任务5车削外槽.docx
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任务5车削外槽
课题
任务5车削外槽
班级
授课日期
课时
4
授课内容
沟槽的种类
车槽刀的装夹方法
车沟槽的方法及沟槽的检测
车槽和切断刀的几何参数及刃磨要求
课型
新授
教学媒体
多媒体
教学目标
掌握车槽和切断刀的几何参数及刃磨要求。
掌握车槽刀的装夹方法。
掌握车沟槽的方法及沟槽的检测。
教材分析
重点难点
车槽刀的装夹方法
车沟槽的方法及沟槽的检测
学生情况
分析
加强学生动手能力
教法选择
讲解
Ⅰ.新课引入
按图所示的台阶轴车槽工序图,将外沟槽车至要求。
Ⅱ.新课
一、沟槽的种类
1.定义:
车削外圆以及轴肩部分的沟槽
2.分类
外圆沟槽、45°外沟槽、外圆端面沟槽、圆弧沟槽等
常见的外沟槽
a)外圆沟槽b)45°轴肩槽c)外圆端面轴肩槽d)圆弧轴肩槽
二.车槽(切断)刀
高速钢车槽(切断)刀
高速钢车槽(切断)刀的几何形状
片状高速钢车槽(切断)刀
1—前面2—副切削刃3—副后面4—主后面5—主切削刃
三、高速钢车槽(切断)刀几何参数的选择原则
角度
符号
作用和要求
数据和公式
主偏角
κr
车槽刀以横向进给为主
κr=90°
副偏角
κr'
车槽刀的两个副偏角必须对称,其作用是减小副切削刃与工件已加工表面间的摩擦
取κr'=1°~1°30′
前角
@
前角增大能使车刀刃口锋利,切削省力,并使切屑顺利排出
车削中碳钢工件时,取=20°~30°;车削铸铁工件时,取=0°~10°
后角
a0
减小车槽刀主后面与工件过渡表面间的摩擦
一般取=5°~7°
副后角
a'0
减小车槽刀副后面与工件已加工表面间的摩擦。
考虑到车槽刀的刀头狭而长,两个副后角应取较小
车槽(切断)刀有两个对称的副后角,取=1°~2°
刃倾角
λs
使切屑呈直线状并自动流出,然后再卷成“宝塔形”切屑,即锥盘旋状切屑,则不会堵塞在工件槽中
通常λs=0°,也可取λs=3°,一般可取左高右低
主切削刃宽度
a
车狭窄的外沟槽时,将车槽刀的主切削刃宽度刃磨成与工件槽宽相等。
对于较宽的沟槽,选择好车槽刀的主切削刃宽度a,分几次车出
一般采用经验公式计算:
α≈(0.5~0.6)
式中d—工件直径,mm
刀头
长度
L
刀头长度要适中。
刀头太长容易引起振动,甚至会使刀头折断
一般采用经验公式计算:
L=h+(2~3)mm式中h为切入深度,长度如下图所示
1.高速钢车槽(切断)刀几何参数的选择原则
切断刀的刀头长度
a)切断实心工件时b)切断空心工件时
例:
切断外径为64㎜,内孔为40㎜的空心工件,试计算切
断刀的主切削刃宽度和到头长度。
解:
由公式得:
a≈(0.5~0.6)×8=4㎜~4.8㎜
L=h+(2~3)㎜=(64-40)/2㎜+(2~3)㎜=14㎜~15㎜
为了使切削顺利,在切断刀的弧形前面上磨出卷屑槽,卷屑槽的长度应超过切入深度,但卷屑槽不可过深,一般槽深为0.75~1.5mm,否则会消弱刀头强度
(1)高速钢车槽(切断)刀
主切削刃宽度a:
太宽会振动(切削力太大)
太窄会削弱刀头强度
刀头长度L:
太长易振动和折断
车较窄的外沟槽时,主切削刃宽度=槽宽,刀头长度>槽深
(2)高速钢弹性车槽(切断)刀
特点:
f过大时,弹性刀杆受力变形,刀头自动让刀,避免扎刀。
弹性车槽(切断)刀及其应用
a)弹性车槽刀b)应用
(3)高速钢反切刀
反向切断法:
即工件反转,用反切刀切断
特点:
不容易引起振动,切屑从下面排出,不易堵塞在工件槽内
注意:
卡盘与主轴连接处必须装有保险装置,防止卡盘脱落
反切刀及其应用
a)反切刀b)反切刀的应用
2.硬质合金车槽(切断)刀
由于切屑与工件槽宽相等易堵塞在槽内,为排屑顺利,在主切削刃两边倒角或磨成人字形.
高速切断,需浇注充分的切削液(防脱焊);为增加刀头强度,把刀头下部做成凸圆弧形
硬质合金车槽(切断)刀
四、车槽(切断)时切削用量的选择
1.背吃刀量αp
车槽时的背吃刀量等于车槽刀主切削刃宽度。
2.进给量ƒ和切削速度
车槽时进给量和切削速度的选择参考
刀具材料
高速钢车槽刀
硬质合金车槽刀
工件材料
钢料
铸铁
钢料
铸铁
进给量f(mm/r)
0.05~0.1
0.1~0.2
0.1~0.2
0.15~0.25
切削速度v(m/min)
25~30
15~25
60~0
50~70
五、切断刀的安装
1.不宜伸出过长,切断刀的中心线⊥工件中心线,保证两个副偏角对称
2.切断实心工件时,主切削刃必须与工件中心等高,否则不能车到中心,易崩刃,甚至折断车刀。
3.切断刀的底平面应平整,保证两个副后角对称
六、车槽的方法
1.车精度不高且宽度较窄的沟槽时,可用主切削刃宽度a等于槽宽的车槽刀,采用直进法一次进给车出。
用直进法车沟槽
2.车精度要求较高的沟槽时,一般采用两次进给车成。
第一次进给车沟槽时,槽壁两侧留有精车余量,第二次进给时用等宽车槽刀修整。
也可用原车槽刀根据槽深和槽宽进行精车。
沟槽的精车
3.车削宽度较大的沟槽时,可用多次直进法切割,并在槽壁两侧留有精车余量,然后根据槽深和槽宽精车至尺寸要求。
宽度较大的沟槽的车削
4.直沟槽的车削:
窄槽:
用刀头宽度=槽宽的车刀一次直进车出
宽槽:
2次车削
5.斜沟槽的车削:
45°外沟槽:
专用车刀
圆弧沟槽:
车刀刀头磨成相应的圆弧刀刃
六、沟槽的检测
1.当沟槽精度要求不高,宽度较窄时,可用游标卡尺测量其直径,用钢直尺测量其槽宽。
用游标卡尺测量沟槽直径用钢尺测量沟槽宽度
2.对于精度要求较低的沟槽,可用钢直尺和外卡钳分别测量其宽度和直径。
用钢直尺和外卡钳测量矩形沟槽的宽度和直径
3.对于精度要求较高的沟槽,通常用千分尺测量其直径,并用样板检查其宽度。
测精度要求较高的沟槽
a)用千分尺测量沟槽直径b)用样板检查沟槽宽度
注意:
1.切断后端面产生凹凸不平的原因
(1)切断刀两侧刀尖刃磨或磨损不一致,切断中造成让刀,使工件端面产生凹凸。
(2)主切削刃与轴线不平行,夹角较大,在切削力作用下刀头偏斜,使切断的工件端面产生凹凸。
(3)切断刀安装歪斜,两副偏角不对称,其中一侧副切削刃与工件端面相接触挤压工件端面,使切断的工件端面产生凹凸。
2.切断时产生振动的原因
(1)主轴轴承间隙过大。
(2)切断时转速过高,进给量过小。
(3)切断的棒料过长,在离心力作用下产生振动。
(4)切断刀远离工件支撑点或切断刀伸出过长。
(5)工件刚度不足。
3.切断刀折断的原因
(1)工件装夹不牢固,切断部位远离卡盘夹持处,切断时在切削力的作用下工件被抬起而打断切断刀。
(2)切断时排屑不畅而产生堵屑,造成切削部位负荷增大而折断刀头。
(3)切断刀的副偏角和副后角磨得过大,降低了切断刀的强度。
(4)切断刀主切削刃与工件轴线不平行,切断时被挤偏而折断。
(5)切断刀前角过大,切削时进给量过大。
(6)床鞍、中滑板、小滑板间隙过大,切断时产生“扎刀”而折断刀头。
4.不能在一夹一顶装夹中直接切断工件,可在工件将要切断时退出尾座顶尖,将工件折断或拆下工件将其敲断。
工件不能在两顶间装夹时切断。
七、车槽工艺安排
(一)选用、刃磨和装夹车槽刀
1.准备工作
工艺装备:
砂轮机、粒度号为46#~60#和80#~120#的白色氧化铝砂轮、油石、12mm×4mm的高速钢刀片。
量具:
钢直尺、90°角度样板、0.02mm/(0~150)mm的游标卡尺。
2.操作步骤
选用车槽刀:
刀具材料:
高速钢刀片,横截面尺寸为12mm×4mm,几何参数:
主切削刃宽度α=3mm,刀头长度L=11mm,主偏角=90°,前角=25°,后角=6°,副后角=1°30
选用车槽刀:
刀具材料:
高速钢刀片,横截面尺寸为12mm×4mm几何参数:
主切削刃宽度α=3mm,刀头长度L=11mm,主偏角=90°,前角=25°,后角=6°,副后角=1°30′
粗磨车槽刀:
选择砂轮选用粒度号为46#~60#、硬度为H~K的白色氧化铝砂轮;粗磨两侧副后面两手握刀,车刀前面向上,同时磨出左侧副后角=1°30′和副偏角=1°30′。
同理,磨出右侧副偏角和副后角。
对于主切削刃宽度,要注意留出0.5mm的精磨余量;粗磨主后面两手握刀,车刀前面向上,磨出主后面,保证后角=6°;粗磨前面两手握刀,车刀前面对着砂轮磨削表面,粗磨前面和卷屑槽,保证前角=25°
粗磨左侧副后面粗磨右侧副后面粗磨主后面粗磨前面
精磨车槽刀:
精磨车槽刀时选用粒度为80#~120#、硬度为H~K的白色氧化铝砂轮;修磨主后面,保证主切削刃平直;修磨两侧副后面,保证两副后角和两副偏角对称,主切削刃宽度=3mm(工件槽宽);修磨卷屑槽,保持主切削刃平直、锋利;修磨刀尖,可在两刀尖处各磨出一小圆弧过渡刃
车槽刀的装夹:
把刃磨好的车槽刀装夹在刀架上,首先要符合车刀装夹的一般要求,如车槽刀不宜伸出过长等;车槽刀的主切削刃必须与工件轴线平行;车槽刀的中心线必须与工件轴线垂直,以保证两个副偏角对称。
可用90°角尺检查车槽刀的两个副偏角的对称情况
用90º角度尺检查车槽刀的两个副偏角
3.刃磨车槽刀容易出现的问题
前面:
卷屑槽太深,刀头强度低,容易使刀头折断
前面被磨低,切削不顺畅,排屑困难,切削负荷大,刀头易折断
副后角:
副后角为负值,与工件侧面发生摩擦,不能正常切削
副后角太大:
刀头强度低,车削时刀头易折断
副偏角:
副偏角太大,刀头强度低,容易折断
副偏角为负,不能正常车削,切削负荷大
副切削刃不平直,不能正常车削,切削负荷大
左侧刃磨太多,不能车削高台阶的工件
(二)车槽
1.准备工作
工件毛坯:
精车后的台阶轴,如图2—54所示。
工艺装备:
普通车床、三爪自定心卡盘、后顶尖、高速钢车槽刀。
量具:
0.02mm/(0~150)mm的游标卡尺。
2.操作步骤
装夹工件:
两顶尖装夹工件,鸡心夹螺钉压工件处垫铜皮;选取进给量ƒ=0.15mm/r,将车床主轴转速调整为200r/min
对刀:
启动车床,左手摇动床鞍手轮,右手摇动中滑板手柄,使刀尖趋近并轻轻接触工件右端面进行对刀,然后横向退刀;记住床鞍刻度盘的刻
确定沟槽位置:
摇动床鞍手轮,利用床鞍刻度盘的刻度使车刀向左移动90mm,确定沟槽位置
试车沟槽:
转动中滑板手柄,使车刀轻触工件φ50mm外圆,记下中滑板刻度值,或把此位置调至中滑板刻度盘的“0”位,用以作为横向进给的起点;算出中滑板的横向进给量,中滑板应进给160格;横向进给车削工件2mm左右,横向快速退出车刀;停车,测量沟槽左侧槽壁与工件右端之间的距离,根据测量结果,利用小滑板刻度盘相应调整车削位置,直至测量结果符合要求
车沟槽:
双手均匀摇动中滑板手柄,车外沟槽至φ(34±0.15)mm
倒角:
将45°车刀调整至工作位置,车床主轴转速为500r∕min;倒角C1.5mm
检测:
用游标卡尺测量沟槽的位置尺寸(90±0.15)mm;用游标卡尺测量沟槽的宽度a=(3±0.1)mm;用游标卡尺测量沟槽尺寸3mm×2mm;4.检查倒角C1.5mm
Ⅲ.总结
通过本节学习掌握车槽和切断刀的几何参数及刃磨要求,掌握车槽刀的装夹方,掌握车沟槽的方法及沟槽的检测
Ⅳ.作业布置
Ⅴ.板书设计
一、沟槽的种类
二.车槽(切断)刀
三、高速钢车槽(切断)刀几何参数的选择原则
四、车槽(切断)时切削用量的选择
五、切断刀的安装
六、车槽的方法
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- 任务 车削
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