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车工实习讲义.docx
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车工实习讲义
车工实习讲义
一、车床的基本知识
1、车床的型号、种类;
2、车床的切削运动,加工特点,加工范围;
3、车床的主要组成部分名称及作用,传动系统;
4、切削用量三要素;
二、目的和要求:
使学生认识和了解车床,知道普通卧式车床的主要组成部分的名称和作用,车床的运动方式和特点。
三、教具;
普通卧式车床一台。
四、车床上常用的附件:
1、常用附件的种类和名称。
2、常用附件的特点、结构、用途和使用方法。
五、车刀;
1、刀具材料的要求、种类及特点。
2、车刀的组成、作用、名称及用途。
在传统的八大工种中,车工是很重要的一个工种。
所使用的机床是车床,车床在所有的机床种类中应用的比例是最大的,约占到所有机床的45%左右。
所以在机械加工里车床的事故发生率几乎是最高的。
针对车工实习,也同样有区别于其它操作机床的工种,在车工实习时,要求每个同学不仅单独操作机床,还要完整的加工一个工件,而车工的每位指导人员要负责几台的实习操作指导。
在这个过程中,难免会有顾及不到的时候,这就要求每位同学在车床操作时一定要把安全防到首位。
此外,希望每个同学在车工实习时,尤其在车床前,工作服一定要穿戴整齐,袖口扎紧,女同学要戴工作帽。
但不要错误认为穿了工作服就百分之百的有了安全保障了,穿工作服的目的虽是起劳动保护作用,但主要是防油污、防烫伤等。
如果违反了安全操作规则,一样会发生意想不到的后果,往往重大事故的发生,大都有工作服的因素,除了在安全方面要引起同学们的高度重视,同时还要遵守车工实习纪律,按时上下班,不得迟到和早退,不能乱穿车间或岗位,应在指定的车床上进行操作,其它车床和电器设备不要乱动,尤其在车床运行时,不要离开车床。
一、车床的基本知识
(一)车床的型号、种类;
1、车床的型号:
车床同所有的机床一样,均是用汉语拼音字母和数字,按一定的规律组合进行编号,以表示机床的类型和主要规格。
以c6136车床的型号为例,其含义是c表示车床类6表示普通车床组1表示普通车床型36表示最大加工直径的1/10(基本参数)。
与c6136相对应的老车床的型号是c618,其含义是c6同上,18表示中心高的1/10,是指该车床的最大的加工半径。
2、车床的种类:
车床的种类很多,根据其自身的结构和用途不同,在车床的类别代号后用0——9共10个数字分别表示不同组别的车床。
如0——仪表车床,1——单轴自动车床,2——多轴自动、半自动车床3——回轮、转塔车床,4——曲轴几凸轮车床,5——立式车床,6——落地几卧式车床,7——仿型及多刀车床,8——轮轴辊、锭及铲齿车床,9——其它车床。
同学们在这里操作的机床,都是普通卧式车床,是所有车床种类中的最基本的一种,单从加工范围来讲,普通车床再所有传统的车床类里面,其加工范围是最广的,而其它组别的车床加工范围都有局限性,但都有各自的特点,没有特别说明的均指的是普通车床。
(二)车床的切削运动、加工特点和范围;
1、车床的切削运动:
在车床切削工件,必须同时具备两个运动,一是工件的旋转运动,在是刀具的连续进给运动,这两个运动的结合就是切削运动。
把工件的旋转运动称为主运动,刀具的直线进给运动称为辅助运动,在进给运动中,把刀具平行于主轴轴线的移动,称为纵向进给运动。
刀具垂直于主轴轴线的移动,称为横向进给运动。
纵横向运动相互垂直。
2、车床的加工特点:
车床与铣、刨、磨等其它机床的区别在于车床的主运动是工件的旋转运动,而辅助运动是车刀的连续直线进给运动。
这两种运动的结合,加工出来的必然是回转体表面,在机械零件中用的最多的带有回转体表面的零件,如轴、皮带轮、轮圈、螺栓等,用一句话概括的说:
凡是带有回转体表面的零件,几乎都可在车床上加工。
这也是车床加工的特点。
(三)车床的加工范围
根据车加的特点,在普通车床上可以加工的表面有:
内外圆柱表面,也就是常说的车外圆和车内孔,内外圆锥表面,端面,沟槽,各种螺纹,滚花,成型表面,切断,钻孔,锯孔等。
(四)车床的主要组成部分名称及作用,车床的传动系统
1.车床的主要组成部分名称及作用:
车床一般由六大部分组成,其名称是
(1)主轴箱、也叫床头箱或变速箱。
(2)进给箱、也叫走刀箱。
(3)拖板箱、也叫溜板箱。
(4)刀架部分。
(5)尾座、也叫尾架。
(6)床身。
这六大部分都是为了满足零件的加工所必须的。
各部分的作用如下:
——主轴箱的作用是传递主运动以及改变主运动的速度,变换主轴箱的齿轮箱外面的手柄位置,可使主轴箱内的齿轮相互齿合得到改变,获得各种不同的传动比,由此使主轴得到各种不同的转速,在这里要注意的是在变换主轴箱外面的手柄位置时,必须是在停车的状态下才能进行。
——进给箱的作用是传递进给运动(走刀运动)和改变进给速度,从车床的外形上看,进给箱和主轴箱一个在下,一个在上,两个箱体互不连接,那么主运动的动力是通过什么传递给进给箱的呢?
实际上在主轴箱与进给箱之间还有一个想体叫挂轮箱,挂轮箱虽未被列入六大组成部分之中,但起着相当重要的作用,它把主运动和辅助运动连接起来。
——拖板箱,是把光杠的旋转运动传给拖板,从而带动刀架做纵向或横向的自动进给运动。
还可以把丝杠的旋转运动通过开合螺母传递给拖板,带动刀架做纵向进给运动,以使车削螺纹。
——刀架部分是由大、中、小三个拖板(也叫溜板)以及转盘和方刀架构成。
其中大拖板主要是纵向车削工件时使用的,中拖板主要是横向车削工件时使用以及控制横向进给速度的,小拖板主要是用来控制纵向进给深度以及通过转动转盘角度用来车削圆锥表面工件时使用的。
方刀架是用来安装车刀的,最多同时安装四把刀。
——尾座是用来安装顶尖,支撑较长工件的,在尾座上还可以安装孔的各种刀具,如钻头、绞刀、以及钻夹等,在车床的尾座上安装钻头钻孔与钻床上钻孔存在着明显的区别,车床上钻孔,工件的旋转运动是主运动,钻头的直线进给运动是辅助运动。
钻床上钻孔工件不动,钻头的旋转运动是主运动,同时钻头的直线进给运动是辅助运动。
——床身是用来安装和支撑车床各个部件的,在床身上面有两组精确的导轮拖板和尾架可沿着各自的导轨移动。
2车床的传动系统
车床的传动系统是主轴挂轮箱进给箱光杠拖板箱
纵、横拖板带动刀架使车刀获得纵横向运动。
(五)切削用量三要素:
当我们使用车刀车削工件的外圆表面或车削端面时,在工件会形成三个表面,已加工表面,加工表面,待加工表面。
把工件的加工表面最大直径的线速度,称为切削速度。
切削速度用ˇ来表示。
单位是m/min,也可以理解为车刀在一分钟内车削下来的铁削长度。
车削下来的长度的计算方法是,说明切削速度的大小和加工的直径有关,和主轴的转速有关,车削外圆时,由于是在同一主轴转速和同一直径上进行车削,所以,切削速度是一定的,在车削过程中是不变化的。
而在车削端面时,虽然主轴转速没变,但虽着车刀以外圆往中心走刀或着从中心往外走刀,工件的直径在车削的过程中虽着车刀的移动在不断变化着。
前者工件直径逐渐变小,切削速度也逐渐变小,后者工件直径逐渐变大,切削速度也在增大。
这就是车削交大的工件端面时,不容易将表面车光的原因。
把工件的待加工表面和已加工表面之间的垂直距离成为切削深度,用ap表示,单位是mm,切削深度实际上就是每次走刀,车刀切入工件表面的深度。
把工件旋转一圈,车刀沿走刀方向移动的距离成为进给量,用f表示,单位是mm/r。
我们把切削速度,切削深度和进给量统称为切削三要素,三要素的具体数值称为切削用量。
切削用量是否合理,直接影响到加工质量,生产效率和刀具寿命,所以,合理选择切削用量不仅能延长刀具寿命,同时提高生产效率,保证加工质量。
二、车床上的常用附件
(一)常用附件的种类和名称:
在车床上为了满足不同形状,不同尺寸的零件加工,往往要借助于各种不同的附件来协助,保证这些零件的加工。
车床最常用的附件有:
三爪卡盘,四爪卡盘,花盘,顶尖,跟刀架,中心架等。
(二)常用附件的特点,结构,用途和使用方法:
1、三爪卡盘:
是车床上使用最广的一种附件,也是最常用的附件之一,其特点是使用卡盘扳手装卸工件时,卡盘上的三个爪可以连动,同时加紧或同时松动。
缺点是紧力有限,定心精度不够。
由于它有三爪连动的结构和特点,所以三爪卡盘适于装夹圆棒料或圆盘类工件,装夹好之后不用找正。
2、四爪卡盘:
其特点是卡盘上有四个爪,且每一个爪是单独进行调整的加紧力大,装夹范围广。
适合于装夹方形或不规则的工件,缺点是装夹工件时必须用针盘进行找正,当用卡盘扳手转动螺杆时,可带动单个卡爪在爪槽内移动。
3、花盘:
和三爪、四爪卡盘一样,花盘也是由主轴直接连接的一种夹具,外形上看是一个叫大的圆形铸铁工作盘,它的特点是不用卡爪,而是靠压板,螺栓和垫铁利用花盘上的多个长短不等的沟槽和长通槽将工件压在花盘表面,压工件时边找正边压紧,最后加上平衡铁便可以加工了,主要适合于不规则工件的装夹。
4、顶尖:
主要是用来支撑工件和定位的,加工较长工件时,既工件的长度与直径之比大于4,小于20时就要采用一夹一顶的方法,一夹是指工件的一端面用卡盘加紧,而另一顶是指另一端面用顶尖支撑,这样边能顺利的加工此类工件。
比如同学们车工实习要作的榔头把,采用的就是这种方法。
对于一些同轴度要求较高的轴类零件,精加工时还要采用两顶尖的装夹方法,常用的顶尖实际上可分为活顶尖和死顶尖两种,单一定心的精度来讲,死顶尖的定心精度要比活顶尖高,车床上加工零件普遍使用的是活顶尖。
而普通磨床的加工精度要比车床加工的精度高一个等级,所以普通外圆磨床上使用的都是死顶尖。
5、跟刀架:
在加工细长轴类零件时,由于工件的刚性和强度较差,即使采用一夹一顶的方法,还是容易产生让刀现象,车出的工件两细中间粗,且车削时容易产生震动,影响加工质量。
为了避免这种现象的产生,车削时就要使用跟刀架,而跟刀架就是在加工细长轴类工件时,配合使用的一种附件。
6、中心架:
有些轴类工件不仅较长,而且带有台阶,加工时跟刀架无法使用,还有些较长的套类零件,要加工两端的内孔、端面等。
这样又无法用尾座的顶尖进行支撑,这样情况就要用到中心架,将中心架固定在机床导轨上,中心架上有三个支撑爪,轴和套类零件被三爪支撑在中心架的中心,这样就能加工此类零件。
三、车刀
(一)车刀材料的基本要求:
1、高强度:
刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。
2、耐磨性:
指车刀材料抵抗磨损的能力,一般刀具材料的硬度越高,耐磨性越好。
3、耐热性:
在高温条件下,仍能保持良好的切削能力。
4、强度和韧性:
切削时,刀具承受很大的切削力和冲击力,刀具要有较高的抗弯强度和冲击韧度,防止刀具崩刀和短裂。
5、良好的工艺性:
为了刀具便于制造,刀具材料应具有良好的可加工性能和热处理性能。
(二)车刀的种类和特点:
刀具的材料、种类比较多,如碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石等。
而且前作为车刀的材料,使用最广的有两大类,即高速钢车刀和硬质合金车刀。
高速钢又分为普通高速钢、高性能高速钢和粉末冶金高速钢。
通常我们所使用的都是普通高速钢,是一种含有高成分的钨、Cr、钒、钼、等元素的合金钢,常用的牌号有W18Cr4VW9Cr4V2W6Mo5Cr4V2等。
其特点是制造简单,刃磨方便,而且忍性好,能承受较大的冲击力。
高速钢常作为精加工车刀以及成型车刀的材料,但高速钢车刀切削时,温度超过550度以上,刀刃部分便会积剧磨损,所以高速钢车刀不适合高速切削。
硬质合金是用硬度和熔点很高的炭化物粉末等和金属粘接剂,高压压制成型后,再高温烧结而成的粉末冶金制品,其种类较多,最常用的可归纳为两大类,一是钨钴类,由wc和Co组成,常用的牌号由YG3YG6YG8等,另一类是钨钛钴类硬质合金,常用的牌号有YT15YT5YT30等。
(三)车刀的组成;
车刀一般由刀头和刀体两部分组成,刀头是车刀的切削部分,刀体是夹持部分。
车刀的刀夹部有这几个名称:
1、前面——指铁削流出的表面。
2、后面——又分为主后刀面,指与工件加工表面相对的表面。
副后刀面指与工件已加工表面相对的表面。
3、主切削刃——前刀面与主后刀面的切线,担负着主要的切削工作。
4、副切削刃——前刀面与副后刀面的切线,担负次要的切削工作。
5、刀尖——主切削刃与副切削刃的交点。
将刀头部分的几个名称归纳为:
一尖、两刃、三个面,搞清了刀头部分的名称,有利于识别车刀的几何角度。
(四)车刀的几何角度及其作用,选择原则:
为了确定车刀切削部分的几何角度,需要假象三个辅助平面作为基准。
1、基面:
当车刀尖高度与工件的中心高相等时,既认为通过刀尖与工件中心的面为基面。
2、切削平面:
通过切削刃上选定点与工件的加工表面相切的平面为切削平面。
3、正交平面:
也叫主抛面,通过切削刃选点,并同时垂直于基面和切削平面的面为正交平面。
4、车刀切削部分的主要角度如下:
1)前角:
车刀的前面与基面之间的夹角。
2)后角:
由分为主后角和副后角。
切削平面与只顾后面的夹角为主后角。
主后角是在正交平面内测的得,同样的方法可知副后角。
3)主偏角:
主切削刃与进给方向之间的夹角。
4)副偏角:
副切削刃与进给方向的夹角。
5)刃倾角:
主切削刃与基面之间的夹角。
5、车刀的各主要角度在切削过程中所起的作用和选择原则:
1)前角的主要作用:
前角增大能使车刀锋利,减少切削变形,减轻切削与前刀面的摩檫,降低切削力,减少切削热,可影响车刀的强度和加工表面的质量。
前角的选择:
在刀具强度许可的情况下,选用较大的前角,通常前角的取值范围——5度——25度。
可根据工件材料、刀具材料、加工性质合理选用,工件材料软前角应大些,材料硬前角应小写小些。
车脆性材料,前角应小,塑性材料前角应大。
高速钢车刀前角应大些,硬质合金车刀前角应小。
粗加工前角应小,精加工前角应大。
2)后角的主要作用:
减少后刀面与工件的摩察,提高一加工表面质量和延长工具寿命,配合前角影响车刀锋利程度、强度、散热条件。
后角的选择:
粗加工时后角应小些,精加工时后角应大些,材料硬,后角选小,软材料后角应大些,后角的取值范围一般在4度——15度之间。
当然也要根据工件材料、刀具材料以及加工性质合理选用。
而一般车刀的副后角和主后角的数值基本相同。
但切刀副后角取值较小。
3)主偏角的作用:
可改变主切刃与刀头的受力情况。
在工艺系统允许的情况下,选择较小的主偏角,加工强度、硬度高的材料,选择较小的主偏角,车台阶轴或不通孔时,主偏角应≥90度,中间切入时,主偏角应选取45度——60度。
4)副偏角的作用:
减少副切削刃与工件加工表面的摩察,影响工件的表面粗糙度,影响刀尖的强度和散热条件。
可根据表面粗糙度和刀具寿命等条件合理选用,一般情况下取5度——15度,中间切入时取45度——60度,切槽、切断取1度——2度。
5)刃倾角的作用:
控制切削排出方向。
当刃倾角为0度时,切削垂直于切削刃排出,刃倾角为负值时,切削自己加工表面排出,刃倾角为正值时,切削方向待加工表面排出。
刃倾角的大小可影响刀尖的强度。
(五)常用车刀的名称和用途:
1、90度右偏刀也叫90度正偏刀,主要用于车削工件的外圆、端面等。
与之相反的是90度左偏刀,也叫反偏刀,主要用于车端面车外圆只能反向走刀。
2、75度偏刀:
主要用于车削外圆、端面。
3、45度弯头刀:
主要用于车削外圆、端面和倒角。
4、切刀:
可分为切槽刀和切断刀,可根据工件的槽宽和直径的大小合理选用。
5、镗孔刀:
可分为通孔镗刀和盲孔镗刀,主要用于镗孔。
6、成型车刀;主要用于车成型面。
7、滚花刀:
主要用于工件的表面滚花,有斜纹和直纹等。
8、尖刀;主要用于车削外圆表面、中间切入面,也可作为三角形外螺纹车刀,60度时可加工公制螺纹,55度时可加工英制螺纹。
9、皮带轮车刀、梯形螺纹刀等。
(六)车刀的安装;
1、装刀时,必须紧固方刀架扳手。
2、刀尖应于主轴轴心线等高,不够高时可加垫铁。
3、刀头伸出刀架的长度不能太长,否则容易震动,一般为刀体的2陪左右。
陈文革
2012年10月
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