第一章车削的基本知识
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第1-2章
第四节
常用车刀材料
① 钨系高速钢[W18Cr4V(18-4-1)、W14Cr4VMnRE]:其优点 是综合性能较好,热处理工艺性能和可磨削性能较好,可制造各 种形状复杂的刀具。其缺点是碳化物分布不均匀,抗弯强度和冲
击韧度差。此外由于钨的价格较高,国内外已逐渐减少使用。 ② 钨钼系高速钢[W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)、W9Mo3Cr4V(9-3-41)]:W6Mo5Cr4V2是以Mo代W发展起来的一种高速钢,其切 削性能大致与W18Cr4V相同。由于钢中合金元素含量较少,碳化 物数量相应减少,而且颗粒细小、分布均匀,抗弯强度、塑性、 韧性和耐磨性略有提高,特别是热塑性非常好。它主要用于热轧 刀具,如扭制麻花钻等。主要缺点是淬火温度范围狭窄,脱碳、 过热敏感性较大,可磨削性略低于W18Cr4V。
(2)进给运动 使工件上多余材料不断地被切除的运动称为进给运
动。 1)纵向进给运动:车外圆或车内孔时,车刀的运动方向与主轴轴 线平行,称为纵向进给运动。 2)横向进给运动:车端面、切断、车槽时,车刀的运动方向与主 轴轴线垂直,称为横向进给运动。 2.车削时工件上形成的表面
第1-2章
第二节
车削和切削用量
车工工艺学
第一章
车削的基本知识
1.掌握常用车床各主要组成部分的名称、作用及传 动关系 2.掌握车削的基本概念。 3.掌握确定车刀几何角度的三个辅助坐标平面,掌 握常用车刀几何角度的名称和作用。 4.了解常用车刀的材料及特点。 5.懂得切削液的作用、种类及选择。
第一章
车削的基本知识
一、常用卧式车床的组成
第1-2章
第四节
常用车刀材料
W9Mo3Cr4V高速钢是根据我国资源研制的牌号,其抗弯性能与 韧性均比W6Mo5Cr4V2好,高温热塑性好,而且淬火过热、脱碳
敏感性小,有良好的切削性能。 2)高性能高速钢:高性能高速钢是在普通高速钢成分中再添加一
些C、V、Co、Al等合金元素,进一步提高了高速钢的耐热性和 耐磨性。 ① 高钒高速钢(W6Mo5Cr4V2):V的质量分数提高到3%~5%的 高速钢称为高钒高速钢。V在钢中形成大量的碳化钒,使其硬度 与耐磨性大大提高,但钒的增加也使其可磨削性相应下降。此类 高速钢一般用于制造加工高强度钢的车刀、铣刀、钻头等刀具。
第一章
车削的基本知识
5.尾座部分 6.床身部分 7.床脚 8.附件部分 (1)冷却装置 主要通过冷却泵将切削液加压后经冷却嘴喷射至切 削区域,降低切削温度, 冲走切屑,润滑加工表面,以提高刀具 的使用寿命和工件的表面加工质量。 (2)照明装置 (3)中心架、跟刀架 车削较长工件时,用来支撑工件,增加工件
外圆、台阶和端面。 (2)45°车刀 可分为45°左、右车刀,用来车削工件的外圆、端 面、倒角和中间切入等。 (3)切断刀 用来切断工件或在工件上车出沟槽。 (4)内孔车刀 用来车削工件的内孔。 (5)圆头车刀 用来车削工件台阶处的过渡圆弧或圆槽,还可以用
来车削成形面工件。
(6)螺纹车刀 用来车削螺纹。
第1-2章
第三节
车
刀
(1)切削平面 切削平面通常可分为主切削平面和副切削平面,如 图1-14所示。
图1-14 车刀几何角度的辅助平面
第1-2章
第三节
车
刀
(2)基面 通过切削刃选定点的平面,它平行于或垂直于刀具在制 造、刃磨及测量时适合于安装或定位的一个平面或轴线,一般说 来其方位要垂直于假定的主运动方向,如图1-14a所示。 (3)正交平面 正交平面有主正交平面和副正交平面之分,如图114b所示。 3.车刀切削部分的几何角度 (1)车刀几何角度的定义、作用和初步选择 车刀切削部分共有6 个独立的基本角度:前角(γo)、主后角(αo)、副后角(α)、主偏角 (κr)、副偏角(κ)和刃倾角(λs)。
较高的TiC,故该类硬质合金的硬度(特别是热硬性)、耐磨性
和抗氧化能力较高,其导热性能、抗弯强度、可磨削性和可焊 接性随TiC含量的增加而降低。
第1-2章
第四节
常用车刀材料
含钴量增加,抗弯强度和韧性有所提高,而硬度和耐磨性却有所 降低。 ③ 钨钛钽(铌)类(YW类)硬质合金(即M类):这类刀具材料是在YG类、 YT类硬质合金的基础上加入适当的添加剂TaC或NbC,一般质量 分数在4%左右,形成新型的硬质合金。其作用是提高硬质合金的 性能,适应某些难加工材料的加工需要。此类硬质合金有YA6、Y
图1-1 CA6140型卧式车床
第1-2章
第一章
车削的基本知识
1.车头部分 (1)主轴箱 主轴箱支承主轴并带动工件做旋转运动。 (2)卡盘 用来夹持工件,并带动工件一起做旋转运动。 2.交换齿轮部分 3.进给部分 (1)进给箱 是进给传动系统的变速机构。
(2)丝杠 用来车削螺纹或蜗杆。
(3)光杠 用来把进给箱的运动传给溜板箱,通过溜板箱带动车刀 按要求做纵向或横向进给运动。 4.溜板部分
(4)主切削刃 刀具前面上拟作切削用的刃。
(5)副切削刃 切削刃上除主切削刃以外的刃,亦起始于主偏角为 零的点,但它向背离主切削刃的方向延伸。
(6)刀尖 指主切削刃与副切削刃连接处相当少的一部分切削刃。
(7)修光刃 副切削刃近刀尖处一小段平行于进给方向的切削刃称 为修光刃。
2.确定车刀几何角度的辅助平面
Cr、Mo 、Si、W、Mn、V等炼制而成的。
(3)高速工具钢 简称高速钢,是含有较多的合金元素W、Cr、M o及V等的合金常用车刀材料
表1-5 常用高速钢牌号及其力学性能
第1-2章
第四节
常用车刀材料
表1-5 常用高速钢牌号及其力学性能
1)普通性能高速钢:应用最为广泛,约占高速钢总量的75%。
的刚性。
第1-2章
第一章
车削的基本知识
二、卧式车床的传动路线
图1-4 CA6140型车床传动路线
第1-2章
第二节
车削和切削用量
一、车削的基本概念
1.车削运动
图1-5 车削时的运动和形成的表面
第1-2章
第二节
车削和切削用量
(1)主运动 由机床或人力提供的主要运动 ,它促使刀具和工件 之间产生相对运动,从而使刀具前面接近工件。
第1-2章
第三节
车
刀
表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表
第1-2章
第三节
车
刀
表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表
第1-2章
第三节
车
刀
表1-1 车刀切削部分的几何角度及其主要作用和初步选择一览表
第1-2章
第三节
车
刀
图1-15 外圆车刀主要角度的标注
第1-2章
第三节
车
刀
(2)外圆车刀切削部分几何角度的标注如图1-15所示。 (3)车刀前角、后角以及刃倾角正、负值规定 车刀切削 部分的基本角度中,主偏角κr和副偏角κ没有正、负值规 定,但前角γo、后角αo、和刃倾角λs有正、负值规定。
第1-2章
第三节
车
刀
表1-2 车刀前角和后角正、负值规定一览表
W等几种,其中YW1和YW2又称万用硬质合金,可加工铸铁等脆
性金属,又可以加工塑性金属,最适合加工冷硬铸铁、耐热合金、 高锰钢、淬火钢、不锈钢等金属材料,有一定的通用性。
第1-2章
第四节
常用车刀材料
④ 碳化钛基(YN类)硬质合金(即P01类):碳化钛基类硬质合 金是以TiC为主要成分,Ni或 Mo作粘结金属,适量加入钨、钴
第1-2章
第三节
车
刀
表1-3 车刀刃倾角正、负值规定及使用情况一览表
第1-2章
第三节
车
刀
表1-3 车刀刃倾角正、负值规定及使用情况一览表
第1-2章
第四节
常用车刀材料
一、刀具材料应具备的性能
1.高的硬度和耐磨性 2.足够的强度和韧性 3.高的耐热性 4.良好的导热性 5.化学性能稳定 6.良好的抗粘结性能 7.良好的工艺性能和经济性
1.背吃刀量(ap) 例1-1 已知工件待加工表面直径为ϕ80mm;现一次进给车至直 径为ϕ70mm,求背吃刀量。 解 根据式(1-1)
图1-8 纵、横进给量
第1-2章
第二节
车削和切削用量
图1-9 切削速度示意图
第1-2章
第二节
车削和切削用量
2.进给量(f) 3.切削速度(vc) 例1-2 在CA6140型卧式车床上车削ϕ230mm的工件外圆,
第1-2章
第四节
常用车刀材料
② 钴高速钢(W2Mo9Cr4VCo8):这是一种含Co超硬高速钢,常温硬度
达67~69HRC,具有良好的综合性能。Co能提高高温硬度,相应地提 高了切削速度。因V的含量不高,故其可磨削性良好。钴高速钢刀具适 用于切削加工不锈钢、高温合金。我国由于钴储量少,故钴高速钢使用 不多。 ③ 铝高速钢[W6Mo5Cr4V2Al(501)]:铝高速钢是我国研制的无钴高 速钢,是在普通高速钢的基础上加入适量的铝,以提高钢的耐热性和耐 磨性,并使其强度和韧性不降低。国产501高速钢的性能已接近国外的 W2Mo9Cr4VCo8。因不含钴,生产成本较低,已在我国广泛使用。缺 点是磨削加工性差。 2.硬质合金
二、刀具材料的种类
第1-2章
表1-4 各类刀具材料的主要物理性能和力学性能
第1-2章
第四节
常用车刀材料
表1-4 各类刀具材料的主要物理性能和力学性能
第1-2章
第四节
常用车刀材料
1.工具钢 (1)碳素工具钢 碳素工具钢是碳的质量分数为0.65%~1.3%的 优质碳素钢,常用钢号有T7A、T8A、T10A及T12A等。 (2)合金工具钢 合金工具钢是在碳素工具中加入适当的合金元素
第1-2章
第一章
车削的基本知识
(1)溜板箱 接受光杠(或丝杠)传递来的运动。 (2)溜板 溜板包括床鞍、中滑板和小滑板,如图1-2所示。
图1-2 卧式车床的溜板部分
第1-2章
第一章
车削的基本知识
(3)刀架 溜板上部的刀架2,可用来装夹多种刀具,共四个刀位, 同时可装夹四把刀具。
图1-3 尾座
第1-2章
(1)硬质合金的组成和性能 硬质合金是粉末冶金法制成的粉末冶金制品。
第1-2章
第四节
常用车刀材料
(2)常用硬质合金的种类、牌号及性能 硬质合金按ISO标准(国际 标准化组织)可分为K、P、M三类。
表1-6 常用硬质合金的化学成分与力学性能
第1-2章
第四节
常用车刀材料
① 钨钴类(YG类)硬质合金(即K类):钨钴类硬质合金由碳化钨(W C)和钴(Co)组成。这类硬质合金常用的牌号有YG3、YG6、YG6 X、YG8等。它们常温时的硬度为89~92HRA,耐热温度为80 0~900℃。YG代表钨钴类硬质合金,后面的数字表示Co的百分 含量。如YG8表示钴的质量分数8%,其余的92%为WC。碳化钨
选定切削速度为vc=50m/min,求车床主轴转速。
解 根据式(1-4)
第1-2章
第三节
车
刀
一、常用车刀的种类和用途
1.车刀的种类
图1-10 常用车刀的种类
第1-2章
第三节
车
刀
2.车刀的用途
图1-11 常用车刀的用途
第1-2章
第三节
车
刀
(1)90°车刀(俗称偏刀)可分为90°左、右车刀,用来车削工件的
第1-2章
第三节
车
刀
(7)可转位车刀 是近年来国内外大力发展和广泛应用的先进刀具 之一。
二、车刀的几何形状
1.车刀的主要组成部分
图1-12 车刀的组成
第1-2章
第三节
车
刀
图1-13 刀头的组成部分
(1)前面 刀具上切屑流过的表面。
第1-2章
第三节
车
刀
(2)主后面 与工件上切削中产生的表面相对的表面。 (3)副后面 与工件上切削中产生的表面相对的表面。
(1)已加工表面 工件上经车刀车削后产生的表面。 (2)待加工表面 工件上有待切除的表面。
(3)过渡表面 工件上由切削刃形成的那部分表面,它在下一切削
行程,刀具或工件的下一转里被切除,或者由下一切削刃切除。
图1-6 工件上的三个表面
图1-7 背吃刀量和进给量
第1-2章
第二节
车削和切削用量
二、切削用量的基本概念
的粉末有粗有细,“C”表示粗颗粒,“X”表示细颗粒。细颗粒
的硬质合金有较高的抗弯强度和耐磨性。一般硬质合金(如YG8) 均是中等颗粒。
第1-2章
第四节
常用车刀材料
② 钨钛钴类(YT类)硬质合金(即P类):钨钛钴类硬质合金由碳 化钨(WC)、碳化钛(TiC)和钴(Co)组成。这类硬质合金常用的 牌号有YT5、YT15、YT30等。它们常温时的硬度为82.5~92. 8HRA,耐热温度为900~1000℃。YT代表钨钛钴类硬质合金, 后面的数字表示TiC的百分含量,如YT5表示TiC的质量分数为5 %。与YG类硬质合金相比,YT类硬质合金中,由于含有硬度