車削加工是在車床上利用工件相對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。車削是最基本、最常見的切削加工方法,大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工,如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等。常見的車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車床等,其中大部分為臥式車床。
由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種高強(qiáng)度、高硬度的工程材料越來越多地被采用,傳統(tǒng)的車削技術(shù)難以勝任或根本無法實(shí)現(xiàn)對(duì)某些高強(qiáng)度、高硬度材料的加工,而現(xiàn)代的硬車削技術(shù)使之成為可能,并在生產(chǎn)中取得明顯效益。
一、車削加工的特點(diǎn)介紹
(1)車削加工效率高
車削具有比磨削更高的效率,車削往往采用大切削深度、高的工件轉(zhuǎn)速,其金屬切除率通常是磨削加工的數(shù)倍。車削加工時(shí)一次裝夾可完成多種表面加工,而磨削則需要多次安裝,因此其輔助時(shí)間短且加工表面之間位置精度高。
(2)設(shè)備投入成本低在生產(chǎn)率相同時(shí)車床投資明顯優(yōu)于是磨床,其輔助系統(tǒng)費(fèi)用也低。對(duì)于小批量生產(chǎn)而言車削不需特殊設(shè)備,而大批量加工高精度零件則需耍剛性好、定位精度和重復(fù)定位精度高的數(shù)控機(jī)床。
(3)適合小批量柔性生產(chǎn)要求車床本身就是一種加工范圍廣的柔性加工方法,車床操控簡(jiǎn)便且車削裝夾快速,與磨削相比硬車削能更好地適應(yīng)柔性化生產(chǎn)要求。
(4)硬車削可使零件獲得良好的整體加工精度
硬車削中生產(chǎn)的大部分熱量被切削油帶走,不會(huì)產(chǎn)生像磨削加工的表面燒傷和裂紋,具有優(yōu)良的加工表面質(zhì)量,有精確的加工圓度,能保證加工表面之間較高的位置精度。
二、車削的刀具材料及其選用
(1)涂層硬質(zhì)合金刀具
涂層硬質(zhì)合金刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具上涂覆一層或多層耐磨性好的涂層,涂層通常起到以下兩方面的作用:一方面,它具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù),減弱了刀具基體的熱作用;另一方面,它能夠有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用,降低切削熱的生成。涂層硬質(zhì)合金刀具與硬質(zhì)合金刀具相比,無論在強(qiáng)度、硬度和耐磨性方面均有了很大的提高。
(2)陶瓷材料刀具
陶瓷刀具具有高硬度、高強(qiáng)度、耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、良好的抗粘結(jié)性能、摩擦系數(shù)低且價(jià)格低廉的特點(diǎn)。使用正常時(shí),耐用度極高,車速可比硬質(zhì)合金提高數(shù)倍,特別適合高硬度材料加工、精加工以及高速加工。
(3)立方氮化硼刀具
立方氮化硼的硬度和耐磨性僅次于金剛石,有極好的高溫硬度,與陶瓷刀具相比,其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍差,但沖擊強(qiáng)度和抗破碎性能較好。它廣泛適用于淬硬鋼、珠光體灰鑄鐵、冷硬鑄鐵和高溫合金等的切削加工,與硬質(zhì)合金刀具相比,其切削速度甚至可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
三、切削油的選用
(1)工具鋼刀具的耐熱性能差,高溫下失去硬度,因此要求采用冷卻性能好、粘度低流動(dòng)性好的切削油。
(2)高速鋼刀具進(jìn)行高速粗切削時(shí),切削量大并產(chǎn)生大量的切削熱,應(yīng)采用冷卻性好的切削油。如果用高速鋼刀具進(jìn)行中、低速的精加工時(shí),一般采取低粘度切削油能減小刀具和工件的摩擦黏結(jié),抑制切削瘤生成,提高加工精度。
(3)硬質(zhì)合金刀具熔點(diǎn)和硬度較高,化學(xué)和熱穩(wěn)定性較好,切削和耐磨性能比高速鋼刀具好得多,在一般加工中可使用活性硫切削油。如果是重切削,切削溫度很高,容易極快磨損刀具,此時(shí)應(yīng)選用非活性硫化切削油并增大切削油的流量,保證充足的冷卻潤滑。
(4)陶瓷刀具、金剛石刀具和立方氮化硼刀具都具有較高的硬度和耐磨性,切削時(shí)一般使用低粘度的非活性硫化切削油,以保證加工工件的表面光潔度。
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