项目3车削复杂轴类工件

1、项目三 车削复杂轴类工件在上一个项目中，我们学习了简单轴类零件的加工，对车削端面和外圆都有了基本的了解。但是轴类工件按其用途不同，还可分为阶台轴、偏心轴和空心轴等，本项目我们将对阶台轴进行车削加工。 3.1 任务书一、任务单项目三车削复杂轴类工件工作任务1.掌握控制车削阶台长度的方法；2.初步掌握切断刀的刃磨；3.完成项目3零件图样的车削。学 习内 容1.控制阶台长度方法；2.切断刀的几何角度；3.槽的车削方法；4.轴类工件的质量分析。教学时间/学时21学 习目 标1.学会控制阶台长度的方法；2.能够认识切断刀的基本角度；3.初步掌握刃磨切断刀的方法；4.学会车槽时控制各部分尺寸的方法；5.能

2、正确地对车削的工件进行质量分析。思考题1.车削阶台时控制阶台长度的方法有哪些？2.使用弹性切断刀切断时有什么好处？3.车削轴类工件时，表面粗糙度达不到要求的原因有哪些？二、工件图样 车削如图3-1所示零件。 图3-1阶台轴三.、资讯途径序号资讯类型1上网查询2机械类图书资料（教材、指导书等）3制作零件技术信息4工艺编制规则5标准及规范6工、量具基本条件及技术参数信息3.2 学习指导一、训练目的：1.掌握车削阶台的方法步骤。2.了解切断刀的几何形状并初步学会刃磨方法。3.掌握切断和车槽的方法。二、参考制作工艺 1.用三爪自定心卡盘夹住棒料外圆（露出长度不少于70mm），车削端面见光。 2.粗车4

3、2x65，保证阶台长度、直径尺寸。 3.调头夹住42外圆，车端面截总长至尺寸。 4.粗、精车40外圆。 5.手动车槽至尺寸，并倒角。 7.调头垫铜皮夹住40外圆，粗、精车30、25两级外圆，并倒角。 三、操作重点及难点1.用刻线法控制阶台长度。2.沟槽的宽度与深度的控制。四、相关知识 （一）车削端面和阶台在轴类工件中，阶台面占有很重要的地位，主要用来确定安装在轴上的工件的轴向位置。车削阶台时，不仅要车削外圆，还要车削端面。因此，车削时既要保证外圆和阶台面长度尺寸，又要保证阶台平面与工件轴线的垂直度要求。车削端面时，可用45车刀，它的主偏角Kr为45，刀尖角r为90，45车刀的刀头强度和散热条件

4、比90车刀好，常用于车削工件的端面、倒角。另外，由于45车刀主偏角较小，车削外圆时，径向切削力较大，所以一般只能车削长度较短的外圆（图3-2）。车削阶台时，可用90偏刀，这样既可以车削外圆又可以车削端面，只要控制住阶台长度，自然可以得到阶台面。应当注意，安装偏刀时，必须使车刀主切削刃与工件轴线之间的夹角要等于90或大于90，否则，车出来的阶台面与工件轴线不垂直。具体操作是精车外圆到阶台长度后，停止纵向进给，手摇中滑板手柄使车刀慢慢均匀退出，即把端面精车一刀，完成加工（图3-3）。图3-2 45车刀的使用 图3-3 阶台车削法车削阶台时，应准确掌握阶台的轴向长度尺寸。控制阶台长度有三种方法：1.

5、刻线法 先用钢直尺、样板或游标卡尺量出阶台的长度尺寸，再用车刀刀尖在阶台的位置车出细线，然后再进行车削（图3-4）。 图3-4 刻线痕确定阶台位置 2.用床鞍纵向刻度盘控制阶台长度 CDS6132车床床鞍纵向刻度盘一格等于1mm。所以，可根据阶台长度计算出床鞍纵向刻度盘手柄摇动的格数。 3.用挡铁控制阶台长度 在成批量生产阶台轴时，为了准确迅速地掌握阶台长度，可用挡铁定位来控制（图3-5）。先把挡铁1固定在床身导轨的某一个适当位置上，与图上阶台a3的阶台面轴向位置一致。挡铁2和3的长度分别等于a2、a1的长度。当床鞍纵向进给碰到挡铁3时，工件阶台长度a1车好；拿去挡铁3，调整好下一个阶台的背吃

6、刀量，继续纵向进给；当床鞍碰到挡铁2时，阶台长度a2车好；当床鞍碰到挡铁1时，阶台长度a3车好。这样就完成了全部阶台的车削。用这种方法可减少大量的测量时间，阶台长度精度可达0.1mm0.2mm。用卡盘顶尖安装工件时，在车床主轴锥孔内必须安装限位支承，以保证工件的轴向尺寸。图3-5 用挡铁定位车阶台 （二）切断和车外沟槽退刀槽在轴类工件中的主要作用是使磨削外圆或车螺纹时退刀方便。在切削加工中，若材料很长，需按要求切断后再车削；或者在车削完成后把工件从原材料上切割下来。这种加工方法叫切断。车削外圆及轴肩部分的沟槽，称为车外沟槽。常见的外沟槽有：外圆沟槽、45外沟槽、外圆端面沟槽和圆弧沟槽（图3-6

7、）等。(a)外圆沟槽 (b)45外沟槽(c)外圆端面沟槽 (d)圆弧沟槽图3-6 常见的几种沟槽 1.切断刀切断刀以横向进给为主，前端的切削刃为主切削刃，两侧的切削刃都是副切削刃。一般切断刀主切削刃较窄，刀头较长，因此刀头刚性较差，在选择刀头的几何参数和切削用量时应特别注意。（1）高速钢切断刀（图3-7）前角 切断中碳钢时=2030，切断铸铁时=010。后角 切断塑性材料时取大些，切断脆性材料取小些，一般都取=68。副后角 切断刀有两个对称的副后角=12，其作用是减少副后刀面与工件已加工表面的摩擦。图3-7 高速钢切断刀主偏角 切断刀以横向进给为主，因此=90。副偏角 切断刀的两个副偏角也必须

8、对称。它们的作用是减少副切削刃和工件的摩擦。为了不削弱刀头强度，一般取=1130。主切削刃宽度 主切削刃太宽会因切削力太大而振动；太窄会削弱刀头强度。因此主切削刃宽度可用下面的经验公式计算： （0.50.6） （3-1）式中：主切削刃宽度，mm；工件加工表面直径，mm。刀头长度L 刀头太长也容易引起振动和使刀头折断。刀头长度可用下面的公式计算：L=h +（23）mm （3-2）式中：L=刀头长度，mm；h=切入深度，mm。例3-1 切断外径为49mm，内孔为20mm的空心工件，试计算切断刀的主切削刃宽度和刀头长度。解：根据公式（3-1）、（3-2）得： （0.50.6）=（0.50.6）=3.

9、5mm4.2mmL=h +（23）mm=+(23)=16.5mm17.5mm所以切断刀的主切削刃宽度为3.5mm4.2mm，刀头长度为16.5mm17.5mm。 （2）硬质合金切断刀 用硬质合金切断刀高速切削工件时，由于切屑和工件槽宽相等容易堵塞在槽内。为了排屑顺利，可把主切削刃两边倒角或磨成人字形（图3-8）。图3-8 硬质合金切断刀（3）弹性切断刀 弹性切断刀是将切断刀作成刀片，再装夹在弹性刀杆上（图3-9）。当进给量过大时，弹性刀杆受力变形，刀杆的弯曲中心在刀杆上面，刀头会自动让刀，防止切断刀折断。 图3-9 弹性切断刀2.切断刀的安装 安装时，切断刀不宜伸出过长，伸出长度应根据工件直径

10、大小而定，同时切断刀的中心线必须与工件中心线垂直，以保证两个副偏角对称。 切断实心工件时，切断刀的主切削刃必须与工件中心等高，否则不能车到中心，而且容易崩刃，甚至折断车刀。 切断刀的底平面应平整，以保证两个副后角对称。3.外沟槽的车削车削宽度较窄的外沟槽，可用刀头宽度等于槽宽的车刀一次直进车出（图3-10a）。车削较宽的外沟槽时，可分两次车削（3-10b）。第一次用刀头宽度小于槽宽的切断刀粗车，在槽的两侧和底面留有精车余量；第二次再精车至尺寸。 (a)窄沟槽的车削 (b)宽沟槽的车削图3-10 直沟槽的车削 （三）轴类工件质量分析车削轴类工件时，可能产生废品的种类、原因及预防措施见表3-1。

11、表3-1 车削轴类工件时产生废品的原因及预防措施废品种类产 生 原 因预 防 措 施尺寸精度达不到要求看错图或刻度盘使用不当认真看清图样要求，正确使用刻度盘，看清刻度值没有进行试切削根据加工余量算出背吃刀量，进行试切削，然后修正背吃刀量由于切削热的影响，使工件尺寸发生变化不能再工件温度较高时测量，应浇注冷却液，降低工件温度测量不正确或量具有误差正确使用量具，且使用前要检查和调整零位尺寸计算错误仔细计算工件各部分尺寸没及时关闭机动进给，使车刀进给长度超过阶台长注意及时关闭或提前关闭机动进给，用手动进给至尺寸表面粗糙度达不到要求车床刚性不足，如滑板镶条太松或主轴太松引起振动消除或防止车床刚性不足而

12、引起的振动（如调整车床各部件的间隙）车刀刚性不足或伸出太长而引起振动增加车刀刚性和正确装夹车刀车刀几何参数不合理，如选用过小的前角、后角和主偏角合理选择车刀角度（如适当增大前角、后角和主偏角）切削用量选择不当进给量不宜太大，精车的时候切削用量一定要合理圆度超差车床主轴间隙太大车削前，检查主轴间隙，并调整合适。毛坯余量不均匀，切削过程中背吃刀量发生变化分粗、精车圆柱度超差用一顶一夹或两顶尖装夹工件时，后顶尖轴线与主轴轴线不同轴车削前，找正后顶尖，使之与主轴轴线同轴工件装夹时悬伸过长，车削时因切削力影响使前端让开一段距离，造成圆柱度误差尽量减少工件的伸出长度，或另一端用顶尖支承，增加装夹刚性 3.

13、3 工作单一、工艺分析项目三车削复杂轴类零件工作任务1.学习控制阶台长度的方法；2.完成项目3零件图样的工艺步骤编写，并完成车削加工加 工工 艺路 线签名本人同桌加 工工 具签名本人同桌使 用量 具签名本人同桌测 量方 案签名本人同桌小结16二、工、量具的选择在表3-2中选择需要的工、量具。表3-2 工、量具选择单名 称规 格精 度数量名称规格精度数量游标卡尺0150mm0.02mm90外圆车刀外径千分尺025mm0.01mm45端面车刀外径千分尺2550mm0.01mm切断刀内测千分尺530mm0.01mm内沟槽刀万能角度尺03202内孔车刀中心钻A型A3.15/6.7三角形螺纹车刀中心钻B

14、型B3.15/10内三角形螺纹刀钻头17.5mm梯形螺纹车刀钻头20mm成型车刀钻头23.5mm滚花刀单轮R规R7.514.5滚花刀双轮R规R14.525滚花刀六轮螺纹环规M126g螺纹环规M24x1.56g螺纹环规M24x26h螺纹环规M30x26g螺纹环规M20左6g普通顶尖反顶尖前顶尖活顶尖鸡心夹头中心架跟刀架三、参考工艺步骤XX职业中专学校机械加工工序卡片工件型号零（部）件图号共3页工件名称01号零（部）件名称阶 梯 轴第1页车间工序号工序名称材料牌号车工室0145钢毛坯种类毛坯外形尺寸每台件数圆钢毛坯尺寸为45x1251设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床CDS61321夹具

15、编号夹具名称切削液1三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给速度mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1用三爪自定心卡盘夹住棒料外圆（露出长度不少于70mm），用45车刀横向进给车削端面见光。游标卡尺(0150mm)575 r/min80m/min2用90车刀机动纵向进给粗车 42x65，保证阶台长度、直径尺寸。游标卡尺(0150mm)575 r/min80m/min0.18mm/r1mm3XX职业中专学校机械加工工序卡片工件型号零（部）件图号共3页工件名称01号零（部）件名称阶 梯 轴第2页车间工序号工序名称材

16、料牌号车工室0245钢毛坯种类毛坯外形尺寸每台件数圆钢毛坯为工序01成品1设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床CDS61321夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工 艺设 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1掉头夹住42外圆，用45车刀横向进给车端面截总长至尺寸。游标卡尺(0150mm)575 r/min80m/min2用90车刀机动纵向进给粗、精车40外圆至尺寸。千分尺(2550mm)800 r/min100m/min0.09mm/r3用切断刀手动车槽至尺寸。游标卡尺(0150mm

17、)175 r/min18 m/min4用45车刀倒角C2成形。800 r/min100m/minXX职业中专学校机械加工工序卡片工件型号零（部）件图号共3页工件名称01号零（部）件名称阶 梯 轴第3页车间工序号工序名称材料牌号车工室0345钢毛坯种类毛坯外形尺寸每台件数圆钢毛坯为工序02成品1设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通车床CDS61321夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给速度mm/r切削深度mm进给次数工步工时机动辅助1调头夹住40外圆，用90车刀粗、精车30、25两级外圆至

18、尺寸。游标卡尺(0150mm)800r/min100m/min0.09mm/r2用45车刀倒角C2成形。800 r/min100m/min四、评分标准 班级： 姓名： 总分： 考检内容评 分 标 准配分自评扣分互评扣分自评得分互评得分安全意识严格按照安全操作规程，如有出错酌情扣分。10“7S”要求整理、整顿、清扫、清洁、素养、节约、安全10长度尺寸C2倒角不正确不给分3未注倒角C0.5倒角不正确不给分210超出公差1丝扣1分510超出公差10丝扣1分340超出公差10丝扣1分340超出公差10丝扣1分31200.1超出公差1丝扣1分5直径尺寸20每车大（车小）1丝扣1分1030每车大（车小）1丝扣1分1030每车大（车小）1丝扣1分1040每车大（车小）1丝扣1分1040每车大（车小）1丝扣1分10表面质量表面质量没有达到1.6不给分6五、注意