项目二车削加工教案.docx

机械学院教案用纸课程章节名称主题二车削加工教学目的、要求一、专业能力目标初步选择加工方法和分析工艺过程的能力。材料选择能力。掌握切削加工操作规范和安全文明生产知识。工艺文件的编制能力。机床、刀具、夹具、量具等正确合理选择的能力。工具仪表的正确使用，如游标卡尺和千分尺等检具的正确使用方法。具有对切削用量三要素进行正确选择的能力。产品质量检测分析与项目完成后的评估总结报告的撰写能力。二、方法能力目标资讯过程。决策过程。计划过程。实施过程。检查过程。评估过程。三、社会能力目标情感态度与价值观的形成。职业道德与素质的养成。重点难点单元一切削加工的基本概念单元二常用车刀简介单元三刀具的几何角度单元四切削用量的选择单元五车床及其操作与维护保养单元六车床及其操作与维护保养教学环节时间分配6课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容：单元一切削加工的基本概念切削加工是利用切削刀具从工件（毛坯）上切去多余的材料，使零件具有符合图样规定的几何形状、尺寸和表面粗糙度等方面要求的机械加工过程。金属切削加工具有如下特点：大部分材料均可进行切削加工。 大多数形状均可通过切削加工获得。 能获得较高的加工精度和表面质量。生产效率高且经济性好。因为切削加工具有如上特点，所以绝大部分机械零件最终都是通过金属切削加工的方法获得。一、切削运动在金属切削加工中，获得所需表面形状，并达到工件的尺寸要求，是通过切除工件上多余的金属材料来实现的。切除多余金属材料时，工件和刀具之间的相对运动，称为切削运动。按其作用不同可分为主运动、进给运动及辅助运动。(1) 主运动主运动是指刀具和工件之间产生的主要相对运动，它是形成加工表面必不可少的最基本、最主要的运动。通常它的速度最高，消耗机床动力最多。一般机床的主运动只有一个。(2) 进给运动进给运动是使新的切削层金属不断投入切削的运动。进给运动与主运动配合即可连续地或断续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的加工表面。通常它消耗动力比主运动小得多，可由一个(如车削)或多个运动(如外圆磨削)组成。(3) 辅助运动辅助运动虽不直接参加切削，但却是完成零件表面加工全过程中必不可少的运动。如刀架、工作台的快速接近或退出工件，工件或刀具回转的分度运动，刀具的快速移动及变速、换向、启停等操纵及控制运动等。二、工件上的几个表面刀具和工件相对运动过程中，在主运动和进给运动作用下，工件表面的一层金属不断被刀具切下转变为切屑，从而加工出所需要的工件新表面。在新表面形成过程中，被加工的工件上有三个依次变化着的表面。待加工表面：工件上即将被切除的表面。己加工表面：已被切去多余金属而形成符合要求的工件新表面。过渡表面：加工时由切削刃在工件上正在形成的那部分表面，并且是切削过程中不断变化着的表面，它在待加工表面和已加工表面之间。三、切削用量要素切削要素可以分为切削用量要素和切削层横截面要素。在切削加工过程中，需要针对不同的工件材料、工件结构、加工精度、刀具材料和其他技术经济要求，来选定适宜的切削速度VC、进给量f和背吃刀量即值。切削速度、进给量和背吃刀量称为切削用量三要素。四、切削层横截面要素以车削加工为例，工件每转一转，车刀沿工件轴线移动一段距离，即进给量f（单位为mmr）。这时，切削刃从加工表面I的位置移至相邻的加工表面II的位置上，于是，I、II之间由车刀切削刃切下的一层金属称为切削层。在与切削速度方向相垂直的切削层截面内，度量的切削层的尺寸称为切削层参数。切削层的参数有以下几个：切削层公称厚度hD：过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸（单位为mm）。它反映切削刃的工作负荷。切削层公称宽度bD：过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸（单位为mm）。它反映切削刃的工作长度。切削层公称面积Ad：过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层的横截面面积（单位为mn?）。单元二常用车刀简介一、刀具材料及性能（1）刀具材料应具备的性能高的硬度和耐磨性。刀具材料硬度必须高于被加工材料硬度。切削过程中为了抵抗刀具不断受到的切屑和工件的摩擦引起的磨损，刀具材料必须具有高的耐磨性。 足够的强度和韧性。刀具切削时要承受切削力、冲击和振动，为了防止其折断和崩刃，刀具材料应有足够的抗弯强度和冲击韧性。 高的热硬性。刀具材料在高温下能保持高硬度的能力，以适应切削速度提高的要求。良好的导热性和耐热冲击性能。刀具材料的导热性要好，便于刀具散热。为适应断续切削时瞬间反复的热变化和机械的冲击形成的热应力和机械应力，刀具材料应具有良好的耐热冲击性能。良好的加工工艺性和经济性。刀具材料应具有良好的锻造性能、热处理性能、刃磨性能等，且便于制造。经济性是指刀具材料应结合本国资源，降低成本。（2） 常用刀具材料常用刀具材料种类有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石等。在生产中使用最多的是高速钢和硬质合金。二、常用车刀的分类 按用途车刀可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹车刀等。 按切削部分材料车刀可分为高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。按结构车刀可分为整体式、焊接式、机夹可转位式、机夹重磨式、成形车刀等。三、常用车刀的结构和应用目前，在车削加工所使用的刀具中，焊接式车刀和机械夹固式硬质合金车刀应用非常广泛，整体式结构仅用于高速钢车刀。由于机夹式硬质合金车刀能有效地减少换刀和调刀所造成的停机时间，在自动车床、数控车床和机械加工自动生产线上应用较为普遍。单元三刀具的几何角度一、刀具的组成切削刀具的种类繁多，结构各异，但是各种刀具的切削部分的基本构成是一样的。其中外圆车刀是最基本、最典型的刀具，其他各种刀具（如刨刀、钻头、铳刀等）切削部分的几何形状和参数，都可视为以外圆车刀为基本形态而按各自的特点演变而成的。二、刀具切削部分的几何角度为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须把刀具放在一个确定的参考系中。度量刀具几何参数的参考系分为两类一一刀具的标注角度参考系和刀具的工作角度参考系。这里主要介绍刀具的标注角度参考系，刀具的工作角度参考系可参考相关资料。刀具标注角度参考系（静止参考系）用于定义刀具的设计、制造、刃磨和测量时几何参数的参考系。正交平面静止参考系由基面Pr切削平面Ps、正交平面p。三个坐标平面组成。建立正交平面静止参考系时，首先有两个假定条件：假定运动条件。不考虑进给运动的大小，只考虑其方向。这时合成运动的方向就是主运动方向。假定安装条件。刀具的安装定位基准与主运动方向平行或垂直,刀柄的轴线与进给运动方向平行或垂直。在此前提下，基面是与主运动方向垂直的平面，对车刀来讲，基面与刀柄的底面平行。切削平面与切削刃相切，与主运动方向相平行。基面Pr：通过切削刃上选定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。切削平面Ps:通过切削刃上的选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。它包含切削速度方向切于工件上的过渡表面。正交平面P。：通过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。在正交平面中测量的角度有：前角（Yo）:前刀面与基面间的夹角。当前刀面与切削平面夹角小于90°时，前角为正值；大于90°时，前角为负值。它对刀具切削性能有很大的影响。后角（o）：主后刀面与切削平面间的夹角。当主后刀面与基面夹角小于90°时，后角为正值；大于90°时，后角为负值。它的主要作用是减小主后刀面和过渡表面之间的摩擦。楔角（Bo）：前刀面与主后刀面的夹角。它是前角和后角得到的派生角度。在基面中测量的角度有：主偏角（Kr）：主切削刃在基面上的投影与进给运动方向间的夹角，它总是为正值。副偏角（'r）：副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向间的夹角。刀尖角（£r）:主切削平面与副切削平面间的夹角。它是主偏角和副偏角得到的派生角度。在切削平面中测量的角度有：刃倾角（入s）：主切削刃与基面间的夹角。一般取入S=I（T+10°。在副正交平面中测量的角度有：在副切削刃上同样可定义副正交平面（p'。）和副切削平面（p's）。在副正交平面中，测量的角度有副后角（'。），它是副后刀面与副切削平面间的夹角。当副后刀面与基面的夹角小于90°时，副后角为正值;大于90°时，副后角为负值。它决定了副后刀面的位置。单元四切削用量的选择一、切削用量的选择原则选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性；半精加工和精加工时，应在保证质量的前提下，兼顾切削效率和经济性；切削用量的具体数值应根据机床说明书给定的允许范围、切削用量手册，并结合经验选定。切削用量通常包括：背吃刀量、切削宽度、切削速度、主轴转速、进给速度或进给量。单元五车床及其操作与维护保养一、卧式车床（1） 卧式车床的组成主轴箱。主轴箱1固定在床身4的左上部。箱内装有主轴部件和变速、变向、传动机构。其功能是支撑主轴，并将动力经变速、变向、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件旋转，实现主运动。 刀架部件。刀架部件2位于床身4的中部，安装在床身导轨上,可沿导轨作纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，其功能是带着夹持在上面的车刀移动，实现纵向、横向或斜向进给运动。 尾座。尾座3安装在床身4右端的尾座导轨上。其功能是用后顶尖支撑工件，也可以安装钻头、钱刀及中心钻等孔加工刀具进行孔加Io尾座还可以相对它的底座在横向调整位置，以便车削锥度较小而长度较大的外圆锥面。(2)卧式机床的主要参数及性能床身上最大工件回转直径400mm最大工件长度750；1000；1500；20mm刀架上最大工件回转直径210mm主轴转速正转24级101400rmin主轴转速反转12级14-1580rmin进给量纵向64级0.0286.33mmr进给量横向64级0.0143.16mmr车削螺纹范围公制螺纹44种P=I192mm车削螺纹范围英制螺纹20种Q =2-24牙/in车削螺纹范围模数螺纹39种m=0.2548mm车削螺纹范围径节螺纹37种DP= 1-96牙/in主电机功率7.5kW二、其他车床简介(1) 立式车床(分单柱式和双柱式)立式车床用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，且形状比较复杂的大型和重型零件，如各种机架等零件。立式车床是汽轮机、水轮机、重型电机、矿山冶金等重型机械制造厂不可缺少的加工设备，在一般机械制造厂中使用也很普遍。(2) 转塔车床转塔车床与普通卧式车床比较，结构上最主要区别是，它没有尾座和丝杠，而在尾座的位置上装有一个能纵向移动的转塔刀架。转塔刀架一般为六角形，在六个面上各可安装一把或一组刀具。每一个刀位加工完毕后，转塔刀架快速返回，转动60°,更换到下一个刀位进行加工。转塔车床适于加工对象较专业、进行批量加工的产品零件。三、车床的操作（1） 主轴箱的操作将机床上的电源总开关顺时针旋转90°,按床鞍上的启动或停止按钮即可使主电动机启动或停止。将进给箱或溜板箱右侧面的操纵杆手柄向上提起，主轴逆时针（正转）转动；向下压，主轴顺时针（反转）转动；当操纵手柄打到中间位置时，对主轴进行制动。如主轴需较长时间不转动时，必须按下停止按钮，使主电动机断电。（2） 进给箱的操作进给箱正面左侧有一个手轮，手轮有8个挡位。右侧有两个叠套的手柄，前面的手柄有iA、B、C、D四个挡位，是控制接通丝杠或光杠的手柄；下面的手柄有I、II、III、IV四个挡位配合手轮的8个