【正文】 工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)加工工件的，它能完成的切削加工最多，就其基本的工作內(nèi)容來(lái)說(shuō)，可以車(chē)外圓、車(chē)端面、切斷、切槽、鉆中心空、鉆孔、車(chē) 孔 、鉸孔、車(chē)各種螺紋、車(chē)圓錐、車(chē)成形面、滾花以及盤(pán)繞彈簧、在機(jī)械制造中，車(chē)床 是 應(yīng)用很廣泛的金屬切削機(jī)床之一。 CA6140 型臥式車(chē)床是我國(guó)自行設(shè)計(jì)自造的新型車(chē)床，具有性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、操作方便、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。 CA6140 型普通車(chē)床的通用性能較好。它適用于加工各種軸類(lèi)，套類(lèi)和盤(pán)類(lèi)零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車(chē)削內(nèi)外圓柱面，圓錐面，環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)表面；車(chē)削端面及各種常用的公制，英制，牟數(shù)制和徑節(jié)制羅螺紋；在普通車(chē)床上還能作鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，滾花等工作。 CA6140 型普通車(chē)床是普通精度級(jí)機(jī)床，根據(jù)普通車(chē)床的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，新機(jī)床應(yīng)達(dá)到的加工精度為： 精車(chē)外圓的圓度 精車(chē)外圓的圓柱度 /100mm 精車(chē)端面的平面度 /300mm 精車(chē)螺紋的螺距精度 /100mm , /300mm 精車(chē)的表面粗糙度可達(dá) Ra=～ CA6140 型普通車(chē)床實(shí)質(zhì)上是一種通用車(chē)床，它的加工范圍較廣，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且自動(dòng)化程度低，所以適用于單件小批 量 生產(chǎn)及修配車(chē)間。 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類(lèi)零件將在此機(jī)床上 進(jìn)行加工。 車(chē)刀 對(duì)刀具材料的基本要求 在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上成上承受了很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受著切削力、沖擊和振動(dòng)，因此要求刀具切削部分的材料具備以下性能： 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 1） 硬度要求 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度在 HRC60 以下。 2） 耐磨性要 求 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，通常刀具材料的硬度越高耐磨性越好；材料中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分布越均勻，則耐磨性越好。 3） 足夠的強(qiáng)度和韌性 為了承受切削力、沖擊和振動(dòng)，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性值表示 。 4） 良好的耐熱性 刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性，并有良好的抗擴(kuò)散、抗氧化的能力，這就是刀具材料的耐磨性，它是衡量刀具材料綜合切削性能的重要指標(biāo)。 5） 良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性 為了便于刀具制造，要求刀具材料有良好的可加工性，包括鍛、軋、 焊接、切削加工、可磨削性和熱處理特性等。 此外，在選用刀具材料時(shí)，還要考慮經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)濟(jì)性差的刀具材料難以推廣使用。 刀具材料種類(lèi)很多，常用的有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性較差，僅用于低速手工工具。陶瓷、金剛石和立方氮化硼則由于性質(zhì)脆、工藝性差及價(jià)格昂貴等原因，目前只在較小的范圍內(nèi)使用。當(dāng)今，用得最多的刀具材料為高速鋼和硬質(zhì)合金 剛 。 刀具切削部分的材料 目前工廠中的刀具切削部分材料主要有高速鋼和硬質(zhì)合金鋼兩種。高速鋼是一種含鎢、 鋁、鉻、釩等合金元素較多的高合金工具鋼。高速鋼主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且耐磨性和淬透性良好，其允許的切削速度是碳素工具鋼和合金鋼的兩倍以上。高速鋼刃磨后切削刃鋒利，故又稱(chēng)之為“鋒鋼”和“白鋼”。高速鋼是一種綜合性能好、應(yīng)用范圍廣的刀具材料。 硬質(zhì)合金鋼是由碳化鎢（ wc）、碳化鈦（ Tic）等 碳化物和鈷（ co）用粉末冶金方法制成的。這種刀具 材 料有高的硬度（ HRA88～ 93）和耐熱性（耐熱溫度為 850～1000℃）。但它的抗彎強(qiáng)度低、性脆、特別是怕震動(dòng)和沖擊。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類(lèi)零件車(chē) 外圓端面車(chē) 刀選用材料為高速鋼的 90176。車(chē)刀，車(chē)倒角用 45176。車(chē)刀，切槽選用高速鋼切槽刀，刀寬為 4mm，車(chē)螺紋則選用刀尖為 60176。的螺紋刀。 車(chē)刀的安裝 車(chē) 刀 使用時(shí)必須正確安裝，其基本要求有以下幾點(diǎn)： 車(chē) 刀 不能伸出刀架太長(zhǎng)，否則，切削時(shí)刀桿剛性減弱，容易產(chǎn)生振動(dòng)，使車(chē)出來(lái)的工件表面不光潔，甚至?xí)管?chē)刀損壞。車(chē)刀伸出的長(zhǎng)度，一般以不超過(guò)刀桿厚度的 1～ 倍為宜。車(chē) 刀 下面的墊片要平整潔凈，墊片應(yīng)與刀架對(duì)齊，而且墊片的量應(yīng)盡量少些，以防止振動(dòng)。 車(chē)刀的刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件中心。刀尖高于工件中心，會(huì)使車(chē)刀的實(shí)際后角減 小，車(chē)刀后面與工件之間的摩擦增大 ； 刀尖低于工件中心，會(huì)使車(chē)刀的實(shí)際前角減小，切削不順利。要使車(chē)刀迅速對(duì)準(zhǔn)工件中心可用下列方法： 1） 根據(jù)尾座頂尖的高度把車(chē)刀對(duì)準(zhǔn) ； 2） 根據(jù)車(chē)床的主軸中心高，用鋼尺測(cè)量裝到 ； 3） 把車(chē)刀靠近工件端面，目測(cè)車(chē)刀刀尖的高低，然后緊固車(chē)刀，試車(chē)端面，再根據(jù)端面的中心裝準(zhǔn)車(chē)刀 ； 4） 安裝車(chē)刀時(shí)，刀桿軸線(xiàn)應(yīng)與工件軸線(xiàn)垂直，否則，會(huì)使主偏角和副偏角的數(shù)值發(fā)生變化 ； 5） 車(chē)刀裝上后要緊固刀架螺釘，一般要緊固兩個(gè)螺釘，緊固時(shí)應(yīng)輪換逐個(gè)擰緊，擰緊是不得用力過(guò)大，否則會(huì)損壞螺釘。 圓柱形表面是構(gòu)成各種機(jī)器零件形狀的基本表面之一。例如：軸套筒等都是由大小不同的圓柱面組成的。 將工件夾在車(chē)床卡盤(pán)上左作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀夾在刀架上作縱向進(jìn)刀，就可以車(chē)出外圓柱面來(lái)。它是車(chē)刀基本操作之一。 車(chē)外圓 由于粗車(chē)外圓與精車(chē)外圓的要求不大一樣，所以使用的車(chē)刀也不同。 1 、 外圓粗車(chē)刀 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 常用的外圓粗車(chē)刀有 45176。彎頭刀、 75176。彎頭刀和 90176。偏刀等幾種。選擇粗車(chē)刀幾何角度的一般規(guī)則是： 1） 可取小些，在保證刀頭強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量將刀具磨鋒利些，以減小切削力 ； 2） 增加刀頭強(qiáng)度，后角可取小一些，一般取 5176?！? 7176。 ； 3） 角不宜過(guò)小，太小容易引起振動(dòng)。在機(jī)床、工件、刀具剛性較好的條件下選用 45176?！? 60176。；在機(jī)床、工件、刀具剛性較差的條件下 用 75176?！? 90176。 ； 4） 角可以選大一些，一般在 15176。～ 30176。之間 ； 5） 角一般選 0176?！? 3176。，以增加刀頭強(qiáng)度 ； 6） 削刃上應(yīng)磨有負(fù)倒棱，其寬度為（ ～ ） f,倒棱前角為 10176?！?15176。，以增加切削刃，提高刀具耐用度。負(fù)倒棱多用于加工鋼料的硬質(zhì)合金車(chē)刀 ； 7） 塑性材料時(shí)，為了保證切削順利和切削能自行折斷，在車(chē)刀前面上要磨有斷屑槽或裝有斷屑裝置。 外圓精車(chē) 刀 要此車(chē)刀鋒利刀刃平直光潔一般選擇精車(chē)刀的幾何角度可以根據(jù)下面的原則： 1） 一般應(yīng)選大一些，使車(chē)刀鋒利減小切削變形 ； 2） 可取的較大一些，以減小車(chē)刀和工件之間的摩擦。副偏交應(yīng)選小一些，一般在 5176?！? 15176。之間 ； 3） 尖處磨出直線(xiàn)或圓弧過(guò)度刃，以降低工件的表面粗糙度 ； 4） 負(fù)值刃傾角，可取 3176。～ 8176。，以控制切屑流量向待加工表面 ； 5） 塑性材料時(shí)，車(chē)刀前面應(yīng)磨有較狹的斷屑槽。 工件的安裝 在四爪單動(dòng)卡盤(pán)上裝加工件 由于四爪單動(dòng)卡盤(pán)的四個(gè)卡爪各自獨(dú)立移動(dòng)，因此工件裝夾后必須將工件加工部分的旋 轉(zhuǎn)軸線(xiàn)找正到與車(chē)床軸旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)重合后才能車(chē)削，找正比較麻煩。但四爪卡盤(pán)的夾緊力大，因此適用于裝夾大型或形狀不規(guī)則的工件，四爪單動(dòng)卡盤(pán)可裝成正爪和反爪兩種，反爪用來(lái)裝夾直徑較大的工件。 在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾工件 三爪自定心卡盤(pán)能自動(dòng)定心，不需要很多的時(shí)間去找正，裝夾效率比四爪單動(dòng)卡河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 盤(pán)高，但夾緊力沒(méi)有四爪單動(dòng)卡盤(pán)大。這種卡盤(pán)不能裝夾形狀不規(guī)則的工件，只適用于大批量的中小型規(guī)則零件的裝夾，如圓柱形、正三邊形、正六邊形等工件。 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類(lèi)零件將在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾工件。 切屑用量選擇 車(chē)削 時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件要求和切屑條件合理的選擇切屑深度、進(jìn)給量和切屑速度。這三個(gè)要素的選擇是否恰當(dāng)，對(duì)工件的加工質(zhì)量，刀具的耐用度和生產(chǎn)效率都有很重要的關(guān)系。 切屑深度 ap的選擇 一般情況下，應(yīng)盡量先考慮較大的切屑深度 ap，其次是選擇較大的進(jìn)給量 f,最后才是考慮較高的切屑速度 v,因?yàn)槿咧袑?duì)刀具耐用度的影響以切屑深度 ap最小，而以切屑速度 v 最大。 粗車(chē)時(shí)，加工余量較多，這時(shí)對(duì)工件精度和粗糙度要求不高。所以，在機(jī)床動(dòng)力、工件和機(jī)床剛性允許的情況下，盡可能選用較大的切屑深度（一般 2～ 6cm） ，以求盡快的車(chē)去多余的 金屬層。 但切削深度過(guò)大會(huì)引起振動(dòng)，甚至損壞機(jī)床和車(chē)刀。如果余量較大，不能一次