第二章外圆的车削

车工工艺学第1-2章第二章外圆的车削1.掌握外圆粗、精年刀的几何参数及其选择原则2.了解车刀的安装要求。3.懂得中心孔的种类和作用。4.了解中心钻折断的原因和预防方法。5.了解三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、一夹一顶、两顶尖间装夹工件的特点。6.了解外圆车削时切削用量的选择。7.了解外圆车削时产生废品的原因和预防方法。8.掌握游标卡尺、外径千分尺的刻线原理和读数方法。第1-2章第一节外圆车刀一、外圆车刀的种类、特征和用途1.加工不同精度的外圆车刀(1)粗车刀外圆粗车刀必须适应粗车时吃刀深和进给快的特点，主要要求车刀有足够的强度和寿命，能一次进给车去较多的余量。1)为了增加刀头强度，保证刃口有足够的寿命，前角(γo)应选小些。2)为了增加刀头强度，后角(αo)也应选小些，一般αo为5°~7°。第1-2章图2-2直线形过渡刃图2-1倒棱第一节外圆车刀第1-2章图2-3加工钢件的75°硬质合金粗车刀第一节外圆车刀第1-2章3)主偏角(κr)不宜过小，否则车削时容易引起振动。4)粗车刀一般选取λs=-3°~0°的刃倾角，以增加刀尖强度。5)为了增加切削刃的强度，达到锐中求固的目的，主切削刃上应磨有倒棱，倒棱宽度bγ1=(0.5~0.8)f，倒棱前角γo1=-10°~-5°，如图2-1所示。6)为了增加刀尖强度，改善散热条件，增加车刀寿命，刀尖处应磨有过渡刃。7)粗车塑性金属(如钢类)时，为了保证切削顺利进行，切屑能自行折断，应在车刀前面上磨有断屑槽，如图2-3所示。第一节外圆车刀第1-2章(2)精车刀精车工件时，需要达到图样要求的尺寸精度、形位精度和较小的表面粗糙度值要求。1)前角(γo)一般应大些，使车刀锋利，车削轻快，减小切削变形。2)后角(αo)也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。3)为了减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角(κ)或在副切削刃上磨出修光第一节外圆车刀第1-2章4)为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角，即5)精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度较窄的断屑槽，具体尺寸可参考表2-1。图2-4修光刃第一节外圆车刀第1-2章图2-6横槽精车刀图2-5加工钢件的90°硬质合金精车刀第一节外圆车刀第1-2章2.常用的外圆车刀二、车刀的安装要求图2-7常用的外圆车刀第一节外圆车刀第1-2章表2-1车刀按进给方向的分类和判别第一节外圆车刀第1-2章表2-1车刀按进给方向的分类和判别第一节外圆车刀第1-2章1)车刀安装在刀架上，不宜伸出太长。2)车刀刀尖一般应安装得与工件轴线等高，如图2-8b所示。图2-8车刀刀尖不对准工件中心的后果第一节外圆车刀第1-2章3)车刀安装时，刀柄中心线应与进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。4)车刀至少要用两个螺钉压紧在刀架上，并轮流逐个拧紧，拧紧时不易用力过大。一、三爪自定心卡盘装夹1.三爪自定心卡盘的构造第一节外圆车刀第1-2章第二节工件的装夹图2-9三爪自定心卡盘2.三爪自定心卡盘的特点3.三爪自定心卡盘使用时的注意事项第1-2章图2-10四爪单动卡盘第二节工件的装夹第1-2章二、四爪单动卡盘装夹1.四爪单动卡盘的构造2.四爪单动卡盘的特点三、一夹一顶装夹图2-11一夹一顶装夹1.中心孔的形状和用途第二节工件的装夹第1-2章表2-2中心孔的尺寸(单位：mm)第二节工件的装夹第1-2章表2-2中心孔的尺寸(单位：mm)第二节工件的装夹第1-2章表2-2中心孔的尺寸(单位：mm)第二节工件的装夹第1-2章①尺寸L1取决于中心钻的长度，此值不小于t值。图2-12中心钻2.钻中心孔的方法(1)在车床上钻中心孔把工件夹在卡盘上，尽可能伸出短些，找正后车平端面，然后缓慢均匀地摇动尾座手轮，钻出中心孔。第二节工件的装夹第1-2章(2)定出中心后钻中心孔直径较大、重量较重或比较复杂的工件，无法在车床上钻中心孔时，常常在工件上先划好中心，然后在钻床上用手电钻或在镗床上钻出中心孔。3.中心钻折断的原因及预防1)中心钻轴线与工件旋转轴线不一致，使中心钻受到一个附加力的影响而弯曲折断。2)工件端面不平整或中心处留有凸头，使中心钻不能准确地定心而折断。3)切削用量选择不当，如工件转速太低，而中心钻进给太快，使中心钻折断。第二节工件的装夹第1-2章4)中心钻磨钝后，强行钻入工件，使中心钻折断。5)没有浇注充分的切削液或没有及时清除切屑，导致切屑堵塞在中心孔内而挤断中心钻。四、两顶尖间装夹图2-13两顶尖装夹第二节工件的装夹第1-2章1.使用两顶尖间装夹工件时的注意事项1)前、后顶尖的中心线与车床主轴轴线应同轴，否则车出的工件会产生锥度。2)在不影响车刀车削的前提下，尾座套筒应尽量伸出短些，以增加刚度，减少振动。3)中心孔的形状应正确，表面粗糙度值要小。4)当后顶尖用固定顶尖时，由于中心孔与顶尖间为滑动摩擦，故应在中心孔内加入润滑脂(凡士林)，以防温度过高而损坏顶尖或中心孔。第二节工件的装夹第1-2章5)前、后顶尖与工件中心孔之间的配合松紧程度必须合适。2.顶尖图2-14前顶尖第二节工件的装夹第1-2章图2-15固定顶尖第二节工件的装夹第1-2章图2-16回转顶尖(1)前顶尖前顶尖有装在主轴锥孔内的前顶尖和卡盘上车成的前顶尖两种，如图2-14所示。(2)后顶尖插入车床尾座套筒内使用的顶尖叫后顶尖。第二节工件的装夹第1-2章第三节外圆的车削方法一、外圆的车削步骤1)把工件和车刀安装正确，合理检测工件尺寸，做到心中有数后,便可以起动机床，使工件逆时针方向旋转。2)摇动床鞍、中滑板手柄，使车刀刀尖轻轻接触工件右端面处的外圆表面。3)中滑板手柄保持不动，摇动床鞍手柄使车刀向尾座方向退出，距工件右端面约3～5mm；即纵向退刀。4)按选定的背吃刀量，摇动中滑板手柄使车刀做横向进给。第1-2章5)纵向车削3～5mm，同步骤3)不动中滑板手柄，纵向退出车刀，停机测量工件。6)在车削到需要长度时，立即停止进给，先横向退刀，然后纵向退刀，再停机(注意不能先停机后退刀，否则会造成车刀崩刃；先纵向退刀，会破坏已加工表面的粗糙度)。二、刻度盘的原理和应用图2-17刻度盘第三节外圆的车削方法第1-2章图2-18消除刻度盘空行程的方法第三节外圆的车削方法第1-2章1)由于丝杠和螺母之间往往存在间隙，因此转动时会产生空行程(即刻度盘转动而滑板未移动)。2)由于工件是旋转的，使用中滑板刻度盘时，车刀横向进给后切除部分刚好是背吃刀量(ap)的两倍。三、切削用量的选择1.背吃刀量(ap)2.进给量(f)3.切削速度(vc)第三节外圆的车削方法第1-2章(1)背吃刀量和进给量粗车时，背吃刀量和进给量都选取较大，切削时产生的切削热和切削力都较大，考虑到刀具的寿命，需适当降低切削速度；反之，半精车、精车时切削速度可选得高一些。(2)刀具材料为了提高工件的表面质量，用硬度合金车刀高速精车时，一般选较高的切削速度(80～100m/min以上)；用高速钢车刀低速精车时，一般选较低的切削速度(小于5m/min)。第三节外圆的车削方法第1-2章(3)工件材料切削硬度和强度较高的工件时，因为产生的切削热和切削力都较大，车刀容易磨损，所以切削速度应选得低些。4.表面粗糙度5.切削液第三节外圆的车削方法第1-2章表2-3硬质合金外圆车刀切削用量参考表第三节外圆的车削方法第1-2章四、车外圆时产生废品的原因和预防方法第三节外圆的车削方法第1-2章表2-4车外圆时产生废品的原因和预防方法第三节外圆的车削方法第1-2章表2-4车外圆时产生废品的原因和预防方法第三节外圆的车削方法第1-2章第四节外圆的检测一、游标卡尺1.游标卡尺的结构形状(1)三用游标卡尺的结构形状如图2-19a所示，主要由尺身5、游标4等组成。(2)双面游标卡尺的结构形状如图2-19b所示。图2-19游标卡尺第1-2章2.游标卡尺的读数原理及读法图2-20游标读数值为0.1mm第四节外圆的检测第1-2章图2-21游标读数值为0.1mm第四节外圆的检测第1-2章图2-22游标读数值为0.05mm第四节外圆的检测第1-2章图2-23游标读数值为0.05mm第四节外圆的检测第1-2章(1)游标读数值为0.1mm(1/10)的游标卡尺尺身每小格1mm，游标刻线总长为9mm，并等分为10格。(2)游标读数值为0.05mm(1/20)的游标卡尺尺身每小格为1mm，游标刻线总长为39mm，并等分为20格，因此，每格为39mm/20=1.95mm，则尺身2格和游标相对一格之差为2mm-1.95mm=0.05mm，所以它的游标读数值为0.05mm。(3)游标读数值为0.02mm(1/50)的游标卡尺尺身每小格为1mm，游标刻线总长为49mm，并等分为50格，因此每格为49mm/50=0.98mm。第四节外圆的检测第1-2章二、千分尺图2-24游标读数值为0.02mm第四节外圆的检测第1-2章图2-25游标读数值为0.02mm1.千分尺的结构形状第四节外圆的检测第1-2章图2-26外径千分尺第四节外圆的检测第1-2章2.千分尺的工作原理及读法(1)工作原理千分尺测微螺杆3的螺距为0.5mm，固定套筒6上直线距离每格为0.5mm。(2)读数方法1)先读出固定套管上露出刻线的整毫米数和半毫米数(注意：应与卡尺配合测量)。2)看准微分筒上哪一格与固定套管基准对准，其格数乘以千分尺的分度值0.01mm，即为尺寸的毫米小数值。3)把固定套筒上读出的毫米整数值与微分筒上读出的毫米小数值相加，即为测得的实测尺寸。第四节外圆的检测第1-2章图2-27千分尺的读数方法三、卡规第四节外圆的检测第1-2章图2-28卡规的形状第四节外圆的检测第1-2章四、数显量具、量仪1.电子数显卡尺图2-29电子数显卡尺第四节外圆的检测第1-2章图2-30数显千分尺2.数显千分尺第四节外圆的检测第1-2章3.数显量具的特点1)可在任意位置清零，便于实现相对测量(比较测量)。2)可任意进行米制和英制测量数值的转换。3)某些数显量具带有输出端口，其测量数据经输出端口、连接线，可输入计算机或专用打印机进行数据处理。4)因电子组件的封装方式不同，不同量具还可以具有其他多种不同的使用功能。复习思考题1.对粗车刀和精车刀各有什么不同的要求？怎样选用？2.安装车刀有哪些要求？3.常用的外圆车刀有哪些？第四节外圆的检测第1-2章4.车床上装夹工件常用哪几种方法？各有什么特点？5.中心孔有哪几种类型？怎样选用？6.中心钻折断的原因有哪些？怎样预防？7.使用两顶尖装夹工件时的注意事项是什么？8.前后顶尖的工作条件有何不同？怎样正确使用前、后顶尖？9.外圆的车削步骤是什么？10.中、小滑板刻度盘的原理是什么？使用时的注意事项是什么？11.车削外圆时，如何正确选择切削用量？12.车外圆时，产生废品的原因和预防方法是什么？13.试述游标读数值为0.02mm的游标卡尺的读数原理和读数方法？14.试述千分尺的结构形状、读数原理和读数方法？15.数显量具的特点是什么？第四节外圆的检测