谈车削加工中的粗车和精车

谈车削加工中的粗车和精车辉县市职业中专王其华【摘要】：车削加工实质就是按照零件图纸尺寸的要求，在确保公差质量的情况下，将毛坯多余的材料快速去除的过程。加工既要保证质量又要保证效率，工艺上将车削分为粗车和精车，工序中讲究先粗后精的原则。粗车是尽可能快的去除多余的余量以提高效率，精车是保证工件的精度以达到技术参数要求，二者之间既有联系又有区别。【关键字】：粗车精车切削用量加工工艺【正文】：车削加工实质就是按照零件图纸尺寸的要求，在确保公差质量的情况下，将毛坯多余的材料快速去除的过程。加工既要保证质量又要保证效率，工艺上将车削分为粗车和精车，工序中讲究先粗后精的原则。粗车是尽可能快的去除多余的余量以提高效率，精车是保证工件的精度以达到技术参数要求，二者之间既有联系又有区别。下面结合我的实践和认识谈一下我个人的看法：一、什么是粗车和精车。“粗车”是加工工艺中的粗加工工序，主要是将工件表面的多余材料切削，一般对产品尺寸、粗糙度要求不高。粗加工主要是切除加工表面的大部分加工余量，在允许范围内应尽量选择大的切削深度和进给量。而切削速度则相应选低点。粗车所能达到的加工精度为IT12～ITll，表面粗糙度Ra为50～12．5μm。“精车”是加工工艺中的精加工工序，需要保证产品的尺寸公差，行位公差,表面粗糙度的相应要求。精加工主要是达到零件的全部尺寸和技术要求，半精车和精车应尽量选取较小的切削深度和进给量，而切削速度则可以取高点。精车要求切削深度要小，走刀量也要小，精车完毕后,不但工件的直径几何尺寸要合格，而且对表面的粗糙度要求也较高，而且也要合格。精车的加工精度可达IT8～IT6级，表面粗糙度Ra可达1．6～0．8μm行位公差,表面粗糙度的相应要求。精加工主要是达到零件的全部尺寸和技术要求，半精车和精车应尽量选取较小的切削深度和进给量，而切削速度则可以取高点。精车要求切削深度要小，走刀量也要小，精车完毕后,不但工件的直径几何尺寸要合格，而且对表面的粗糙度要求也较高，而且也要合格。精车的加工精度可达IT8～IT6级，表面粗糙度Ra可达1．6～0．8μm。二、为何在车削时要分粗车和精车。我们在正常进行零件加工时，一开始要对零件各个表面位置粗车，只有在全部表面进行粗车后，才能进行半精车和精车。在粗车时，由于吃刀量和进给量较大，所产生的切削力较大，因此必须把工件夹紧，但是这样会把零件表面夹毛和变形，如果把零件的表面全部加工好，那么粗车另一端表面时就要把经过精车的表面装夹在卡盘上，结果会把这个表面损伤。粗车时由于加工量较大，切削时会产生大量的热，使工件受热膨胀，影响零件的尺寸精度。把粗车和精车分开后，使零件在精车前有冷却的时间。在任何毛坯中，都存在内应力，当表面切削去一层金属以后，内应力将重新分布而使零件变形。粗车时零件变形很大，如果把某一精度要求很高的表面，一开始就加工到最后的精度要求，这个表面将由于车削其他表面而引起的内应力重新分布而失去原有的精度。虽然精车时也要去金属，但由于切削很薄，内应力所引起的变形也很小。粗车时可以在精度低，动力大的机床上进行，精车可以在精度高的机床上进行，由于精车放在最后，可以避免光洁的表面在多次装夹中损伤，还可及时发现毛坯的缺陷（如：沙眼、裂纹）进行修复。如果把一个表面精车以后，再去精车另一表面，这时发现另一表面有缺陷，那么这个工件就报废，前面所做的一切都是无用的。三、粗车和精车切削用量的选择。切削用量的大小对加工质量、刀具磨损、切削功率和加工成本等均有显著影响。切削加工时，需要根据加工条件选择适当的切削速度（或主轴转速）、进给量（进给速度）和背吃刀量的数值。切削速度、进给量和背吃刀量，统称为切削用量三要素。数控加工中选择切削用量时，要在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能符合刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。1.粗车时切削用量的选择粗车时，加工余量较大，主要应考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命。加工中对刀具寿命影响最小的是切削深度，其次是进给量，影响最大的是切削速度。（1）选择切削深度（背吃刀量）切削深度应根据工件的加工余量和工艺系统的刚性来选择。（2）进给量选择进给量要考虑的主要因素是切削阻力和表面粗糙度要求。（3）选择切削速度粗车时切削速度的选择，主要考虑切削的经济性，既要保证刀具的经济耐用度，又要保证切削负荷不超过机床的额定功率。2.精车时切削用量的选择半精车、精车时的切削用量，应以保证加工质量为主，并兼顾生产率和必要的刀具寿命。半精车、精车时的切削深度是根据加工精度和表面粗糙度的要求由粗车后留下的余量确定的。（1）选择切削速度为了抑制切屑瘤的产生，降低表面粗糙度，当用硬质合金车刀切削时，一般可选用较高的切削速度(80～100m／min)，目前，有些涂层刀具的切削速度可以达到250m／min以上，这样既可提高生产效率，又可以提高工件表面质量。但是，如果采用高速钢车刀精车时，则要选用较低的切削速度(5m／min)，以降低切削温度。（2）选择进给量半精车和精车时，制约增大进给量的主要因素是表面粗糙度。尤其是精车时通常选用较小的进给量。但也不是绝对的，例如：精车铸铁材料时，使用较宽的修光刃或半径较大的刀尖圆弧，进行低速大走量精车，同样能够达到高精度和光洁度的精车效果，并且刀具磨损小。（3）选择切削深度半精车和精车的切削深度，是根据加工精度和表面粗糙度的要求并由粗加工后留下的余量决定的。若精车时选用硬质合金车刀，由于其刃口在砂轮上不易磨得很锋利(至少有R0.2mm的刀尖圆弧)。因此，最后一刀的切削深度不宜选得过小，一般要大于刀尖圆弧半径，否则很难满足工件的表面粗糙度要求。若选用高速钢车刀，则可选较小的切削深度。（4）大件精加工大件精加工时为保证至少完成一次完整的走刀，应避免切削时中途换刀。选择切削用量时一定要考虑刀具寿命及刀具材料的耐用度问题，并按零件精度和表面粗糙度来确定合理的切削用量。（5）单件小批量加工单件小批量加工时，为了便于控制加工精度及时补正精度偏差，半精车和精车时的切削用量应尽量选择一致。四、粗车和精车刀具的区别。（一）粗车刀。粗车刀必须适应粗车刀时吃刀深和进给快的特点，主要时要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。选择粗车刀几何参数的一般原则是：（1）主偏角Kr不宜太小，否则车削时容易引起振动。当工件外圆形状许可时，主偏角最好选择75°左右。这样车刀不但能承受较大的切削力，而且有利于切削刃散热。（2）为了增加刀头强度，前角γ0和后角а0应选小些。但必须注意，前角太小会增大切削力。（3）粗车刀一般选取刃倾角λs=-3°～0°，以增加刀头强度。（4）为了增加切削刃的强度，主切削刃上应磨有倒棱，倒棱宽度bγ1=（0.5～0.8）f，倒棱前角γ01=-10°～-5°。（5）为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过渡刃。（6）粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能自行折断，应在车刀前面磨有断屑槽。常用的断屑槽有直线形和圆弧形两种，断屑槽的尺寸主要取决于被吃刀量和进给量。（二）精车刀。工件精车后需要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，并且车去的余量较少，因此要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。精车时必须使切屑排向待加工表面。选择精车刀几何参数的一般原则是：（1）为减小工件表面粗糙度，应取较小的副偏角K`r或在副切削刃上磨出修光刃。一般修光刃长度为b`ε=(1.2～1.5)f。（2）前角γ0一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。（3）后角а0也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。精车时对车刀强度的要求相对不高，允许取较大的后角。（4）为了切屑排向工件的待加工表面，应选择正确的刃倾角，即λs=3°～8°。（5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出相应宽度的断屑槽。【参考文献】：1.《金属切削原理与刀具》朱明臣北京机械工业出版社2.《车工工艺学》王公安中国社会劳动保障出版社