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车工培训教程编制：高晓峰审核：张海霞郑州四维工艺研究院目录第一章 车床工作的基本知识第一节 金属切削机床有分类及型号第二节 工件表面成形方法第三节 机床运动分析第二章 车床第一节 车床各部分名称及其作用第二节 车床的保养与润滑第三节 车工安全知识第三章 切削的基本理论第一节 车削的基本概念第二节 切削用量的基本概念第三节 切削力的概念第四章 车刀第一节 常用车刀的分类第二节 车刀的结构及刀具角度第三节 车刀材料第四节 车刀的刃磨第五章 切削液及其选用第一节 切削液的分类及作用第二节 切削液的选用第六章 车外圆第一节 车外圆的特点第二节 外圆车刀的选择和安装第三节 工件的安装第四节 切削用量的选择第五节 车外圆操作步骤第七章 车削加工阶梯轴第一节 轴类工件车削用车刀的选择第二节 45和90外圆车刀的安装和使用第三节 切断刀和车槽刀第八章 轴类工件的装夹第一节 三爪卡盘的操作第二节 工件的装卡方法第三节 中心孔及中心钻第九章 用棒料车削加工阶梯轴第一节 轴类工件的测量第二节 用手动进给车削外圆、平面和倒角第三节 机动进给车削外圆和平面第四节 车削台阶的方法第五节 容易产生的问题和注意事项第十章 车削加工轴承套第一节 车床上钻孔第二节 车床上扩孔第三节 车孔（镗孔）第四节 孔的测量第十一章 车削加工圆锥第一节 术语及定义第二节 圆锥各部分尺寸计算第三节 车圆锥的方法第四节 圆锥的检验及质量分析第十二章 车成形面第一节 成形面的加工方法第二节 成形刀的种类第三节 研磨第十三章 加工普通外螺纹第一节 螺纹术语第二节 普通螺纹的尺寸计算第三节 内外三角形螺纹车刀的刃磨第四节 加工螺纹时车刀的装夹及机床调整第五节 螺纹的加工第六节 螺纹的测量和检查第七节 高速车削三角形外螺纹第十四章 车削加工三角形内螺纹第一节 内螺纹车刀的选择和装夹第二节 车内螺纹的方法第十五章 梯形螺纹第一节 梯形螺纹的尺寸计算第二节 梯形螺纹车刀第三节 梯形螺纹车刀的选择和装夹第四节 梯形螺纹的加工第五节 梯形螺纹的测量及质量分析第十六章 车削加工偏心轴第一节 在三爪及四爪卡盘上车偏心工件第二节 偏心距的测量第一章 车床工作的基本知识一、金属切削机床的分类机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，按加工性能分12大类，在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。按加工性能分：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨床、拉床、电加工机床、切断机床、其它机床按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床按机床重量和尺寸：仪表机床、中型、大型、重型机床按加工过程的控制方式：普通机床、数控机床、加工中心、柔性制造单元二、机床的型号机床型号是机床产品的代号，用以简明地表示机床的类别、主要技术参数、结构特性等。我国目前实行的机床型号，按GB/T1537594“金属切削机床型号编制办法”实行，它由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成。型号中字母及数字的含义如下：1、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： 机床的类代号类别车床钻床磨床铣床刨插床拉床锯床镗床其他机床代号CZM2M3MXBLGTQ读音车钻磨二磨三磨铣刨拉割镗其2、机床的特性代号机床的特性代号，包括通用特性代号和结构特性代号，用大写的汉语拼音字母表示，位于类代号之后。（1）通用特性代号当某类型机床，除有普通型外，还有某种特性时，则在类代号之后加通用特性代号予以区分。机床的通用特性代号及读音见下表： 机床通用特性代号通用特性高精密精密自动半自动数控加工中心（自动换刀）仿行轻型加重型简式或经济型高速代号GMZBKHFQCJS读音高密自半控换仿轻重简速（2）结构特性代号对主参数值相同而结构、性能不同的机床，在型号中加结构特性代号予以区别。当型号中有通用特性代号时，结构特性代号应排在通用特性代号之后。通用特性代号已用的字母和“I，O”两个字母均不能用作结构特性代号。当字母不够用时，可将两个字母组合起来使用，如AD，AE等。例如，CA6140型普通车床型号中的“A”，可理解为：CA6140型普通车床在结构上区别于C6140型普通车床。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09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。机床的组、系代号（截选）类组别0123456789车床仪表车床单轴自动,半自动车床多轴自动,半自动车床回轮,转塔车床曲轴及凸轮轴车床立式车床落地及卧式车床彷形及多刀车床轮,轴,辊,锭及铲齿车床其他车床钻床坐标镗钻床深孔钻床摇臂钻床台式钻床立式钻床卧式钻床铣钻床中心孔钻床镗床深孔镗床坐标镗床立式镗床卧式铣镗床精镗床车辆修理用镗床磨床M仪表磨床外圆磨床内圆磨床砂轮机坐标磨床导轨磨床刀具刃磨床平面及端面磨床曲轴类磨床工具磨床2M超精机内圆研磨机外圆及其他研磨机抛光机砂带抛光及磨削机床刀具刃磨及研磨机床可转位刀片磨削机床研磨机其他磨床3M球轴承套圈沟磨床滚子轴承套圈滚道磨床轴承套圈超精机床叶片磨削机床滚子加工机床钢球加工机床活塞及活塞环磨削机床汽车,拖拉机修磨机床4、机床的主参数和第二主参数机床主参数：代表机床规格的大小,在机床型号中,用数字给出主参数的折算数值（1/10或1/150）第二参数：一般是主轴数、最大跨距、最大工作长度、工作台工作面长度等，它也用折算值表示。各类主要机床的主参数和折算系数机床主参数名称主参数折算系数第二主参数卧式车床床身上最大回转直径1/10最大工件长度立式车床最大车削直径1/100最大工件高度摇臂钻床最大钻孔直径1/1最大跨距卧式镗铣床镗轴直径1/10坐标镗床工作台面宽度1/10工作台面长度外圆磨床最大磨削直径1/10最大磨削长度内圆磨床最大磨削孔径1/10最大磨削深度矩台平面磨床工作台面宽度1/10工作台面长度齿轮加工机床最大工件直径1/10最大模数龙门铣床工作台面宽度1/100工作台面长度升降台铣床工作台面宽度1/10工作台面长度龙门刨床最大刨削宽度1/100最大刨削长度插床及牛头刨床最大插削及刨削长度1/10拉床额定拉力（t）1/1最大行程5、机床重大改进序号 用字母“A、B、C ”表示，附机床型号末尾，以示区别。机床型号编制举例：三、工件表面成形方法 就机械加工而言，是根据具体的设计要求选用相应的切削加工方法即：在机床上通过刀具与工件的相对运动，从工件毛坯上切除多余金属，使之形成符合要求的形状、尺寸的表面的过程。因此，机械加工过程是工件表面的形成过程。1、工件表面的构成机械零件的表面形状千变万化，但大都是由几种常见的表面组合而成的。这些表面包括平面、圆柱面、圆锥面、球面、螺旋面、圆环面以及成形曲面等，如下图。 这些表面都可以看成是由一根母线沿着导线运动而形成的。下图表示了零件表面的成形过程。母线和导线统称为发生线。1母线 2导线2、常见工件表面的成形方法 机械加工中，工件表面是由工件与刀具之间的相对运动和刀具切削刃的形状共同实现的。相同的表面，切削刃的不同，工件和刀具之间的相对运动也不相同，这是形成各种加工方法的基础。有轨迹法、成形法、展成法、相切法等。 1）轨迹法：指的是刀具切削刃与工件表面之间为点接触，通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具刀尖的运动轨迹来实现表面的成形。2）成形法：是指刀具切削刃与工件表面之间为线接触，切削刃的形状与形成工件表面的一条发生线完全相同，另一条发生线由刀具与工件的相对运动来实现。3）展成法（范成法）：是指对各种齿形表面进行加工时，刀具的切削刃与工件表面之间为线接触，刀具与工件之间作展成运动（或称啮合运动），齿形表面的母线是切削刃各瞬时位置的的包络线。4）相切法：利用刀具边旋转边做轨迹运动对工件进行加工的方法。四、机床运动分析 机床的运动：表面成形运动和辅助运动。 1、表面成形运动：形成发生线的运动。按组成情况不同，可分为：简单成形运动和复合成形运动。 1）简单成形运动：如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单成形运动。例如，用外圆车刀车削外圆柱面或磨外圆时，工件的旋转运动B1和刀具的直线运动A1就是两个简单成形运动。2）复合成形运动：如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上旋转运动或直线运动，按照某种确定的运动关系组合而成，则称此成形运动为复合成形运动。例如，车削螺纹时，形成螺旋线所需的刀具和工件之间的相对运动。通常将其分解为工件的等速旋转运动B11和刀具的等速直线移动A12。B11和A12不能彼此独立，它们之间必须保持严格的运动关系，即工件每转一转时，刀具就均匀地移动一个螺旋线导程。复合运动标注符号的下标含义为：第一位数字表示成形运动的序号(第一个、第二个、成形运动)；第二位数字表示构成同一个复合运动的单独运动的序号。2、机床运动机床运动按作用情况不同，可分为：主运动和进给运动。 1）主运动：是刀具与工件之间的相对运动。它使刀具的前刀面能够接近工件，切除工件上的被切削层，使之转变为切屑，从而完成切屑加工。一般地，主运动速度最高，消耗功率最大，通常只有一个主运动。车床：工件旋转钻床：钻头旋转镗床：刀具旋转刨床：牛头刨床刨刀直线运动龙门刨床工件随工作台的直线运动铣床：刀具的旋转拉床：刀具的直线运动磨床：砂轮和磨具的旋转2）进给运动：是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。 进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；可以是连续的， 也可以是步进的。3）辅助运动：实现机床的各种辅助动作，为表面成形创造条件。它的种类很多，一般包括： a) 切入、切出运动：刀具相对工件切入一定深度，以保证工件达到要求的尺寸。 b) 分度运动：多工位工作台、刀架等的周期转位或移位，多头螺纹的车削等。 c) 调整运动：加工开始前机床有关部件的移位，以调整刀具和工件之间的正确相对位置。 d) 各种空行程运动：切削前后刀具或工件的快速趋近和退回运动，开车、停车、变速、变向等控制运动，装卸、夹紧、松开工件的运动等。第二章 车床一、车床各部分名称及其作用车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。1、车床的分类按用途和结构的不同，车床主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床，如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中，以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸公差等级可达IT8IT7，表面粗糙度Ra值可达1.6m。近年来，计算机技术被广泛运用到机床制造业，随之出现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品。普通车床：加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。 转塔车床和回转车床：具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。 自动车床：按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。 多刀半自动车床：有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高35倍。 仿形车床：能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环(见仿形机床)，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高1015倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。 立式车床：主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，分单柱和双柱两大类。 铲齿车床：在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。 专门化车床：加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。 联合车床：主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作。 数控车床：数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身。马鞍车床：马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉状，能够容纳直径大的零件。车床的外形为两头高，中间低，形似马鞍，所以称为马鞍车床。2、车床的主要结构1）主轴部分主轴箱内有多组齿轮变速机构，变换箱外手柄位置，可以使主轴得到各种不同的转速。卡盘用来夹持工件，带动工件一起旋转。2）挂轮箱部分 它的作用是把主轴的旋转运动传送给进给箱。变换箱内齿轮，并和进给箱及长丝杠配合，可以车削各种不同螺距的螺纹。3）进给部分进给箱：利用它内部的齿轮传动机构，可以把主轴传递的动力传给光杠或丝杠得到各种不同的转速。丝杠：用来车削螺纹。光杠：用来传动动力，带动床鞍、中滑板，使车刀作纵向或横向的进给运动。4“）溜板部分溜板箱：变换箱外手柄位置，在光杠或丝杠的传动下，可使车刀按要求方向作进给运动。滑板：分床鞍、中滑板、小滑板三种。床鞍作纵向移动、中滑板作横向移动，小滑板通常作纵向移动。刀架：用来装夹车刀。5）尾座：用来安装顶尖、支顶较长工件，它还可以安装其它切削刀具，如钻头、绞刀等。6）床身：用来支持和安装车床的各个部件。床身上面有两条精确的导轨，床鞍和尾座可沿着导轨移动。7）附件：中心架和跟刀架，车削较长工件时，起支撑作用。车床的通用性好，可完成各种回转表面、回转体端面及螺纹面等表面加工，是一种应用最广泛的金属切削机床。2、车床的传动系统以CA6140型卧式车床为例，其传动系统原理框图，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。 传动系统原理图二、车床的保养与润滑1）车床的保养一级保养机床运行600小时进行一级保养，以操作工人为主，维修工人配合进行。首先切断电源，然后进行保养工作。序号保养部位保养内容及要求一外保养清洗机床外表面及各罩壳，保持内外清洁，无锈蚀，无黄袍。清洗导轨面，检查并修光毛刺。清洗长丝杆、光杆、操作杆，要求清洁无油污。补齐紧固螺钉、螺母、手球、手柄等机件，保持机床整齐。清洗机床附件，做到清洁、整齐、防锈。二车头箱清洗滤油器。检查主轴螺母有无松动，定位螺钉调整适宜。检查调整摩擦片间隙及制动器。检查传动齿轮有无错位和松动。三走刀箱挂轮架 清洗各部位。检查、调整挂轮间隙。检查轴套，应无松动拉毛。四刀架拖板 拆洗刀架，调整中小拖板镶条间隙。拆洗、调整中小拖板丝杆螺母间隙。五尾架拆洗丝杆、套筒。检查修光套筒外表及锥孔毛刺伤痕。清洗调整刹紧机构。拆洗丝杆、套筒。六润滑油线、油毡，保证油孔、油路畅通。质、油量符合要求，油杯齐全，油标明亮七冷却清洗冷却泵、过滤器、冷却槽、水管水阀，消除泄漏。八电器清洗电动机、电器箱。检查各电器元件触点，要求性能良好，安全可靠。检查、紧固接零装置。二级保养机床运行5000小时进行二级保养，以维修工人为主，操作工人参加，除执行一级保养内容及要求外，应做好下列工作，并测绘易损件，提出备品配件。首先切断电源，然后进行保养工作序号保养部位保养内容及要求一车头箱清洗主轴箱。检查传动系统，修复或更换磨损零件。调整主轴轴向间隙。清除主轴锥孔毛刺，以符合精度要求。二走刀箱挂轮架 检查、修复或更换磨损零件。三刀架拖板 拆洗刀架及拖板。检查、修复或更换磨损零件。四溜板箱清洗溜板箱。调整开合螺母间隙。检查、修复或更换磨损零件。五尾架检查、修复尾架套筒维度。检查、修复或更换磨损零件。六润滑清洗油池，更换润滑油。七电器拆洗电动机轴承。检修、整理电器箱，应符合设备完好标准要求。八精度校正机床水平，检查、调整、修复精度。精度符合设备完好标准要求。2）车床的清洁任何机器除了要有正确的操作外，需要有良好的清洁与维护才能保持精密度并延长机器寿命。适当地润滑车床是很重要的，通常在每部机器使用说明书上有润滑表，由表上可知使用何种润滑油较适当，另外在每次工作结束后也要彻底清洁车床，车床之清洁与维护工作应注意下列事项：a) 首先使用毛刷清除所有的切屑b) 用干净抹布或不用的棉布擦拭车床上之铁屑、水份及表面油污。c) 主轴孔、夹爪应确实擦拭干净。d) 床轨及复式刀座，鸩尾槽需要多次来回擦拭并加以润滑。e) 润滑车床时若油滴在油漆面上应擦拭掉。f) 在操作之前在导轨上附留一层薄油膜。g) 勿做用压缩空气清理切屑，并防止切屑吹入导槽或油孔内。h) 不可在车床导轨上放置工具或工作物，否则会毁损导轨上精密表面之准确度。i) 清洁后车床归至定位，工具排列整齐。3）车床润滑a) 浇油润滑：通常用于外露的滑动表面，如床身导轨面和滑板导轨面等。b) 溅油润滑：通常用于密封的箱体中，如车床的主轴箱，它利用齿轮转动把润滑油溅到油槽中，然后输送到各处进行润滑。c) 油绳导油润滑：通常用于车床进给箱的溜板箱的油池中，它利用毛线吸油和渗油的能力，把机油慢慢地引到所需要的润滑处。d) 弹子油杯注油润滑：通常用于尾座和滑板摇手柄转动的轴承处。注油时，以油嘴把弹子按下，滴入润滑油。使用弹子油杯的目的，是为了防尘防屑。e) 黄油（油脂）杯润滑：通常用于车床挂轮架的中间轴。使用时，先在黄油杯中装满工业油脂，当拧进油杯盖时，油脂就挤进轴承套内，比加机油方便。使用油脂润滑的另一特点是：存油期长，不需要每天加油。f) 油泵输油润滑：通常用于转速高，润滑油需要量大的机构中，如车床的主轴箱一般都采用油泵输油润滑。4）车床的日保内容和要求： 日常保养班前擦净机床外露导轨 面及滑动面的尘土。按规定润滑各部位。检查各手柄位置。空车试运转。班后将铁屑全部清扫干净。擦净机床各部位。部件归位。三、车工安全知识 安全生产的八字方针是“安全第一，预防为主”。 三不伤害的内容包括：自己不伤害自己；自己不伤害别人；自己不被别人伤害。 1）安全文明生产 （一）文明生产的要求 1、 开车前检查车床各部分机构及防护设备是否完好，各手柄是否灵活、位置是否正确。检查各注油孔，进行润滑。并检查工作场地，周围环境，确保整洁有序，安全通道畅通无阻；然后使主轴空运转12min，待车床运转正常后才能工作（冬季尤为重要）。 2、 主轴变速必须先停车、变换进给箱手柄要在低速进行。为保持丝杠的精度，除车削螺纹外，不得使用丝杠进行机动进给。 3、 刀具、量具及工具等的放置要稳妥、整齐、合理，有固定的位置，便于操作时取用，用后应放回原处。禁止把工具、夹具或工件放在车床床身上和主轴变速箱上。4、 工具箱内应分类摆放物件。精度高的应放置稳妥，重物放下层、轻物放上层，不可随意乱放，以免损坏和丢失。 5、 正确使用和爱护量具。经常保持清洁、用后擦净、涂油、放入盒内，并及时归还工具室。所使用量具必须定期校验，以保证其度量准确。 6、 不允许在卡盘及床身导轨上敲击或校直工件，床面上不准放置工具或工件。装夹、找正较重工件时，应用木板保护床面。下班时若工件不卸下，应用垫铁（或千斤顶）支撑。 7、 在机床主轴上装卸卡盘应在停机后进行，不可用电动机的力量取下卡盘。8、 车刀磨损后，应及时刃磨，不允许用钝刃车刀继续车削，以免增加车床负荷、损坏车床，影响工件表面的加工质量和生产效率。 9、 批量生产的零件，首件应送检。在确认合格后，方可继续加工。精车工件要注意防锈处理。 10、 毛坯、半成品和成品应分开放置。半成品和成品应堆放整齐、轻拿轻放，严防碰伤已加工表面。 11、 图样、工艺卡片应放置在便于阅读的位置，并注意保持其清洁和完整。 12、 使用切削液前，应在床身导轨上涂润滑油，若车削铸铁或气割下料的工件应擦去导轨上的润滑油。铸件上的型砂、杂质应尽量去除干净，以免损坏床身导轨面。切削液应定期更换。 13、 工作场地周围应保持清洁整齐，避免杂物堆放，防止绊倒。 14、 工作完毕后，将所用过的物件擦净归位，清理机床、刷去切屑、擦净机床各部位的油污；按规定加注润滑油，最后把机床周围打扫干净，将床鞍摇至床尾一端，各传动手柄放到空挡位置，关闭电源。 （二）安全生产的注意事项 1、 工作时穿工作服、戴袖套。女同学应戴工作帽，将长发塞入帽子里。夏季禁止穿裙子、短裤和凉鞋上机操作。 2、 工作时，头不能离工件太近，以防切屑飞入眼中。为防切屑崩碎飞散，必须戴防护眼镜。 3、 工作时，必须集中精力，注意手、身体和衣服不能靠近正在旋转的机件，如工件、带轮、皮带、齿轮等。 4、 夹持工件的卡盘、拨盘、鸡心夹的凸出部分最好使用防护罩，以免绞住衣服及身体的其他部位。如无防护罩，操作时应注意距离，不要靠近。5、 为防崩碎切屑伤人，应在合适的位置上安装透明挡板。6、 用砂布打磨工件表面时，应把刀具移动到安全位置，不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时，不可用手指支持砂布，应用木棍代替，同时速度不宜太快。7、 车削形状不规则的工件时，应装平衡块，并试转平衡后再切削。8、 除车床上装有运转中自动测量装置外，均应停车测量工件，并将刀架移动到安全位置。9、 工件和车刀必须装夹牢固，否则会飞出伤人。卡盘必须装有保险装置。装夹好工件后，卡盘扳手必须随即从卡盘上取下。10、 刀具装夹要牢靠，刀头伸出部分不要超出刀体高度1.5倍，垫片的形状尺寸应与刀体形状尺寸相一致，垫片应尽可能的少而平。11、 凡装卸工件、更换刀具、测量加工表面及变换速度时，必须先停车。12、 装卸工件或检修时，要切断机床电源，不可共用刹车装置停车，防止刹车装置失灵，突然启动；13、 车床运转时，不得用手去摸工件表面，尤其是加工螺纹时，严禁用手抚摸螺纹面，以免伤手。严禁用棉纱擦抹转动的工件。14、 机床开动后要站在正确安全位置，不准隔着机床转动部位传递拿取工具等物品。15、 应用专用铁钩清除切屑，绝不允许用手直接清除。 16、 在车床上操作不准戴手套。 17、 毛坯棒料从主轴孔尾端伸出不得太长，并应使用料架或挡板，防止棒料摔弯后伤人。 18、 不准用手去刹住转动着的卡盘。 19、 不要随意拆装电气设备，以免发生触电事故。 20、 工作中若发现机床、电气有故障，应及时申报，由专业人员检修，未修复不得使用。 （三）砂轮机安全操作规程 1、 安装前应检查砂轮片是否有裂纹，若肉眼不易辨别，可用坚固的线把砂轮吊起，再用一根木头轻轻敲击、静听其声。（金属声则优、哑声则劣）。 2、 砂轮机必须有牢固合适的砂轮罩，否则不得使用。 3、 安装砂轮时，螺母上的不得过松、过紧，在使用前应检查螺母是否松动。 4、 砂轮安装好后，一定要空转试验23分钟，看其运转是否平衡，保护装置是否妥善可靠，在测试运转时，应安排两名工作人员，其中一人站在砂轮侧面开动砂轮，如有异常，由另一人在配电柜处立即切断电源。以防发生事故。 5、 使用砂轮机时，必须戴防护眼镜。 6、 开动砂轮时必须4060秒钟转速稳定后方可磨削，磨削刀具时应站在砂轮的侧面，不可正对砂轮，以防砂轮片破碎飞出伤人。 7、 严禁两人同时使用一片砂轮。 8、 刃磨时，刀具应略高于砂轮中心位置。不得用力过猛，以防滑脱伤手。 9、 砂轮机未经许可，不许乱用。 10、 使用完毕应随手关闭砂轮机电源。 11、 下班时砂轮机应清扫干净。第三章 切削的基本理论一、车削的基本概念1、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1.3）（1）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。二、切削用量的基本概念 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，也就是每次进给时车刀切入工件的深度（单位mm）。车削外圆时的切削深度(ap )可按下式计算： ap= (dw-dm)/2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。2、进给量（f） 工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离(单位mm/r)。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（单位m/min）。 切削深度和进给量 切削速度(Vc)的计算公式为： Vc=dn/1000 或 Vcdn/318式中 Vc切削速度，m/min d工件直径，mm; n车床主轴转速，r/min.三、切削力的概念1、切削力金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力，称为切削力。切削力来源于三个方面： 克服被加工材料对弹性变形的抗力；克服被加工材料对塑性变形的抗力；克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。上述各力的总和形成作用在刀具上的合力Fr(国标为F)。为了实际应用，Fr可分解为相互垂直的Fx(国标为Ff)、Fy(国标为Fp)和Fz(国标为Fc)三个分力。在车削时： Fz切削力或切向力。它切于过渡表面并与基面垂直。Fz是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必需的。 Fx进给力、轴向力或走刀力。它是处于基面内并与工件轴线平行与走刀方向相反的力。Fx是设计走刀机构，计算车刀进给功率所必需的。 Fy切深抗力、或背向力、径向力、吃刀力。它是处于基面内并与工件轴线垂直的力。Fy用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算机床零件和车刀强度。它与工件在切削过程中产生的振动有关。消耗在切削过程中的功率称为切削功率Pm(国标为Po)。切削功率为力Fz和Fx所消耗的功率之和，因Fy方向没有位移，所以不消耗功率。于是Pm=(FzV Fxnwf/1000)10-3 其中：Pm切削功率（KW）；Fz切削力（N）； V切削速度（m/s）； Fx进给力（N）； nw工件转速（r/s）； f进给量（mm/s）。式中等号右侧的第二项是消耗在进给运动中的功率，它相对于F所消耗的功率来说，一般很小(1%2%)，可以略去不计，于是 Pm=FzV10-3按上式求得切削功率后，如要计算机床电动机的功率(PE)以便选择机床电动机时，还应考虑到机床传动效率。PE Pm/m式中 ：m机床的传动效率，一般取为0.750.85，大值适用于新机床，小值适用于旧机床。2、切削力的测量及切削力的计算机辅助测试在生产实际中，切削力的大小一般采用由实验结果建立起来的经验公式计算。在需要较为准确地知道某种切削条件下的切削力时，还需进行实际测量。目前采用的切削力测量手段主要有： 测定机床功率，计算切削力用功率表测出机床电机在切削过程中所消耗的功率PE后，可按下式计算出切削功率Pm: Pm=PEm当要求精确知道切削力的大小时，通常采用测力仪直接测量。3、切削力的经验公式和切削力估算目前，人们已经积累了大量的切削力实验数据，对于一般加工方法，如车削、孔加工和铣削等已建立起了可直接利用的经验公式。常用的经验公式约可分为两类：一类是指数公式，一类是按单位切削力进行计算。实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等。第四章 车刀一、常用车刀的分类车刀种类很多,一般按其结构形式或使用场合来进行分类。按结构形式分为以下三种： 整体式车刀：这类车刀的切削部分与夹持部分是由同一种材料组成的，常用的高速钢刀具即属此类。 焊接式车刀：这类车刀的切削部分与夹持部分的材料完全不同,切削部分材料多以刀片形式焊接在刀杆上,常用的硬质合金车刀即属此类。 机械夹固式车刀：这类车刀多在批量生产和自动化程度较高的场合使用，有机械夹固重磨式车刀和不重磨式车刀两种。按使用场合可分为尖头外圆车刀，弯头外圆车刀，切断刀，镗孔刀，螺纹车刀，成形车刀等。二、车刀的结构1、车刀切削部分的组成车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成（如图2）。 图 硬质合金外园车刀（1） 前刀面 刀具上切屑流过的表面。（2） 主后刀面 刀具上与工件上的加工表面相对着并且相互作用的表面，称为主后刀面。（3） 副后刀面 刀具上与工件上的已加工表面相对着并且相互作用的表面，称为副后刀面。（4） 主切削刃 刀具上前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。（5） 副切削刃 刀具上前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。（6）刀尖 主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实际是一小段曲线或直线，称修圆刀尖和倒角刀尖。（7）修光刃 副切削刃靠近刀尖的一小段平直的切削刃称修光刃，安装时必须使修光刃与进给方向平行，且修光刃长度必须大于进给量，才能起到修光作用。2、车刀切削部分的主要角度（1）测量车刀切削角度的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度，需要选取三个辅助平面作为基准，这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面，如下图所示。 图 测量车刀的辅助平面1）切削平面Ps 切削平面是切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。2）基面Pr 基面是过主切削刃某一选定点并平行于刀杆底面的平面。3）正交平面P0 也称主剖面，是垂直于切削平面又垂直于基面的平面。可见这三个坐标平面相互垂直，构成一个空间直角坐标系。（2）车刀的主要角度及其作用车刀角度名称测量基面作用前角0在主剖面中测量，是前刀面与基面之间的夹角。使刀刃锋利，便于切削。后角在主剖面中测量，是主后面与切削平面之间的夹角。减小车削时主后面与工件的摩擦。主偏角kr在基面中测量，它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角1）可改变主切削刃参加切削的长度，影响刀具寿命。2）影响径向切削力的大小。副偏角kr基面中测量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦，以改善已加工表面的精糙度。刃倾角入s切削平面中测量，是主切削刃与基面的夹角。控制切屑的流动方向。副后角0副后刀面与切削平面之间的夹角。减小副后面与已加工面之间的摩擦。楔角0在主截面内前刀面与后刀面间的夹角。它影响刀头的强度。刀尖角r主切削刃和副切削刃在基面上的投影间繁荣夹角。它影响刀尖强度和散热性能。图 车刀的主要角度3、刀具的工作角度在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。1）车刀安装高度对工作角度的影响车削外圆时：刀尖安装高于工件中心，前角增大，后角减小刀尖安装高于工件中心，前角减小，后角增大车削内孔时：与外圆相反刀尖安装高于工件中心，前角减小，后角增大刀尖安装高于工件中心，前角增大，后角减小2）车刀安装偏斜对工作角度的影响当刀杆向右歪斜时，主偏角增大，副偏角减小当刀杆向左歪斜时，主偏角减小，副偏角增大车削螺纹时，装不正会引起牙形半角误差。切刀装得不正会使切断面出现凸凹不平，甚至断刀。精车刀装得不正会影响工件的表面粗糙度。3）横向进给运动对工作角度的影响车端面或切断时，加工表面是阿基米德螺旋面，如下图所示。因此，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使车刀的工作前角oe增大，工作后角aoe减小。一般车削时，进给量比工作直径小很多，故螺旋升角很小，它对车刀工作角度影响不大，可忽略不计。4）纵向进给运动对工作角度的影响一般车削时，进给量比工作直径小很多，故螺旋角f很小，它对车刀工作角度影响不大，可忽略不计。但当加工大螺距螺纹时，在刃磨刀具时应考虑其对工作角度的影响。4、 车刀的主要角度选择如何选择科学合理的几何参数评价车刀的几何角度对车削工艺过程的影响，应该用辩证的观点去分析，同时还应该综合考虑车刀几何角度对切削过程中的切削力、切削热和刀具耐用度的影响，选择科学合理的几何参数。1）前角前角的正负方向按图示规定表示，即刀具前刀面在基面之下时为正前角，刀具前刀面在基面之上时为负前角。前角一般在-5 25之间选取。前角选择的原则：前角主要影响切削过程中的变形和摩擦、刀具强度，改变散热条件，影响刀具的耐用度。选择前角时，应该综合考虑材料和加工工艺的要求。一般认为，在刀具强度允许的条件下，尽量选用大前角。例如，高速钢的强度高、韧性好，硬质合金脆性大、怕冲击，因此，高速钢刀具的前角可比硬质合金刀具的前角大5左右，陶瓷刀具的脆性更大，前角不能太大。另外，如果被加工的材料导热系数低，应该选择小前角车刀，以改善系统的散热效果，提高车刀的耐用度。特别需要说明的是，在加工高强度材料时，为了防止车刀的破损，常采用负前角，以提高车刀的使用寿命。）后角后角不能为零度或负值，一般在612之间选取。后角选择的原则：当工件材料的强度、硬度较高时，宜取较小后角，以提高刀具强度；当工艺系统刚性较差时，应适当减小后角，防止系统产生振动；当加工精度要求较高时，应采用小后角。3）主偏角主偏角一般在30 90之间选取。主偏角的选用原则：首先考虑车床、夹具和刀具组成的车工工艺系统的刚性，如车工工艺系统刚性好，主偏角应取小值，这样有利于提高车刀使用寿命和改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状，当加工台阶时，主偏角应取90，加工中间切入的工件，主偏角一般取60 。4）副偏角副偏角一般为正值。副偏角的选择原则：首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性，才能减小副偏角；反之，应取大值；其次，考虑加工性质，粗加工时，副偏角可取1015，粗加工时，副偏角可取5左右。5）刃倾角当主切削刃呈水平时，s =0；刀尖为主切刃上最高点时，s0；刀尖为主切削刃上最低点时，s0（如下图所示）。刃倾角一般在-105之间选取。刃倾角的选择原则：在无冲击的正常车削时，刃倾角一般取正值，如果切削时有间断冲击，选择负刃倾角能提高刀头强度，保护刀尖。当系统刚性不足时，不宜采用负刃倾角，否则会因为切深抗力Fy的增大，引起系统的振动而影响加工质量。粗加工时，工件对车刀冲击大，s 0，精加工时，工件对车刀冲击力小，s 0，一般取s =0。s =0 s0 s0刃倾角对切屑流向的影响二、车刀材料1、车刀材料的要求在切削过程中，刀具的切削部分要承受很大的压力、摩擦、冲击和很高的温度。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性，还需具有高的耐热性（红硬性），即在高温下仍能保持足够硬度的性能。1）高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质点的硬度、数量和分布。2）足够的强度和韧性为了承受切削中的压力冲击和韧性，避免崩刀和折断，刀具材料应具有足够的强度和韧性。3）高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性得能力。4）良好的工艺性为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性。如，切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。5）良好的经济性 2、常用的刀具材料常用车刀材料主要有高速钢和硬质合金。1）高速钢高速钢又称锋钢、是以钨、铬、钒、钼为主要合金元素的高合金工具钢。常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。高速钢淬火后的硬度为HRC6367，其红硬温度550600，允许的切削速度为2530m/min。高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。按用途分：通用型高速钢和高性能高速钢；按制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。1、通用型高速钢钨钢：典型牌号为W18Cr4V，有良好的综合性能，可以制造各种复杂刀具。钨钼钢：典型牌号为W6Mo5Cr4V2，可做尺寸较小、承受冲击力较大的刀具；热塑性特别好，更适用于制造热轧钻头等；磨加工性好，目前各国广泛应用。2、高性能高速钢典型牌号为高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6MoCr4V3、钴高速钢W6MoCr4V2Co8和超硬高速钢W2Mo9Cr4Co8等。适合于加工高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。3、粉末冶金高速钢用高压氩气或氮气雾化熔融的高速钢水，直接得到细小的高速钢粉末，高温下压制成致密的钢坯，而后锻压成材或刀具形状。适合于制造切削难加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滚刀、插齿刀）、精密刀具、磨加工量大的复杂刀具、高动载荷下使用的刀具等。 2）硬质合金硬质合金是用高耐磨性和高耐热性的WC（碳化钨）、TiC（碳化钛）和Co（钴）的粉末经高压成形后再进行高温烧结而制成的，其中Co起粘结作用，硬质合金的硬度为HRA8994（约相当于HRC7482），有很高的红硬温度。在8001000的高温下仍能保持切削所需的硬度，硬质合金刀具切削一般钢件的切削速度可达100300m/min，可用这种刀具进行高速切削，其缺点是韧性较差，较脆，不耐冲击，硬质合金一般制成各种形状的刀片，焊接或夹固在刀体上使用。常用的硬质合金有钨钴和钨钛钴两大类：（1）钨钴类（YG）由碳化钨和钴组成，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。常用牌号有YG3、YG6、YG8等，后面的数字表示含钴量的百分比，含钴量愈高，其承受冲击的性能就愈好。因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。（2）钨钛钴类（YT）由碳化钨、碳化钛和钴组成，加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的粘结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料，如各种钢材。常用牌号有YT5、YT15、YT30等，后面数字是碳化钛含量的百