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课 题第一章 车削的基本知识 1.1 车床与车削运动班 级 授课日期总课时教 学 目 标1、 了解车床主要组成部分的名称、作用2、 了解车削运动和切屑三要素3、了解车床的保养和切削液的使用教 学 重 点教 学 难 点掌握车床的组成以及传动系统掌握切削三要素及选择教 学 课 型理 论 课教 学 手 段讲 授使 用 教 具1、挂图 2、车削加工工件教学基本内容教师活动 【复习提问】1、车削加工的定义？2、车削加工的加工范围？【导入新课】 通过上节课的学习，我们了解了车削的发展史和车削加工的加工范围，那么我们这节课进一步来认识车床。【讲授新课】1、 车床结构 C A 61 40 A 第一次重大改进 最大回转直径400mm 卧式车床 特性代号（普通） 分类代号（车床） 1、 主轴变速箱：简称主轴箱，用来支撑主轴，使主轴作各种速度旋转运动，主轴是空心的，便于穿过长的工件，在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖，也可利用主轴前端锥面安装卡盘，以便装夹工件。2、 交换齿轮箱：把主轴的运动传给进给箱，用来搭配不同齿数的齿轮，通过改变交换齿轮的齿数，以获得不同的进给量，并且配合进给箱的变速运动，主要用于车削出不同种类不同螺距的螺纹工件。3、 进给箱：用来改变进给量。主轴经交换齿轮箱传人进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置，便可使光杠或丝杠获得不同的转速，以满足车螺纹于机动进给的需要。4、 溜板箱：使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动。光杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹，两者不能同时使用。5、 丝杠：用来车削螺纹，丝杠是车床中主要精密件之一，一般不用丝杠自动进给，以便长期保持丝杠的精度。6、 光杠：机动进给时传递运动，通过光杠可把进给箱的运动传递给溜板箱，使刀架作纵向或横向进给运动。7、 床鞍和滑板：床鞍用于支撑滑板于实施纵向进给，滑板分为大、中、小滑板，中滑板用于横向进给，大滑板用于纵向进给，小滑板用于短距离纵向进给。8、 刀架：装夹车刀，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。9、 尾座：用途很广，装上顶尖可支顶工件，装上钻头可以钻孔，装上板牙丝锥可套功螺纹，装上铰刀可铰孔等。转动手轮可调整套筒伸缩距离，并且尾座还可沿床身导轨推移至所需位置，以适应不同工件加工的要求。10、 床身：床身是车床上精度要求很高的一个大型部分。它的主要作用是支撑安装车床的其他部分。11、 冷却部分：作用是给切屑区浇注充分切削液，降低切屑温度，提高工件加工质量和刀具寿命。12、 操纵杆：是车床的控制机构，在操纵杆左端和大滑板右侧各装有一个手柄，操作工人可以方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。2、 车床的传动系统3、 车削运动1、 主运动：直接切除工件上的切削层，并使之变成切屑以形成工件新表面的运动，车削时，工件的旋转就是主运动。2、 进给运动：使工件的多余材料不断被车去的运动，分为纵向进给（车外圆）、横向进给（车端面、切断）。3、车削时工件上形成的表面：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。（1）已加工表面：工件上经车刀切削后产生的新表面。（2）过渡表面：工件上由切削刃正在形成的那部分表面。（3）待加工表面：工件上待切除的表面。图12是几种车削加工时，工件上形成的三个表面。四、切削用量的基本概念 切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数。它包括切削深度、进给量和切削速度三要素。合理选择切削用量与提高加工质量和生产效率有着密切的关系。1、切削深度（ap） 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离(图13)，也就是每次进给时车刀切削工件的深度(单位：mm)。车外圆时的切削深度,可按下式计算：ap=(dw-dm)/2 公式1式中ap切削深度，mm；dw工件待加工表面直径，mm； dm工件已加工表面直径，mm。例1：已知工件直径为95 mm；现用一次进给车至直径为90 mm，求切削深度。 解：根据公式 ap=(dw-dm)/2 =(95-90)/2=2.5mm2、进给量(f) 工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离(图13)。它是衡量进给运动大小的参数(单位：mmr)。 进给量又分纵进给量和横进给量两种： 纵进给量沿车床床身导轨方向的进给量； 横进给量垂直于车床床身导轨方向的进给量。3 切削速度(vc) 在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，也可以理解为车刀在一分钟内车削工件表面的理论展开直线长度(但必须假定切屑没有变形或收缩)(图14)。它是衡量主运动大小的参数(单位：mmin)。切削速度(vc)的计算公式为： vc=dn/1000 公式2式中vc切削速度，mmin； d 件直径，mm； n车床主轴转速，rmin。例2：车削直径d=60mm的工件外圆，机床主轴转速n=600r/min。求切削速度vc. 解：根据公式在实际生产中，往往是已知工件直径，并根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素选定切削速度，再将切削速度换算成车床主轴转速，以便调整机床，这时可把公式1或公式2改写成：4、切屑用量的选择 在相同的加工条件下，选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果，切削用量选得过低，降低了生产率，增加了生产成本；切削用量选得过高，刀具磨损加快，降低了加工质量，增加了磨刀时间和材料损耗，也会影响生产率和成本。因此，合理选择切屑用量，对提高生产率，保证必要的刀具寿命和经济性，保证加工质量都有重要意义。合理的切削用量应该是：能保证工件的质量要求（主要是加工精度和表面粗糙度），并在工艺系统强度和刚性许可的条件下充分利用机床功率和发挥刀具性能时的最大切削用量。（1）粗车切屑用量的原则 粗车时选择切屑用量主要是考虑提高生产率，同时兼顾车刀寿命，同时加大背吃刀量、进给量、切屑速度可以提高生产率，但是它们都对刀具寿命产生不利的影响，因此，粗车时切屑用量的原则是：首先选一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后根据已选定的ap和f，在工艺系统刚度、刀具寿命和机床功率许可的条件下选择一个合理的切屑速度。（2）精车切屑用量的原则 精车时选择切屑用量应首先考虑加工质量，并注意兼顾生产率和刀具寿命。首先选择一个小的背吃刀量，半精车时背吃刀量为0.5-2mm，精车时背吃刀量为0.1-0.8mm 一般取0.5mm 。数控车床精车一般取0.1-0.5mm 。其次选择进给量，精车时进给量的选择主要受表面粗糙度的限制，进给量越小，表面粗糙度越好。 最后选择切屑速度，为了提高工件的表面质量，用硬质合金车刀精车时，一般采用较高的切屑速度，也可以说提高车床转速，用高速钢车刀精车时，一般选用较低的切屑速度，也就是说选择较低的车床转速，在数控车床上车削时，一般都用硬质合金车刀，所以切屑速度可以选择更高（1600转）。（3）切削用量对切屑的影响对断屑影响最大的是进给量，进给量增大时，切屑厚度成正比例增大，则切屑上的弯曲应力也随之增大，容易断屑；当进给量很小时，切屑很薄，往往在切削刃附件便发生卷曲而脱离前刀面，很可能碰不到断屑槽阶台，或者即使相碰，也因为产生的弯曲应力较小，而不足以使切屑折断，所以适当增大进给量是达到断屑目的的有效措施之一。（4）断屑槽的宽度对断屑的影响断屑槽的宽度对断屑的影响很大，一般来讲，槽宽越小，切屑的弯曲半径越小，切屑上的弯曲应力大，越易折断。所以采用较小的断屑槽宽度对断屑有利，但断屑槽宽度必须与进给量和切削深度联系起来考虑。 若断屑槽宽度与进给量基本适应，则可形成C形切屑，若卷屑槽太窄，易产生堵屑现象，而使车刀负荷增加，甚至损坏切削刃。若卷屑槽太宽，切削卷曲半径太大，则切削变形不够，不易折断，往往不流经槽底而形成不断的带状屑。断屑槽的宽度也应与切削深度相适应，否则当槽太窄时，显得切屑宽，不易在槽中卷曲，往往切屑不流经槽底而形成带状屑。当槽太宽时，又显得切屑窄，流动较自由，变形不够充分，也不折断。为得到满意的断屑效果，应按具体加工条件（工件材料、切屑用量等）选择合适的断屑槽宽度。对于硬度较低的工件材料，槽应选得窄些；反之，槽应选得宽些。5、 切削液 切削液又称冷却润滑液，是在车削过程中位了改善切削效果而使用的液体。在车削过程中，金属切削层发生了变形，在切屑于刀具间、刀具与加工表面间存在着剧烈的摩擦。这些都会产生很大的切削力和大量的切削热。若在车削过程中合理地使用切削液，不仅能改善表面粗糙度、减小15%-30%的切削力，而且还会使切削温度降低100-150C，从而提高了刀具的使用寿命、劳动生产率和产品质量。1、切削液的作用（1）冷却作用 切削液又叫冷却润滑液，它能吸收并带走切削区大量的热量，改善散热条件，降低刀具和工件的温度，从而延长了刀具的使用寿命，并能防止工件因热变形而产生的尺寸误差，也为提高生产率创造了有利条件。（2）润滑作用 切削液能渗透到工件与刀具之间，在切屑与刀具的微小间隙中形成一层很薄的吸附膜，减小了摩擦系数，因此可减小刀具、切屑、工件间的摩擦，使切削力和切削热降低，减少了刀具的磨损，使排屑顺利，并提高工件的表面质量。对于精加工，润滑作用就显得更重要了。（3）清洗作用 切削过程中产生的细小的切屑容易粘附在工件和刀具上，尤其是钻深孔和铰孔时，切屑容易堵塞，影响工件的表面粗糙度和刀具寿命。如果加注有一定压力、足够流量的切削液，则可将切屑迅速冲走，使切削顺利进行。2、切削液的分类车削时常用的切削液有两大类。（1）乳化液（2）切削油3、切削液的选用切削液应根据加工性质、工件材料、刀具材料和工艺要求等具体情况合理选用。选择切削液的一般原则是： 根据加工性质选用（1）粗加工时，加工余量和切削用量较大，产生大量的切削热，因而会使刀具磨损加快，这时使用切削液的目的是降低切削温度，所以应选用以冷却为主的乳化液。 （2）精加工时，主要为了延长刀具的使用寿命，保证工件的精度和表面质量，最好选用棚压切削油或高浓度的极压乳化液。 （3）钻削、铰削和深孔加工时，刀具在半封闭状态下工作，排屑困难，切削热不能及时传散，容易使切削刃烧伤并严重破坏工件表面质量。这时应选用粘度较小的极压乳化液和极压切削油，并应增大压力和流量。一方面进行冷却、润滑，另一方面将切屑冲刷出来。 根据工件材料选用（1）钢件粗加工一般用乳化液，精加工用极压切削油（硫化油）。（2）切削铸铁、铜及铝等脆性金属时，由于切屑碎末会堵塞冷却系统，容易使机床导轨磨损，一般不加切削液，但精加工时为了得到较高的表面质量，可采用粘度较小的煤油或710乳化液。（3）切削有色金属和铜合金时，可使用煤油和粘度较小的切削油，但不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。（4）切削镁合金时，不能用切削液，以免燃烧起火。必要时可使用压缩空气冷封和排屑。（5）车削难加工材料，如不锈钢耐热钢等，应选用极压切削油或极压乳化液4、根据刀具材料选用（1）高速钢刀具粗加工时，用极压乳化液。对钢料精加工时，用极压乳化液或极压切削油。（2）硬质合金刀具一般不加切削液。但在加工某些硬度高、强度好、导热性差的特种材料和细长工件时，可选用以冷却为主的切削液(如乳化液)。