車削加工實訓教案

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PAGE1車削加工實訓教案工程訓練中心2009年12月

長春工業(yè)大學工程訓練課程教案教師姓名實訓項目名稱車削加工概述時間45分鐘地點車削加工實訓現(xiàn)場講授內(nèi)容一、教學目的及要求：1．了解車削加工的概念、特點和工藝范圍；2．了解車床的種類、型號的含義，并掌握車床的組成及各部分的功用；3．了解車床的傳動；4.掌握車床安全保養(yǎng)；5．掌握切削用量的概念和意義；6．掌握刻度盤的使用。二、教學重點：1．車削加工的特點和工藝范圍；2．車床的組成及各部分的功用；3．車床安全保養(yǎng)；4．切削用量的概念和意義；5．刻度盤的使用。三、教學難點：1．車床的組成及各部分的功用；2．切削用量的概念和意義；3．刻度盤的使用。四、教學內(nèi)容：1．車削加工的概念、特點和工藝范圍：在車床上，工件作旋轉(zhuǎn)的主運動，刀具作平面直線或曲線的進給運動，完成機械零件切削加工的過程，稱為車削加工。它是機械加工中最基本、最常用的加工方法，各類車床約占金屬切削機床總數(shù)的一半，所以它在機械加工中占有重要的位置。（9）工作完畢后，要關閉電源，清理切屑，擦凈機床，并將大拖板搖至車尾一端。（10）不允許在卡盤、機床導軌上敲擊和校正工件。床面上不準放工件、刀具和量具。3．切削用量三要素：在切削過程中，工件上形成三個變化著的表面。待加工表面：工件上待切除的表面。過渡表面：主切削刃正在切削的表面。已加工表面：經(jīng)刀具切削后形成的表面。切削用量是描述切削運動大小的參數(shù)。在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、進給量、背吃刀量三個要素。1）切削速度υc是指在單位時間內(nèi)，工件和刀具沿主運動方向的相對位移。(m/s或m/min)當主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，則切削速度為υc=（m/s）式中：—待加工表面的直徑或刀具直徑,（mm）。n—工件或刀具的轉(zhuǎn)速，（r/min）當主運動為往復直線運動時，則切削速度為υc=（m/s）式中：L——往復直線運動的行程長度，(mm)nr——主運動每分鐘的往復次數(shù)，(str/min)2）進給量是指在單位時間內(nèi)或主運動的一個工作循環(huán)內(nèi)，刀具與工件沿進給運動方向相對移動的距離。車削的主運動是旋轉(zhuǎn)運動，工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，為一個工作循環(huán)，進給量的單位為mm/r。3）背吃刀量（切削深度）背吃刀量又稱切削深度，一般指工件待加工表面與已加工表面間的垂直距離。車削外圓時，背吃刀量為（mm）式中：——待加工表面直徑；——已加工表面直徑。4．刻度盤的使用（結(jié)合實物講解）:普通車床的縱向進給、橫向進給以及小刀架的移動量均靠刻度盤指示。在車削工件時，要準確、迅速地掌握背吃刀量，必須熟練準確地使用刻度盤?？刂茩M向進給量的中滑板刻度盤緊固在橫向絲杠軸頭上，中滑板與絲杠上的螺母緊固在一起。當中滑板手柄帶動刻度盤轉(zhuǎn)一周時，絲杠也轉(zhuǎn)一周，這時螺母帶動中滑板移動一個螺距。因此，中滑板移動的距離可根據(jù)刻度盤上的格數(shù)來計算：刻度盤每轉(zhuǎn)1格中滑板移動的距離（刻度盤格值）=絲杠螺距/刻度盤格數(shù)例如，C6132車床的橫向進給絲杠的螺距為4mm，刻度盤一周等分200格，所以刻度盤每轉(zhuǎn)1格中滑板移動的距離（刻度盤格值）為4mm/200=0.02mm。由于絲杠與螺母之間存在間隙，進刻度時，如果刻度盤手柄搖過了頭，或者試切后發(fā)現(xiàn)尺寸不對而需將車刀退回時，刻度盤不能直接退回到所要求的刻度。因為當刻度盤正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)至同一位置時，刀具的實際位置存在由間隙引起的誤差。因此，正確的操作是將刻度盤向相反方向退回半圈左右，消除間隙的影響之后再搖到所需位置。小滑板刻度盤的原理及其使用與中滑板的相同，只是刻度值不同，其刻度盤主要用于控制工件長度方向上的尺寸。5．學生操作：1）停車練習：正確變換主軸轉(zhuǎn)速、進給量；熟悉掌握縱向和橫向手動進給手柄的轉(zhuǎn)動方向；熟悉掌握縱向和橫向機動進給的操作；尾架的操作；刻度盤的應用。2）低速開車練習：長春工業(yè)大學工程訓練課程教案教師姓名實訓項目名稱車床基本操作1時間45分鐘地點車削加工實訓現(xiàn)場講授內(nèi)容一、教學目的及要求：1．了解工件在車床上的裝夾方法，并掌握三爪卡盤裝夾工件的方法；2．熟悉車刀的種類，并掌握安裝車刀的方法；3．了解粗車和精車的目的，并掌握切削步驟與試切的方法；4.了解常用量具的基本結(jié)構和使用方法。5．掌握車削外圓、端面和臺階等常見形面的加工方法；二、教學重點：1．工件和車刀的安裝；2．切削步驟與試切；3．常用量具的使用方法；4．常見形面的車削方法。三、教學難點：1．切削步驟與試切；2．常見形面的車削方法。四、教學內(nèi)容：1．工件在車床上的裝夾方法：在車床上安裝工件，要求定位準確，即被加工表面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的軸線重合，夾緊可靠，能承受合理的切削力，保證工作時安全，使加工順利，達到預期的加工質(zhì)量。1）利用三爪自定心卡盤安裝工件的方法、特點、應用：（結(jié)合實物講解）三爪自定心卡盤簡稱三爪卡盤，是車床上最常用的附件。它由一個大傘齒輪、三個小傘齒輪、三個卡爪和卡盤體四部分組成。當使用卡盤扳手轉(zhuǎn)動任何一個小傘齒輪時，均能帶動大傘齒輪旋轉(zhuǎn)，于是大傘齒輪背面的平面螺紋就帶動三個卡爪同時向中心收攏或張開，以夾緊不同直徑的工件。由于三個卡爪同時移動并能自行對中（其對中精度約為0.05～0.15mm），故三爪自定心卡盤適宜快速夾持截面為圓形、正三角形、正六邊形的工件。三爪自定心卡盤還附帶三個“反爪”，換到卡盤體上即可用來夾持直徑較大的工件。使用三爪卡盤裝夾工件的步驟如下：（1）將毛坯輕輕夾持在三個爪之間；（2）使主軸低速回轉(zhuǎn)，檢查工件有無偏擺，若出現(xiàn)偏擺則在停車后用小錘輕敲校正，然后夾緊工件；（3）檢查刀架是否與卡盤或工件在切削行程內(nèi)有碰撞，并注意每次使用卡盤扳手后及時取下扳手，以免開車時飛出傷人。2）簡介利用其他車床附件裝夾工件的方法、特點、應用：（結(jié)合掛圖講解）包括四爪單動卡盤、頂尖、心軸、中心架、跟刀架、花盤和彎板等。2．車刀及其安裝方法:（結(jié)合實物講解）1)車刀的組成:車刀由刀桿和刀頭組成，刀桿是刀具的夾持部分，用來將車刀夾固在車床方刀架上，刀頭是刀具上夾固和焊接刀條、刀片的部分，或由它形成切削刃的部分。車刀切削部分由三面兩刃一尖組成:（1）前刀面刀具上切屑流出時所經(jīng)過的表面，一般指車刀的上面。（2）主后刀面刀具上與工件加工表面（即過度表面）相對著的表面。（3）副后刀面刀具上與已加工表面相對著的表面。（4）主切削刃前刀面與主后刀面的交線。它擔負主要的切削工作。（5）副切削刃前刀面與副后刀面的交線。它擔負少量的切削工作。（6）刀尖主切削刃與副切削刃的相交部分，通常磨成一小段過度圓弧或直線。目的是提高刀尖強度和改善散熱條件。2)簡介車刀的主要角度及其作用:3)車刀材料的基本性能要求及常用材料:(1)對車刀材料的性能要求:車刀材料是指直接參與切削部分的材料。因它在切削過程中要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動，所以刀具材料應具備以下基本性能：①較高的硬度，在常溫下一般應達到60HRC以上。②良好的耐磨性，以抵抗切削過程中的磨損，保持正確的刀具角度，維持一定的切削時間。③良好的耐熱性，又稱紅硬性或熱硬性，指刀具材料在高溫下仍然保持較高硬度、強度、韌性的性能。④足夠的強度和韌性，以承受切削力、沖擊和振動。⑤良好的工藝性，以便于制造各種刀具。工藝性包括鍛造、軋制、焊接、切削加工、磨削加工和熱處理性能等。(2)常用的車刀刀頭材料:主要有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。4)常用車刀的種類及用途:①左偏刀：適用于加工外圓，端面，臺階軸。②右偏刀：適用于加工外圓，臺階軸。③圓頭刀：適用于加工各類曲線。④45°彎頭刀：適用于加工端面，車外圓，倒角。⑤切斷刀：適用于切斷工件及切槽。⑥精車刀：適用于工件精加工。⑦成型刀：適用于加工與刀具形狀相反的成型面。⑧普通60°三角螺紋車刀：適用于加工普通60度三角螺紋。⑨中心鉆：鉆中心孔，為鉆孔作準備，或作定位孔。⑩鏜孔刀：適用于鏜通孔，臺階孔，盲孔。5)車刀的安裝及注意事項:在方刀架上安裝車刀必須注意以下幾點：（1）刀具應前刀面向上，安裝在方刀架的左側(cè)，車刀刀尖應與車床的主軸軸線等高，否則實際工作前后角均發(fā)生變化,端面會產(chǎn)生凸臺，可以借助尾架的頂尖安裝刀具；（2）車刀刀桿應與車床主軸軸線垂直，否則主、副偏角均發(fā)生變化；（3）車刀伸出長度不能太長，在不影響觀察的前提下應盡量短，一般不超過刀桿厚度的兩倍或車刀長度的1/3～1/4，否則易產(chǎn)生振動；（4）刀桿下的墊片應平整穩(wěn)定，并盡量用厚墊片，以減少墊片疊加數(shù)目，從而減少安裝誤差；（5）車刀至少要用兩個螺釘壓緊在刀架上，并交替逐個擰緊。3．介紹量具——游標卡尺（結(jié)合實物講解）游標卡尺是一種比較精密的量具，它可以測量工件的外徑，內(nèi)徑，寬度及深度等。按照讀數(shù)的準確度可分為1/10，1/20，和1/50三種，它們讀數(shù)準確度分別為0.1mm，0.05mm，0.02mm。1)游標卡尺刻線原理:刻度值為0.02mm的卡尺是主尺和副尺刻線每格間距之差為0.02mm，因為主尺在50mm長度上均分50格，每格1mm。而副尺在49mm長度上均分50格，每格為0.98mm。2)游標卡尺讀數(shù)方法:使用時，先校正卡尺是否準確。第一步讀整數(shù)，即讀出副尺零線左面主尺上的整毫米數(shù)；第二步讀小數(shù)，根據(jù)副尺上與主尺刻線對準的刻線數(shù)乘以0.02讀出小數(shù)。第三步將以上讀出的整數(shù)和小數(shù)相加，即得總的測量尺寸。3)使用游標卡尺的注意事項:（1）使用前應擦干凈卡腳，并閉合卡腳，檢查主副尺零線是否重合。若不重合，則應在測量后根據(jù)原始誤差修正讀數(shù)。（2）測量時應使卡腳逐漸與工件表面靠近，最后輕微接觸?？_不得用力緊壓工件，以免卡腳變形，影響測量精度。（3）游標卡尺僅用于測量已加工的靜止的光滑表面。表面粗糙的工件和正運動的工件都不能用游標卡尺測量，以免卡腳過快磨損或發(fā)生其他事故。（4）測量時游標卡尺必須放正，切忌歪斜，以免測量不準。4．切削方法：1）復習刻度盤的使用及切削用量的概念：2）粗車與精車：車削一個零件往往因加工余量較大而需多次進刀，進刀次數(shù)和每次進刀的背吃刀量由加工余量決定。為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，常把車削加工分為粗車和精車。粗車的目的是要盡快從工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的形狀和尺寸，并作為精加工的預加工。粗車要給精車留有合適的加工余量，而精度和表面質(zhì)量要求都很低。在生產(chǎn)中，加大背吃刀量對提高生產(chǎn)率最為有利，而對車刀壽命的影響又最小。因此粗車時切削用量的選擇原則是首先選用較大的背吃刀量；其次根據(jù)可能選擇較大的進給量；最后選取中等或偏低的切削速度。粗車的切削力很大，切削用量的選擇要注意與所使用的車床的剛度、強度和功率相適應。粗車表面有硬皮的鑄件或鍛件時，如果背吃刀量太小，刀尖反而容易被硬皮碰壞或磨損。因此，第一刀的背吃刀量應大于硬皮的厚度。精車的目的是要保證零件的尺寸精度和表面粗糙度要求。粗車留給精車或半精車的加工余量一般為0.5～2mm。精車要以選取較小的背吃刀量和進給量，很高或很低的切削速度為原則。因較小的進給量可使殘留面積減少，有利于降低Ra值；同時較大的切削速度或較小的切削速度都可獲得較小的Ra值。例如，切削鋼件，如采用硬質(zhì)合金刀具高速切削時，速度取100～200m/min；如使用高速鋼刀具低速切削時，速度可取5m/min以下。但背吃刀量過小（＜0.03mm），工件上原來凹凸不平的表面可能沒有完全切除掉而達不到滿意的效果。3）試切的方法及步驟（結(jié)合實物講解并演示）：在半精車和精車時，為了準確確定背吃刀量，保證工件的尺寸精度，只靠刻度盤調(diào)整進刀量是不行的。因為刻度盤與絲杠都有誤差，往往不能滿足半精車和精車的要求，而要采用試切法。試切的方法與步驟如下:(使用精車刀，試切長度為1～3mm。)(1)開車對刀，使車刀與工件表面輕微接觸；(2)向右退出車刀；(3)橫向進刀；(4)切削1～3mm；(5)退出車刀，進行測量；(6)如果尺寸不到，再進刀；5.車外圓、端面和臺階的方法:（1）訓練圖紙如圖:（2）講解圖紙：使同學了解圖紙的尺寸，所需加工工件的表面及加工步驟。（3）安裝工件：采用的是三爪卡盤裝夾，安裝工件懸長不得超出工件直徑的2.5倍。（4）安裝刀具:6．學生操作（教師現(xiàn)場指導）長春工業(yè)大學工程訓練課程教案教師姓名實訓項目名稱車床基本操作2時間45分鐘地點車削加工實訓現(xiàn)場講授內(nèi)容一、教學目的及要求：1．掌握鉆頭、鏜刀等刀具的安裝方法；2．掌握車槽、車圓錐面、車成形面、鉆孔、車孔的方法；二、教學重點：1．槽、圓錐面、成形面、孔等常見形面的車削方法。三、教學難點：1．車圓錐面、車成形面和車孔的方法。四、教學內(nèi)容：1．車槽的方法：車槽刀的安裝、車槽的方法（窄槽、寬槽）、車槽的尺寸測量。2．車圓錐面的方法：1）講述圓錐各部分名稱（錐度、斜度、錐角）及計算公式（以學生看書自學為主）。2）講述車圓錐的方法（四種）及應用。示范轉(zhuǎn)小刀架車圓錐的方法及測量。3．車成形面的方法：1）講述車圓弧面的加工方法及圓弧車刀的安裝，并示范加工圓弧面。2）講述車床上鉆孔的方法，鉆頭的安裝夾緊方法，并示范鉆孔。3）指導教師講述獎杯練習件的加工方法及拋光的注意事項并示范。4）指導教師講述錘頭練習件的加工方法并示范。5）指導教師講述葫蘆練習件的加工方法并示范。4．鉆孔和車孔的方法：1）鉆頭的安裝及鉆孔的方法。2）在車床上鉆孔與在鉆床上鉆孔的不同點及在車床上鉆孔時的鉆頭與工件做哪些運動。2）車孔的方法；車內(nèi)孔與車外圓有什么不同；并示范。5．學生實際操作：1）學生按圖車槽。2）學生按圖車圓錐。3）學生按圖車圓弧面。4）學生按圖粗、精加工獎杯。5）學生按圖粗、精加工錘頭。6）學生按圖粗、精加工葫蘆。長春工業(yè)大學工程訓練課程教案教師姓名實訓項目名稱車床基本操作3時間45分鐘地點車削加工實訓現(xiàn)場講授內(nèi)容一、教學目的及要求：1．掌握螺紋車刀的安裝方法；2．掌握車螺紋的方法；二、教學重點：1．螺紋車刀的安裝方法；2．車螺紋的方法。三、教學難點：1．螺紋車刀的安裝方法；2．車螺紋的方法。四、教學內(nèi)容：1．螺紋概述：（1）螺紋種類：螺紋的應用很廣泛，種類也很多。按牙型分有三角螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和圓弧螺紋等。按螺距分有公制、英制、模數(shù)螺紋。螺旋線有左旋和右旋之分。其中以公制右旋三角螺紋應用最廣。（2）普通螺紋三要素：公制右旋三角螺紋簡稱普通螺紋，其基本牙型如圖7.37所示。決定螺紋形狀尺寸的牙型、中徑d2（D2）和螺距P三個基本要素，稱為螺紋三要素。1）螺紋牙型：是指在通過螺紋軸線的剖面上螺紋的輪廓形狀。牙型角應對稱于軸線的垂線，即兩個牙型半角/2必須相等。米制三角螺紋牙型角=60°；英制三角螺紋=55°。2）螺紋中徑d2（D2）：是螺紋的牙厚與牙間相等處的圓柱直徑。中徑是螺紋的配合尺寸，只有當外徑一致時，兩者才能很好的配合。3）螺距P：是相鄰兩牙對應點的軸向距離。米制螺紋的螺距以毫米為單位；英制螺紋的螺距以每英寸牙數(shù)來表示。車削螺紋時，必須使上述三個要素都符合要求，螺紋才能是合格的。內(nèi)外螺紋只有當在三個要素一致時，才能配合良好。2．螺紋車刀的刃磨及安裝：為了獲得正確的牙型，需要正確刃磨車刀和安裝車刀。①正確刃磨車刀包括兩方面的內(nèi)容：一是使車刀切削部分的形狀應與螺紋溝槽截面形狀相吻合，即車刀的刀尖角等于牙型角；二是使車刀背前角P=0°。粗車螺紋時，為了改善切削條件，可用帶正前角的車刀，但精車時一定要使用背前角P=0°的車刀。②正確安裝車刀也包括兩方面的內(nèi)容：一是車刀刀尖角的平分線必須垂直于工件的軸線，為了保證這一要求，安裝車刀時常用對刀樣板對刀；二是車刀刀尖必須與工件的回轉(zhuǎn)中心等高。3．車螺紋的傳動路線及螺距的調(diào)整：（1）車螺紋的傳動路線及絲杠傳動和開合螺母的使用：（2）螺距的調(diào)整：為了獲得所需要的工件螺距P工，必須正確調(diào)整車床和配換齒輪，而且在車削過程中避免亂扣。①調(diào)整車床和配換齒輪的目的是保證工件與車刀的正確運動關系，即保證主軸帶動工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，車刀縱向移動的距離等于工件螺距P工。車刀由絲杠帶動，為保證上述關系，要求得到絲杠與主軸的轉(zhuǎn)速比P工/P