，并进一步提高对简单工件设计加工和工艺分析的能力。从而为培养应用性人才、复合性高级人才打下一定的理论与实践基础。并使学生在实训过程当中真正掌握一技术，具备参加职业技能考证的能力，为今后走上工作岗位创造机会和条件。本书针对实训教学过程做出了详细的安排，对每次的实训教学任务都制定出明确的实训目的、详细的实训内容、完整的实训步骤，特别强调了实训注意事项。老师指导起来针对性强，学生学习起来有方向和目标，从而使学生能较好掌握各种操作技能。目录第一篇 车工实训今天，随着科学技术的发展，几乎所有的形式的通用机床都有着与其相应的数控机床存在，数控车床使用越来越广泛，并且有着逐步取代普通车床的趋势，但是普通车床由其自身的特点：普通车床操作简单、灵活、方便。普通车削的原理是其他切屑切削原理的基础，也是学习数控车床的基础，在自动化生产的今天，车工的地位依然重要。从国家职业标准可以看出，车工是机械类专业的一门主课，是一门不可缺少的课程，除了基本操作外，还包括常用的设备维修和保养，刀具的刃磨，一般的机床故障维修和试车调整等。除了上述内容以外，该课程还要求了解车工的新工艺，新技术的应用。车工工业的质量和效率在很大程度上决定于操作者得技术和熟练程度。我们也认识到都是学生都是刚从高中和职业技术学校来的学生，极少或从未接触过工程知识，其工艺知识、操作技能几乎为零，更不用说具备创新能力，所以学习车工前先要学习金属材料学、机械制图、公差与配合等课程以及熟悉常用的量具（游标卡尺、千分尺等）的使用，还必须加工对车工职业道德、生产安全知识、基础知识的了解和基本技能的训练，加深对刀具及所用设备的认识，了解其用途及正确的使用方法。在此基础上，通过丰富实习内容是学生在较短的时间内获得零件加工的工艺知识、锻炼动手能力、培养创新意识和精神。虽然车工暂时还不是特殊工种，但是车工是一门需要特别注意安全的工种，在吃苦耐劳的同时务必要遵守有关操作规程。在此提醒学生，车工实操是一门比较消耗精力和体力的实训课程，过程也很枯燥，听一位退休老师傅说：“一位从事车工工作的工人，如果直到他退休还没有碰坏一台车床、十个手指完整无缺，那么他就是一位非常成功的车工师傅了。”由此可见操作规程的重要性。本书将详细介绍车工的安全知识，特别是车工安全操作规程和注意事项，还结合了我校的实际情况，现有条件，编写了相关的安全知识。希望引起学生们得重视。第一章 车工安全知识安全的意义安全是什么？对于一个人，安全意味着健康；对于一个家庭，安全意味着幸福；对于一个企业，安全意味着发展。古语道：“千里之提，溃于蚁穴”，意识是说虽然是小问题，却有可能导致全局的失败。如果我们把企业的经营发展比作千里之提，那么出现的安全问题就是那小小的蚁穴，安全工作做不好，一切工作都将毫无意义。机械设备安全知识介绍机械设备是现代生活中各行业不可缺少的生产设备，不仅工业生产要用到各种机械，其他的行业也在不同程度上用到各种机械，车工的设备是机械设备的一部分，由于设备的自身原因，如设计、制造、安装、维护存在缺陷；活操作者的原因，如对设备性能不熟悉，操作不当、安全操作意识不足等，是人处于被机械伤害的潜在危险中。从而采取适当的安全对策。一、机械危害人们在使用机械过程中，由于机械设计、制造的缺陷，机械的完好状态不佳，或对机机械性能了解不足，操作不当，或安全防护措施不当、作业场所条件恶劣等原因，潜在着被机械伤害的危险。1.机械的危险1.1静止的危险设备处于静止的状态下，人们接触设备或静止设备的某部位作相对运动时存在危险。（1）工具、工件、设备边缘的飞边、毛刺、锐角、粗糙表面。（2）切削刀具的刀刃。（3）设备突出较长的机械部分、旋转部分、尖锐部分。（4）引起滑跌、坠落的工件平台有水或油时更危险。1.2 旋转运动的危险轴、齿轮、皮带轮、飞轮、叶片、盘踞的锯片、砂轮等作旋转运动的零部件，存在着把人体人卷、撞击和切割的危险。 （1）被卷进单独旋转运动机械部件中的危险，如轴、卡盘、齿轮等。（2）接触旋转刀具、磨具的危险、如圆盘的锯片、铣刀、砂轮、钻头等。（3）被卷进旋转机械部件与固定构件的危险。如砂轮与砂轮架之间、有辐条的手轮与机身之间、旋转零件与壳体之间。1.3被振动部件夹住的危险如振动体得振动引起被振动部件夹住的危险。1.4飞出物击伤的危险在机械加工过程中，飞出的刀具、机械部件、切削、工件对人体存在着击伤的危险。如为夹紧的刀片、在卡盘上未拿下来的扳手等。二、机械伤害的形式1.1咬入和压入这种伤害是在两个零部件之间产生的，其中一个或恋歌零部件是运动的，人体被卷进两个部件的接触处。咬入最典型的挤压点是啮合的齿轮、皮带与皮带轮、链与链轮、两个相反的部件的接触点。挤压最典型的伤害是压力机滑块下落时，吧正在安放工件或调整模具的手压伤等。1.2碰撞和撞击这种伤害有两种主要的形式，一种是往复运动部件撞人，一种是飞来物及下落物得撞击造成的伤害，飞来物主要是指高速旋转的零部件、工具、工件、连接件等因固定不牢或松脱时以高速甩出的物体，高速飞出的切削也能使人受伤。1.3 夹断当人体伸入两个接触件的中间时，认得肢体可能被夹断。夹断与挤压不同，夹断发生在两个接触部件的之间的直接接触，挤压不一定完全接触。两个部件不一定是刀具，只要其中一个或两个部件是运动部件都能造成夹断伤害。1.4 剪切 两个具有锐利边刃的部件，在一个或两个部件进行运动时，能产生剪切作用。当两者靠近认得肢体时，刀刃能将人的肢体切断。1.5 割伤和划伤这种伤害发生在运动机械和静止设备上，当静止设备上有尖叫和锐角，而人体与该设备做相对运动时，能被尖叫和锐角割伤。当人体接触到高速旋转的物体，就有可能被高速旋转的物体划伤。三、车床安全操作知识在车工实习中容易造成伤害的有以下几方面（1）工件夹得不牢固，飞出伤人。（2）装卸工件时不慎跌落伤人（3）刀具未加紧或砂轮破碎伤人（4）切削飞出伤人，划伤或灼伤（5）操作者不安照规定戴好劳保用品用具，被卷入或夹入运转部件。（6）生产过程中防护不当在学习和掌握操作技能的同时，必须养成良好的安全文明生产的习惯。因此，要求操作者必须遵守以下几方面1.操作前（1）学生非当班实习的时间无事不得进入实习工场，非本实习工场实习生未经允许教师同意，一律不得入内。（2）严禁在实习工厂内进食、追逐、打闹、玩手机、与实习无关的事。（3）进入实习工场实习时，要穿好工作服和防护用品，扣好工作纽扣，禁止戴手套，穿凉鞋、拖鞋，背心、进入实训室，女同学要戴好安全帽，并将发辫纳入帽内，不得床裙子，高跟鞋和围巾。（4）操作前要润滑机床并各部分机构是否完好，用手扳动卡盘，检查工件与床面、刀具、拖板等是否相撞，个传动手柄、变速手柄是否正确，以防开车时因突然撞击而损坏机床。（5）量具、工具放在合理的位置上。（6）不允许在车床上堆放工具和其他杂物。（7）工件及刀具的装夹要牢固，以防工件和刀具从夹具中脱落；装卸笨重工件时。2.操作中在指定的车床上实训，多人共用一台车床时，只允许一人操作，旁人不能靠近车床旋转轴太近，以防身体及衣物卷入，造成人生事故，并相互注意安全。(1) 卡盘扳手用完后随手取下，放在指定的位置，防止遗留在卡盘上，开车时飞出伤人损物(2) 启动后，应使主轴空转12分钟，使润滑油分散到各处，等车床运转正常后才能工作。(3) 车床启动后，不准用手触摸工件，严禁用棉纱摸回转件，也不允许用量具测量工件，以防发生人身安全事故。(4) 禁止载荷启动马达，以免损毁电气设备。(5) 对车床变速、换刀、装卸工件或操作者离开时，必须停车。(6) 操作者必须集中精神，注意手，身体和衣服不要靠近回转中的机件。头不能离工件太近。(7) 操作机床时，严禁离开岗位，不准与操作内容无关的其他事情。(8) 机床运转时，禁止测量工件，禁止把手肘放在机床上；禁止用手触摸机床的旋转部分。操作中若出现异常现象，应立刻停机报告老师，切断电源，由专业人员维修，未修复不得使用。3.操作后（1）工作结束，关闭机床和电动机。放好使用的工、夹、量具并分开放好。（2）要清洁干净车床导轨上及床身上的毛削，并在车床导轨上涂上润滑油等。（3）经机床各部份调整到空挡位置，把床鞍摇至尾坐一端。（4）要做好设备和工位使用及交接等记录。实习用的工具、刀具、量具、材料等不得私自戴离工场。四、在上课时，不准在车床操作场所乱走动，听从教师安排。钳工操作和车工操作的人员不要相互串岗。在下课后要保持工作环境和教师的清洁，每次放学前10分钟，要清理工作场所；关闭车床电源。任何人在违反上述规定的制度，实习指导教师有权终止其操作。第二章 车工基础理论1.1车工的概述车工是机械加工中最常见的一个工种，车床占各类机床总数的一半左右。无论是在成批大生产，还是单件小批生产以及在机械维修方面，车削加工都占有重要的地位。车床加工范围较广。在车床上主要加工工件包括：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型面、端面、沟槽以及滚花等。如图1-1a车外圆B车成型面 c车圆锥面 d滚花 f车螺纹g车内孔 h车端面 i车沟槽 图1-11.2车床的分类 车床的种类很多种，按结构及用途可分为卧式车床、立式车床、砖塔车床、多刀车床、仿形车床、单轴车窗、多轴棒料自动车床/数控车床等，另外还有曲轴及凸轮车床等其他车床。各种车床中，普通车床是用途最广的一种通用车床，它的传动和结构也很典型，企业生产中用最多的是卧式车床。本书最主要介绍CA6140、CA6136型普通车床的操作。1.3车床的型号1、机床型号按GB/T 15371994金属切削机床型号编制方法规定，有汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。车床的型号很多，下面以CA6140、CA6136为例介绍字母与数的含义。“C”是机床的类别代号，表示车床；“6”是机床的组别代号，表示卧式车床组；“1”是机床的系别代号，表示卧式车床系；“40”是机床的主参数，表示床身上工件的最大回转直径400mm的1/10；“A”表示第一次重大改进。CA6136 中的“36”是机床的主参数，表示床身上工件的最大回转直径360mm的1/10其它与CA6140的意义一样。 如不加说明，本书所指的车床为CA6140车床。2、机床的类代号机床的类代号是用大写的汉语拼音表示，如车床用“C”表示，钻床用“Z”表示。具体的常见类代号及拼音见下表：3、机床的组、系代号每类机床划分为十个组，每个组又划分为十个系，用阿拉伯数字表示，位于类代号或通用特性代号之后。CA6140 普通车床属于仪表车床组，系代号 6 表示机床名称为卧式车床。4、机床的主参数和第二主参数机床的主参数用折算值（主参数乘以折算系数）表示，位于组、系代号之后。它反映机床的主要技术规格，主参数的尺寸单位是 mm 。如 CA6140床，主参数的折算值为 40算系为 110，即主参数（床身上最大工件回转直径）为 400 mm 。 最大工件长度： 表示主轴顶尖到尾架顶尖之间的最大距离， 它是车床的第二主参数。 有750、 1000、 1500、2000 四种。1.4 卧试车床CA6140及CA6136车床的结构名称及其功能车床的组成部分有：主轴箱（也叫床头箱）、进给箱、溜板箱、光杆、丝杆、操作杆、刀架、尾座、床身等。图1-2是CA6140（a）CA6136(b)车床的示意图。 图1-2（a）CA6140型卧式车床1 主轴箱；2刀架；3尾座；4床身；10、5底座；6丝杠；7光杠；8操纵杆；9溜板箱；11进给箱；12挂轮箱；CA6140技术参数表：产品型号 CA6140床身回转直径 400mm 刀架上回转直径 210mm 马鞍内回转直径有效长度 最大工件长度 / 最大车削长度 750/650mm; 1000/900mm; 1500/1400mm; 2000/1900mm 主轴中心至床身平面导轨距离 205mm 主轴孔径 / 主轴孔前端锥度 52 mm /1:20 主轴转速级数 24/12. 主轴转速范围 50Hz: 11-1600r/min 60Hz: 13.2-1920r/min 50Hz: 14-1580r/min 60Hz: 20.4-1896r/min 纵向进给量范围（ 64 种） 标准进给 : 0.08-1.59mm/r 小进给 : 0.028-0.054mm/r 加大进给 : 1.71-6.33mm/r 横向进给量范围（ 64 种） 标准进给 : 0.04-0.79mm/r 小进给 : 0.014-0.027mm/r 加大进给 : 0.86-3.16mm/r 刀架纵 / 横向的快移速度 纵向 : 4m/min 横向 : 2m/min 加工螺纹范围 公制螺纹 44 种 : 1-192mm; 英制螺纹 21 种 : 2-24 牙 / 寸 径节螺纹 37 种 : 1-96 ； 上 / 下刀架最大行程 140mm/320mm 刀架转盘回转角度 90 o 主轴中心线至刀具支承距离 26mm 刀杆截面尺寸 25mm25mm 尾座主轴直径行程及主轴孔锥度 75mm150mm; 莫氏圆锥 5 号 丝杠螺距 12 mm 主电机功率 7.5KW 主机净重 kg （约） 750 mm 2000 1000 mm 2080 1500mm 2230 2000mm 2580 主机轮廓尺寸（长宽高） mm 750mm 241810001267 1000mm 266810001267 1500mm 316810001267 2000mm 366810001267 图1-2（b）CA6136型卧式车床1纵、横向正、反走刀手柄；2-主轴变速箱(主运动)；3-主轴变速手辆；4-油窗；5-主轴转速高、低挡交换手稠；6-卡盘；7-小滑板斜向移动度盘；8-方刀架；9一方刀架转位及固定手柄；10-冷却喷嘴；11-照明灯；12-小滑板；13-中滑板（横向吃刀)；14-尾座顶央套筒固定手柄；15-床鞍（纵向吃刀)；16-小滑板移动手柄；17-尾座；18-尾座快速紧固手柄；19-尾座顶尖套筒移动手轮；20-尾座锁紧螺母；21-冷却润滑泵；22、32一主轴正、反转操纵手柄；23-开合螺母操纵手柄；24-丝杠与光杠互锁手柄；25一中滑板横向移动手柄；26-滑板变速箱(吃刀运动)；27-床鞍纵向移动手轮；28一盛液盘；29-丝杠(切削螺坟)：30一光杠(光滑切削)；31一变向杠(改变主轴旋转方向)，33-进给箱(进给运动)；34-丝杠与光杠转换手柄；35-螺距及四挡进给量调整手柄，36、37-螺距及四挡进给量微调手柄；38-急停按钮；39-主电动机启动按扭；40一冷却泵总开关；41-电源总开关；42-挂轮箱1）主轴箱：主轴（spindle）是机床中带动工件或加工工具旋转的轴。主轴箱内装主轴和主轴变速机构。电机的运动经V带传动传给主轴箱，通过改变设在床头箱外面的手柄位置，可使主轴获得12种不同的转速（37-1600 r/min）。主轴是空心结构，能通过长棒料，棒料能通过主轴孔的最大直径是29mm。主轴的右端有外螺纹，用以连接卡盘、拨盘等附件。主轴右端的内表面是莫氏5号的锥孔，可插入锥套和顶尖，当采用顶尖并与尾架中的顶尖同时使用安装轴类工件时，其两顶尖之间的最大距离为750mm。主轴箱的另一重要作用是将运动传给进给箱，并可改变进给方向。运动传递给主轴后。主轴又通过传动齿轮带动挂轮旋转，将运动传给进给箱。2）进给箱：又称走刀箱，内装进给运动的变速机构。它固定在床头箱下部的床身前侧面。变换进给箱外面的手柄位置，可将床头箱内主轴传递下来的运动，转为进给箱输出的光杆或丝杆获得不同的转速，以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。其纵向进给量为0.0432.37mm/r；横向进给量为0.042.1mm/r；可车削17种公制螺纹（螺距为0.59mm）和32种英制螺纹（每英寸238牙）。可按所需要的进给量或螺距调整其变速机构，改变进给速度。3）溜板箱：又称拖板箱，是车床进给运动的操纵箱。它使光杠或丝杠的旋转运动，通过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母，推动车刀作进给运动。溜板箱上有三层滑板，当接通光杠时，可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动；中滑板可带动小滑板及刀架沿床鞍上的导轨作横向移动。故刀架可作纵向或横向直线进给运动。当接通丝杠并闭合开合螺母时可车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构，使光杠、丝杠两者不能同时使用。图1-34）光杠、丝杠：将进给箱的运动传给溜板箱。自动走刀用光杠，车削螺纹用丝杠。5）操作杆：操作杆是车床的控制机构，在操作杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄，操作时可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。 图1-46）刀架 它是用来装夹车刀，并可作纵向、横向及斜向运动。刀架是多层结构，它由下列组成。如图1-5图 1-5 C6140车床刀架结构床鞍：它与溜板箱牢固相连，可沿床身导轨作纵向移动。 中滑板：它装置在床鞍顶面的横向导轨上，可作横向移动。 转盘：它固定在中滑板上，松开紧固螺母后，可转动转盘，使它和床身导轨成一个所需要的角度，而后再拧紧螺母，以加工圆锥面等。小滑板：它装在转盘上面的燕尾槽内，可作短距离的进给移动。方刀架：它固定在小滑板上，可同时装夹四把车刀。松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。6）尾座：它用于安装后顶尖，以支持较长工件进行加工，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。偏移尾架可以车出长工件的锥体。（如图1-6所示）图1-61顶尖 2套筒锁紧手柄 3顶尖套筒 4丝杆 5螺母 6尾座锁紧手柄 7手轮 8尾座体 9底座 7）床身：它是车床的基础件，用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对位置。在床身上有供溜板箱和尾座移动用的导轨。9）挂轮箱： 图1-78）附件 中心架和跟刀架，车削较长工件时，起支撑作用。1.5机床的传动系统CA6140 型卧式车床的传动系统原理框图，概要地表示了由电动机带动主轴和刀架运动所经过的传动机构和重要元件。电动机经主换向机构、主变速机构带动主轴转动；进给传动从主轴开始，经进给换向机构、交换齿轮和进给箱内的变速机构和转换机构、溜板箱 中的传动机构和转换机构传至刀架。 溜板箱中的转换机构起改变进给方向的作用， 使刀架作纵向或横向、正向或反向进给运动。如图1-8 图1-81.6车床的润滑和一级保养1车床的润滑要使车床下常运转井减少磨损，必颈对车床上所有的摩擦部分进行润滑。车床的常用润滑方式有以下几种： (1)浇油润滑 将车床外露的滑动表面，如床身导轨而、中滑板导轨面、小滑板导轨而等，擦冲后用油壶浇油润滑。 (2)溅油润滑 主轴箱内的零件一般利用齿轮转动时把润滑油飞溅到各处进行润滑。 (3)油绳润滑 用毛线绳浸在油槽中，利用毛细管作用把油引到所需的润滑处图19(a)，如车床进给箱就是利用油绳润滑的。 (4)弹子油杯润滑 尾座利中、小滑板摇手枘转动轴承处，一般采用弹子油杯润滑。润滑时，用油嘴把弹子揿下，滴入润滑油图19(b)。 (5)黄油(油脂)杯润滑 车床挂轮架的中间齿轮，一般采用黄油杯润滑。先在黄油杯中装满工业润滑脂，拧进油杯盖时，润滑油就挤到轴承套内图1-9(c)。 (6)油泵循环润滑 是依靠车床内的油泵供应允足的油量来润滑的。 图110所示的是CA6140型车床的润滑系统位置示意图。润滑部位用数字标出。除了图所注与处的润滑部位应用3号工业润滑脂(黄油)进行润滑外，其余都使用30号机械油。 主轴箱内应有足够的润滑油，一般加到油标孔的一半就叫以。箱内齿轮用溅油法进行润滑，主轴后轴承用油绳润滑，主轴前轴承等重要润滑部位用往复式油泵供油。如果发现窗孔内无油输出，说明主轴箱润滑系统有故障，应立即停车检查原因。 主轴箱、挂轮箱、进给箱和溜板箱内的润滑油一般3个月更换1次，换油时应把箱体内用煤油清洗干净后再加油。 挂轮箱上的正反机构主要靠齿轮溅油法进行润滑，油面的高度可以从油标孔中看出，换油期是3个月1次。 进给箱内的轴承和啮轮，除了用齿轮溅油法进行润滑外，还靠进给箱上部的储油槽，通过油绳进行润滑。另外，每班还要给进给箱上部的储油槽加油1次。（a）有绳润滑 （b）弹子油杯润滑 （c）黄油杯润滑图1-9这个孔的下面边缘为准。溜板箱内的其他齿轮机构，州其上部旷油槽里的油绳进行润滑。 床鞍及刀架部分、尾座套筒、丝杠和轴承靠油孔进行润滑，图1-3中标注共19个油孔。丝杠、光杠部位应做到每班加油。 润滑挂轮架中间齿轮轴承的油杯利润滑溜板箱内换向齿轮的油杯每周加黄油1次，每天向轴承中旋进一部分黄油。此外，床身导轨、滑板导轨和丝杠在工作前和工作后要擦净后加油。 2卧式车床的一级保养 当车床运转500小时后，需进行一级保养。保养时，必须首先切断电源，然后进行保养工作。具体保养内容和要求如下： (1)外保养 清洗机床外表及各罩盖，保持内外清洁，无锈蚀，无油污；清洗长丝杠、光杠和操纵杆；检查并补齐螺钊、手柄、手柄球，清洗机床附件。 (2)主轴箱 清洗滤油器，使其无杂物，检查主轴并检查螺母有无松动，紧固螺丝是否锁紧；调整摩擦片间隙及制动器。 (3)溜板及刀架 清洗刀架，调整中、小滑板的镶条间隙；清洗、调整中滑板、小滑板和丝杆的螺母间隙。(4)挂轮箱 清洗齿轮、轴套井注入新油脂：调整齿轮啮合间隙：检查轴套有无晃动现象。 (5)尾座 清洗尾座，保持尾座套简内、外清洁。 (6)冷却润滑系统 清洗冷却泵、滤油器、盛液盘，畅通油路，油孔、油绳、油毡清洁且无铁屑；检查油质并保持良好，油杯齐全，油窗明亮。 (7)电气部分 切断电源，清扫电动机、电器箱。使电气装置固定整齐。图1-10 CA6140车床润滑系统图二 车削加工的理论知识2.1车削的基本概念1、工作运动在切削过程中，为了切除多余的金属，必须使工件和刀具作相对的工件运动。按其作用，工作运动可分为主运动和进给运动两种。如图1-9 图1-91）运动 机床的主要运动它消耗机床的主要动力。车削时工件的旋转运动是主运动。通常主运动的速度较高。2）进给运动 使工件的多余材料不断被去除的工作运动。如车外圆时的纵向进给运动，车端面时的横向进给运动等。2、工件上形成的表面 车刀切削工件时，使工件上形成已加工表面、过渡表面和待加工表面 如图2-11）、已加工表面 工件上经刀具切削后产生的表面。2）过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面。3）待加工表面 工件上有待切除之表面。2.2 车刀2.2.1、常用刀具材料目前，车刀广泛应用硬质合金刀具材料，在某些情况下也应用工具钢、高速钢等材料。(1)高速钢：高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640左右其硬度下降，不能进行高速切削。(2)硬质合金：以耐热高和耐磨性好的碳化物，钴为粘结剂，采用粉末冶金的方法压制成各种形状的刀片，然后用铜钎焊的方法焊在刀头上作为切削刀具的材料。硬质合金的耐磨性和硬度比高速钢高得多，但塑性和冲击韧度不及高速钢。（3)其他刀具材料：目前，陶瓷刀具，单点金刚石车刀、金刚石涂层车刀以及CBN车刀也得到了广泛的应用。2.2.2、刀具材料应具备的性能(1)高硬度和好的耐磨性。刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属。一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。(2)足够的强度与冲击韧度。强度是指在切削力的作用下，不致于发生刀刃崩碎与刀杆折断所具备的性能。冲击韧度是指刀具材料在有冲击或间断切削的工作条件下，保证不崩刃的能力。(3)高的耐热性。耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标，它综合反映了刀具材料在高温下仍能保持高硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。(4)良好的工艺性和经济性2.2.3、车刀的结构车刀是形状最简单的单刃刀具，其它各种复杂刀具都可以看作是车刀的组合和演变，有关车刀角度的定义，均适用于其它刀具。（1）车刀的组成车刀是由刀头(切削部分)和刀杆(夹持部分)所组成。刀头用于切削，刀杆用于安装。常用的车刀结构形式有以下三种（见图1-10）整体式焊接式机夹式 图1-10整体车刀：刀头的切削部分是靠刃磨得到的，整体车刀的材料多用高速钢制成，一般用于低速切削。焊接车刀：将硬质合金刀片焊在刀头部位，不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀，可用于高速切削。机夹式车刀：将刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上，机夹刀具广泛地应用于数控加工中。（2）车刀的角度刀头是车刀的切削部分，由前刀面、主后刀面、副后刀面；主切削刃、副切削刃和刀尖组成，简称“三面二刃一尖”，如图1-11 图1-111 刀头；2 刀杆；3 主切削刃：是前刀面与主后刀面的交线，担负主要的切削工作；4 主后刀面：是与工件切削表面相对的表面；5 副后刀面：是与工件已加工表面相对的表面；6 刀尖：是主切削刃与副切削刃的相交部分，一般为一小段过渡圆弧。7 副切削刃：是前刀面与副后刀面的交线，担负少量的切削工作，起一定的修光作用。8. 前刀面：是切屑流经过的表面。（3）车削角度为了确定切削部分在空间中的角度，可以建立三个辅助平面：切削平面、基面和正交平面，如图7所示。在该坐标系中，可以测量出车刀的六个独立角度：前角0、主后角0、副后角0、主偏角kr、副偏角kr和刃倾角s。如图1-12 图1-12(1)前角0：前刀面与基面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。前角可分为正、负、零，前刀面在基面之下则前角为正值，反之为负值，相重合为零。作用：增大前角，可使刀刃锋利、切削力降低、切削温度低、刀具磨损小、表面加工质量高。但过大的前角会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。选择原则：用硬质合金车刀加工钢件(塑性材料等)，一般选取0=1020；加工灰口铸铁(脆性材料等)，一般选取0=515。精加工时，可取较大的前角，粗加工应取较小的前角。工件材料的强度和硬度大时，前角取较小值，有时甚至取负值。(2)后角0：主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面的倾斜程度。作用：减少主后刀面与工件之间的磨擦，并影响刃口的强度和锋利程度。选择原则：一般后角可取0=68。(3)主偏角kr：主切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。作用：影响切削刃的工作长度、切深抗力、刀尖强度和散热条件。主偏角越小，则切削刃工作长度越长，散热条件越好，但切深抗力越大。选择原则：车刀常用的主偏角有45、60、75、90几种。工件粗大、刚性好时，可取较小值。车细长轴时，为了减少径向力而引起工件弯曲变形，宜选取较大值。4、车刀的刃磨对于整体车刀和焊接车刀来说，在用钝后必须通过砂轮机刃磨以恢复车刀原来的形状和角度。磨高速钢车刀或磨硬质合金车刀的刀体部分用白刚玉（氧化铝）砂轮，磨硬质合金刀头用绿碳化硅砂轮。车刀刃磨的步骤如图2-5（a）粗磨主后刀面握法 （b）刃磨主后刀面图1-13 90车刀刃磨方法首先磨主后刀面，同时磨出主偏角kr及主后角0；其次磨副后刀面，同时磨出副偏角kr及副后角0；接着磨前面，同时磨出前角0，同时在前刀面上磨出断屑槽；最后修磨各刀面及刀尖，在主刀刃与副刀刃之间磨刀尖圆弧，以提高刀尖强度和改善散热条件。刃磨车刀的姿势及方法是：（1）人站立在砂轮机的侧面，以防砂轮碎裂时，碎片飞出伤人；（2）两手握刀的距离放开，两肘夹紧腰部，以减小磨刀时的抖动；（3）磨刀时，车刀要放在砂轮的水平中心，刀尖略向上翘约38，车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。当车刀离开砂轮时，车刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂轮碰伤；（4）磨后刀面时，刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度；磨副后刀面时，刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度；（5）修磨刀尖圆弧时，通常以左手握车刀前端为支点，用右手转动车刀的尾部。在磨刀的过程中，需要注意安全保护。首先要检查砂轮有无裂纹，砂轮轴螺母是否拧紧，并经试转后使用，以免砂轮碎裂或飞出伤人；不要正对砂轮的旋转方向站立，以防意外；刃磨刀具不能用力过大，否则会使手打滑而触及砂轮面，造成工伤事故；磨刀时应戴防护眼镜，以免砂砾和铁屑飞入眼中。磨刀的安全知识： 1)磨刀时，操作者应尽量避免正面对砂轮，而应站在砂轮的侧面。这样可防止砂粒飞入眼内或万一砂轮碎裂飞山击伤。磨刀时最好要戴防扩眼镜。如果砂粒飞入眼中，不能用手去擦，应立即去保健室清除。 2)磨刀时不能用力过猛，以免由于打滑而磨伤手。 3)砂轮必须装有防护罩。 4)磨刀用的砂轮，不准磨其它物件。 5)砂轮托架跟砂轮之间的间隙不能太大(一般为12mm)，否则容易使车刀嵌入而挤碎砂轮，从而发生重大事故。在刃磨硬质合金车刀时不能加水冷却，因为硬质合金是高硬度的脆性材料，不能承受热冲击，在刃磨时，其局部会有温度聚集，又不能像高速钢那样散热快，如果一遇冷水的话相当于淬火处理，容易碎裂。但高速钢却正相反，为了不把它磨糊，要勤用水来降温。5、车刀的安装车刀必须正确牢固地安装在刀架上，安装车刀应注意下列几点：（1）刀头不宜伸出太长，否则切削时容易产生振动，影响工件加工精度和表面粗糙度。一般刀头伸出长度不超过刀杆厚度的两倍，能看见刀尖车削即可。（2）刀尖应与车床主轴中心线等高，一般使用垫刀片来调整刀尖的高度。刀尖的高低，可根据尾架顶尖高低来调整，刀尖应对齐尾座顶尖。车刀装得太高，后角减小，则车刀的主后面会与工件产生强烈的磨擦；如果装得太低,前角减少，切削不顺利，会使刀尖崩碎。（3）刀杆应与工件的轴线垂直，其底面应平放在刀架上。刀杆应垫平，垫片的数量一般以1-3片为宜，并尽可能用厚垫片，以减少垫片数量，调整好刀尖高度后，至少用两个四角螺钉交替压紧车刀。（4）锁紧方刀架，注意检查在加工极限位置时是否会产生干涉或碰撞。6、工件装夹车床主要用于加工回转表面。安装工件时，应该使待加工表面回转中心和车床主轴的中心线重合，以保证工件位置准确；同时还要把工件卡紧，以承受切削力，保证工作时安全。在车床上常用的装夹附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等。图1-14（1）三爪卡盘图1-14（2）四爪卡盘三爪卡盘是车床上最常用的附件，其构造如图1-14（1）所示。当转动小锥齿轮时，可使与它相啮合的大锥齿轮随之转动，大锥齿轮的背面的平面螺纹就使三个卡爪同时缩向中心或张开，以夹紧不同直径的工件。由于三个卡爪同时移动并能自行对中（对中精度约为0.050.15mm）。故三爪卡盘适于快速夹持截面为圆形、正三边形、正六边形的工件。三爪卡盘还附带三个“反爪”，换到卡盘体上即可夹持直径较大的工件。四爪卡盘外形如图1-14（2）所示。它的四个卡爪通过四个调整螺杆独立移动，因此用途广泛。它不但可以安装截面是圆形的工件，还可以安装截面是方形、长方形、椭圆或其他不规则形状的工件。此外，四爪卡盘较三爪卡盘的夹紧力大，所以也用来安装较重的圆形截面工件。其他装夹方式： 1.“两顶尖”装夹：对于较长的或必须经过多次装夹才能加工好的工件、如长轴、长丝杆等的车削，或工序较多，在车削后还要铣削或磨削加工，为了保证每次装夹时的装夹精度（如同轴度要求），可用两顶尖装夹。两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高。图1-15 两顶尖装夹工件2.“一顶一夹式”装夹：用两顶尖装夹工件虽然精度很高，但刚性较差，影响切削用量的提高。因此，车削一般轴类工件，尤其是较重的工件，不能用两顶尖装夹，而用一夹一顶装夹用顶尖装夹工件，必须先在工件的端面钻出中心孔。图1-16 “一顶一夹式”装夹工件复习思考题 1什么是车削加上?车床能加上哪些类型的零件?2主轴箱有什么用途?溜板箱有什么用途?3滑板有哪几种?各有什么用途?4车削加工必须具备哪些运动?5. 主轴进行变速时，是通过什么机构实现的？6解释CA6140/CA6136的含义7.CA6140车床进给箱变换手柄如何操作?8.CA6140、CA6136主轴正，反转操作手柄如何控制，第三章 实训项目实训项目一：车阶梯轴一、实训目的：1.学会分析阶梯轴零件的结构工艺。2.能合理选择刀具。3.能正确安装车床夹具和校正。4.能使用量具，检查尺寸和形位公差精度。5.能用普通车床生产出合格的简单轴类零件。二、实训器材CA6140车床；游标卡尺；32x1000mm工件一根。三、实训内容及实训步骤1. 选择机床：选用CA6140型卧式车床；2. 装夹工件。3. 选择刀具。4. 车刀的安装 5. 车阶梯轴6. 零件检测。7. 将各手柄打到步骤1的位置，停机断电。8. 打扫卫生。四、相关工艺介绍一、零件图分析该零件为圆杆形台阶轴，零件加工内容包括：圆柱面、圆锥面、台阶面、倒角。如图1-1所示：图1-1二、知识讲解（一）轴的车削加工方法 1. 端面车削 对工件的端面进行车削的方法叫车端面。常用端面车削时的几种情况如下图1-2所示：图1-22.圆柱台阶车削 车台阶轴时，既要车外圆，又要车环形端面，因此既要保证达到外圆尺寸精度，又要保证台阶长度尺寸。 （1）车削相邻两个直径相差不大的台阶时，可用90偏刀车外圆，利用车削外圆进给到所控制的台阶长度重点位置，自然得到台阶面。用这种方法车台阶时，车刀安装后的主偏角必须等于90 （2）如果相邻两个台阶直径相差较大，就要用两把刀分几次车出。可先用一把90的刀粗车，然后用一把90偏刀使安装后的=9395分几次清根。清根时应该留够精车时外圆和端面的加工余量。精车外圆到台阶长度后，停止纵向进给，可根据进给手柄使车刀慢慢地均匀退出，把端面精车一刀。至此，一个台阶加工完毕。 （a） （b）3圆锥面车削在车床上车削圆锥面的方法有很多种，最常用的方法是转动小滑板法1）小滑板转动角度原则 小滑板转动角度应是圆锥素线与车床主轴轴线夹角，即就是工件圆锥半角，使车刀进给轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可。如果图样上没有注明圆锥半角，可计算得出。（2）找正小滑板角度方法 4其它面加工切槽时用切槽刀。切槽刀前为主切削刃，两侧为副切削刃。安装切槽刀，其主切削刃应平行于工件轴线，主刀刃与工件轴线同一高度。 切窄槽，主切削刃宽度等于槽宽，横向走刀一次将槽切出。切宽槽，主切削刃宽度小于槽宽，分几次横向走刀，切出槽宽；切出槽宽后，纵向走刀精车槽底，切完宽槽。 另外，切断与切槽的方法很相似。（二）圆锥的基本参数1圆锥的四个基本参数（1）最大圆锥直径（D）（2）最小圆锥直径（d）（3）圆锥长度(L)（4）圆锥半角（/2）和锥度（C）。锥度是两个垂直圆锥轴线截面直径差与该两截面问的轴向距离之比，即C=（Dd）/L。由于设计基准，测量方法等要求不同，在图样中圆锥的标注方法也不一致，根据圆锥的四个基本参数，只要知道任意三个参数，即可计算出其他一个位置参数。 2标准圆锥 常用的标准工具圆锥有米制圆锥和莫氏圆锥两种。（1）米制圆锥 米制圆锥共有8个号码，即4号、6号、80号、100号、120号、140号、160号、200号。它的号码是指圆锥的大端直径，锥度固定不变，即C=1：20.圆锥半角/2=25度56分。（2）莫氏圆锥 莫氏圆锥是机器制造业中应用得最广泛的一种，如车床主轴孔、顶尖、钻头柄部及铰刀柄部等都是用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成7个号码即0、1、2、3、4、5、6，最小的0号最大的6号，每一型号公称直径大小分为9.015、12.065、17.78、23.825、31.267、44.399、63.318莫氏圆锥是从英制换算来的。（三）车刀的类型 车刀按其用途不同，可分为外圆车刀，端面车刀，切断刀，内孔车、螺纹车刀和成形车刀等。 190外圆车刀及其使用 90车刀又称偏刀，按进给方向分右偏刀和左偏刀。 （a）右偏刀 （b）左偏刀 （c）右偏刀外形（1）右偏刀一般采用来车削工件的外圆，端面和右向台阶，因为它的主偏角较大，车外圆时作用于工件半径方向的径向切削力较小，不易将工件顶弯。（2）左偏刀一般用来车削左向价台和工件的外圆，也适用于车削直径较大和长度较短的工件的端面。 （a）用右偏刀车外圆、台阶和端面 （b）用左、右偏刀车台阶 （c）用左偏刀车平面右偏刀也可用来车削平面，但因车削时用副刃切削，如果由工件外缘向中心进给，当切削深度较大时，切削力会使车刀扎入工件，而形成凹面，为防止产生凹面，可改由中心向外缘进给，用主切削刃切削，但切削深度较小，切削余量较大时也可用图c所示车削。 （a）向中心进给产生凹面（b）由中心向外进给（c）用端面车刀车平面 245车刀及其使用 45车刀由刀尖角为90，所以刀头强度和散热条件都比90车刀好，常用于车削工件的端面和进行45倒角，也可用来车削长度较短的外圆。375外圆车刀及其使用 75车刀刀尖角大于90，刀头强度好，较耐用，因此适用与粗车轴类工件的外圆以及强力切削铸铁、锻件等余量较大的工件，图a ；75左车刀还可以用来车铸铁、锻件的大平面，图b。 （四）顶尖装夹工件1.顶尖 顶尖的作用是定中心，承受工件的重量和切削力。顶尖分前后顶尖两类。（1）前顶尖 摆在主轴孔内与主轴一起旋转的叫前顶尖如图1-25a所示。前顶尖随同工件一起转动。与中心孔无相对运动，不发生摩察。 有时为了准确和方便起见，也可以在三爪自定心卡盘上夹一段钢材，车60度顶尖来代替前顶尖。如图1-25b所示。 （2）后顶尖 插入车床尾座套筒内的叫后顶尖，后顶尖又分固定顶尖和回转顶尖。 固定顶尖的优点，定心正确刚性好，缺点是工件和顶尖是滑动摩擦，发热较大，过热时会把中心孔或顶尖烧坏，因此它适用与低速加工精度要求较高的工件。 为了避免后顶尖与工件中心空摩擦，常使用回转顶尖。 3.一夹一顶安装工件 夹、顶安装工件对质量较大，加工余量也较大的工件，如果采用在两顶尖间安装的方法来加工，就无法提法提高切削用量，缩短加工时间。此时可采取前端用卡盘夹紧，后端用后顶尖顶住的装夹方式法。为了防止工件轴向窜动，工件应该轴向定位，即在卡盘内部装个限位支承；也可以利用工件上的合格限位，如图所示。这种装夹方法比较安全。能承受较大的轴向切削力。因此应用的很广泛。 复习思考题1. 车阶梯轴常用的有哪几把刀具各有什么作用？2. 车圆锥式应注意哪些内容？3. 安装好工件后，工件末端跳动过大，可能是什么原因造成的，应该如何改善？实训项目二：车螺纹一、实训目的：1. 了解螺纹的种类及其各部分名称和计算。2. 了解螺纹车到的几何形状，掌握螺纹车刀的刃磨方法；3. 掌握螺纹的车削方法。二、实训器材CA6140车床；32x1000mm工件一根；螺纹车刀。三、实训内容及实训步骤1. 检查机床各手柄是否处于正确位置，开车。2. 正确变换主轴转速。拨动主轴箱外面的变速手柄，就可以得到各种对应的主轴转速，当手柄拨动不顺利时，可以用手稍微转动卡盘即可。3. 正确变换进给量。按选定的进给量查看床身上的标牌，再按照标牌上标示的位置拨动进给变速手柄，就可得到选定的进给量。4. 扳动自动走刀手柄，观察不同的进给速度。5. 装夹工件，选择两组不同的切削用量加工外圆面，观察其加工表面。6. 打扫卫生。四、相关知识介绍11、螺纹的种类在各种机械产品中，带有螺纹的零件应用的很广泛。螺纹的种类按用途课分为连接螺纹和传动螺纹。按牙型课分为三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿、锯齿形、方牙和圆形，按螺纹旋线可分为左旋和右旋，按螺纹头数可分为单头和多头螺纹，按母体形状可分为圆柱和圆锥螺纹等。1.2、螺纹各部分名称