车工工艺学课件.doc

车工工艺学

吴喜全 2010.9.1

授课日期

班 级

课题： 绪论
教学目的、要求： 了解何为车工、何为工艺

教学重点、难点： 对学生来讲是个全新的课目，理解有难度

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、
绪论
复杂的机器有很多零件装配而成。不同的零件要有不同工种的工人加工而成。有精密铸造或冷挤压（无屑加工），但绝大多数零件离不开金属切削加工，车削加工就是其中一种。

车削加工
就是在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。
内容：

授课日期

班 级

课题： 车削和切削用量的基本概念
教学目的、要求： 掌握基本概念

教学重点、难点： 各概念的理解

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

第一章 车削的基本知识
第二章
§1.1 车削和切削用量的基本概念

一、车削的基本概念
1. 工作运动
主运动——机床的主要运动，消耗主动力。车削时的旋转运动。
进给运动——去除多余材料的运动，刀具的运动。

2. 工件上形成的表面
（1）已加工表面 工件上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 工件上有待去除的表面

二、切削用量的基本概念
1.切削深度（αp）
工件上已加工表面与待加工表面的垂直距离，也就是车刀进给时切入工件的深度（单位：mm）

公式： ap=dw-dm/2
dw待加工表面直径
dm已加工表面直径
（单位：mm）

2.进给量（ƒ）
工件旋转一周，车刀沿进给方向移动的距离。他是衡量进给运动大小的参数。（单位：mm/r）
纵向进给——沿车床床身导轨方向
横向进给——垂直于车床床身导轨方向
3. 切削速度（vc）
在进行切削加工时，刀具切削刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，（车刀在一分钟内车削工件表面的理论展开直线长度。）假设切屑没变形或收缩
公式： vc= πdn/1000
或vc=dn/318
d——工件直径,mm
n——主轴转速，r/mm
vc——切削速度，m/min
例：车削直径d=60mm的工件外圆，车床主轴转速n=600r/min.求切削速度vc。（113m/min）注：应取符合机床铭牌上
授课日期

班 级

课题： 车刀
教学目的、要求： 车刀的用途

教学重点、难点： 车刀的角度及评定

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§ 1.2车刀
一、常用车刀的种类和用途
1. 车刀的种类

2.车刀的用途（见绪论图）
（1） 90˚车刀（偏刀） 车外圆、阶台和端面
（2） 45˚车刀（弯头车刀） 车外圆、端面和到角
（3） 切断刀 用来切断工件或在工件上切槽
（4） 内孔车刀 用来车削工件的内孔
（5） 圆头刀 用来车削圆弧面或成形面
（6） 螺纹车刀 用来车削螺纹
4. 硬质合金可转位（不重磨车刀）
近年来在国内外大力发展和广泛应用的先进刀具之一。刀片用机械夹固方式装夹在刀杆上。当一个刀刃磨钝后，只需将刀片转过一个角度，即可继续切削，从而大大缩短了换刀和磨刀的时间，并提高了刀杆的利用率。（形状多样）
二、车刀的角度及其初步选择
1.车刀的组成

（1） 前刀面 刀具上切屑流过的表面。
（2） 后刀面 分主后刀面和副后刀面。与过渡表面相对的刀面称主后刀面；与已加工表面相对的刀面叫副后刀面
（3） 主切削刃 前刀面和主后刀面的相交部位，担负主要切削工作。
（4） 副切削刃 前刀面和副后刀面的相交部位，配合主切削刃完成少量的切削工作。
（5） 刀尖 主切削刃和副切削刃的联结部位。为了提高刀具强度将刀尖磨成圆弧型或直线型过渡刃。一般硬质合金刀尖圆弧半径rε=0.5~1mm。
（6） 修光刃 副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。须与进给方向平行，且大于进给量。
2.确定车刀角度的辅助平面

（1） 切削平面 通过切削刃上某选定点，切于工件过渡表面的平面。
（2） 基面 通过切削刃上某选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。
（3） 截面 通过切削刃上某选定点，同时垂直于切削平面和基面的平面
3.车刀的角度的主要作用
车刀切削部分共有6个角度：前角（γо）、主后角(αо)、副后角(αо′)、主偏角(κr)、副偏角(κr′)和刃倾角(λs)。以及两个派生角度：契角（βo）和刀尖角(εr)。
在截面内测量的角度：
（1）前角（γо） 前刀面和基面的夹角。影响刃口的锋利和强度，切削变形和切削力。大，锋利、减少切削变形、切削省力，切屑顺利排出。负（小），增加切削刃强度，耐冲击。
（2）后角(αо) 后刀面和切削平面的夹角。在主截面内的是主后角（αо），在副截面内的是副后角(αо′)。主要减少车刀后刀面与工件的摩擦。
规定：与相应的平面夹角小于90度时为正，反之为负
在基面内测量的角度有：
（3）主偏角(κr) 主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角。改变主切削刃和刀头的受力和散热。
（4）副偏角(κr′) 副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向间的夹角。减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦。
在切削平面内测量的角度：
（5）刃倾角(λs) 主切削刃与基面的夹角。控制排屑方向，负值时，增加刀头强度和保护刀尖。

派生角：
（6）契角（βo） 在主截面内前刀面和后刀面的夹角。
βo=90˚-（γо+αо）
（7）刀尖角(εr) 主切削刃和副切削刃在基面的投影间的夹角。
εr=180˚-（κr+κr′）
4.车刀角度的初步选择
（1） 前角（γо）
A. 工件材料软，塑性材料，前角大；工件材料硬，脆性材料，前角小。
B. 粗加工，前角小；精加工，前角大。
C. 车刀材料的强度、韧性较差，前角小；反之，前角大。
（2） 后角(αо)
A. 粗加工，前角小；精加工，前角大。
B. 工件材料软，前角大；工件材料硬，前角小。
副后角与主后角一般情况下相等。
（3） 主偏角(κr)
加工阶台轴时，等于或大于90度；中间切入时45度到60度
（4） 副偏角(κr′)
一般采用6到8度，中间切入时取45度到60度。
（5） 刃倾角(λs)
一般车削时为0度；粗车时为负；精车时为正。
三、常用车刀的材料
1.必须具备的基本性能：
（1） 硬度
（2） 耐磨性
（3） 强度和韧性
（4） 耐热性
（5） 工艺性
2.常用材料
（1） 高速钢 w18cr4v(18-4-1) w6mo5cr4v2(6-5-4-2)
（2） 硬质合金：
K类（钨钴类） 碳化钨（wc）和钴
YG3，YG8，YG6
P类（钨钛钴类） 碳化钨（wc）、碳化钛（TiC）和钴
YT5，YT15，YT30
M类 [钨钛钽（铌）钴类] P类加TaC或NbC而成。

授课日期

班 级

课题： 切削液、长度单位
教学目的、要求： 切削液的用途

教学重点、难点： 切削液的选择

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§1.3切削液
一、作用
1. 冷却
2. 润滑
3. 清洗
二、分类
1. 乳化液 乳化油加15-20倍水稀释而成
2. 切削油 矿物油，少数采用植物油和动物油
三、选用
1. 根据加工性质
（1） 粗加工，乳化液。
（2） 精加工，极压切削油或高浓度的极压乳化液。
（3） 孔加工，黏度小的极压乳化液和极压切削油。
2. 根据工件材料
（1） 钢件粗加工，乳化液。精加工，极压切削油。
（2） 脆性金属，可用黏度小的煤油7%—10%的乳化液，一般不加。
（3） 有色金属，煤油和黏度小的切削油，镁合金用压缩空气
3. 根据刀具材料
（1） 高速钢 粗加工，极压乳化液。精加工，极压乳化液和极压切削油。
（2） 硬质合金 一般不加，也可用切削液（乳化液）
注意点：
（1） 油状乳化油必须稀释后才能使用
（2） 必须浇注在切削区域
（3） 硬质合金必须一开始就连续充分地浇注，否则刀头要产生裂纹。
§1.4长度单位
我国的法定长度单位为米（m），但机械制图中规定为毫米(mm)。还有英制单位：
1in=25.4mm

日期

班 级

课题： 车轴类零件的车刀
教学目的、要求： 轴类零件的车削

教学重点、难点： 轴类零件的车刀选择

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

第二章 车轴类工件
§2.1 车轴类工件使用的车刀
一、对车刀的要求
1. 粗车刀
(1) 前角和后角小些，增加强度，但过小会增加切削力
(2) 主偏角不宜过小，否则会振动。
(3) 刃倾角取0-3度
(4) 主切削刃上磨倒棱br1=（0.5-0.8）ƒ。
(5) 刀尖处磨直线型过渡刃，偏角=1/2κr，长度=0.5-2mm
(6) 应磨有断屑槽。
2. 精车刀
（1） 前角和后角大些，锋利，减少摩擦。
（2） 副偏角较小，可磨修光刃，长度=（1.2-1.5）ƒ。
（3） 刃倾角去正，一般=3-8度
（4） 应磨有断屑槽。
二、车外圆、平面和台阶的车刀
1. 90度车刀及其使用

又称偏刀，有右偏刀和左偏刀两种
右偏刀一般用来车削外圆、端面和右向台阶。
左偏刀车削左向台阶和外圆，或又大又短工件的端面。

2. 45度车刀及其使用
45度车刀的刀尖角=90度，所以强度和散热比90度车刀好，常用于工件的端面车削和45度倒角。
3. 75度车刀及其使用

75度车刀刀尖角比90度车刀大，适合强力车削。
三、切断刀和车槽刀
1. 切断刀
（1） 高速钢切断刀

A． 前角0-30度。
B． 后角6-8度。
C． 副后角 两个对称1-2度
D． 主偏角90度。
E． 副偏角两个对称1-1.5度。
F． 主切削刃宽度a=（0.5-0.6）d
G． 刀头长度L=h+(2-3)mm
(2) 硬质合金切断刀
(3) 弹性切断刀
(4) 反切刀

2．车槽刀
与切断刀几何形状基本相同，但刀头宽度应小于槽宽，刀尖长度略大于槽深即可。

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班 级

课题： 轴类零件的装夹
教学目的、要求： 夹具的使用

教学重点、难点： 夹具的选择

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§2.2轴类工件的装夹
一、单动（俗称四爪）卡盘装夹
二、用自定心（三爪）卡盘装夹
三、用两顶尖装夹
1. 中心孔的形状和作用
A型 圆锥孔和圆柱孔组成，锥角为60度
B型 在A型上加一个120度护锥。
C型 在B型上加一个螺孔。
R型 A型相似，把圆锥面改成60度圆弧面。
2. 中心孔折断的原因和预防
（1） 轴线与旋转中心不一致。
（2） 工件端面不平。
（3） 切削用量选用不合适
（4） 中心钻磨钝
（5） 没有充分浇注切削液或排屑不及时。
3. 用两顶针装夹的注意事项
（1） 轴线要一至。
（2） 尾座套筒尽量缩短
（3） 中心孔形状要正确，粗糙度小
（4） 用死顶尖时要用黄油润滑。
（5） 配合松紧合适。
四、用一夹一顶装夹
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班 级

课题： 轴类工件的测量
教学目的、要求： 轴类工件的测量方法

教学重点、难点： 各种量具的使用

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

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板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§2.3轴类工件的测量
一、游标卡尺

二、千分尺

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课题： 工艺分析
教学目的、要求：

教学重点、难点：

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

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板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§2.4、2.5工艺分析
见书本P31-P33表格

授课日期

班 级

课题： 钻孔
教学目的、要求： 孔加工

教学重点、难点： 刀具的选择和角度

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

第三章 车套类工件
圆柱孔的加工比轴类工件加工要困难，因为；
（1） 加工孔再内部进行，观察比较困难。
（2） 刀杆受孔径限制，刚性差。
（3） 排屑和冷却比较困难。
（4） 测量比较困难。
§3.1钻孔
用钻头在实体材料上加工孔的方法叫钻孔
一、麻花钻的几何形状
1．麻花钻的组成

（1） 柄部 传递扭距和定心
（2） 颈部 标注
（3） 工作部分 切削和导向
2．工作部分几何形状

（1） 螺旋槽
（2） 前刀面
（3） 主后刀面
（4） 顶角（118度）
（5） 前角
（6） 后角
（7） 横刃
（8） 横刃斜角
（9） 棱边
二、刃磨要求
（1） 主切削刃对称，长度相等
（2） 横刃斜角为55度

授课日期

班 级

课题： 扩孔和锪孔
教学目的、要求：

教学重点、难点：

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§3.2扩孔和锪孔
用扩孔工具扩大孔径的加工方法叫扩孔
一、用麻花钻扩孔
二、用扩孔钻扩孔
三、锪孔
用锪削方法加工平底孔的方法

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班 级

课题： 车孔
教学目的、要求：

教学重点、难点：

授课方法：
教学参考书及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲及备注：

Ⅰ、

§3.3车孔
一、内孔车刀
可分为通孔和盲孔车刀两种
1． 通孔车刀
几何形状与外圆刀相似，主偏角60-75度，副偏角15-30度，磨有两个后角。
2． 盲孔车刀
几何形状与外圆刀相似，主偏角90-93度，
通孔车刀
盲孔车刀
二、车孔的关键技术
1．尽量增加刀杆截面积
2．刀杆的伸出长度尽可能缩短
3．解决排屑问题，控制切屑流向

授课日期

班 级

课题： 车平面槽和内槽