车工教案螺纹车削

模块名称车工技能训练（第8周）项目名称刀具刃磨任务名称刀具刃磨授课类型讲授；演示；练习学时4学时教学目标知识目标熟悉刀具的相关要素能力目标学会刀具的刃磨方法情感目标培养学生车床操作的兴趣重点刀具的相关要素难点刀具刃磨的方法教学场景实物教学过程设计授课内任务引车床车削需要用到很多刀具，这些刀具的点线面有什么关系？怎么刃磨容入任务分析刀具的几何要素对切削的影响及刀具的刃磨相关知识讲解一、引入新课二、新课讲授1．刀具刃磨的安全知识合理、安全地使用砂轮机对刀具进行刃磨，也是车工必备的基本功之一。安全刃磨刀具应做到以下几点（l）车刀刃磨时，不能用力过大，以防打滑伤手。（2）车刀高低必须控制在砂轮水平中心，刀头略向上翘，否则会出现后角过大或负后角等弊端。（3）车刀刃磨时应作水平的左右移动，以免砂轮表面出现凹坑。（4）在平形砂轮上磨刀时，尽可能避免磨砂轮侧面。（5）砂轮磨削表面须经常修整，使砂轮没有明显的跳动。对平形砂轮一般可用砂轮刀在砂轮上来回修整。（6）磨刀时要戴防护眼镜。（7）刃磨硬质合金车刀时，不可把刀头部分放入水中冷却，以防刀片突然冷却而碎裂。刃磨高速工具钢车刀时，应随时用水冷却，以防车刀过热退火，降低硬度。（8）在磨刀前，要对砂轮机的防护设施进行检查。如防护罩壳是否齐全；有搁架的砂轮，其搁架与砂轮之间的间隙是否恰当等。（9）重新安装砂轮后，要进行检查，经试转后才可使用。（10）刃磨结束后，应随手关闭砂轮机电源。（11）车刀刃磨练习的重点是掌握车刀刃磨的姿势和刃磨方法。2．认识常用刀具了解车刀的种类和用途、车刀的组成、车刀的常用材料，是合理选择车刀进行车削加工的前提。（1）常用车刀的种类和用途由于车削加工的内容不同，必须采用各种不同种类的车刀。如90°车刀、45°车刀、切断刀、车孔刀、成形刀、车螺纹刀和硬质合金机械夹固式可转位车刀等。1）90°车刀（偏刀）用来车削工件的外圆、阶台和端面。2）45°车刀（弯头车刀）用来车削工件的外圆、端面和倒角。3）切断刀用来切断工件或在工件上切出沟槽。4）车孔刀用来车削工件的内孔。5）成形刀用来车削工件阶台处的圆角和圆槽或车削成形面工件。6）车螺纹刀用来车削螺纹。7）硬质合金可转位车刀这是国内外正在大力发展和广泛应用的先进刀具之一。刀片不需焊接，用机械夹固方式装夹在刀杆上，当刀片上的一个切削刃磨钝以后，只需松开夹紧装置，将刀片转过一个角度，即可用新的切削刃继续切削，从而大大缩短了换刀和刃磨车刀等时间，提高刀杆利用率。（2）车刀的主要组成部分车刀是由刀头（或刀片）和刀杆两部分组成。刀杆用于把车刀装夹在刀架上；刀头部分担负切削工作，所以又称切削部分。车刀的刀头由以下几部分组成，如图3.5所示（3）车刀的常用材料车刀切削部分在车削过程中承受着很大的切削力和冲击力，并且在很高的切削温度下工作，连续地经受着强烈的摩檫，所以车刀切削部分的材料必须具备硬度高、耐磨、耐高温、强度好和坚韧等性能。目前常用的车刀材料有高速工具钢和硬质合金两大类。1）高速工具钢高速工具钢是一种含有高成分钨和铬、钒的合金钢。高速工具钢刀具制造简单，刃磨方便，容易磨得锋利，而且韧性较好，能承受较大的冲击力，因此常用于加工一些冲击力较大、形状不规则的工件。高速工具钢也常作为精加工车刀（如宽刃大进给的车刀、梯形螺纹精车刀等）以及成型车刀的材料。但高速工具钢的耐热性较差，因此不能用于高速切削。常用的高速工具钢牌号是W18Cr4V（每个化学元素后面的数字，系指材料中含该元素的平均百分数）。2）硬质合金硬质合金是用钨和钛的碳化物粉末加钴作为结合剂，高压压制后再经高温烧结而成的。硬质合金能耐高温，即使在1000℃左右仍能保持良好的切削性能。常温下硬度很高，而且具有一定的使用强度。缺点是韧性较差、性脆、怕冲击。但这一缺陷，可通过刃磨合理的刀具角度来弥补。所以硬质合金是目前最广泛应用的一种车刀材料。硬质合金按其成分不同，主要有钨钴合金（YG3、YG6、YG8）和钨钛钴合金（YT5、YT15、YT30）两大类。3．刀具角度对加工的影响刀具的角度对车削加工的影响是很大的。因此，了解车刀的主要角度及其对车削加工的影响是对刀具进行合理刃磨的前提。车刀切削部分的角度很多，其中对加工影响最大的有前角、后角、副后角、主偏角、副偏角及刃倾角等。它们是在不同的辅助平面内测量得到的。1）确定车刀角度的辅助平面为了确定和测量车刀的几何角度，需要假想以下三个辅助平面作为基准，如图3.6所示。2）车刀的主要角度和作用（以外圆车刀为例）如图3.7所示。在正交平面内测量的角度有：①前角（o）前刀面与基面之间的夹角，前角影响刃口的锋利和强度，影响切削变形和切削力。增大前角能使车刀刃口锋利，减少切削变形，可使切削省力，并使切屑容易排出。②后角（o）主后刀面与切削平面的之间的夹角，后角的主要作用是减少车刀主后刀面与工件之间的摩擦。③副后角（'o）副后刀面与切削平面之间的夹角。副后角的主要作用是减少车刀副后刀面与工件之间的摩擦。在基面内测量的角度有：④主偏角（r）主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。主偏角的主要作用是改变主切削刃和刀头的受力情况和散热情况。⑤副偏角（'r）副切削刃在基面上的投影与背进给方向之间的夹角。副偏角的主要作用是减少副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦。在切削平面内测量的角度有：⑥刃倾角（s）主切削刃与基面之间的夹角。刃倾角的主要作用是控制切屑的排出方向，当刃倾角为负值时，还可增加刀头强度和当车刀受冲击时保护刀尖。4.砂轮的选择目前工厂中常用的磨刀砂轮材料有两种：一种是氧化铝砂轮；另一种是绿色碳化硅砂轮。刃磨时必须根据刀具材料来选择砂轮材料。氧化铝砂轮韧性好，比较锋利，但砂粒硬度稍低，所以用来刃磨高速工具钢车刀和硬质合金车刀的刀杆部分。绿色碳化硅砂轮的砂粒硬度高，切削性能好，但较脆，所以用来刃磨硬质合金车刀的刀头部分。一般粗磨时用颗粒粗的平形砂轮，精磨时用颗粒细的杯形砂轮。5．磨刀的一般步骤现以车削钢料的90°正偏角车刀（刀片材料为YT15）为例，介绍手工刃磨的步骤。（1）先把车刀前刀面、后刀面上的焊渣磨去，并磨平车刀的底平面。磨削时采用粗粒度的氧化铝砂轮。（2）粗磨主后刀面和副后刀面的刀杆部分，其后角应比刀片后角大2°～3°。以便刃磨刀片上的后角。磨削时采用粗粒度的氧化铝砂轮。（3）粗磨刀片上的主后刀面、副后刀面和前刀面。粗磨出的主后角、副后角应比所要求的后角大2°左右。刃磨时采用粗粒度的绿色碳化硅砂轮，如图3.8所示。（4）磨断屑槽。断屑槽一般有两种形状，一种是圆弧形，另一种是阶台形。刃磨圆弧形断屑槽，必须先把砂轮的外圆跟平面的交角处用修砂轮的金刚石笔修整成相应的圆孤。如刃磨阶台形断屑槽，砂轮的交角就必须修整出清角（尖锐）。刃磨时，刀尖可向下磨或向上磨，如图3.9所示。（5）精磨主后角和副后角。刃磨时，将车刀底平面靠在调整好角度的搁板上，并使切削刃轻轻靠在砂轮的端面上进行。刃磨时，车刀应左右缓慢移动，使砂轮磨损均匀，车刀刃口平直。精磨时采用杯形、细粒度的绿色碳化硅砂轮或金刚石砂轮，如图3.10所示。（6）磨负倒棱。刃磨时，用力要轻，车刀要沿主切削刃的后端向刀尖方向摆动。磨削方法可以采用直磨法和横磨法，如图3.11所示。（7）磨过渡刃。过渡刃有直线型和圆弧型两种。对于刃磨车削较硬材料的车刀时，也可以在过渡刃上磨出负倒棱，对于大进给量车刀，可用相同的方法在副切削刃上磨出修光刃，采用的砂轮跟精磨后角时相同，如图3.12所示。6．技能训练要求（1）学会选择砂轮和修磨砂轮的方法；（2）掌握硬质合金车刀的刃磨方法。2．使用的刀具、量具和辅助工具45°、90°硬质合金外圆车刀、角度样板、万能游标量角器。3．技能训练内容（1）工件图样如图3.15所示。（2）参考步骤1）选择黑色碳化硅砂轮磨去刀头部分刀体多余材料和焊渣；2）选择黑色碳化硅砂轮粗磨刀体部分的主、副后刀面，磨出主、副后角和主、副偏角；3）选择绿色碳化硅砂轮粗磨刀片部分的主、副后刀面，磨出主、副后角和主、副偏角；4）用砂轮割刀修正绿色碳化硅砂轮；5）粗、精磨前刀面，磨出断屑槽和前角；6）精磨主、副后刀面，磨出主、副后角，修正主、副偏角；7）修磨刀尖圆弧。三、课堂练习及总结刃磨上图所示90°外圆车刀。任务实施学生分组进行练习，其他同学提出问题共同解决任务测评作业、任务布置填写实训报告