*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,知识点一：车刀的刃磨,车削工艺与技能训练,积 件 资 源,知识点一：车刀的刃磨 车削工艺与技能训练积 件 资,1,教学目标,知识目标,刀具材料,常用车刀的种类和用途,车刀切削部分的几何要素,常用砂轮的选用,车刀刃磨技术,刃磨车刀的安全操作要求,车削工艺与技能训练,1教学目标知识目标 刀具材料车削工艺与技能训练,2,一,.,刀具材料,二,.,常用车刀的种类和用途,三,.,车刀切削部分的几何要素,四,.,常用砂轮的选用,目 录,车削工艺与技能训练,五,.,车刀刃磨技术,六,.,刃磨车刀的安全操作要求,2一.刀具材料二.常用车刀的种类和用途三.车刀切削部分的几何,3,一,.,刀具材料,1.,刀具材料应具备的基本性能,车削工艺与技能训练,一、刀具材料性能,1.,硬度 是刀具材料应具备的基本特征。刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般地说常温硬度须在,HRC60,以上；,2.,耐磨性 即材料抵抗磨损的能力，是刀具材料的机械性能、组织结构和化学性能的综合反映。一般说来硬度愈高，耐磨性就愈好。,3.,耐热性 指在高温下能保持材料硬度、耐磨性、强度和韧性不变而不失切削性能。可用高温硬度表示，也可用红硬性（维持刀具材料切削性能的最高温度限度）表示。高温硬度愈高，则刀具切削性能愈好，允许的切削速度就愈高。它是衡量刀具材料性能的主要标志。同时，在高温下还应具有抗氧化、抗粘结、抗扩散的能力，即具有良好的化学稳定性；,4.,强度和韧性 为了承受冲击力、切削力和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。强度用抗弯强度表示；韧性用冲击值表示。,5.,工艺性 为了便于刀具的制造,要求刀具材料具有良好的锻造、焊接、热处理、高温塑性变形和磨削加工等性能。,此外,还应考虑到刀具材料的经济性。,3一.刀具材料1.刀具材料应具备的基本性能车削工艺与技能训练,4,2.,车刀常用材料,车削工艺与技能训练,一,.,刀具材料,二、车刀材料,1,合金工具钢,含铬、钨、硅、锰等合金元素的低合金工具钢加入合金元素后使硬度及耐磨性得到提高，淬透性较好，这类钢可制造刃形较复杂的低速刀具，如铰刀、拉刀、丝锥等。常用的牌号有,CrWMn,、,9SiCr,、,GCr15,、,Cr12MoV,等。,2,高速工具钢,简称高速钢，又称白钢和风钢。含有大量的钨、铬、钼、钒等合金元素，形成大量的高硬度碳化物相，淬火后的硬度可达,HRC63-70,。不但淬火后硬度高，而且耐磨性、淬透性和回火稳定性显著提高；并有足够的韧性；当切削温度高达,600,时能保持切削加工所要求的硬度。除高钒高速钢的磨削加工性能较差外,高速钢的工艺性也较好。所以在各种刀具材料中高速钢的性能最为理想。用高速钢制造刀具其显著的特点是制造工艺简单、韧性好、易刃磨成锋利的刃口，所以常常用高速钢制造各种复杂精密的刀具。如车刀、铣刀、铰刀和齿轮刀具等。,42.车刀常用材料车削工艺与技能训练一.刀具材料二、车刀材料,5,2.,车刀常用材料,车削工艺与技能训练,一,.,刀具材料,高速钢是综合性能较好，可以加工从有色金属到高温合金等各种材料。其常用的种类和牌号有以下几种：, 通用性高速钢,用于加工碳结钢、合结钢和普通铸铁等。常用牌号有,W18Cr4V,、,W6Mo5Cr4V2,、,W14Cr4VMnRe,等。其中,W18Cr4V,应用最广；, 钴高速钢,用于加工高硬合金、不锈钢等难加工材料。常用牌号有,W2Mo9Cr4Vco8,其特点是具有良好的综合性能、硬度高（接近于,HRC70,），但价格较高，一般用于制造各种高精度复杂刀具；, 超硬高速钢,用于加工调质钢材、高温合金等高难加工材料。常用牌号有,W6Mo5Cr4V2AI,、,W10Mo4CrV3AI,两种。可用来制造要求耐用度高、精度高的刀具，如拉刀、滚刀等；, 粉末冶金高速钢,这是用粉末冶金法生产的高速钢。即用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水直接得到细小的高速钢粉末，经高温、高压制成刀具形状或毛坯。因此碳化物晶粒细小、分布均匀、热处理后变形小、硬度、耐磨性、耐热性显著提高且磨削加工性能好，不足之处是成本较高。因此主要用于制造断续切削刀具和精密刀具。如齿轮滚刀、拉刀和成型铣刀等。,52.车刀常用材料车削工艺与技能训练一.刀具材料高速钢是综,6,2.,车刀常用材料,车削工艺与技能训练,一,.,刀具材料,3,硬质合金,硬质合金是由难熔金属碳化物（如,WC,、,TiC,、,TaC,等）和金属粘合剂,(Co,、,Ni,等,),经过粉末冶金的方法制成。其特点是硬度很高，可达,HRC74-82;,耐磨性和耐热性亦好，它所允许的工作温度可达,800-1000,，甚至更高。所以允许的切削速度比高速钢高几倍到几十倍。可用于高速强力切削和难加工材料的切削加工。其缺点是抗弯强度较低、冲击韧性也较差、工艺性也较高速钢差的多。因此，多用于制造简单的高速切削刀具。用粉末冶金工艺制成一定规格的刀片镶嵌在或者焊接在刀体上进行使用。其常用的种类和牌号有：, 常用硬质合金,按化学成分分有钨钴类,(YG),、钨钴钛类,(YT),、钨钛钽（或鈮）类,(YW),和碳化钛基硬质合金,(YN),四类。常用牌号有,YG3,、,YG6,、,YG8,、,YT5,、,YT15,、,YT30,、,YW1,、,YW2,、,YN10,。其中的；,钨钴类 主要适用于加工脆性材料如铸铁和有色金属及非金属材料等；其中含钴量多，韧性较好，适用粗加工；相反则适宜精加工；,62.车刀常用材料车削工艺与技能训练一.刀具材料 3硬质,7,2.,车刀常用材料,车削工艺与技能训练,一,.,刀具材料,钨钴钛类 适用于高速切削塑性材料及好钢等。之中含碳化钛量少而含钴量多适宜粗加工；相反则适宜精加工；,钨钛钽（或鈮）类 主要适用于加工难切削材料和连续表面；,碳化钛基类 主要适用于加工合金钢、工具钢、淬硬钢等连续精加工。, 钢结硬质合金,由,TiC,、,WC,作硬质相、以高速钢作粘合剂组成的一种新型刀具材料，其性能介于高速钢和常用硬质合金之间。钢结硬质合金烧结体经退火后可进行切削加工，经淬火后具有常用硬质合金的高硬度（,HRC69-73,）和好的耐磨性，可进行锻造和焊接。可用于制造拉刀、铣刀、钻头等形状复杂、耐用度高的刀具。, 超细晶粒硬质合金,碳化物,(WC),晶粒尺寸在,1m,以下，,Co,粘合剂可做到,0.2-0.4m,，所以硬度高，韧性好。可用以加工高温合金或高强度合金等难加工材料。, 涂层硬质合金,在韧性好的硬质合金基体上用气相沉积法等涂覆一层几微米厚且硬度高、耐磨性好的金属化合物,(TiC,、,TiN,、,ZrC,、陶瓷等,),而制成的材料称为涂层硬质合金。此制成的刀片（粒）适用于无冲击的半精加工和粗加工。,72.车刀常用材料车削工艺与技能训练一.刀具材料钨钴钛类,8,2.,车刀常用材料,车削工艺与技能训练,一,.,刀具材料,4,其它新型刀具材料,随着科学技术的发展在不断研制出新型刀具材料。如陶瓷、金属陶瓷、聚晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料，用这些材料制成的刀片（粒），用于精加工、半精加工或对特殊材料进行加工，其生产效率和加工质量都很高。,82.车刀常用材料车削工艺与技能训练一.刀具材料4其它新,9,1.,常用车刀的种类,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,a,）,90,车刀,d,）切断刀,c,）,45 ,车刀,e,）内孔车刀,f,）成形车刀,g,）螺纹车刀,91.常用车刀的种类车削工艺与技能训练二.常用车刀的种类和用,10,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,1,）、,90 ,外圆车刀,主要用来车削外圆、阶台和端面。,102.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,11,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,2,）、,45 ,车刀 。,主要用来车削外圆、端面和倒角,112.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,12,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,3,）、切断刀,用于切断或车槽。,122.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,13,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,4,）、内孔车刀,用于车削内孔。,132.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,14,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,5,）、成形车刀,用于车削成形面。,142.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,15,2.,常用车刀的种类和用途,车削工艺与技能训练,二,.,常用车刀的种类和用途,6,）、螺纹车刀,用于车削各种螺纹。,152.常用车刀的种类和用途车削工艺与技能训练二.常用车刀的,16,三,.,车刀切削部分的几何要素,1.,车刀的组成,车削工艺与技能训练,图,31,所示为车刀组成示意图。它是由刀头和刀杆两部分组成。刀头用于切削，又称切削部分；刀杆用于把车刀装夹在刀架上，又称夹持部分。,16三.车刀切削部分的几何要素1.车刀的组成车削工艺与技能训,17,三,.,车刀切削部分的几何要素,1.,车刀的组成,车削工艺与技能训练,图,31,车刀组成示意图,17三.车刀切削部分的几何要素1.车刀的组成车削工艺与技能训,18,三,.,车刀切削部分的几何要素,1.,车刀的组成,车削工艺与技能训练,图,3,1,中车刀刀具各部分结构，它组要由以下各部分组成：,1,前刀面 它是刀具上切屑流过的表面。,2,主后刀面 同工件上加工表面相互作用或相对应的表面。,3,副后刀面 同工件上已加工表面相互作用或相对应的表面。,4,主切削刃 它是前刀面与主后刀面相交的交线部位。,5,副切削刃 它是前刀面与副后刀面相交的交线部位。,6,刀尖 主、副切削刃相交的交点部位。为了提高刀尖的强度和耐用度往往把刀尖刃磨成圆弧形和直线形的过渡刃。,7,修光刃 副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。与进给方向平行且长度大于工件每转一转车刀沿进给方向的移动量，才能起到修光作用。,以上即是俗称的车刀切削部分的“三面两刃一尖”。其组成如下：,18三.车刀切削部分的几何要素1.车刀的组成车削工艺与技能训,19,2.,测量车刀角度的三个基准坐标平面,车削工艺与技能训练,三,.,车刀切削部分的几何要素,192.测量车刀角度的三个基准坐标平面车削工艺与技能训练三.,20,三,.,车刀切削部分的几何要素,3.,车刀切削部分的几何角度,车削工艺与技能训练,20三.车刀切削部分的几何要素3.车刀切削部分的几何角度车削,21,三,.,车刀切削部分的几何要素,3.,车刀切削部分的几何角度,车削工艺与技能训练,前角,o,在主切削刃选定点的正交平面,po,内，前刀面与基面之间的夹角。,后角,o,在正交平面,po,内，主后刀面与切削平面之间的夹角。,21三.车刀切削部分的几何要素3.车刀切削部分的几何角度车削,22,三,.,车刀切削部分的几何要素,3.,车刀切削部分的几何角度,车削工艺与技能训练,主偏角,r,主切削刃在基面上的投影与进给方 向的夹角。,刃倾角,s,在切削平面,ps,内，主切削刃与基面,pr,的夹角。,其他角度：,副前角,o,、,副后角,o,、,副偏角,r,、,刃倾角,s,22三.车刀切削部分的几何要素3.车刀切削部分的几何角度车削,23,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,砂轮的特性及种类,砂轮是磨削的主要工具，它是由磨料和结合剂构成的多孔物体。其中磨料、结合剂和孔隙是砂轮的三个基本组成要素。随着磨料、结合剂及砂轮制造工艺等的不同，砂轮特性可能差别很大，对磨削加工的精度、粗糙度和生产效率有着重要的影响。因此，必须根据具体条件选用合适的砂轮。,砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂、形状及尺寸等因素来决定，现分别介绍如下。,（,1,）磨料及其选择 磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。因此，磨料必须锋利，并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性。常用磨料的名称、代号、特性和用途见表,1,。,231.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,24,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,表,1,常用磨料,类 别,名 称,代号,特 性,用 途,氧化物系,棕刚玉,A(GZ),含,9196%,氧化铝。棕色，硬度高，韧性好，价格便宜,磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等,白刚玉,WA(GB),含,9799%,的氧化铝。白色，比棕刚玉硬度高、韧性低，自锐性好，磨削时发热少,精磨淬火钢、高碳钢、高速钢及薄壁零件,碳化物系,黑色碳化硅,C(TH),含,95%,以上的碳化硅。呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好,磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料,绿色碳化硅,GC(TL),含,97%,以上的碳化硅。呈绿色，硬度和脆性比,TH,更高，导热性和导电性好,磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玉石、陶瓷、珩磨发动机气缸套等,高硬磨,料系,人造金刚石,D(JR),无色透明或淡黄色、黄绿色、黑色。硬度高，比天然金刚石性脆。价格比其它磨料贵好多倍,磨削硬质合金、宝石等高硬度材料,立方氮化硼,CBN,(JLD),立方型晶体结构，硬度略低于金刚石，强度较高，导热性能好,磨削、研磨、珩磨各种既硬又韧的淬火钢和高钼、高矾、高钴钢、不锈钢,注,：括号内的代号是旧标准代号。,241.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,25,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,表,2,磨料粒度号及其颗粒尺寸,磨 粒,磨 粒,微 粉,粒度号,颗粒尺寸（,um,）,粒度号,颗粒尺寸（,um,）,粒度号,颗粒尺寸（,um,）,14 #,16001250,70 #,250200,W40,4028,16 #,12501000,80 #,200160,W28,2820,20 #,1000800,100 #,160125,W20,2014,24 #,800630,120 #,125100,W14,1410,30 #,630500,150 #,10080,W10,107,36 #,500400,180 #,8063,W7,75,46 #,400315,240 #,6350,W5,53.5,60 #,315250,280 #,5040,W3.5,3.52.5,注：比,14 #,粗的磨粒及比,W3.5,细的微粉很少使用，表中未列出。,251.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,26,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,磨料粒度的选择，主要与加工表面粗糙度和生产率有关。,粗磨时，磨削余量大，要求的表面粗糙度值较大，应选用较粗的磨粒。因为磨粒粗、气孔大，磨削深度可较大，砂轮不易堵塞和发热。精磨时，余量较小，要求粗糙度值较低，可选取较细磨粒。一般来说，磨粒愈细，磨削表面粗糙度愈好。,表,3,不同粒度砂轮的使用范围,砂轮粒度,一般使用范围,砂轮粒度,一般使用范围,14 # 24 #,磨钢锭、切断钢坯，打磨铸件毛刺等,120 # W20,精磨、珩磨和螺纹磨,36 # 60 #,一般磨平面、外圆、内圆以及无心磨等,W20,以下,镜面磨、精细珩磨,60 # 100 #,精磨和刀具刃磨等,表,3,不同粒度砂轮的使用范围,261.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,27,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,（,3,）结合剂及其选择 砂轮中用以粘结磨料的物质称结合剂。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力主要决定于结合剂的性能。常用的结合剂种类、性能及用途见表,4,。,表,4,常用结合剂,名 称,代号,性 能,用 途,陶瓷结合剂,V(A),耐水、耐油、耐酸、耐碱的腐蚀，能保持正确的几何形状。气孔率大，磨削率高，强度较大，韧性、弹性、抗振性差，不能承受侧向力,V,轮 ,35m/s,的磨削，这种结合剂应用最广，能制成各种磨具，适用于成形磨削和磨螺纹、齿轮、曲轴等,树脂结合剂,B(S),强度大并富有弹性，不怕冲击，能在高速下工作。有摩擦抛光作用，但坚固性和耐热性比陶瓷结合剂差，不耐酸、碱，气孔率小，易堵塞,V,轮 ,50m/s,的高速磨削，能制成薄片砂轮磨槽，刃磨刀具前刀面。高精度磨削。湿磨时切削液中含碱量应,1.5%,橡胶结合剂,R(X),弹性比树脂结合剂更大差，强度也大。气孔率小，磨粒容易脱落，耐热性差，不耐油，不耐酸，而且还有臭味,制造磨削轴承沟道的砂轮和无心磨削砂轮、导轮以及各种开槽和切割用的薄片砂轮，制成柔软抛光砂轮等,金属结合剂,(,青铜、电镀镍,),J,韧性、成型性好，强度大，自锐性能差,制造各种金刚石磨具，使用寿命长,注：括号内的代号是旧标准代号。,271.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,28,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,（,4,）硬度及其选择 砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度软，表示砂轮的磨粒容易脱落，砂轮的硬度硬，表示磨粒较难脱落。砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。同一种磨料可以做成不同硬度的砂轮，它主要决定于结合剂的性能、数量以及砂轮制造的工艺。磨削与切削的显著差别是砂轮具有“自锐性”，选择砂轮的硬度，实际上就是选择砂轮的自锐性，希望还锋利的磨粒不要太早脱落，也不要磨钝了还不脱落。,根据规定，常用砂轮的硬度等级见表,5,。,表,5,常用砂轮硬度等级,硬度,等级,大级,软,中 软,中,中 硬,硬,小级,软,1,软,2,软,3,中软,1,中软,2,中,1,中,2,中硬,1,中硬,2,中硬,3,硬,1,硬,2,代 号,G,(R 1 ),H,(R 2 ),J,(R 3 ),K,(ZR 1 ),L,(ZR 2 ),M,(Z 1 ),N,(Z 2 ),P,(ZY 1 ),Q,(ZY 2 ),R,(ZY 3 ),S,(Y 1 ),T,(Y 2 ),注：括号内的代号是旧标准代号；超软，超硬未列入；表中,1,，,2,，,3,表示硬度递增的顺序。,281.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,29,1.,砂轮类型、特征、应用范围,车削工艺与技能训练,四,.,常用砂轮的选用,选择砂轮硬度的一般原则是：加工软金属时，为了使磨料不致过早脱落，则选用硬砂轮。加工硬金属时，为了能及时的使磨钝的磨粒脱落，从而露出具有尖锐棱角的新磨粒（即自锐性），选用软砂轮。前者是因为在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离；后者是因为在磨削硬材料时，砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快的更新。,精磨时，为了保证磨削精度和粗糙度，应选用稍硬的砂轮。工件材料的导热性差，易产生烧伤和裂纹时（如磨硬质合金等），选用的砂轮应软一些。,（,5,）形状尺寸及其选择 根据机床结构与磨削加工的需要，砂轮制成各种形状与尺寸。,砂轮的外径应尽可能选得大些，以提高砂轮的圆周速度，这样对提高磨削加工生产率与表面粗糙度有利。此外，在机床刚度及功率许可的条件下，如选用宽度较大的砂轮，同样能收到提高生产率和降低粗糙度的效果，但是在磨削热敏性高的材料时，为避免工件表面的烧伤和产生裂纹，砂轮宽度应适当减小。,291.砂轮类型、特征、应用范围车削工艺与技能训练四.常用砂,30,五,.,车刀刃磨技术,1.,刃磨的姿势,车削工艺与技能训练,30五.车刀刃磨技术1.刃磨的姿势车削工艺与技能训练,31,2.,刃磨步骤,车削工艺与技能训练,五,.,车刀刃磨技术,312.刃磨步骤车削工艺与技能训练五.车刀刃磨技术,32,1.,刃磨车刀注意事项,车削工艺与技能训练,六,.,刃磨车刀的安全操作要求,刃磨车刀注意事项：,1),刃磨刀具前，应首先检查砂轮有无裂纹，砂轮轴螺母是否拧紧，并经试转后使用，以免砂轮碎裂,或飞出伤人。,2),刃磨刀具不能用力过大，否则会使手打滑而触及砂轮面，造成工伤事故。,3),磨刀时应戴防护眼镜，以免砂砾和铁屑飞入眼中。,4),磨刀时不要正对砂轮的旋转方向站立，以防意外。,5),磨小刀头时，必须把小刀头装入刀杆上。,6),砂轮支架与砂轮的间隙不得大于,3mm,，入发现过大，应调整适当。,7),车刀在刃磨时不要加水。,321.刃磨车刀注意事项车削工艺与技能训练六.刃磨车刀的安全,车削工艺与技能训练车刀的刃磨课件,