上篇第十章 車削加工

原材料生產(chǎn)

機(jī)械制造過程產(chǎn)品裝配毛坯成形零件加工熱加工冷加工

裝配鑄造鍛壓焊接車削加工銑削加工刨削加工磨削加工鉆削加工鏜削加工特種加工數(shù)控加工鉗工組裝部裝總裝6/10/20241利用切削刀具或工具從毛坯（如鑄件、鍛件和型材坯料等）或工件上切除多余的材料，獲得符合圖紙技術(shù)要求（幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量）的零件的加工過程。切削加工（冷加工）切削加工機(jī)械加工（簡稱機(jī)加工）鉗工補(bǔ)充材料：金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)6/10/20242第一節(jié)切削加工的基本概念一、切削運(yùn)動(dòng)

在機(jī)械加工中，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6/10/20243主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6/10/20244主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6/10/20245主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6/10/20246主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6/10/20247二、加工中的工件表面進(jìn)行切削加工時(shí)，在工件上將形成三個(gè)表面。加工表面（過渡表面）已加工表面待加工表面6/10/20248三、切削用量三要素

切削加工中與切削運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)的三個(gè)主要參數(shù)是切削速度vc

、進(jìn)給量f

和吃刀量a。1．切削速度vc工件表面相對(duì)于刀具的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)線速度。計(jì)量單位為m/s。6/10/20249如車削、鉆削、銑削等，主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的切削速度計(jì)算公式為：Vc

＝πdn

1000X60（m/s）d—工件加工表面或刀具切削處的最大直徑(mm)n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速（r/min）6/10/202410如刨削，主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的切削速度(平均速度)計(jì)算公式為：Vc

＝2Lnr1000X60（m/s）L—往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程長度（mm）nr—主運(yùn)動(dòng)每分鐘往復(fù)次數(shù)（str/min）6/10/2024112．吃刀量a

垂直于測量方向的兩平面間的距離。（mm）背吃刀量（ap）側(cè)吃刀量（ae）進(jìn)給吃刀量（af）背吃刀量（ap）又稱為切削深度。為待加工表面與已加工表面之間的距離（mm）6/10/2024123．進(jìn)給量f

在主運(yùn)動(dòng)的一個(gè)循環(huán)或單位時(shí)間內(nèi)，刀具與工件之間沿進(jìn)給方向相對(duì)移動(dòng)的距離。

車削時(shí)為工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，車刀沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/r）；

銑削時(shí)常用進(jìn)給量為工件在一分鐘內(nèi)沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（mm/min）；

刨削時(shí)進(jìn)給量為刨刀每往復(fù)一次工件或刨刀沿進(jìn)給方向間歇移動(dòng)的距離（mm/str）。6/10/202413第二節(jié)零件的技術(shù)要求一、加工精度

零件加工完成后，零件的尺寸、形狀、相互位置的實(shí)際數(shù)值與理想數(shù)值相符合的程度。

1、尺寸精度是指零件的實(shí)際尺寸相對(duì)于理想尺寸的準(zhǔn)確程度。尺寸精度是用尺寸公差來控制的。尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允許的變動(dòng)量。尺寸公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之差，或等于上偏差與下偏差之差。6/10/2024146/10/2024152、形狀精度指零件上的線、面要素的實(shí)際形狀相對(duì)于理想形狀的準(zhǔn)確程度。形狀精度是用形狀公差來控制的。形狀公差有六項(xiàng)。6/10/2024163、位置精度位置精度是指零件上點(diǎn)、線、面各要素的實(shí)際位置相對(duì)于理想位置的準(zhǔn)確程度。位置精度是用位置公差來控制的。

6/10/202417二、表面質(zhì)量

1、表面粗糙度切削加后的工件表面，總會(huì)遺留下刀刃或磨料的加工痕跡。再光滑的表面，放大后也會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是高低不平的。零件表面由較小峰谷和較小間距組成的微觀不平度稱為表面粗糙度。

常用輪廓算術(shù)平均偏差Ra值來表示表面粗糙度，單位為μm。6/10/202418不同表面特征的表面粗糙度

表面要求表面特征Ra/μm加工方法舉例不加工毛坯表面清除毛刺

鉗工

粗加工明顯可見刀痕50鉆孔、粗車、粗銑、粗刨、粗鏜可見刀痕25微見刀痕12.5

半精加工可見加工痕跡6.3半精車、精車、精銑、精刨、精磨、精鏜、鉸孔、拉削微見加工痕跡3.2不見加工痕跡1.6

精加工可辨加工痕跡的方向0.8精鉸、刮削、精拉、精磨微辨加工痕跡的方向0.4不辨加工痕跡的方向0.2精密加工按表面光澤判別0.1～0.008精密磨削、珩磨、研磨、拋光、超精加工、鏡面磨削6/10/2024192、加工硬化和殘余應(yīng)力在切削加工過程中、由于熱和力的作用，機(jī)械零件的已加工表面因?yàn)樗苄宰冃味鹄溆沧饔煤蜌堄鄳?yīng)力。重要零件必須控制加工硬化和殘余應(yīng)力。6/10/202420常用切削加工機(jī)床的類型和型號(hào)一、機(jī)床的類型和分類1、按加工性質(zhì)和所用刀具的不同分為12大類型：知識(shí)鏈接6/10/2024212、機(jī)床的分類一般以應(yīng)用性能、加工精度、重量來進(jìn)行劃分。（1）按應(yīng)用性能分：

普通機(jī)床（萬能機(jī)床）、專用機(jī)床2種。（2）按加工精度分：

普通精度機(jī)床，精密機(jī)床和高精度機(jī)床3種。（3）按重量和加工件大小分：

輕型機(jī)床（10噸以下）

大型機(jī)床（10噸--100噸）

重型機(jī)床（100噸以上）6/10/202422二、機(jī)床型號(hào)及表示方法6/10/2024231、機(jī)床類別

型號(hào)的第一個(gè)字母表示機(jī)床的類別，用機(jī)床名稱漢語拼音大寫字母表示。類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床特種加工機(jī)床鋸床其他機(jī)床代號(hào)CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其（分類代號(hào)用數(shù)字表示，只有磨床才有）6/10/2024242、機(jī)床的特性通用特性高精度精密自動(dòng)半自動(dòng)數(shù)控加工中心仿形輕型加重型簡式柔性加工數(shù)顯高速代號(hào)GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控?fù)Q仿輕重簡柔顯速型號(hào)的第二個(gè)字母表示機(jī)床的特性，仍采用漢語拼音的大寫字母表示。6/10/2024253、機(jī)床的組、系劃分

型號(hào)的第三、四位數(shù)字，分別表示機(jī)床的組（組別代號(hào)）和系列（系別代號(hào)）。4、機(jī)床的主參數(shù)和第二主參數(shù)型號(hào)的第五、六位用數(shù)字表示機(jī)床的主參數(shù)。

主參數(shù)是反映機(jī)床最大工作能力的。一般是以機(jī)床加工的最大工件尺寸或工作臺(tái)的寬度表示。

第二主參數(shù)：一般是指主軸數(shù)、最大跨距、最大工件長度、工作臺(tái)工作面長度等。6/10/202426常見機(jī)床主參數(shù)及折算系數(shù)機(jī)床名稱主參數(shù)名稱主參數(shù)折算系數(shù)普通車床床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑1/10自動(dòng)車床、六角車床最大車削直徑1/1立式鉆床、搖臂鉆床最大鉆孔直徑1/1臥式鏜床主軸直徑1/10牛頭刨床、插床最大刨削或插削長度1/10龍門刨床最大刨削寬度1/100拉床額定拉力（噸）1/1臥式、立式升降臺(tái)銑床工作臺(tái)的工作面寬度1/10龍門銑床工作臺(tái)的工作面寬度1/100外圓、內(nèi)圓磨床最大磨削外徑或孔徑1/10平面磨床工作臺(tái)工作面的寬度或直徑1/106/10/2024275、機(jī)床重大改進(jìn)順序號(hào)

當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)布局有重大改進(jìn)，并按新產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)、試制和鑒定時(shí)，在原機(jī)床型號(hào)的尾部，加重大改進(jìn)順序號(hào)，以區(qū)別于原機(jī)床型號(hào)。

序號(hào)按A，B，C……字母的順序選用。6/10/202428CA6140類別代號(hào)（車床類）組別代號(hào)（臥式車床組）系別代號(hào)（普通車床系）

例1：主參數(shù)代號(hào)（床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑400mm）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)（A結(jié)構(gòu)）6/10/202429THM6350/JCS類別代號(hào)（鏜床類）通用特性代號(hào)（精密）組別代號(hào)（臥式銑鏜床組）

例2：系別代號(hào)（臥式銑鏜床系）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)（加工中心）主參數(shù)代號(hào)（工作臺(tái)面寬度500mm）企業(yè)代號(hào)（北京機(jī)床研究所）6/10/202430Z

3

0

40

X16

/S2類別代號(hào)（鉆床類）系別代號(hào)（搖臂鉆床系）

例3：主參數(shù)代號(hào)（最大鉆孔直徑40mm）組別代號(hào)（搖臂鉆床組）第二主參數(shù)（最大跨距1600mm）企業(yè)代號(hào)（沈陽第二機(jī)床廠）6/10/202431

金屬切削刀具是完成切削的重要工具,其作用是從工件上切除多于金屬。它是影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本的主要因素。刀具的性能決定機(jī)床性能的發(fā)揮。一、刀具的類型（1）切刀類根據(jù)用途和加工方法不同，刀具有以下幾類：（2）孔加工刀具（3）拉刀類（4）銑刀類（5）螺紋刀具（6）齒輪刀類（7）磨具類（8）組合刀具（9）數(shù)控機(jī)床刀具（10）特種加工刀具知識(shí)鏈接刀具6/10/202432

1、刀柄：是刀具上的夾持部分。一般采用碳鋼。

2、切削部分：是刀具上直接參加切削工作的部分，也稱刀頭。二、刀具的結(jié)構(gòu)

刀柄+切削部分6/10/202433（1）前刀面Aγ

（2）主后刀面Aα

（3）副后刀面Aα，（4）主切削刃S

（6）刀尖：（5）副切削刃S，

切屑流過的刀面。與工件加工表面相對(duì)的刀面。與工件已加工表面相對(duì)的刀面。前刀面與主后刀面相交的棱邊。前刀面與副后刀面相交的棱邊。

主、副切削刃實(shí)際交點(diǎn)。三面二刃（線）一尖（點(diǎn)）6/10/202434

外圓車刀6/10/202435車削加工概念在車床上用車刀對(duì)工件切削加工的過程。主要用于加工各種回轉(zhuǎn)體表面，特別適宜加工軸、套、盤類零件。車削加工切削用量三要素切削速度vc進(jìn)給量f背吃刀量（切削深度）ap（待加工表面與已加工表面之間的距離（mm）。）引言6/10/2024366/10/202437第一節(jié)臥式車床車床的種類和型號(hào)很多，應(yīng)用最廣泛的是普通臥式車床。主要介紹C6132臥式車床。123456786/10/202438（大拖板）（中拖板）（小拖板）6/10/2024396/10/202440C6132車床的傳動(dòng)系統(tǒng)6/10/2024416/10/202442回轉(zhuǎn)車床6/10/2024436/10/2024446/10/202445第二節(jié)車刀一、常用車刀的分類

尖頭外圓車刀彎頭外圓車刀切斷刀鏜孔刀螺紋車刀成形車刀按使用場合分6/10/2024466/10/202447

1、整體式車刀——這類車刀的切削部分與夾持部分是由同一種材料組成的，常用的高速鋼刀具即屬此類。按結(jié)構(gòu)形式分

2、焊接式車刀——這類車刀的切削部分與夾持部分的材料完全不同,切削部分材料多以刀片形式焊接在刀桿上,常用的硬質(zhì)合金車刀即屬此類。

3、機(jī)械夾固式車刀——這類車刀多在批量生產(chǎn)和自動(dòng)化程度較高的場合使用，有機(jī)械夾固重磨式車刀和不重磨式車刀兩種。6/10/202448二、車刀的刃磨未經(jīng)過使用或用鈍后的車刀，必須進(jìn)行刃磨。車刀的刃磨一般在砂輪機(jī)上進(jìn)行。注意：刃磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱。1、刃磨高速鋼車刀時(shí)，應(yīng)沾水冷卻，防止回火軟化。2、刃磨硬質(zhì)合金刀時(shí)，嚴(yán)禁沾水冷卻，以免產(chǎn)生裂紋。

1、刃磨硬質(zhì)合金車刀時(shí)應(yīng)選用碳化硅砂輪(綠色)2、刃磨高速鋼車刀時(shí)應(yīng)選用氧化鋁砂輪(白色)6/10/202449三、車刀的安裝（1）車刀刀尖應(yīng)與車床的主軸軸線等高。（根據(jù)尾座頂尖或工件軸芯，增減墊片厚度進(jìn)行調(diào)整）（2）車刀刀柄應(yīng)與車床主軸軸線垂直。

（3）車刀應(yīng)盡可能伸出短些，一般不超過刀柄厚度的2倍。（否則刀柄剛性減弱，易產(chǎn)生振動(dòng)）6/10/2024506/10/202451第三節(jié)工件裝夾和車床附件

1、工件位置要準(zhǔn)確，保證工件的回轉(zhuǎn)中心軸線與車床主軸軸線重合；

2、保證工件裝夾穩(wěn)固，不會(huì)因切削力的作用松動(dòng)或脫落；

3、保證工件的加工質(zhì)量和必要的生產(chǎn)效率?；镜陌惭b要求6/10/202452一、用三爪自定心卡盤裝夾工件三爪卡盤是車床上應(yīng)用最廣的通用夾具，適于安裝短棒料或盤類工件。

原理：

三爪卡盤體內(nèi)有三個(gè)小傘齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)(用外插手柄)其中任何一個(gè)小傘齒輪時(shí)，可以使與它相嚙合的大傘齒輪旋轉(zhuǎn)。大傘齒輪背面的平面螺紋與三個(gè)卡爪背面的平面螺紋相嚙合。當(dāng)大傘齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，三卡爪就在卡盤體上的徑向槽內(nèi)同時(shí)作向心或離心移動(dòng)，以夾緊或松開工件。6/10/2024536/10/202454二、用四爪單動(dòng)卡盤裝夾工件車床常用夾具。四個(gè)卡爪用4個(gè)調(diào)整螺釘分別調(diào)整。適合方形、橢圓形、各種不規(guī)則形狀的零件的裝夾。

三、用頂尖安裝工件

較長或加工工序較多的軸類工件，常采用兩頂尖安裝。

后頂尖容易磨損，因此在工件轉(zhuǎn)速較高的情況下，常采用活頂尖。6/10/202455四、用其它附件安裝工件

1、花盤形狀復(fù)雜的工件可在花盤上安裝。用花盤和彎板安裝工件時(shí)，找正比較費(fèi)時(shí)，同時(shí)要用平衡鐵平衡工件和彎板等，以防止旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生偏心振動(dòng)。6/10/202456

2、跟刀架和中心架在車削細(xì)長軸時(shí)，由于其剛性差，加工過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)，讓刀等現(xiàn)象，工件出現(xiàn)兩頭細(xì)中間粗的腰鼓形，因此須采用跟刀架或中心架作為附加支承。

跟刀架主要用于車削細(xì)長的光軸，它裝在車床刀架的大拖板上，與整個(gè)刀架一起移動(dòng)。6/10/202457中心架主要用以車削有臺(tái)階或需調(diào)頭車削的細(xì)長軸。中心架是固定在床身導(dǎo)軌上的。車削時(shí)，先在工件上中心架的支承處車出凹槽，調(diào)整三個(gè)支承與其接觸，注意不能太緊或太松，然后進(jìn)行車削。再調(diào)頭車另一頭。6/10/202458

3、心軸形狀復(fù)雜或同軸度要求較高的套、盤類零件，用心軸安裝進(jìn)行加工。先精加工孔，然后以孔定位。帶有錐度的心軸帶螺母壓緊的心軸此外還有脹力心軸、傘形心軸。6/10/202459第四節(jié)車削基本方法車削加工的步驟：6/10/2024606/10/2024616/10/2024626/10/202463一、車端面刀尖與工件軸線一定要等高(特別是無孔的端面)，否則工件中心余料難以切除。6/10/202464二、車外圓車外圓常須經(jīng)過粗車和精車兩個(gè)步驟。

粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分加工余量，使工件接近于最后形狀和尺寸，粗車時(shí)，對(duì)加工質(zhì)量要求不高，這時(shí)切削深度應(yīng)大些(約為1～3mm)，進(jìn)給量也可取大一些(0.8～1.2mm)。

精車的目的是要保證工件的尺寸精度和表面質(zhì)量，精車時(shí)的切削深度較小(0.1～0.3mm)，進(jìn)給量也較小(0.05～0.2mm)，因此精車時(shí)切削力較小，切削速