1、項(xiàng)目二 軸類零件加工項(xiàng)目描述車削加工就是在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線（曲線）運(yùn)動(dòng)，對(duì)回轉(zhuǎn)體零件進(jìn)行粗、精加工，改變毛坯的形狀、尺寸，使之符合圖樣要求的一種金屬切削加工方法、技術(shù)。車削加工是金屬加工中最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位（如圖）。項(xiàng)目一 軸類零件加工任務(wù)1 零件裝夾及刀 具選擇任務(wù)2 車削臺(tái)階軸任務(wù)3 車槽和切斷任務(wù)一 零件裝夾及刀具選擇任務(wù)描述 本任務(wù)要求完成零件毛坯的裝夾及刀具選用（如圖1-31所示）。零件圖樣中共有四個(gè)外圓尺寸，各自有精度要求；長度尺寸要求一般，有7個(gè)未注公差尺寸；全部表面粗糙度要求Ra3.2um；一個(gè)徑向直槽；倒角c2；有同

2、軸度公差0.05mm。本任務(wù)確定選用毛坯材料為45鋼，毛坯規(guī)格為40118mm知識(shí)儲(chǔ)備一、軸類零件的裝夾 軸類工件的裝夾方法一般有卡盤直接裝夾、卡盤與頂尖一夾一頂裝夾、兩頂尖加雞心夾頭裝夾等方法。（一）用卡盤直接裝夾對(duì)于車削長度較短、直徑較大的軸，可以用三爪卡盤或四爪卡盤直接裝夾。1三爪卡盤裝夾三爪卡盤又稱為三爪自定心卡盤，特點(diǎn)是三個(gè)卡爪同時(shí)夾緊，同時(shí)松開，具有自定心作用，不需花較多時(shí)間校正工件中心，效率較高，但夾緊力不大，定心精度不高，適合加工規(guī)則的回轉(zhuǎn)體等中小型工件。2.四爪卡盤裝夾四爪卡盤又稱為四爪單動(dòng)卡盤，特點(diǎn)是四個(gè)卡爪不能同時(shí)夾緊，同時(shí)松開，只能單獨(dú)移動(dòng)，所以校正工件中心較麻煩，但夾

3、緊力大，適合加工形狀不規(guī)則的大型工件三爪四爪（二）兩頂尖裝夾在實(shí)際加工過程中，有些軸類工件較長，或者需要多次裝夾，而且同軸度等形位公差要求較高，如細(xì)長軸、絲杠等工件，可以采用雙頂尖裝夾，具體方法是將前后頂尖頂住軸的兩端，將雞心夾頭套在軸的一端并且固定在軸上。這種裝夾方式加工精度較高，但剛性略差，適用于精度較高的較長軸類工件的精加工。前頂尖一般采用車床主軸錐孔裝夾頂尖來定位工件（如圖1-33左所示），也可采用卡盤裝夾自制60頂尖，裝夾后再精加工60錐面，確保同軸要求（如圖5-33右所示），前頂尖工作時(shí)與工件一起旋轉(zhuǎn)。后頂尖一般采用尾座裝夾頂尖支撐并定位工件。（三）一夾一頂裝夾對(duì)于車削長度較長的軸

4、，可以采用卡盤加頂尖一夾一頂?shù)姆椒▉硌b夾。即將軸的一端鉆好中心孔后用頂尖頂上，另一端用三爪卡盤夾上，就可以進(jìn)行加工了。此裝夾方式剛度好，適用于較長軸類工件的粗、精加工。二、刀具的選擇頂尖1、前頂尖2、后頂尖 固定頂尖回轉(zhuǎn)頂尖前頂尖與工件一起旋轉(zhuǎn)的叫前頂尖。與中心孔無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生摩擦。有插入主軸錐孔內(nèi)使用和夾在卡盤上用鋼料車成60的兩種固定頂尖。車制頂尖從卡盤取下再次使用時(shí)必須將錐面重車一遍，插入錐孔的頂尖再次使用時(shí)必須將錐柄和錐孔擦拭干凈。后頂尖插入尾座套筒錐孔中使用的叫后頂尖 ，有固定和回轉(zhuǎn)頂尖兩種。固定頂尖定心準(zhǔn)確剛性好，但與工件中心孔產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生高溫可“燒壞”中心孔或頂尖，適合低

5、速加工精度較高的工件。目前常用鑲硬質(zhì)合金頂尖?；剞D(zhuǎn)頂尖能承受很高的轉(zhuǎn)速速度，應(yīng)用很廣，但存在裝配累積誤差，當(dāng)軸承磨損后產(chǎn)生徑向擺動(dòng)降低加工精度。后頂尖安裝之前，必須要把錐柄和錐孔擦干凈。中心孔用一夾一頂和兩頂尖裝夾工件時(shí)，必須先在工件一端或兩端的端面上加工出合適的中心孔。一夾一頂裝夾工件兩頂尖裝夾工件中心孔的結(jié)構(gòu)形狀和作用中心孔有四種類型，即A型（不帶護(hù)錐）、B型（帶護(hù)錐）、C型（帶螺紋孔）、R型（帶弧形）A型：不需多次裝夾或不必保留中心孔的工件B型：一般使用于多次裝夾的工件或較重的工件C型：用于工件之間的緊固連接或重型工件R型：用于精度要求很高的軸類零件中心孔的結(jié)構(gòu)形狀和作用 這四種中心孔的

6、圓柱部分的作用是：儲(chǔ)存油脂，避免頂尖觸及工件，使頂尖與60圓錐面配合貼緊。任務(wù)2 車削臺(tái)階軸任務(wù)描述 在完成識(shí)圖和工件裝夾及刀具準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，本任務(wù)就是根據(jù)車削加工工藝，在車床上利用刀具加工出圖樣所要求的軸類零件，下表為該軸類零件的加工工藝過程。知識(shí)儲(chǔ)備一、車端面 車削工件時(shí)，往往采用工件的端面作為測(cè)量軸向尺寸的基準(zhǔn)，必須先進(jìn)行加工。這樣，既可以保證車外圓時(shí)在端面附近是連續(xù)切削的，也可以保證鉆孔時(shí)鉆頭與端面是垂直的。（a）90車刀車端面 （b）90車刀由里向外車端面 （c）45車刀車端面二、車外圓 外圓車削是通過工件旋轉(zhuǎn)和車刀的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。車外圓時(shí)為了保證切削深度的準(zhǔn)確性，一般采取試

7、切法。 試切法即在開始車削時(shí)讓車刀的刀尖輕輕接觸工件的外圓表面，此時(shí)記住中滑板刻度盤上的數(shù)字，然后退回車刀，再以上次的數(shù)字作為基準(zhǔn)，決定切削深度。三、車臺(tái)階臺(tái)階其實(shí)就是外圓和端面的綜合加工，車臺(tái)階一般使用75右偏刀或90 車刀，采用分層切削的方法進(jìn)行。四、零件表面的測(cè)量外圓表面直徑可用游標(biāo)卡尺或外徑千分尺直接測(cè)量（如圖1-41所示）。臺(tái)階長度可用鋼直尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量，對(duì)于長度要求精確的臺(tái)階可用深度尺來測(cè)量。外圓內(nèi)孔任務(wù)拓展：切削用量的選擇方法一、零件加工表面及運(yùn)動(dòng) 1.切削加工表面 切削加工過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，在切削過程中，工件上通常存在著三個(gè)不斷變化的切削表面。即： （1）待加工表面：零件上

8、即將被切除的表面。 （2）已加工表面：零件上已切去切削層而形成的新表面。 （3）過渡表面(加工表面)：零件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。 2.切削運(yùn)動(dòng) （1）主運(yùn)動(dòng)：機(jī)床的主要運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)床的主要?jiǎng)恿?。車削時(shí)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)（通常主運(yùn)動(dòng)的速度較高）。 主運(yùn)動(dòng)方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件的瞬時(shí)主運(yùn)動(dòng)方向。 主運(yùn)動(dòng)速度：即切削速度，是指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，用vc表示， 單位：m/min（或m/s）。（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：使工件多余材料不斷被去除的切削運(yùn)動(dòng)。如：在車外圓的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，車端面時(shí)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)等。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向：是指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件

9、的瞬時(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度：指切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。二、切削用量三要素 （1）切削用量及切削用量三要素切削用量是指切削速度 Vc 、進(jìn)給量 f （或進(jìn)給速度Vf ）、背吃刀量ap三者的總稱，也稱為切削用量三要素。它是調(diào)整刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)位置所需的工藝參數(shù)。在切削加工中，需要根據(jù)不同的工件材料、刀具材料和其他技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求來選擇適宜的切削用量。 （2）切削速度Vc 金屬切削過程中，刀具相對(duì)于工件的瞬間移動(dòng)速度。通常以Vc表示。（3）進(jìn)給量 f 工件或刀具每轉(zhuǎn)一周，刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量。 （4）背吃刀量 ap 已加工表面與待加工表面間垂直

10、距離。（5）進(jìn)給速度Vf 進(jìn)給速度是指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度。切削用量、切削用量三要素（vc，f，ap） 切削速度Vc （1）切削速度 Vc 金屬切削過程中，刀具相對(duì)于工件的瞬間移動(dòng)速度。通常以Vc表示。切削速度對(duì)刀具的使用壽命影響很大，隨著切削速度提高，切削溫度提高很快，摩擦加劇，使刀具迅速磨損。切削速度Vc Vc=*d*n是圓周率，取3.14d 是工件直徑或刀具直徑，單位是：毫米n是轉(zhuǎn)速，單位是：轉(zhuǎn)/分一般Vc的單位用米/分，而d的單位一般用毫米，所以有時(shí)候也寫成：Vc=*d*n/1000在加工中，切削線速度Vc和工件直徑d（或刀具直徑d）及轉(zhuǎn)速n成正比。所以在切削速度一

11、定的情況下，工件或刀具直徑越大，在加工時(shí)通常要采用較低的轉(zhuǎn)速。（2）切削速度 Vc 計(jì)算公式（1）進(jìn)給量 f進(jìn)給量是工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)兩者沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移，單位是mm/r（毫米/轉(zhuǎn)）進(jìn)給量 f （2）進(jìn)給速度 Vf進(jìn)給速度是單位時(shí)間的進(jìn)給量，單位是mm/min（毫米/分鐘） Vf = fn = fzzn 進(jìn)給量 f （3）每齒進(jìn)給量 fz對(duì)于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進(jìn)行工作時(shí)，還規(guī)定每一個(gè)刀齒的進(jìn)給量fz，即后一個(gè)刀齒相對(duì)于前一個(gè)刀齒的進(jìn)給量，單位是mm/z(毫米/齒)。 （4）進(jìn)給速度 Vf 計(jì)算公式背吃刀量 ap 1、 切削用量對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的影響切削用量三

12、要素vc、f 、ap 雖然對(duì)加工質(zhì)量、刀具耐用度和生產(chǎn)效率均有直接的影響，但影響程度卻不同，且它們又是相互聯(lián)系，相互制約，不可能都選擇的很大，因此，就存在著從不同角度出發(fā)，去優(yōu)先選擇三者之中的某一個(gè)切削要素。為提高生產(chǎn)效率，可以適當(dāng)增加背吃刀量ap，減少走刀數(shù)，但是當(dāng)加工余量太大、加工余量不均勻或工藝系統(tǒng)剛性不足時(shí)，為避免振動(dòng)需要分兩次或多次走刀完成。提示：在刀具強(qiáng)度，機(jī)床剛性保證的情況下，盡可能增加背吃刀量 ap、進(jìn)給量 f 、適中的切削速度vc。三、切削用量的選擇 2、切削用量對(duì)零件精度、表面粗糙度的影響對(duì)零件精度、表面粗糙度，首先從進(jìn)給量 f （進(jìn)給速度 Vf）著手分析，進(jìn)給量 f 的確

13、定，主要受到表面粗糙度的制約，為提高零件的粗糙度，進(jìn)給量必須選擇得當(dāng)。在三要素中，吃刀量 ap 通常根據(jù)加工余量確定，在吃刀量和進(jìn)給量確定后，在保證刀具的耐用度的前提下，確定合理的切削速度 vc 。3、 切削用量對(duì)刀具耐用度的影響（1）刀具耐用度所謂刀具耐用度，是指一把新刀從開始切削直到磨損量達(dá)到磨損標(biāo)準(zhǔn)為止，在這期間所使用的總的切削時(shí)間，用T表示。（2） 切削速度vc與刀具耐用度的關(guān)系切削速度是影響刀具耐用度的主要因素，其原因是當(dāng)提高切削速度時(shí)，單位時(shí)間的金屬去除率會(huì)成正比例增加，刀具與工件間的摩擦加劇，消耗于金屬變形和摩擦的無用功增加，因而產(chǎn)生過多的熱量。因此，提高切削速度的結(jié)果是：摩擦熱

14、大量的積聚在切屑底層而來不及傳導(dǎo)出去，從而使切削溫度急劇升高，使刀具的耐用度大大降低。3、切削用量對(duì)刀具耐用度的影響（3） 進(jìn)給量f與刀具耐用度的關(guān)系當(dāng)增大進(jìn)給量后，切屑厚度增大，由切屑帶著走的熱量增多，同時(shí)切屑與前刀面的接觸長度增加，散熱面積增大。通過測(cè)試得知，切削溫度隨進(jìn)給量的增加而升高，但溫度的升高幅度不及切削速度顯著。（4 ）背吃刀量ap與刀具耐用度的關(guān)系背吃刀量對(duì)切削溫度的影響很小。這是因?yàn)楸吵缘读吭龃蠛螅邢鲄^(qū)產(chǎn)生的熱量雖然成正比增加，但因?yàn)榍邢魅袇⒓忧邢鞴ぷ鞯拈L度也成正比增加，從而改善了散熱條件，因此切削溫度上升甚微。綜上所述，凡是影響切削溫度因素，都影響刀具磨損，因而也影響刀具

15、耐用度。切削用量的選擇：總的要求保證安全，不致發(fā)生人身事故或設(shè)備事故；保證加工質(zhì)量。在上述 兩項(xiàng)要求的前提下充分發(fā)揮機(jī)床的潛力和刀具的切削性能，選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)率；不應(yīng)超負(fù)荷工作，不能產(chǎn)生過大的變形和震動(dòng)。 選擇切削用量的基本原則是首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要在機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的范圍內(nèi)，同時(shí)又滿足已加工表面粗糙度的要求的情況下，選取盡可能大的進(jìn)給量，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度。 切削用量的選擇：基本原則切削用量的選擇：一般原則 切削用量選擇的原則是提高生產(chǎn)率，即切削時(shí)間縮短。 對(duì)于粗加工來說，要盡可能保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 半精加

16、工、精加工時(shí)首先要保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)兼顧必要的刀具耐用度和生產(chǎn)效率，此時(shí)的背吃刀量根據(jù)粗加工留下的余量確定。為了減小工藝系統(tǒng)的彈性變形，減小已加工表面的殘留面積，半精加工尤其是精加工，一般多采用較小的背吃刀量和進(jìn)給量。為抑制積屑瘤和鱗制的產(chǎn)生，用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行精加工時(shí)一般多采用較高的切削速度；高速鋼刀具則一般多采用較低的切削速度。背吃刀量根據(jù)加工余量確定。 在粗加工時(shí)，一次走刀應(yīng)盡可能切去全部加工余量。 下列情況可分幾次走刀： 加工余量太大，一次走刀切削力太大，會(huì)產(chǎn)生機(jī)床功率不足或刀具強(qiáng)度不夠時(shí)； 工藝系統(tǒng)剛性不足，或加工余量極不均勻，以致引起很大振動(dòng)時(shí)，如加工細(xì)長軸或薄壁工件；

17、 斷續(xù)切削，刀具受到很大的沖擊而造成打刀時(shí)。 分二次走刀，第一次的ap應(yīng)比第二次大，第二次的ap可取加工余量的1/31/4左右。 切削表層有硬皮的鑄鍛件或切削不銹鋼等冷硬較嚴(yán)重的材料時(shí)，應(yīng)盡量使背吃刀量超過硬皮或冷硬層厚度，以防刀刃過早磨損或破損。在半精加工時(shí)，ap=0.52 mm 。在精加工時(shí)，ap=0.10.4 mm 。切削用量的選擇：吃刀量的選擇 粗加工時(shí)，對(duì)工件表面質(zhì)量沒有太高要求，這時(shí)切削力往往很大，合理的進(jìn)給量應(yīng)是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量。這一進(jìn)給量要受到下列一些因素的限制：機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀具的強(qiáng)度和剛度、硬質(zhì)合金或陶瓷刀片的強(qiáng)度及工件的裝夾剛度等。 切削用量的選擇：進(jìn)給

18、量的選擇精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。 實(shí)際生產(chǎn)中，進(jìn)給量常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。然而，按經(jīng)驗(yàn)確定的粗加工進(jìn)給量在一些特殊情況下，如切削力很大、工件長徑比很大、刀桿伸出長度很大時(shí)，有時(shí)還需對(duì)選定的進(jìn)給量進(jìn)行修正。 根據(jù)已選定的背吃刀量 ap、進(jìn)給量 f，查切削手冊(cè)可得切削速度 Vc 切削速度的選擇 粗加工時(shí)，ap 、f 較大，所以Vc較低，精加工時(shí)，ap 、f較小，所以Vc較高。 工件材料強(qiáng)度、硬度較高時(shí)，應(yīng)選較低的Vc；反之，Vc較高。 刀具材料的切削性能愈好，Vc也選得愈高。此外，在選擇Vc時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 精加工時(shí)，應(yīng)盡量避免積屑瘤和鱗刺產(chǎn)生的區(qū)域。 斷續(xù)切削時(shí)，

19、為減小沖擊和熱應(yīng)力，宜適當(dāng)降低Vc。 在易發(fā)生振動(dòng)情況下，Vc應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界速度。 加工大件、細(xì)長件、薄壁件以及帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)選用較低的Vc。任務(wù)三 車槽和切斷任務(wù)描述 在完成端面車削、外圓車削、臺(tái)階車削的基礎(chǔ)上，本任務(wù)就是根據(jù)車削加工工藝，在車床上利用切斷刀進(jìn)行切斷、備料等，利用切槽刀進(jìn)行各類槽的加工知識(shí)儲(chǔ)備 在車削加工中，把棒料或工件切成兩段（或多段）的加工方法叫切斷；車削外圓及軸肩部分的溝槽，稱為車外溝槽。槽一般在軸類零件和套類零件上經(jīng)常見到，常見的溝槽如圖所示： a）45溝槽 （b）外圓溝槽 （c）內(nèi)孔溝槽 （d）端面槽 1.選擇、裝夾切斷刀切斷刀是以橫向進(jìn)給為主，前端的切削刃是主切削刃，兩側(cè)的切削刃是副切削刃。裝夾切斷刀的操作要領(lǐng)主要有：（1）關(guān)閉車床電源，將刀架盡量遠(yuǎn)離卡盤和工件，以防發(fā)生碰撞；（2）切斷刀伸出不宜太長（一般比工件半徑長5mm左右），否則容易產(chǎn)生振動(dòng)和損壞刀具；（3）切斷刀的中心