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车削

即车床加工,车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工

工件旋转,车刀在平面内作直线或曲线移动的切削加工。车削一般在车床上进行,用以加工工件的内外圆柱面、端面、圆锥面、成形面和螺纹等。

车削内外圆柱面时,车刀沿平行于工件旋转轴线的方向运动。车削端面或切断工件时,车刀沿垂直于工件旋转轴线的方向水平运动。如果车刀的运动轨迹与工件旋转轴线成一斜角,就能加工出圆锥面。车削成形的回转体表面,可采用成形刀具法或刀尖轨迹法。 车削时,工件由机床主轴带动旋转作主运动;夹持在刀架上的车刀作进给运动。切削速度v 是旋转的工件加工表面与车刀接触点处的线速度(米/分);切削深度是每一切削行程时工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离(毫米),但在切断和成形车削时则为垂直于进给方向的车刀与工件的接触长度(毫米)。进给量表示工件每转一转时车刀沿进给方向的位移量(毫米/转),也可用车刀每分钟的进给量(毫米/分)表示。用高速钢车刀车削普通钢材时,切削速度一般为25~60米/分,硬质合金车刀可达80~200米/分;用涂层硬质合金车刀时最高切削速度可达300米/分以上。

车削一般分粗车和精车(包括半精车)两类。粗车力求在不降低切速的条件下,采用大的切削深度和大进给量以提高车削效率,但加工精度只能达IT11,表面粗糙度为Rα20~10微米;半精车和精车尽量采用高速而较小的进给量和切削深度,加工精度可达IT10~7,表面粗糙度为Rα10~0.16微米。在高精度车床上用精细修研的金刚石车刀高速精车有色金属件,可使加工精度达到IT7~5,表面粗糙度为Rα0.04~0.01微米,这种车削称为"镜面车削"。如果在金刚石车刀的切削刃上修研出 0.1~0.2微米的凹、凸形,则车削的表面会产生凹凸极微而排列整齐的条纹,在光的衍射作用下呈现锦缎般的光泽,可作为装饰性表面,这种车削称为"虹面车削"。

车削加工时,如果在工件旋转的同时,车刀也以相应的转速比(刀具转速一般为工件转速的几倍)与工件同向旋转,就可以改变车刀和工件的相对运动轨迹,加工出截面为多边形(三角形、方形、棱形和六边形等)的工件。如果在车刀纵向进给的同时,相对于工件每一转,给刀架附加一个周期性的径向往复运动,就可以加工凸轮或其他非圆形断面的表面。在铲齿车床上,按类似的工作原理可加工某些多齿刀具(如成形铣刀、齿轮滚刀)刀齿的后刀面,称为"铲背"。

1、易于保证工件各加工面的位置精度

a 例如易于保证同轴度要求

利用卡盘安装工件,回转轴线是车床主轴回转轴线

利用前后顶尖安装工件,回转轴线是两顶尖的中心连线

b 易于保证端面与轴线垂直度要求由横溜板导轨,与工件回转轴线的垂直度

2、切削过程较平稳避免了惯性力与冲击力,允许采用较大的切削用量,高速切削,利于生产率提高。

3、适于有色金属零件的精加工

有色金属零件表面粗糙度大Ra值要求较小时,不宜采用磨削加工,需要用车削或铣削等。用金刚石车刀进行精细车时,可达较高质量。

4、刀具简单

车刀制造、刃磨和安装均较方便。

在车床使用不同的车刀或其他刀具,可以加工各种回转表面,如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、端面和成形面等,加工精度可达IT8一IT7 ,表面粗糙度Ra 值为1.6~0.8,车削常用来加工单一轴线的零件,如直轴和一般盘、套类零件等。若改变工件的安装位置或将车床适当改装,还可以加工多轴线的零件(如曲轴、偏心轮等)或盘形凸轮。单件小批生产中,各种轴、盘、套等类零件多选用适应性广的卧式车床或数控车床进行加工;直径大而长度短(长径比0.3~0.8)的大型零件,多用立式车床加工。成批生产外形较复杂,具有内孔及螺纹的中小型轴、套类零件时,应选用转塔车床进行加工。大批、大量生产形状不太复杂的小型零件,如螺钉、螺母、管接头、轴套类等时,多选用半自动和自动车床进行加工。它的生产率很高但精度较低。

【车削】修改功能可以通过旋转一个二维图形,产生三维物体,施加该命令后,通常都需要调节对齐轴向与对齐位置,才能得到正确结果。

古代的车床是靠手拉或脚踏,通过绳索使工件旋转,并手持刀具而进行切削的。

1797年,英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床,并于1800年采用交换齿轮,可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,另一位英国 人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速

为了提高机械化自动化程度,1845年,美国的菲奇发明转塔车床。

1848年,美国又出现回轮车床。

1873年,美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床,不久他又制成三轴自动车床。

20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。

第一次世界大战后,由于军火、汽车和其他机械工业的需要,各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率,40年代末,带液压仿形装置的车床得到推广,与此同时,多刀车床也得到发展。50年代中,发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床,70年代后得到迅速发展。

1.粗车车削加工是外圆粗加工最经济有效的方法。由于粗车的目的主要是迅速地从毛坯上切除多余的金属,因此,提高生产率是其主要任务。

粗车通常采用尽可能大的背吃刀量进给量来提高生产率。而为了保证必要的刀具寿命,切削速度则通常较低。粗车时,车刀应选取较大的主偏角,以减小背向力,防止工件的弯曲变形和振动;选取较小的前角、后角和负值的刃倾角,以增强车刀切削部分的强度。粗车所能达到的加工精度为IT12~ITll,表面粗糙度Ra为50~12.5μm。

2.精车精车的主要任务是保证零件所要求的加工精度和表面质量。精车外圆表面一般采用较小的背吃刀量与进给量和较高的切削速度进行加工。在加工大型轴类零件外圆时,则常采用宽刃车刀低速精车。精车时车刀应选用较大的前角、后角和正值的刀倾角,以提高加工表面质量。精车可作为较高精度外圆的最终加工或作为精细加工的预加工。精车的加工精度可达IT8~IT6级,表面粗糙度Ra可达1.6~0.8μm。

3.精细车精细车的特点是:背吃刀量和进给量取值极小,切削速度高达150~2000m/min。精细车一般采用立方氨化硼(CBN)、金刚石等超硬材料刀具进行加工,所用机床也必须是主轴能作高速回转、并具有很高刚度的高精度或精密机床。精细车的加工精度及表面粗糙度与普通外圆磨削大体相当,加工精度可达IT6以上,表面粗糙度Ra可达0.4~0.005μm。多用于磨削加工性不好的有色金属工件的精密加工,对于容易堵塞砂轮气孔的铝及铝合金等工件,精细车更为有效。在加工大型精密外圆表面时,精细车可以代替磨削加工。

1.装夹校正工件时的注意事项

在装夹工件前,必须先把碳在工件中的砂泥等杂质清除掉免杂质嵌进拖板滑动面,加剧导软磨损或“咬坏”导轨

在装夹及校正一些尺寸校大、形状复杂而装夹而积又较小的工件时,应预先在工件下面的车床床面上安放一块木制的床盖板,同时用压板或活络顶针顶住工件,防止它掉下来砸坏车床,如发现工件的位置不正确或歪斜,切忌用力敲击,以免影响车床主轴的精度,必须先将夹爪、压板或顶针略微松开,再进行有步骤的校正。

2.工具和车刀的安放

工具和车刀不要放在床面上,以免敲坏导轨。如需要放的话般先在床面上盖上床盖板,把工具和车刀放在床盖板上。

(1)在砂光工件时,要在工件下面的床面上用床盖板或纸盖住;砂光后,仔细擦净床面。

(2)在车铸铁工件时,在扼板上装护轨罩盖,同时要擦去切屑能够飞溅到的一段床面上的润滑油。

(3)不使用时,必须做好车床的清洁保养工作,防止切屑、砂粒或杂质进入车床导轨滑动面,把导轨“咬坏”或加剧它的磨损。

(4)在使用冷却润滑液前,必须清除车床导轨及冷却润滑液盛盘里的垃圾;使用后,要把导轨上的冷却润滑液擦干,并加机械润。

按用途和结构的不同,车床主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床,如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中,以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸公差等级可达IT8~IT7,表面粗糙度Ra值可达1.6μm。计算机技术被广泛运用到机床制造业,随之出现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品。

车床操作

(1)工作前按规定润滑机床,检查各手柄是否到位,并开慢车试运转五分钟,确认一切正常方能操作。(2)卡盘夹头要上牢,开机时扳手不能留在卡盘或夹头上。

(3)工件和刀具装夹要牢固,刀杆不应伸出过长(镗孔除外);转动小刀架要停车,防止刀具碰撞卡盘、工件或划破手。

(4)工件运转时,操作者不能正对工件站立,身不靠车床,脚不踏油盘。

(5)高速切削时,应使用断屑器和挡护屏。

(6)禁止高速反刹车,退车和停车要平稳。

(7)清除铁屑,应用刷子或专用钩。

(8)用锉刀打光工件,必须右手在前,左手在后;用砂布打光工件,要用“手夹”等工具,以防绞伤。

(9)一切在用工、量、刃具应放于附近的安全位置,做到整齐有序。

(10)车床未停稳,禁止在车头上取工件或测量工件。

(11) 车床工作时,禁止打开或卸下防护装置。

(12) 临近下班,应清扫和擦试车床,并将尾座和溜板箱退到床身最右端。

1.定义

车刀是应用最广的一种单刃刀具。也是学习、分析各类刀具的基础。车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。

2.分类

车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛,在车刀中所占比例逐渐增加。

(1)硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀,就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽,用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内,并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。

(2)机夹车刀 机夹车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。

(3)可转位车刀 可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃,即可继续工作,直到刀片上所有切削刃均已用钝,刀片才报废回收。更换新刀片后,车刀又可继续工作。

与焊接车刀相比,可转位车刀具有下述优点:

A.刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证,切削性能稳定,从而提高了刀具寿命。

B.生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀,可大大减少停机换刀等辅助时间

C. 有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

D. 有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长,大大减少了刀杆的消耗和库存量,简化了刀具的管理工作,降低了刀具成本。

可转位车刀刀片的夹紧特点与要求:

A. 定位精度高 刀片转位或更换新刀片后,刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。

B. 刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合,经得起冲击和振动,但夹紧力也不宜过大,应力分布应均匀,以免压碎刀片。

C. 排屑流畅 刀片前面上最好无障碍,保证切屑排出流畅,并容易观察。

D. 使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。 在满足以上要求时,尽可能使结构简单,制造和使用方便。

(4) 成形车刀 成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具,其刃形是根据工件廓形设计的,可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。 用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面,操作简便、生产率高,加工后能达到公差等级IT8~IT10、粗糙度为10~5μm,并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高,刀刃工作长度较宽,故易引起振动。 成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。

按用途分类

(1)车刀按用途可分

(a)90°车刀(偏刀);

(b)45°车刀(弯头车刀);

(c)切断刀;

(d)镗孔刀;

(e)成形车刀;

(f)螺纹车刀;

(g)硬质合金不重磨车刀

(2)各种车刀的基本用途

(a)90°车刀:用来车削工件的外圆,阶台和端面。

(b)45°车刀:用来车削工件的外圆.端面和倒角。

(c)切断刀 :用来切断工件或工件上切出的沟槽。

(d)镗孔刀:用来车削工件的内孔。

(e)成形车刀:用来车削阶台处的圆角,圆槽或车削特殊形状工件。

(f)纹车刀:用来车削螺纹 。

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