《金工实习》车工教案

《金工实习》车工教案 29

第三节 金属切削加工概述

（金工老师用）

一、金属切削加工含义

金属切削加工是指用刀具从毛坯(铸件、锻件、焊接件或型材)上切除多余的金属材料，以获得形状、尺寸、位置精度和表面质量等符合技术要求的零件的加工过程。 切削加工可分为机械加工(简称机工)和钳工两部分。

二、C6132车床主运动传动路线(利用挂图与己解剖透明的车床)

主运动传动是指从电动机到车床主轴，使主轴带动工件，从而实现主运动，并能满足车床主轴变速和换向的要求（图2-1）。

图2-1 C6132普通车床传动系统图

主轴的多种转速，是用改变传动比来达到变速的目的。传动比(i)是传动轴之间的转速之比。若主动轴的转速为 n 1，被动轴的转速为 n 2，则机床传动比的规定为(与机械零件设计中的传动比规定相反)：

i?n2n1这样规定，是因为机床传动件多且传动路线长，并且写出传动链和计算的方便。机床中传动轴之间，可以通过胶带和各种齿轮等来传递运动。现设主动轴上的齿轮

30 《金工实习》车工教案 齿数为z1、被动轴上齿轮齿数为z2，则机床传动比可转换为主动齿轮齿数与被动齿轮齿数之比，即：

i?n2z1?n1z2 若使被动轴获得多种不同的转速，可在传动轴上设置几个固定齿轮或采用双联滑移齿轮等，使两轴之间有多种不同的齿数比来达到。

车床电动机一般为单速电机，并用联轴器使第一根传动轴(主动轴)同步旋转，若

n2知被动轴的转速，则可方便求出：

n2?n1?i?n1?z1z2 依此类推，可计算出任一轴的转速直至最后一根轴，即主轴的转速。当只求主轴最高或最低转速，则可用各传动轴的最大传动比(取齿数之比为最大)的连乘积(总传动比 i mix )或最小传动比(取齿数之比为最小)的连乘积(总传动比 i )来加以计算。min即：

nmax?n1?imaxnmin?n1?imin要求主轴全部12种转速，可将各传动轴之间的传动比分别都用上式加以计算得出。在计算主轴转速时，必须先列出主运动传动路线(或称传动系统或称传动链)：

?34??32??27??33???28?27??22????????39??176 电动机-Ⅰ- ? 19 ? -Ⅱ- ? ? -Ⅲ- ? ? -IV- ? 27 ? V ? 17 ? -VI主轴

22?200?34??n?1440r/min??58??63???45??

按上述齿轮啮合的情况，主轴最高与最低转速为：

3334176???0.98?1980(r/min)2232200

19221762717n?1440????0.98???45(r/min)min 34452006358两式中的0.98为皮带的滑动系数。

nmax?1440? 注：指导学生完成实习报告中有关计算主轴转速的问题。

三、零件加工质量

要保证零件的加工质量就必须要保证达到零件图纸上所提出的各项技术要求。

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?尺寸精度??形状精度?位置精度??加工精度??技术要求 ???表面粗糙度??表面质量??表面物理机械性能加工精度是指零件加工后，经过测量所达到的精确程度，若加工精度在图纸上所规定的公差范围内，则为合格零件，否则为不合格。图纸上所提出的技术要求，是设计人员根据零件的使用性能要求以及零件所采用的加工方法，再依照国家标准而确定。因此，作为设计人员必须要有广泛的加工工艺知识，以便为设计工作打下良好的工艺基础。对于一般的零件，都应有尺寸精度和表面粗糙度的要求，对要求较高或较低的零件，就必须提出形状精度和位置精度的要求。

四、刀具材料

1、刀具材料应具备的性能 (1)高硬度和好的耐磨性

刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属。一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。

(2)足够的强度与冲击韧度

强度是指在切削力的作用下，不致于发生刀刃崩碎与刀杆折断所具备的性能。冲击韧度是指刀具材料在有冲击或间断切削的工作条件下，保证不崩刃的能力。

(3)高的耐热性

耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标，它综合反映了刀具材料在高温下仍能保持高硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。

(4)良好的工艺性和经济性 2、常用刀具材料

目前，车刀广泛应用硬质合金刀具材料，在某些情况下也应用高速钢刀具材料。 (1)高速钢

高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640℃左右其硬度下降，不能进行高速切削。

(2)硬质合金

以耐热高和耐磨性好的碳化物，钴为粘结剂，采用粉末冶金的方法压制成各种形状的刀片，然后用铜钎焊的方法焊在刀头上作为切削刀具的材料。硬质合金的耐磨性和硬度比高速钢高得多，但塑性和冲击韧度不及高速钢。

32 《金工实习》车工教案 按GB2075—87(参照采用ISO标准)，可将硬质合金分为P、M、K三类。 1)P类硬质合金：主要成分为Wc+Tic+Co，用蓝色作标志，相当于原钨钛钴类(YT)。主要用于加工长切屑的黑色金属，如钢类等塑性材料。此类硬质合金的耐热性为900℃。

2)M类硬质合金：主要成分为Wc+Tic+Tac(Nbc)+Co，用黄色作标志，又称通用硬质合金，相当于原钨钛钽类通用合金(YW)。主要用于加工黑色金属和有色金属。此类硬质合金的耐热性为1000—1100℃。

3)K类硬质合金：主要成分为Wc+Co，用红色作标志，又称通用硬质合金，相当于原钨钴(YG)。主要用于加工短切屑的黑色金属(如铸铁)、有色金属和非金属材料。此类硬质合金的耐热性为800℃。

五、车刀组成及车刀角度

车刀是形状最简单的单刃刀具，其它各种复杂刀具都可以看作是车刀的组合和演变，有关车刀角度的定义，均适用于其它刀具。

1、车刀的组成

车刀是由刀头(切削部分)和刀体(夹持部分)所组成。车刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所组成，即一点二线三面。(图2-2)

前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。 主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。 副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。

主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工。

副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。 刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一 小段直线称过渡刃。(图2-3)

(a) (b) (c) 图2-2 车刀的组成 图2-3 刀尖的形成 1-副切削刃 2-前刀面 3-刀头 4-刀体 a)切削刃的实际交点 b)圆弧过渡刃 5-主切削刃 6-主后刀面 7-副后刀面 8-刀尖 c) 直线过渡刃 2、车刀角度