《车工工艺与技能训练》理论教案

车工工艺与技能训练
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绪论
一简介
1.该课程的理论知识
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第页工件装夹、刀具选择、车削方法、精度检验
2.特点
知识性、科学性、实践性
3.车工的职业定义
操纵车床，进行工件的旋转运动和车刀的直线运动（或曲线运动）来改变毛坯的尺寸，形状，使之成为合格工件的一种金属切削方法。

图0-1 车床
二车削加工的范围
车外圆、车端面、切断、车外沟槽、钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、车圆锥面、车成形面、滚花、车螺纹等(见图0-2) 三车床加工的发展史
四学完本课程应达到的要求
1．掌握车床工作的一般知识
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图0-2 车削加工的基本内容
2．能合理地选用刀具、切削用量和切削液
3．理解金属切削过程中的物理现象及对其车削加工的影响
4．掌握常用工具、夹具、量具、量仪的用途、使用和保养方法
5．掌握中级工应会的切削的方法，并能对工件进行质量分析
6．能熟练掌握实际生产中的计算问题和查阅有关车工技术方面的手册和资料
7．理解基准的意义，并掌握工件的定位、夹紧的基本原理和方法
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1．车削运动
工件的旋转运动（主运动）
车刀的直线运动（进给运动）纵向进给——车外圆
横向进给——车端面
（1）主运动车削时形成切削速度的主运动
（2）进给运动使工件多余材料不断被车去的运动
2．车削时工件上形成的表面
（1）已加工表面已经车去金属层而形成的新表面
（2）过渡表面刀具切削刃在工件上形成的部分表面，连
接待加工表面和已加工表面之间的表面
（3）待加工表面工件上将要被车去多余金属的表面
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图1-1 车削运动和工件上的表面
3．切削用量
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第页二常用车刀种类和用途
1．车刀的种类（见图1-2）
外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、成形车刀、螺纹车刀
图1-2 车刀的种类
2．用途
（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、端面和倒角
（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）成形刀用来车削成形面
（6）螺纹车刀用来车削螺纹
（7）75˚车刀粗车外圆
3．硬质合金可转位（不重磨车刀）
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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）
三车刀的主要角度
1.车刀的组成
刀体：切削部分
刀柄：把车刀装夹在刀架上
图1-3 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
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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
图1-4 辅助平面
通过切削刃上某选定点，切于工件过渡表面（1）切削平面P
S
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派生角：
（2）契角（β
）在主截面内前刀面和后刀面的夹角。

β
0=90˚-（γ
+α
）
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第页（3）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′）
图1-5 刃倾角的正负及作用
图1-6 车刀角度的标注
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(2)副偏角(κr′)
●作用:影响副切削刃和工件已加工表面之间的摩擦,车刀强
度和工件的表面粗糙度.
●选择:大副偏角---粗车（表面粗糙度大）
小副偏角---精车（表面粗糙度小）
4.刃倾角(λs)
●正负: 正值---刀尖位于主切削刃最高点
零度---主切削刃和基面平行
负值---刀尖位于主切削刃最低点
●作用:控制切屑排出的方向,影响刀尖强度和切削的平稳性, **厦门市同安职业技术学校教案纸（续页）
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影响切削前角和刀刃的锋利程度
●选择: 负值刃倾角---断续切削或冲击力较大
正值刃倾角---精车
选择刀具几何角度时，应遵循“锐字当先，锐中求固”原则。

即将刀具锋利放在第一位，同时保证刀具有一定的强固。

国内外先
进刀具在角度的变革方面，大致有“三大一小”的趋势，即采用大
的前角、刃倾角和主偏角，采用小的后角。

五、车刀的磨损及刃磨
刀具磨损的定义：在车削过程中，车刀前刀面和后刀面处于剧烈的摩擦和切削热作用下，会使车刀变钝失去正常的车削能力。

1．刀具的磨损非正常磨损：切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃、
卷刃或碎裂等现象
正常磨损
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（1）车刀的正常磨损
①后刀面磨损
主要发生在与切削刃邻近的后刀面上，磨损的程度用磨损形成的棱面高度VB表示。

当车削脆性材料金属或选用较低的切削
速度、较小的切削厚度车削塑性材料时均易产生后刀面上的磨损。

图1-7 后刀面磨损
②前刀面磨损
主要发生在前刀面上。

当选用较高切削速度、较大的切削厚度车削塑性材料时易在前刀面上形成月牙洼状的磨损。

前刀面上的
磨损量以月牙洼的深度KT表示。

图1-8 前刀面磨损
③前、后刀面同时磨损
选择中等切削速度与中等进给量车削塑性材料的金属时，易前、后刀面同时磨损的现象。

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图1-9 前、后刀面磨损
（2）车刀的磨损过程
刀具后面磨损量VB与切削时间之间的磨损曲线。

分为三个阶段：
图1-10 刀具的磨损过程
AB段初期磨损
BC段正常磨损
CD段剧烈磨损
2．刀具的磨钝标准
（1）定义
刀具从开始切削到不能继续使用为止，在后刀面上的那段磨损量。

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（2）分类
粗加工磨钝标准--- 经济磨钝标准
精加工磨钝标准--- 工艺磨钝标准
3．刀具的寿命
刀具从开始切削一直到达到磨钝标准为止的总切削时间。

4．车刀的刃磨
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1．粗车时，大的背吃刀量→大的进给量→相对大而合理的切削速度（保证车刀寿命的前提下）
2．半精车、精车时，小的背吃刀量→小的进给量→根据刀具
材料选择切削速度（高速钢—V
C ﹤5 m/min,硬质合金—V
C
﹥80 m/min）
§1.4 金属切削过程一、切屑的类型
1．带状切屑——内表面光滑、外表面毛茸V
C ↑，γ
↑，车削塑
性金属材料
2．挤裂切屑——内表面裂纹、外表面齿状
V
C ↓，αp↑，γ
↓，车削塑性金属材料
3．单元切屑——粒状
4．崩碎切屑——不规则的粒状
切削铸铁、黄铜等脆性材料
图1-11 切屑的类型
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第页二、积屑瘤
1．成因
中等切削速度车削塑性材料的金属时，由于切屑和前刀面的剧烈摩擦，当温度达到300度左右，而摩擦力超过切屑内部结合力时，一部分金属离开切屑被“冷焊”到前刀面上。

2．对切削加工的影响
①作用
增大工作前角,保护切削刃。

使实际切削深度变化,
易引起震动, 降低工件表面质量。

②结果粗加工：允许存在(切削轻快)
精加工：不允许存在(保证质量)
高速钢低速、硬质合金高速
图1-12 积屑瘤对前角的影响
三、切削力
1．定义切削时，工件材料抵抗车刀切削所产生的阻力
2．来源工件的弹、塑性变形抗力
切屑对前刀面及工件对后刀面的摩擦力
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第页 3．分解
（1）主切削力Fc 总切削力F在主运动方向上的分力
（又称切向力）垂直于工作基面，与切削速度方向平行
能使刀杆弯曲
（2）背向力Fp 在基面内并与进给方向垂直的分力
（又称径向力）能使工件在水平面内弯曲
影响工件的形状精度、产生振动
（3）进给力Ff 总切削力F在进给运动方向上的分力
（又称轴向力）投影在工作基面上，并与工件轴线平行
直接影响进给系统零部件的受力大小
图1-13 切削合力与分力
4．影响因素
（1）工件材料的硬度和强度愈高，则变形抗力愈大，因此切
削力愈大。

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