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