车工(高级)第3章课件

1、 了解常见难加工金属材料车削特点，能正确合理选择车刀几何角度和车刀的使用；掌握可转位车刀常用装夹方法及其选用；了解群钻的特点，掌握群钻的刃磨方法和选用，能正确选用深孔加工刀具及调整方法。掌握在保证工件加工质量及生产效率的前提下延长车刀寿命的方法。第一章 设备维修前的准备工作目 录第一节 常用难加工金属材料及 非金属材料车刀一、常用难加工金属材料车刀二、车非金属材料车刀第二节 可转位车刀一、可转位车刀的组成二、可转位车刀刀片的定位夹紧机构三、机夹车刀的使用第三节 群钻一、标准麻花钻的缺陷及其修磨措施二、基本型群钻的几何特点及其刃磨三、其他形式群钻第三章 车削刀具第四节 深孔加工工具一、深孔钻二、

2、深孔的精加工刀具第五节 刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损形式二、刀具磨损的原因三、刀具磨损的过程四、刀具的磨损标准五、提高刀具寿命的措施复习思考题第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀一、常用难加工金属材料车刀1.车不锈钢车刀（1）不锈钢的车削特点1）不锈钢的高温强度和高温硬度高。2）不锈钢的塑性大，韧性好，切削变形大，相应的切削力、 切削热也大。3）不锈钢的导热性差。4）不锈钢的粘附性强。5）不锈钢的加工表面易产生冷硬现象。6）不锈钢的韧性大。第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀（2）不锈钢车刀的几何参数选择1）前角一般选2）后角一般取 ，切削厚度小时，宜选较大 后角。3）主偏角一般

3、选 。4）副偏角尽可能选小些，粗车外圆时可取 ； 精车外圆可以选得大一些，但要保证刀尖角不小于90。5）刃倾角一般取负值 ，断续切削时， 取 绝对值较大的负值 。6）刀尖圆弧半径 ，为了便于切屑的排出 和卷曲，多采用圆弧型卷屑槽。第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀图3-1 车不锈钢90外圆车刀（3）车不锈钢车刀实例第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀1)刀片材料：YG硬质合金。2)车刀特点：车刀的主要特点是有较大的前角和圆弧型卷屑槽 组成。卷屑槽斜角为15，形成前宽后窄的形状，使切屑向 待加工表面方向翻转，并在碰到刀具后面或工件的过渡表面 时折断。3)切削用量：在 ；f0.20.

4、4 mm/r； 范围内切削顺利，具有良好断屑效果。4)应用范围：适合于车削1Cr18Ni19Ti不锈钢刚性较差的轴类 工件。不锈钢90外圆车刀刀具特点如下第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀2.车淬硬钢车刀（1）淬硬钢的车削特点1)淬硬钢硬度高。2）淬硬钢热导率低。3）淬硬钢经淬火后，塑性降低。（2）车淬硬钢车刀几何参数的选择1）前角一般选用 ，硬度越高，前角的绝对值应 越大，当选用 时，需磨出23mm宽的负倒棱。2）后角选用 。3）主偏角一般取 ，如工艺系统刚性较好，可 取较小主偏角。4）副偏角一般取 ，半精车取大值，精车取小值。5）刃倾角取 ，半精车取绝对值较大负值，精车 取 ，在冲

5、击条件下，取 。6）刀尖圆弧半径取 。第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀（3）车淬硬钢车刀实例图3-4 淬硬钢车刀第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀1)刀片材料：YW1、YW2或YT30硬质合金。2)刀具特点：刀具的刀尖角及刀尖圆弧半径较大，因此，切削 部分的强度和散热条件较好，刀具采用 的负前角，增强了切削刃。3)切削用量： 。4)应用范围：适用于616型、6140型或630型卧式车床上 车削硬度为4058HRC淬硬钢工件。淬硬钢车刀刀具特点如下第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀3.车冷硬铸铁车刀（1）冷硬铸铁的车削特点1）冷硬铸铁表面硬度高，最高达HS68以上，冷硬

6、层深度840mm， 并有较高的热强度，它的塑性很低，切削阻力大。2）冷硬铸铁零件一般结构尺寸较大，加工总余量大。3）冷硬铸铁表层组织为白口铁，硬而脆。4）冷硬铸铁工件采用铸造成形，毛坯表层余量不均匀并存在气孔、 夹砂等缺陷，粗车时冲击较大，容易损坏刀具。（2）冷硬铸铁钢车刀几何参数的选择1）选用较小前角，一般取负值， 左右，硬度越高应取 绝对值越大的负前角。2）后角不宜过大， 左右。3）主偏角、副偏角、刃倾角和刀尖圆弧半径可参考车淬硬钢车刀 的选择原则。第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀（3）车冷硬铸铁车刀实例图3-6 冷硬铸铁轧辊车刀第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀1）刀片

7、材料：YG6硬质合金。2）刀具特点：由于辊身表层硬度高，所以选用较小的 前角 。主偏角取 较小，磨出 的刀尖圆弧及取刃倾角 。3）切削用量： ； 。4）应用范围：适用于在轧辊车床上车削冷硬铸铁轧辊 辊身外圆。冷硬铸铁轧辊车刀刀具特点如下：第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀4.其他难加工金属材料车刀实例（1）难耐合金钢车刀图3-7 耐热合金钢车刀第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀1）刀片材料：YT15、YG8 硬质合金。2）刀具特点：具有双重过渡刃和修光刃；并磨有 负倒棱以及 的圆弧 断屑槽，刀尖强度好，断屑良好，可以进行 外圆和端面的大进给量和强力切削。3）切削用量： 。4）适

8、用范围：铬镍钢、铬镍钼钢及耐热合金钢等外圆 及端面车削。耐热合金钢车刀刀具特点如下：第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀（2）车高速钢车刀图3-8 车高速钢车刀第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀1)刀片材料为YG8 硬质合金；断屑台为W9Cr4V2 高速钢；刀杆 为45钢并经调质处理。2)刀具特点：具有 的正前角，并焊有单独高速钢的 断屑台，刃倾角为 ，车削时断屑效果良好。 3)切削用量车削高速钢： ； 。车削耐热钢： ； 。4）适用范围：高速钢及耐热合金 钢等外圆的车削。车高速钢车刀刀具特点如下：第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀二、车非金属材料车刀1.车橡胶材料车刀橡

9、胶材料车削特点：橡胶材料除了具有一般非金属材料所共有导热性差、强度低等特点外，还有弹性极大的特点。车削含杂质较多的硬橡胶时，也可使用硬质合金车刀。但由于这类材料热导率小，热量不易散发，所以要选用导热性良好的钨钴类硬质合金：YG8、YG6。刀具几何参数：粗车时，精车时，一般以切削楔角 为宜。切削用量一般 。 第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀图3-10是硬质合金橡胶外圆车刀，用于大件橡胶件的外圆车刀。图3-10 硬质合金橡胶外圆车刀第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀2.非金属外圆精车刀图3-11 非金属外圆精车刀1）刀片材料为YG8、YG6 硬质合金。 2）车刀特点是前角较大，磨

10、有圆弧断屑槽，并磨有 刃倾角，有13mm的修光刃。 3）切削用量： ； 。 4）车刀适用于车削夹布胶木、硬木、有机玻璃及玻璃钢等 非金属材料。非金属外圆精车刀刀具特点如下：第一节 常用难加工金属材料及非金属材料车刀第二节 可转位车刀定义：可转位车刀是把压制有几个切削刃，并有合理几何参数的刀片，用机械夹固方式，装夹在刀杆（或刀体）上的一种刀具。可转位车刀与焊接式车刀相比有以下优点（1）刀片呈一定形状的多边形（2）刀片不用焊接固定（3）刀片不需重磨（4）卷屑槽在刀片制造时压制成型（5）刀杆或刀体能够多次使用第二节 可转位车刀一、可转位车刀的组成可转位车刀由刀杆、夹紧机构、刀片和刀垫组成，如图3-1

11、2所示。图3-12 可转位车刀1刀杆 2夹紧机构 3刀片 4刀垫第二节 可转位车刀1.刀片刀片的型号用代表一给定顺序位置排列组成，共有十个号位，分别表示刀片的形状、法后角、精度等级、结构特征、切削刃长度、刀片厚度、刀尖圆弧半径、刃口形式、切削方向、断屑槽型号和宽度。例如：第二节 可转位车刀2.刀杆3.刀垫二、可转位车刀刀片的定位夹紧机构1.对刀片定位夹紧机构的要求刀杆上刀片槽的几何参数要根据所选刀片的角度来确定。刀杆材料选用45钢，硬度为3540HRC。正常切削时，防止切屑擦伤刀杆，刀垫材料选用GCr1、YG8或W18Cr4V。刀片的定位夹紧机构应满足下列要求：1）定位夹紧可靠，在切削阻力的冲

12、击和振动下，定位准确并无 松动。2）刀片转位或更换时，松开或夹紧的操作简便。3）排屑流畅，不会损伤定位、夹紧元件及刀杆。4）结构简单紧凑，便于制造。第二节 可转位车刀2.刀片定位形式（1）用刀片的底面及两相邻侧面定位 如图3-13所示。刀片定位形式应力求使刀片转位后刀尖位置的变动量尽可能小。常用定位形式有以下四种： 图3-13 用刀片底面及两相邻侧面定位 切削分力 总切削力 夹紧力第二节 可转位车刀（2）用刀片的底面、一个侧面与活动中心销相配合的孔定位 如图3-14所示。图3-14 用刀片的底面、一个侧面与活动中心销相合的孔定位 切削分力 总切削力 夹紧力第二节 可转位车刀（3）用刀片的底面、

13、中心孔及一个与夹紧元件相贴合的侧面定位 如图3-15所示图3-15 用刀片的底面、中心孔及一个与夹紧元件相贴合的侧面定位 切削分力 总切削力 夹紧力第二节 可转位车刀（4）用刀片的底面、中心孔及一个侧面定位如图3-16所示 图3-16 用刀片的底面、中心孔及一个侧面定位 切削分力 夹紧力第二节 可转位车刀3.刀片夹紧形式（1）上压式 如图3-17所示（2）偏心销式 如图3-18所示 图3-18 偏心销式 1刀片 2偏心销 图3-17 上压式夹紧第二节 可转位车刀（3）杠销式 如图3-19所示 图3-19杠销式夹紧）直接加力 b）切向加力1螺钉 2刀片 3杠销第二节 可转位车刀（4）杠杆式 如图

14、3-20所示（5）楔销式 如图3-21所示 图3-21 楔销式夹紧 1螺钉 2楔块 3刀片 4销 5垫圈 图3-20 杠杆式夹紧1螺钉 2刀片 3刀垫 4弹簧套 5杠杆第二节 可转位车刀（6）复合式 如图3-22 图3-22复合式夹紧a）楔压复合式1螺钉 2特殊楔块 3刀片 4刀垫 5定位销 6刀杆 b）拉压复合式1螺钉 2拉压板 3刀片 4刀垫 5螺钉 6刀杆第二节 可转位车刀1.90可转位细长轴粗车刀三、机夹车刀的使用（1）刀片材料 YT15硬质合金。（2）刀具特点1） 减小后角，在刀片上磨出实际后角为、0.8mm宽的棱边。2）采用带副偏角的三角形刀片，并在副后面上也磨出实际副后 角为、0

15、.8mm宽的棱边。3）磨出宽0.50.8mm，过渡刃偏角为的过渡刃，过渡刃 后角为零度。4）主切削刃上磨出 的倒棱。第二节 可转位车刀（4）适用范围 在C630型车床（加长）上粗车长径比L/3040 的细长轴。（5）使用效果1）切削平稳，不产生振动。2）工件加工后的圆柱度可在0.1mm之内。3）一个切削刃可车削加工前尺寸70mm1890名模，加工后 尺寸58mm1890mm细长轴件。（3）切削用量第二节 可转位车刀2.可调式机夹切断刀（1）刀片材料 YT15硬质合金。（2）刀具特点1）采用杠杆原理夹紧刀片，结构简单，制造方便。2）刀片与刀垫采用120形槽定位，稳定性好。3）刀垫及压刀杆位置可调

16、节，因而刀片可多次刃磨，刀杆 不易损坏。4）刀尖角 ，切削刃强度好，切断时刀头不易 歪斜，同时可使切屑变窄。5）前角 ，并磨有圆弧断屑槽，使切削 轻快，排屑顺利，适于高速切断。第二节 可转位车刀（3）切削用量 。（4）适用范围在C6140型或C630型车床上切断工件材料为20钢、 45钢，直径小于80mm，并浇注乳化液。（5）注意事项1）刀具安装时，刀尖应低于工件轴线0.1mm。2）在切断时先用手动进给，使刀片预热，再自动进给，这样能防止刀片因突然温升而碎裂。第二节 可转位车刀3.90机夹集屑车刀 图3-25 90机夹集屑车刀1螺钉 2集屑口 3压板 4刀体第二节 可转位车刀（1）刀具材料 刀

17、片为YG8硬质合金。刀体为45钢，热处理调质， 230250HBW。（2）刀具特点（3）切削用量 粗车时：切削速度 ； 进给量 ；背吃刀量 。 精车时： ； 。（4）适用范围在C6140型车床上适宜车削铸铜、铸铁等脆性材料。90机夹集屑车刀的刀具特点如下1）使用压板夹紧，结构简单、制造方便。2）切削铸铜、铸铁等脆性材料时，切屑经集屑口并会从12mm 集屑孔中排出，避免切屑飞溅，确保安全操作。第二节 可转位车刀4.可转位车孔刀 图3-26 可转位车孔刀a）通孔车刀 b）不通孔车刀（1）增加刀杆的截面积（2）刀杆的伸出长度可调节如图3-26所示通孔与不通孔车刀，刀具特点如下：第三节 群钻1.标准麻

18、花钻的缺陷对标准麻花钻几何参数进行分析，可以发现它存在主要缺陷归纳如下：1）主切削刃上各点处的前角数值是变化的，靠外圆处前角大， 接近钻心处已变为很大的负前角，使切削阻力增加，切削 条件变差。2）横刃太长，该处又是很大的负前角，横刃的存在，会消耗 大量的能量，产生大量热量，而且使进给力大，定心差。3）棱边上没有后角，副偏角又很小，棱边与孔壁摩擦剧烈、 发热和磨损严重。4）主切削刃外缘处刀尖角较小，前角较大，刃瓣薄弱，散热 条件差，容易磨损。5）主切削刃全长同时参加切削，切削速度相差较大，切削变 形大，切削较困难。第三节 群钻2.标准麻花钻的缺陷（1）修磨前面 图3-27 修磨麻花钻前面a）减小

19、外缘处前角 b）增大钻心部分前角第三节 群钻（2）修磨横刃 图3-28 修麻花钻横刃第三节 群钻（3）修磨棱边（4）修磨顶角 图3-29 修磨麻花钻棱边 图3-30 修磨麻花钻顶角第三节 群钻（5）开分屑槽 图3-31 在麻花钻开分屑槽a）在主后面上开分屑槽 b）在前面上制造出分屑槽第三节 群钻1.基本型群钻的几何特点二、基本型群钻的几何特点及其刃磨 图3-32 基本型群钻（1）加磨月牙槽（2）修磨横刃（3）磨出单面分屑槽第三节 群钻2.基本型群钻的刃磨（1）修整砂轮 图3-34 刃磨主切削刃（2）刃磨主切削刃 刃磨方法见图3-34第三节 群钻（3）刃磨圆弧刃 控制参数： ，见图3-35 图3

20、-35 刃磨圆弧刃 第三节 群钻（4）修整砂轮 见图3-36（5）刃磨单面外直刃上的分屑槽 见图3-37 图3-36 修整砂轮 图3-37 刃磨外刃上的分屑槽第三节 群钻1.钻铸铁群钻三、其他形式的群钻1）为了保护钻心尖，磨出月牙圆弧槽使钻心低下来，切入工件 后三尖很快同时切削，定心好，钻心尖不易崩碎和磨损，也 便于找正。2）采用双重顶角，在钻头外缘处磨出倒角，即形成双重顶角， 使转角处变宽，改善钻头散热条件，从而提高了寿命。3）适当加大后角，一般比钻钢的大3左右，减少钻头与工件间 摩擦。刃磨钻头时应从以下几方面去考虑钻头的形状特点是：铸铁屑碎赛磨料，转速稍低大进给，三尖刃利加冷却，双重顶角寿

21、命高。第三节 群钻钻铸铁群钻钻头的结构形状和几何参数见图3-38图3-38 钻铸铁钻头第三节 群钻2.钻铸铁精孔钻头钻头的结构形状和几何参数见图3-39。钻头的特点是：铸铁精孔钻头可代铰，刃利、对称、顶角小，棱刃磨窄修圆弧，转速降低慢进给。图3-39 钻铸铁精孔钻头第三节 群钻3.钻不绣钢钻头钻头的形状特点是：钻心稍高弧槽浅，刃磨对称是关键，一侧外刃浅开槽，时连时分屑易断。钻头的结构形状和几何参数见图3-40。图3-40 钻不锈钢钻头第三节 群钻4.钻纯铜钻头刃磨钻头应从以下几方面考虑。1）钻心部分的形状要合适，以保证切削平稳，定心牢靠。2）对于直径大于25mm的钻头，在外刃上磨出分屑槽，便于

22、排屑， 而且可以进一步降低切削负荷。3）选取外刃顶角 的目的是利于排屑和改善孔壁表面 粗糙度（钻硬化的纯铜时， 应适当加大）。钻头的外形特点是：纯铜群钻钻心高，圆弧后角要减小，横刃斜角九十度，孔形光整无多角。第三节 群钻5.钻铝合金钻头钻头的外形特点是：料钻、孔糙、有刀瘤，孔深排屑很棘手；刃面背光、大顶角，精孔最好加煤油。图3-42 钻铝合金钻头钻头的结构形状和几何参数见图3-42第四节 深孔加工刀具1.单刃外排屑深孔钻一、深孔钻（1）单刃外排屑深孔钻的几何参数（2）单刃外排屑深孔钻的的受力情况图3-43 单刃外排屑深孔钻第四节 深孔加工刀具2.单刃内排屑深孔钻单刃内排屑深孔钻的几何形状及其角

23、度如图3-45所示图3-45 钻铸件用单刃深孔钻第四节 深孔加工刀具3.交错齿内排屑深孔钻 如图3-46所示交错齿内排屑深孔钻的几何形状及角度。图3-46 交错齿内排屑深孔钻第四节 深孔加工刀具交错齿内排屑深孔钻的钻头特点如下1）钻头切削部分的刀片和导向部分都采用硬质合金，外圆周 上的切削速度较高，因此，采用耐磨性较好的YT类硬质合 金刀片。2）顶角 比较大，这样可使背向力减小，有 利于导向块的受力，减小钻头轴线走偏量，并能改善切屑 的流出，使排屑顺利。3）两侧切削刃前角 取68，使切削较轻快。4）磨出刃倾角 ，使刃口略低于钻心，并采用负前 角 ，有利于切削刃强度，保证断屑可靠。5）钻头体用4

24、0Cr合金钢制造，后端用短齿矩形螺纹与空心钻 连接。第四节 深孔加工刀具4.喷吸钻图3-47 硬质合金喷吸钻第四节 深孔加工刀具1.深孔车刀二、深孔的精加工刀具深孔车削过程的特点是深孔车削兼有普通车削和深孔车削的特点。如图3-48所示为车深孔用的车刀头。 图3-48 深孔车刀头对刀规 、螺钉 导向垫 导向条 切削液孔 车刀第四节 深孔加工刀具2.深孔可浮动绞刀深孔可浮动绞刀刀头如图3-49所示 图3-49 深孔可浮动铰刀头1浮动铰刀块 2、3螺钉 4导向垫第四节 深孔加工刀具3.小直径深孔绞刀小直径深孔绞刀的刀具的特点是1）切削刃口有较大前角（ ）和刃倾角。2）将铰刀切削部分的齿数磨掉一半，由

25、于切削刃数减少而使 刀头容屑空间增大，以防切屑堵塞将孔拉毛。3）校准部分齿数较多以校准孔形。修光刃后面有 的平刃带，对孔壁有压光作用，表面粗糙度值可达 。4）切削用量用： 第四节 深孔加工刀具4.深孔珩磨工具 图3-53 珩磨头剖面简图第四节 深孔加工刀具5. 深孔滚压工具（1）滚压加工特点（2）滚压加工原理1)可以获得较小的表面粗糙度值。2)可以强化金属工件的表面层，并保持金属纤维组织的完整。3)可以增大工件表面的有效支承面积，提高工件的耐磨性。4)滚压过程工件平稳，受力均匀，产生热量少。5)滚压加工效率高，寿命高，工具较简单，便于实现加工自动化。第四节 深孔加工刀具（3）滚压工具1)滚珠式

26、滚压工具：如图3-54所示弹性的滚压工具 图3-54 弹性的可调节滚珠滚压工具 1工具柄 2调节螺母 3弹簧 4右支承 5键 6保持器 7滚珠 8左支承 9螺母第四节 深孔加工刀具2)锥形滚柱滚压工具：如图3-55所示为多滚柱刚性滚压头 图3-55 锥形滚柱滚压工具a）多滚柱刚性滚压头结构 b）锥形滚柱滚压内孔 1喷油嘴 2压紧圈 3锥形滚柱 4销子 5锥形套筒 6套筒 7禁固螺母 8铸承座 9滚花螺母 10连接轴第五节 刀具磨损和刀具寿命一、刀具磨损形式（1）后面磨损（2）前面磨损刀具磨损有前面磨损、后面磨损和前、后面同时磨损。图3-56 后面磨损形状图3-57 前面磨损形状第五节 刀具磨损和刀具寿命（3）前、后面同时磨损图3-58 前、后面同时磨损形状第五节 刀具磨损和刀具寿命二、刀具磨损的原因（1）磨粒磨损（2）冷焊磨损（3）扩散磨损（4）氧化磨损三、刀具磨损的过程（1）初期磨损阶段（2）正常磨损阶段（3）