车工工艺与技能培训

第1页，共24页，2023年，2月20日，星期四模块一

车削加工基础

学习目的

车削及车削运动金属切削基本知识

车刀

切削液

项目一

项目二

项目三

项目四

项目五

第2页，共24页，2023年，2月20日，星期四难点要求本章要求：1.了解本课程的学习目的；2.掌握车削加工和金属切削加工的基本知识；3.了解安全文明生产的重要性并掌握安全文明生产的基本要求。本章难点：1.金属切削原理；2.车刀切削部分的构成第3页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目一学习目的

车削加工是指导车削操作的实践性很强的专业课程。通过学习，我们应该达到以下要求：（1）掌握车床工作原理。（2）合理选用常用刀具、刃具和切削液。（3）了解常用的工、夹、量具的用途、使用和保养方法。（4）解决实际生产中的计算问题，并能正确查阅有关的技术手册和资料。（5）合理选择工件的定位基准，掌握工件的定位、夹紧的基本原理和方法。（6）制定零件的车削工艺，并能根据实际情况尽可能地采用先进工艺。（7）了解车削加工新工艺、新技术，以及提高产品质量和劳动生产率的途径。（8）熟练掌握安全、文明生产的有关知识，并做到安全、文明生产。第4页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目二车削及车削运动车削的基本概念要完成某一零件的切削加工，通常需要铸、锻、车、铣、刨、磨、钳、热处理等诸多工种的协同配合，而其中最基本、应用最为广泛的工种是车工。车削是指操作工人（即车工）在车床上根据图样的要求，利用工件的旋转运动和刀具的相对切割运动来改变毛坯的尺寸和形状，使之成为合格工件的金属切削方法。

基本概念第5页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目二车削及车削运动车削运动主运动：

是使刀具和工件之间产生相对运动的最主要运动。工件的旋转运动就是主运动。进给运动:

是与主运动配合，使工件多余材料不断被去除的运动叫进给运动。车外圆是纵向进给运动，车端面、车槽、切断是横向进给运动。第6页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识金属切削过程

第一变形区从OA线开始发生塑性变形，到OM线金属晶粒的剪切滑移基本完成。OA线和OM线之间的区域（图中Ⅰ区）称为第一变形区。第二变形区切削沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化，基本上和前刀面平行。这一区域（图中Ⅱ区）称为第二变形区。第三变形区已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压和摩擦，造成表层金属纤维化与加工硬化。这一区（图中Ⅲ区）称为第三变形区。金属切削过程中的滑移线和流线示意图切屑形成过程示意图

第7页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识带状切屑：切屑呈连绵不断的带状或螺旋状，与前刀面接触的内表面光滑，外表面呈毛茸状。一般在加工塑性材料（软钢铝），采用较大的前角γo，较小的切屑深度ap，较高的切削速度vc时，会形成此类切屑

（a）

第8页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识节状切屑：又称挤裂切屑。其外表呈锯齿形，内表面有裂纹。当采用较小的前角γo、较大的切削深度ap和较低的切削速度vc加工塑性材料时，会形成此类切屑，如图

:

（b）

第9页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识崩碎切屑：切屑为不规则的片状或粒状。切削脆性材料（如铸铁、黄铜）时，由于这类材料塑性很差，强度极限很低，切削层的金属还未经过明显塑性变形，就被挤裂或脆断。工件材料越脆、越硬，刀具前角越小，切削深度越大，越容易形成此类切屑，如图

（c）

第10页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识积屑瘤的成因 切削过程中，由于切屑底层是刚从基体材料上剥离下来的新鲜表面，而刀具前面也在不断地被切屑底面擦拭，也是新鲜表面，这两个表面之间的黏附能力较强。因此，在切削过程中，在较高的压力和温度下，切屑底层与前面接触处有黏结现象发生，以致使切屑底层的金属流动速度减慢，并产生一层很薄的滞流层。

积屑瘤的形成

第11页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识影响积屑瘤的主要因素:工件材料的加工性能

刀具前角

切屑速度冷却润滑第12页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识影响切屑变形的主要因素工件材料

刀具前角

切削速度

进给量

主要因素工件材料的强度越低，塑性越大，加工时的切屑变形就越大。

刀具的前角越大，切屑刃钝圆半径越小，切屑刃就越锋利，对切屑层金属的挤压也就会减小，所以，切屑变形也就相应减小。切削速度对切屑变形的影响在切削碳钢等塑性金属时切屑底层的金屑，经过第一、第二变形区的两次塑性变形，其变形程度比切屑上层要剧烈得多。

第13页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识切削阻力的分解

（1）主切削阻力Fz：即切向力，垂直于基面，与切削速度方向一致。它是诸分力中最大的一个，消耗的动力最多，约占机床总功率的95%～99%。Fz会使刀杆产生弯曲，因此装夹车刀时，刀杆应尽量伸出短一些。（2）切深阻力Fy：即径向力，在基面内且与进给方向垂直。它不消耗机床功率，但能使工件在水平面内弯曲。当工件细长，机床、刀具、夹具等刚性不足时，容易产生变形与振动，影响加工精度和表面粗糙度。（3）进给阻力Fx：即轴向力，在基面内且与进给方向平行。它只消耗机床总功率的1%～5%，对进给系统零部件的受力大小有直接影响。

切削阻力的分解第14页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识工件材料对切削阻力的影响较大。工件材料的硬度或强度越高，切削阻力就越大。切削用量中，主要是切削深度和进给量，通过影响切削面积来影响切削阻力。切削阻力是切削过程中不可避免的一种抗力，它对切削产生不利的影响，应尽量减小切削阻力。切削用量

刀具角度

工件材料

影响切削阻力的因素:

第15页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识切削热 在金属切削过程中，由于金属的弹性与塑性变形以及切屑与前刀面、工件与后刀面的摩擦都要消耗能量，而这些能量的绝大部分将转变为热能。因此，切削过程中的热量主要来源于三个变形区：切屑、工件、刀具，如图切削热源及其传出

第16页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目三金属切削基本知识切削热对切削加工的影响:123传入工件的热量使工件温度升高而影响工件的尺寸精度。特别是在加工导热系数高的材料时（如有色金属）更为严重。由于切削区域短时间内产生很多热量，致使切削区内工件的已加工表面温度上升。传入刀具的热量，集中分布在刀具楔部，使刀刃附近的温度迅速升高，引起刀具材料丧失切削能力。第17页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目四车刀常用车刀

90°车刀

45°车刀

切断刀

内孔车刀

第18页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目四车刀

车刀的切削部分是在较大的切削抗力、较高的切削温度和剧烈的摩擦条件下进行工作的。车刀寿命的长短和切削效率的高低，首先决定于车刀切削部分的材料是否具备优良的切削性能。具体应满足如下要求：应具有高硬度，其硬度要高于工件材料1.3～1.5倍；12345应具有高的耐磨性；应具有高的耐热性，即在高温下能保持高硬度的性能；应具有足够的抗弯强度和冲击韧性，防止车刀脆性断裂或崩刃；应具有良好的工艺性，即好的可磨削加工性较好的热处理工艺性、较好的焊接工艺性。第19页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目四车刀车刀切削部分的常用材料:

高速钢（又称锋钢、白钢）高速钢是一种含钨、铬、钒、钼等元素较多的高合金工具钢。硬质合金由硬度和熔点均很高的碳化钨、碳化钛和胶结金属钴（Co）用粉末冶金方法制成。第20页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目五切削液切削液的作用

1.冷却作用

2.润滑作用

3.冲洗作用切削液能吸收并带走切削区域大量的切削热，能有效地改善散热条件、降低刀具和工件的温度

在车削过程中，加注有一定压力和充足流量的切削液，能有效地冲走黏附在加工表面和刀具上的微小切屑及杂质由于切削液能渗透到切屑、刀具与工件的接触面之间，并黏附在金属表面上，从而形成一层极薄的润滑膜第21页，共24页，2023年，2月20日，星期四项目五切削液切削液的种类:（1）乳化液：乳化液是用乳化油加15～20倍的水稀释而成，主要起冷却作用。其特点是黏度小、流动性好、比热大，能吸收大量的切削热，但因其水分较多，故润滑、防锈性能差。（2）切削油：切削油的主要成分是矿物油，少数采用动物油和植物油。这类切削液的比热小，黏度较大，散热效果稍差、流动性差，但润滑效果比乳化液好，主要起润滑作用。第22页，共24页，2023年，2月