车削加工教学课件

1、1-1 金属切削加工,金属切削加工,一、切削加工,通过机床提供的切削运动和动力，使刀具和工件产生相对运动，从而切除工件上多余的材料，以获得合格零件的加工过程。,二、切削加工的种类,车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、锯、螺纹加工、 齿轮加工等。,在现代机械制造中，除少量零件采用精密铸造、精密锻造、粉末冶金等到方法直接获得零件外，大部分零件都要经过切削加工才能获得所需要的加工精度和表面粗糙度。,1-2 金属切削机床,用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装备。,一、金属切削机床,二、机床的分类,1、按加工性质和所用刀具的不同可分12大类：,车床,插床,其它机床,螺纹加工机床,钻床,铣床,磨床,镗

2、床,拉床,锯床,刨床,齿轮加工机床,第十四章 金属切削加工,2.按机床的通用程度分类：,2)专用机床,1)通用机床（万能机床）,3)专门化机床（专能机床）,3.按机床的精度分类：,普通精度级、精密级和超精密级机床。,4.按机床重量不同分类：,1)轻型机床（10吨以下）； 2)中型机床（10吨-100吨）； 3)重型机床（100吨以上）；,第十四章 金属切削加工,三、机床型号的编制方法,机床型号是为了方便地管理和使用机床，按一定规律赋予机床的代号。用于表示机床的类型、通用性和结构特性、主要技术参数等。,通用机床型号表示方法如下：,第十四章 金属切削加工,1、机床类别的划分及其代号,机床的类别用汉

3、语拼音大写字母表示，类别代号及其读音如表所示：,分类代号用数字表示，只有磨床才有。,第十四章 金属切削加工,2、机床组、系的划分,机床的组别和系别代号用两位数字表示。,系的划分原则是：主参数相同，并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局型式相同的机床，即划为同一系。详见标准JB1838-85。,每类机床按其结构性能及使用范围划分为10组，用数字0-9表示。,3、机床的主参数和第二主参数,主参数：,主参数是反映机床最大工作能力的一个主要参数，它直接影响机床的其他参数和基本结构的大小。主参数一般是以机床加工的最大工件尺寸或与此有关的机床部件尺寸来表示。,第二主参

4、数：一般是指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台工作面长度等。,第十四章 金属切削加工,4、通用性、结构性代号,表示机床所具有的特殊性能。当某类型机床除有普通型外，还具有如下表所列的某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号。,5、机床重大改进顺序号：,当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时，在原机床型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按A，B，C字母的顺序选用。,第十四章 金属切削加工,C A 6 1 40,C：类别代号（床类）,6：组别代号（卧式车床组）,1：系别代号（普通车床系）,例1：,40：主参数代号（床身上最大回转直径400mm

5、）,A：结构性代号（A结构）,第十四章 金属切削加工,M M 7 1 32 A,M：类别代号（磨床类）,M：通用特性代号（精密）,7：组别代号（平面及端面磨床组）,1：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）,A：重大改进顺序号（第一次重大改进）,例2：,32：主参数代号（工作台面宽度320mm）,第十四章 金属切削加工,T H M 6 3 50 /JCS,T：类别代号（镗床类）,M：通用特性代号（精密）,6：组别代号（卧式铣镗床组）,3：系别代号（卧式铣镗床系）,JCS：企业代号（北京机床研究所）,例3：,50：主参数代号（工作台面宽度500mm）,H：结构性代号（加工中心）,第十四章 金属切削加工,

6、Z：类别代号（钻床类） 3：组别代号（摇臂钻床组） 0：系别代号（摇臂钻床系） 40：主参数代号（最大钻孔直径40mm） X46:第二主参数（最大跨距1600mm） S2：企业代号（沈阳第二机床厂）,Z 3 0 40 X46 /S2,例4：,第十四章 金属切削加工,金属切削刀具是完成切削的重要工具,其作用是从工件上切除多于金属。它是影响生产率、加工质量和成本的主要因素。刀具的性能决定机床性能的发挥。,1-3 刀 具,一、刀具的类型,（1）切刀类,根据用途和加工方法不同，刀具有以下几类：,（2）孔加工刀具,（3）拉刀类,（4）铣刀类,（5）螺纹刀具,（6）齿轮刀类,（7）磨具类,（8）组合刀具,

7、（9）数控机床刀具,（10）特种加工刀具,第十四章 金属切削加工,切削部分由刀面、切削刃组成，采用各种专用刀具材料，根据需要制造成不同形状。其组成要素包括： （1）前刀面、 （2）主后刀面、 （3）副后刀面、 （4）主切削刃、 （5）副切削刃、 （6）刀尖。,1、刀柄：是刀具上的夹持部分；一般由采用碳钢。,2、切削部分：是刀具上直接参加切削工作的部分，也称刀头。,二、刀具的结构,刀柄+切削部分,第十四章 金属切削加工,（1）前刀面：,（2）主后刀面：,（3）副后刀面：,（4）主切削刃：,（6）刀尖 ：,（5）副切削刃：,切屑流过的刀面。,与工件表面相对的刀面。,与工件已加工表面相对的刀面。,前

8、刀面与主后刀面相交的棱边形成。,由前刀面与副后刀面相交的棱边形成。,主、副切削刃实际交点。,第十四章 金属切削加工,三、刀具的几何参数,为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀具放在一个确定的参考系中，用一组确定的几何参数确切表达刀具和切削刃在空间的位置，这就是刀具的几何参数（即刀具的角度）。,1、刀具的参考系,第十四章 金属切削加工,（1）基面（r）,通过主切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。,车刀基面是车刀的安装面。,通过主切削刃上选定点，与主切削刃相切，且垂直于该点基面的平面。,（2）切削平面（s）,（3）正交平面（Po）,通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面

9、。,Pr-Ps-Po三个面互相垂直，我们称之为正交平面参考系。,其建立过程为,第十四章 金属切削加工,正交平面参考系建立过程,2、车刀的标注角度,刀具的标注角度是指刀具设计图样上标注出的角度，它是刀具制造、刃磨和测量的依据。,在正交平面参考系中标注的角度主要有：,前角（o）,后角（o）,刃倾角（s）,主偏角（r）,副偏角（r）,副后角（o）,第十四章 金属切削加工,1、前角（o）：,前刀面与基面平行时， o=0；前刀面与切削平面之间的夹角小于90度时， o0；前刀面与切削平面之间的夹角大于90度时， o0.,前角愈大，刀具愈锋利，但刀具强度愈差。,在正交平面中测量的前刀面与基面的夹角。,第十四

10、章 金属切削加工,选取原则： 工件材料：塑性材料，大前角；脆性，小前角。 强度、硬度低，大前角，否则，小前角。 刀具材料：高速钢，大前角；硬质合金，小前角。 加工性质：精加工，大前角；粗加工，小前角。,选取范围：,2、后角（o）：,在正交平面中测量的主后刀面与切削平面的夹角。,后刀面与切削平面重合时o =0；后刀面与基面之间的夹角小于90度时o 0；前刀面与基面之间的夹角大于90度时o 0.,后角愈大，刀具与工件之间的磨擦愈小，但刀具强度也愈差。,选取原则：加工性质：精加工，大后角；粗加工，小后角。,选取范围：粗加工： 精加工：,3、副后角（o）：,在副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面的夹

11、角。,副后角影响刀面与已加工表面之间的磨擦和刀具强度。,4、刃倾角（s）：在切削平面内度量的主切削刃与基面之间的夹角。,刃倾角影响切屑排出的方向和刀头形状。,作用：（1）影响刀头的强度 （2）影响排屑方向,5、主偏角（r）：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。,作用：（1）影响切屑的形状和刀具寿命 （2）影响背向力与进给力的比例 （3）影响表面粗糙度 对切屑的形状和刀具寿命的影响 主偏角对表面粗糙度大小的影响,主偏角小：切屑宽且薄。 （散热好，刀具寿命提高） 主偏角大：切屑窄且厚。,主偏角小：表面粗糙度小。主偏角大：表面粗糙度大。 常用角度：45、60 、75 、90,主

12、偏角的选择原则：粗加工时选大些，精加工时可选小些；工件材料强度、硬度高时，主偏角应取小些；工艺系统刚性好，主偏角应取小些，反之取大些。,6、副偏角（r）：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。,副偏角一般为正值 ，它影响刀头强度和表面粗糙度。 作用：（1）影响副切削刃与工件已加工表面的摩擦 （2）影响表面粗糙度的大小,副偏角小：表面粗糙度小。副偏角大：表面粗糙度大。,7、（1）刀具几何角度选取原则： 锐字当先，锐中求固。 （2）当前刀具角度变革趋势： 三大一小：大前角 大刃倾角 大主偏角 小后角,四、刀具材料,1、刀具材料应具备的性能,（1）高的硬度,刀具材料的硬度必须高

13、于工件材料的硬度。刀具材料的常温硬度，一般要求在HRC60以上。,（2）高的耐磨性,耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力。一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。,（3）足够的强度和韧性,以便承受切削力，冲击和振动，而不致于产生崩刃和折断,（4）高的耐热性（热稳定性）,耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度，耐磨性，强度和韧性的能力。,（5）良好的工艺性能,即刀具材料应具有良好的锻造性能，热处理性能，焊接性能，磨削加工性能等。,2、几种常见的刀具材料,（2）硬质合金,（3）涂层刀具(80HRC以上),（4）陶瓷刀具(硬度高,但抗弯强度低,冲击韧性差),（5）超硬刀具材料,（1）高速钢,YT类钨(钴钛类)：,Y

14、G类(钨钴类) ：,YW类(碳化钨类) ：,金刚石,立方氮化硼(CBN),第十四章 金属切削加工,（1）高速钢,高速钢是含有较多钨、钼、铬、钒等元素的高合金工具钢。其抗弯强度较高，韧性较好，常温硬度在62-66HRC，其耐热性约为600-660。刃磨时切削刃易锋利，故在生产中常称为“锋钢”，磨光的高速钢亦称白钢。,高速钢刀具制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃，因此在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等）的制造中，高速钢占有重要地位。,（2）优质碳素工具钢：常用牌号T10A，T12A。淬火后有较高的硬度（60-64HRC），容易刃磨锋利；但热硬性差，允许的切削速度很低（8-10

15、m/min)一般用来制造切削速度低、尺寸较小的手动工具。如锉刀、錾子。,（3）合金工具钢：常用牌号有9SiCr、CrWMn等。其热硬性、韧性较碳素工具钢要好，热硬性较高，切削速度较碳素工具钢提高10%-20%。常用来制造形状复杂的低速刀具。如铰刀、丝锥和板牙等。,（4）硬质合金：常用牌号有YG8、YG6、YG3、YT5、YT14、YT15，它以钴为粘结剂，将高硬度难熔的金属碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等)粉末用粉末冶金方法粘结制成。其常温硬度达89-93HRA，热硬性温度高达800 -1000，耐磨性好，切削速度比高速工具钢高4-7倍。但冲击韧性差，抗弯强度低。,高压水刀,有句成语叫做

16、：“柔情似水”，表明在常人眼中，液体的水无固定形状，是温柔的象征。然而，科学研究发现，高压水流在撞击物体表面最初的百万分之几秒时，其瞬时压力非常大。利用水的这一特点，科学家们将水变成了坚硬的高压水刀，可以用来挖泥、采矿，甚至切削钢板，还可用于冲孔、粉碎材料，甚至外科手术。,高压水刀的优点有：用途广泛，可以加工钢板、铜板、玻璃、塑料等各种类型的材料；切削材料的切面光滑，不会留下毛口或变形；在切削某些化工合成材料肘，不会放出有毒气体或产生烟尘；水刀穿越的速度非常快，甚至不会将材料淋湿。目前，许多国家已将高压水刀切削工艺投入实际应用,第十四章 金属切削加工,零件表面的形成和切削运动,一、零件表面的形成,1、待加工表面：,2、已加工表面：,3、加工表面,工件上即将被切除的表面。,工件上经刀具切削后产生的新表面。,工件上正在被切除的表面。,第十四章 金属切削加工,二、切削运动,在切削加工形成零件的全过程中，刀具和工件之间必需要有相对运动，按作用的不同可分：,1、主运动：,2、进给运