车工工艺基础培训(第一章).ppt

车工工艺基础培训 1 课程目标 车床相关的安全知识车床的润滑与维护保养车削工艺基础知识基本车削工艺三角螺纹车削工艺 通过对车工工艺基础培训 学员能够掌握 课程大纲 本课程分成三个章节 2 第一章车削加工基础知识 第1 2节车床相关的安全知识 第3 4节认识车刀 认识车床 常用量具的使用 车床的润滑和维护保养 第5 6节刀具材料 切削液作用与选择 刀具刃磨 刀具安装 3 切削用量 课程学时 4 第一章 车削加工基础知识 车削加工是指在车床应用刀具和工件做相对切削运动 以改变毛坯尺寸和形状的一种切削方法 在机械加工中应用最广泛的一种 具有重要的地位和作用 故被称为 金工之王 或 工具机之母 5 7 车床加工范围 6 卧式车床主要结构 车床主要由主轴箱 交换齿轮箱 又称挂轮箱 进给箱 溜板部分 包括溜板箱 床鞍 中滑板 小滑板和刀架 床身 尾座和冷却 照明部分等 7 油线导油润滑 弹子油杯润滑 油脂杯润滑 为保证车床的加工精度 延长车床的使用寿命和提高劳动生产率 必须加强对车床的日常维护和保养 车床润滑和日常维护保养 1 油绳导油润滑 3 弹子油杯润滑 2 油脂杯润滑 6 油泵循环润滑 车床的润滑方式 4 浇油润滑 5 溅油润滑 8 车床润滑分布 9 车床每天润滑内容 主轴箱 方式 油泵循环润滑和溅油润滑 润滑油 L AN46或威格力1405油 油窗 10 交换齿轮箱中间齿轮轴 方式 浇油润滑和弹子油杯润滑 润滑油 L AN46或威格力1405油 11 进给箱和溜板箱 方式 溅油润滑和油绳导油润滑 润滑油 L AN46或威格力1405油 12 丝杠 光杠及操纵杆的轴颈 方式 油绳导油润滑和弹子油杯润滑 润滑油 L AN46或威格力1405油 13 床鞍 导轨面和刀架部分 方式 浇油润滑和弹子油杯润滑 7 10 12 13为各润滑点 润滑油 L AN46或威格力1405油 14 尾座 方式 弹子油杯润滑 8 9为润滑点 润滑油 L AN46或威格力1405油 15 车床日常清洁维护要求 1 对车床每班工作后进行表面和场地清洁 2 清洁车床导轨面 包括中滑板盒和小滑板 要求无油污 无铁屑 3 清洁和润滑导轨面 4 工具和物品摆放整齐 16 车床造成人身伤害的主要原因 1 因工作者的衣物被机件或工作物夹住而卷入受伤 2 被活动机件碰撞或压伤 3 被刀具刮伤 4 切屑割伤手或身体 5 细小的切屑刺伤眼部或灼伤身体 6 夹头或材料等重物落下伤及下肢 7 开机前 T型扳手未取下来 17 切削液的作用 冷却作用切削液能吸收带走切削区域大量的热量 降低刀具和工件的温度 从而延长刀具的使用寿命 并能减少工件因热变形而产生的尺寸误差 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的间隙中形成一层很薄的吸附膜 因此 可以减少刀具与切屑 刀具由于工件间的摩擦 减少刀具的磨损 提高表面的质量 清洗作用车削过程中产生的细小切屑容易吸附在工件和刀具上 加注一定压力 足够流量的切削液迅速冲走切屑 切削顺利进行 防锈作用在切削液中加入防锈添加剂 是金属表面生成保膜 使机床 工件不受 水分和酸等介质的腐蚀 从而起到防锈作用 切削液 18 切削液种类与用途 1 车削铸铁时一般不用切削液冷 2 一般钢件可选用乳化液 3 精加工时可选用高浓度的乳化液或切削油 4 硬质合金刀具一般不使用切削液 如果使用必须连续充分地加切削液 切削液选用 19 量具 20 1 清洁测量基准面 对零之前测定面无异物 并归零 可以测量基准面夹住干净的纸 来清除异物或者用手指轻擦基准面 游标卡尺使用注意事项 21 2 量具测量面与被测产品应保持垂直 注意 测量时要用相同的压力 否则测定值就会偏小 22 3 尽量使用测量爪的上端测量产品 下端测量误差较大 同一长度的被测物 测量位置偏下的话 会因为测定压的关系导致数据偏小 23 4 尽量使用内量爪的内侧测量产品内径 外部测量误差较大 24 5 使用深度尺测量时 尺身要保持垂直 25 27 6 段差测量时 测量面要紧贴工件测量 一般不建议用深度尺 26 7 不能有过激的撞击 不能摔到地上或代替工具 27 8 不能用来代替圆规和分割器 拿取时也需当心 不要被卡爪尖角碰伤手 28 9 使用后 用干布仔细擦拭卡尺各个部位 不使用时测量面分开0 2 2mm 并尽可能放入包装盒中 29 1 使用前后均需将测量面擦拭干净 不使用时两个侧面之间松开0 1mm 并尽可能放入包装盒中 千分尺使用注意事项 30 2 测量时必须要使用测力装置 不可直接旋转微分筒 31 3 小件 大批量的测量可以固定座 其它测量方法完全相同 32 4 非数显的千分尺 读数需注意 刻度要从正面读取 33 5 不能有过激烈的碰撞 如不能摔到地上或撞击 注意轻拿轻放 34 6 不能拿在手上左右旋转 35 7 温度对千分尺的测量数据影响较大 要使千分尺和被测物充分适应室温 长度100mm的铁棒 温度变化10 会发生约0 012mm的变化 使用温度应保持在 20 5 36 量具日常使用与维护保养 1 保证量具的测量面与工件测量的表面干净 以免影响测量精度 2 不要与工具 刀具放在一起 以免损伤量具 3 不要作为工具的代替品 4 不要测量旋转中的工件 5 用完后 应及擦干净 6 实行定期鉴定与保养 37 小结 1 车床操作注意哪些安全事项 2 熟悉车床的各个润滑部位 3 熟悉车床日常清洁维护要求 4 游标卡尺使用注意事项 5 千分尺使用注意事项 38 认识车刀 车刀按加工表面特征分 外圆车刀 车槽车刀 螺纹车刀 内孔车刀等 常用车刀的形式及代号 40 车刀按结构分类 有整体式 焊接式 机夹式和可转位式四种形式 如图 车刀的结构类型a 整体式b 焊接式c 机夹式d 可转位式 41 车床与车削运动 车削运动车削工件时 是工件和刀具做相对的运动 按运动的性质和作用 分为 主运动 工件的旋转运动 进给运动 车刀直线或曲线运动 主运动 切下金属所必须的最主要的运动 主运动速度最高 也是消耗机床功率最高的运动 进给运动 使新的金属不断投入切削的运动 移动的方向不同 进给运动分为 纵进给运动和横进给运动 车外圆 车端面 42 在车削运动中 工件上会形成三个不断变化表面 即 待加工表面 工件上有待去除的表面已加工表面 工件上经车刀车削后产生的新表面过度表面 工件上有切削刀刃正在形成的表面 待加工表面 已加工表面 过渡表面 车端面 车外圆 43 外圆车刀是由三面 二刃 一刀尖组成 而切断刀就有四个面 三个刀刃 二个刀尖组成 此外 切削刃可以是直线 也可以是曲线 如车特形面的成形刀的刀刃就是曲线型 如图 1 前刀面刀具上切屑流过的表面称为前刀面 2 主后刀面与工件切削表面相对的表面称为主后刀面 3 副后刀面与工件已加工表面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 起一定修光作用 6 刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖 为了提高刀尖的强度和耐用性 往往把刀尖刃磨成圆弧性或直线型的过度刃 车刀的组成 44 车刀三个辅助平面 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 这三个辅助平面是基面 切削平面和正交平面 如图 基面通过切削刃上选定一点 垂直于该点切削速度方向的平面 基面是制造 刃磨刀具的基准面 切削平面通过切削刃上选定一点 与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面通过切削刃上定一点 同时垂直于基面和切削平面的平面 显然 切削平面 基面 正交平面始终是相互垂直的 构成一个空间直角坐标系 45 车刀主要几何角度和作用 1 在基面内测量的角度1 主偏角 r 主切削刃与进给方向在基面上投影的夹角 它主要是改变主切削刃与刀头的受力和散热情况 车刀常用的主偏角有45 60 75 90 等 一般取48 49 5 2 副偏角 r 副切削刃与进给方向的反方向在基面上投影的夹角 它主要是改变副切削刃与工件已加工表面的摩擦情况 一般取5 15 3 刀尖角 r 主切削刃与副切削刃在基面中投影的夹角 它主要影响刀尖强度及散热情况 外圆车刀为例 46 车刀的角度和作用车刀的切削部分共有六个独立的基本角度 刀具的切削性能 锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的 各角度标注如图 2 在正交平面内测量的角度4 前角 o 前刀面与基面之间的夹角 前角影响刃口的锋利和强度 影响切削变形和切削力 增大前角能使车刀刃口锋利 减少切削变形 可使切削省力 并使切屑容易排出 一般取10 20 5 后角 o 主后刀面与切削平面的之间的夹角 后角的主要作用是减少车刀主后刀面与工件之间的摩擦 不能为0 一般取在6 12 6 副后角 o 副后刀面与正交平面之间的夹角 副后角的主要作用是减少车刀副后刀面与工件之间的摩擦 一般取在5 8 7 楔角 o 前面与后面间的夹角 外圆车刀为例 47 在切削平面内测量的角度8 刃倾角 s 主切削刃与基面间的夹角 它主要作用影响刀尖的强度和控制切屑排出的方向 一般取 5 5 外圆车刀为例 48 49 硬质合金车刀后角参考值 50 车刀主偏角 副偏角参考值 51 刃倾角角度主要作用 刃倾角的角度有负值 零度正值三种 1 当刀尖是主切削刃最低点时 刃倾角是负值 刀尖强度增大 切削是流向已加工表面 1 当主切削刃与基面平行时 刃倾角是零度 切削是垂直于主切削刃的方向流出 2 当刀尖是主切削刃最高点时 刃倾角是正值 刀尖强度减少 切削是流向待加工表面 刃倾角选择原则主要是考虑加工性质 粗加工时 工件对车刀冲击较大 刃倾角应选择负值 精加工时 工件对车刀冲击较小 刃倾角应选择正值或零度 主切削刃最低点 主切削刃最高点 主切削刃与基面平行 52 常用车刀的成分 性能 用途和牌号 对车刀材料的性能要求 高硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度 常温硬度一般在60HRC以上 高强度 主要指抗弯强度 刀具材料应能承受切削力和内应力 不致崩刃或断裂 足够的韧性刀具材料应能承受冲击和振动 不致因脆性而断裂或崩刃 高耐磨性是指刀具材料抵抗磨损的能力 它是刀具材料硬度 强度等因素的综合反映 一般刀具材料的硬度愈高 耐磨性亦愈好 高耐热性是指刀具材料在高温下保持较高的硬度 强度 韧性和耐磨性的性能 它是衡量刀具材料切削性能的重要指标 良好工艺性及经济性为了能方便的制造刀具 刀具材料应具备可加工性 可刃磨性 可焊接性及可热处理性等 同时刀具选材应尽可能满足资源丰富 价格低廉的要求 常用的车刀材料目前常用的刀具材料有碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 人造聚晶金刚石及立方氮化硼等 高速钢和硬质合金是两类应用广泛的车刀材料 常用的刀具材料和性能如表所示 53 K类 钨钴类YG P类 钨钛钴类YT M类 钨钛钽钴类YW 常用车刀的成分 性能 用途和牌号 54 常用车刀的成分 性能 用途和牌号 其他材料 陶瓷车刀陶瓷车刀是由氧化铝粉未 添加少量元素 再经由高温烧结而成 其硬度 抗热性 切削速度比碳化钨高 但是因为质脆 故不适用于非连续或重车削 只适合高速精削 钻石刀具作高级表面加工时 可使用圆形或表面有刃缘的工业用钻石来进行光制 可得到更为光滑的表面 主要用来做铜合金或轻合金的精密车削 在车削时必须使用高速度 最低需在60 100m min 通常在200 300m min 氧化硼立方晶氧化硼 CBN 是近年来推广的材料 硬度与耐磨性仅次于钻石 此刀具适用于加工坚硬 耐磨的铁族合金和镍基合金 钴基合金 车刀刃磨 正确刃磨车刀是车工必须掌握的基本功之一 学习了合理选择车刀材料和几何角度的知识以后 还应掌握车刀的实际刃磨 车刀的刃磨一般有机械刃磨和手工刃磨两种 作为一名车工 手工刃磨是基础 是必须掌握的基本能 以90 正偏角焊接车刀为例 介绍手工刃磨的步骤 55 1 先把车刀前刀面 后刀面上的焊渣磨去 并磨平车刀的底平面 磨削时采用粗粒度的黑色碳化硅砂轮 2 粗磨主后刀面和副后刀面的刀杆部分 其后角应比刀片后角大2 3 以便刃磨刀片上的后角 磨削时采用粗粒度的黑色碳化硅砂轮 3 粗磨刀片上的主后刀面 副后刀面和前刀面 粗磨出的主后角 副后角应比所要求的后角大2 左右 刃磨时采用粗粒度的绿色碳化硅砂轮 如图所示 56 4 磨断屑槽 作用有两个 一是卷曲折断切削 二是形成前角 断屑槽一般有两种形状 一种是圆弧形 另一种是直线形 刃磨圆弧形断屑槽 必须先把砂轮的外圆跟平面的交角处用修砂轮的金刚石笔修整成相应的圆孤 如刃磨阶台形断屑槽 砂轮的交角就必须修整出清角 尖锐 刃磨时 刀尖可向下磨或向上磨 如图所示 57 5 精磨主后角和副后角 刃磨时 将车刀底平面靠在调整好角度的搁板上 并使切削刃轻轻靠在砂轮的端面上进行 刃磨时 车刀应左右缓慢移动 使砂轮磨损均匀 车刀刃口平直 精磨时采用杯形 细粒度的绿色碳化硅砂轮或金刚石砂轮 如图所示 58 6 磨负倒棱 为了增强粗车刀的强度 应在主切削刃上磨出负倒棱 车刀要沿主切削刃的后端向刀尖方向摆动 磨削方法可以采用直磨法和横磨法 负倒棱倾斜角为 5 10 如图1所示 7 磨过渡刃 作用是增强刀刃强度提高耐用度 过渡刃有直线型和圆弧型两种 对于刃磨车削较硬材料的车刀时 也可以在过渡刃上磨出负倒棱 对于大进给量车刀 可用相同的方法在副切削刃上磨出修光刃 如图2所示 图1磨负倒棱 图2磨过渡刃 59 8 车刀的手工研磨刃磨后的切削刃有时还不够光洁 这样的车刀加工工件会直接影响工件的表面粗糙度 而且也会降低车刀的使用寿命 对于硬质合金车刀 在切削过程中还容易崩刃 所以对于手工刃磨后的车刀还必须进行研磨 一般用油石进行研磨 用油石研磨车刀时 手持油石要平稳 油石要贴平需要研磨的表面平稳移动 如图所示 推时用力 回来时不用力 研磨后的车刀 应消除刃磨的残留痕迹 刃面表面粗糙度应达到Ra0 32 0 16 m 60 刃磨参考步骤 1 选择黑色碳化硅砂轮磨去刀头部分刀体多余材料和焊渣 2 选择黑色碳化硅砂轮粗磨刀体部分的主 副后刀面 磨出主 副后角和主 副偏角 3 选择绿色碳化硅砂轮粗磨刀片部分的主 副后刀面 磨出主 副后角和主 副偏角 4 用砂轮金刚石笔修正绿色碳化硅砂轮 5 粗 精磨前刀面 磨出断屑槽和前角 6 精磨主 副后刀面 磨出主 副后角 修正主 副偏角 7 修磨刀尖圆弧 61 车刀安装 车刀安装情况的好坏直接影响到被加工零件的尺寸精度或表面粗糙度 如果我们不注意车刀的正碓安装 就会使切削的效果降低 甚至损坏刀具和产品 62 2 刀尖高于中心 后角 0减小 摩擦加剧 表面粗糙度增大 同时前角 0增大 振动加剧 车端面时有凸头 实际尺寸会增大 3 低于中心 前角 0减小 切削力集中于刀刃 容易崩刃 车端面时有凸头 实际尺寸会增大 1 车刀伸出过长 刀杆刚性相对减弱 切削时在切削力的作用下 容易产生振动 使车出的工件表面不光洁 一般车刀伸出的长度不超过刀杆厚度的2倍 车刀错误安装 63 车刀正确安装 车刀刀尖的高低应对准工件的中心 车刀安装得过高或过低都会引起车刀角度的变化而影响切削 根据经验 粗车外圆时 可将车刀装得比工件中心稍高一些 精车外圆时 可将车刀装得比工件中心稍低一些 这要根据工件直径的大小来决定 无论装高或装低 一般不能超过工件直径的1 车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直 64 65 车刀装偏对主 副偏角的影响车刀刀杆中心线应与进给运动方向垂直 如图 b 所示 否则将使车刀工作时的主偏角和副偏角发生改变 副偏角减小 加剧摩擦 主偏角减小 进给力增大 车刀装偏对主 副偏角的影响 a 主偏角增大 副偏角减小 b 正确 c 主偏角减小 副偏角增大 66 刀尖对中心的方法 1 根据车床中心高 测量刀尖到中滑板的距离 2 使刀尖与尾座顶尖对齐 3 试切端面 切削用量 切削用量是指背吃刀量 或切削深度 进给量f 或进给速度vf 切削速度三者的总称 也称为切削用量三要素 它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数 一 背吃刀量 或切削深度 背吃刀量是指切削时已加工表面与待加工表面之间的垂直距离 用符号表示 单位为mm 67 待加工表面直径mm 已加工表面直径mm 思考题 现有 30的毛坯 一次走刀加工成 26 试问背吃刀量是多少 30