车工一体化教学学习任务二.ppt

,零件的普通车床加工,营口技师学院机加部：李宪明,送给学生的话：知识改变命运，技能保障生存。,学习任务二：车削传动轴,学习目标,1.能独立阅读传动轴的生产任务书，明确工时、加工数量等要求，说出所加工零件的用途、功能和分类。2.能识读传动轴的图样和工艺卡，根据本任务查阅国家标准等相关资料。3.能识读传动轴的加工技术要求，制定加工工步。4.能借助机械工人切削手册，查阅中碳钢硬质合金的牌号、用途、性能。5.能根据传动轴材料、刀具、加工性质、机床特性等因素，查阅切削手册确定切削三要素中的切削速度、每转进给量和背吃刀量，并能运用切削速度计算公式计算相应的转速。,6.能按传动轴的图样要求，测量毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量。7.能识别常用刀具材料（高速钢、硬质合金）根据零件材料和形状特征，通过查阅切削手册和刀具手册合理选择刀具。8.能确定车刀切削部分的几何角度及其用途。9.能根据刀具的材料选择合适的砂轮，按照规范的刃磨方法，安全地刃磨切断刀。10.能根据现场条件，查阅相关资料，确定符合加工技术要求的工、量、夹具和辅件及切削液。11.能正确装夹工件和车刀。,12.能切削传动轴。13.能检查机床功能完好情况，按操作规程进行加工前机床润滑、预热等准备工作。14.在加工过程中，能通过采取有效措施，合理断屑，避免积屑瘤影响加工。15.能进行自检，判断零件是否合格，并进行简单的成本分析。16.能按车间现场管理规定，正确放置零件。17.能按产品工艺流程和车间要求，进行产品交接并确认。18.能按车间规定填写交接班记录。19.能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行总结反思，能与他人合作进行有效沟通。,学习活动1.任务书的认知。学习活动2.工、量、夹具的准备。学习活动3.传动轴的粗加工。学习活动4.传动轴的精加工。学习活动5.传动轴的检测及工件展示。,学习活动1.任务书的认知。,一、常用车刀的种类和用途,教学目的掌握车刀的种类、用途,重点与难点硬质合金可转位车刀的结构、性能。,1.车刀的组成车刀一般是在碳素合金钢的刀体上焊接硬质合金刀片而成。装夹部分称为刀体。切削部分称为刀头。刀头由三面、两刃、一尖组成。三面：前刀面：切削流出的表面。主后刀面：与加工表面相对的面。副后刀面：与已加工表面相对的面。两刃：主切削刃：前面与主后刀面的交线。副切削刃：前面与副后刀面的交线。一尖：刀尖：主切削刃与副切削刃的交点。,常用车刀的种类和用途2.车刀种类,按不同的用途可将车刀分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、成形车刀和螺纹车刀等（见图1-20）。,3.车刀的用途,（1）90车刀（外圆车刀）又叫偏刀。主要用于车削外圆、阶台和端面。（2）45车刀（弯头车刀）主要用来车削外圆和倒角。,（3）切断刀用于切断和车槽。（4）内孔车刀用于车削内孔。（5）成形车刀用于车削成形面。（6）螺纹车刀用于车削螺纹。,4.硬质合金可转位车刀,二、车刀车削部分的材料,教学目的车削部分的材料要求,重点与难点车削部分的材料种类和牌号,复习内容:车刀的种类和用途车刀车削部分的材料1.车刀材料的要求（1）应具有高硬度，其硬度要高于工件材料的1.31.5倍；（2）应具有高的耐磨性；（3）应具有高的耐热性，即在高温下能保持高硬度的性能；（4）应具有足够的抗弯强度和冲击韧性，防止车刀脆性断裂或崩刃,（5）应具有良好的工艺性，即好的可磨削加工性、较好的热处理工艺性、较好的焊接工艺性。2.车刀切削部分的常用材料（1）高速钢（又称锋钢、白钢）常用牌号为：W12Cr4V、W9Cr4V2等。这种材料强度高、韧性好，能承受较大的冲击力，工艺性好，易磨削成形，刃口锋利，常用于一般车削速度下的精车。但因其耐热性较差，故不适于高速切削。,（2）硬质合金：由硬度和熔点均很高的碳化钨、碳化钛和交结金属钴（Co）用粉末冶金方法制成。（3）陶瓷：用氧化铝（Al2O3）微粉在高温下烧结而成的陶瓷材料刀片，其硬度、耐磨性和耐热性均比硬质合金高。小结：一、车刀的材料要求。二、车刀切削部分的常用材料。作业：车刀切削部分的常用材料有哪两大类？各有何特点？,三、车刀的几何形状,教学目的了解车刀的组成、确定车刀几何角度的辅助平面，掌握车刀几何角度的标注及选择,重点：车刀的几何角度。难点：车刀几何角度的选择,复习内容：刀具的种类、用途及切削部分的材料。,车刀的几何形状1.车刀的组成刀体：刀体是刀具上夹持、焊接刀片或由它形成切削刃的部分。,刀头：刀具上的切削部分。组成：由“三面两刃一尖”组成。,（1）前刀面：车刀上切屑流经的表面。（2）主后刀面：车刀上与工件过渡表面相对的面。（3）副后刀面：车刀上与工件已加工表面相对的表面。,（4）主切削刃：前刀面与主后刀面相交的部位，它负担着主要的切削任务。（5）副切削刃：前刀面与副主后刀面相交的部位，靠近刀尖部分参加少量的切削工作。,（6）刀尖：刀尖是主切削刃与副切削刃连接处的那一小部分切削刃。为了增加刀尖处的强度，改善散热条件，在刀尖处磨有圆弧过渡刃。圆弧过渡刃：又称刀尖圆弧。一般硬质合金车刀的刀尖圆弧半径。,修光刃：通常我们称副切削刃前段接近刀尖处的一段平直刀刃叫修光刃。装刀时必须使修光刃与进给方向平行，切修光刃长度要大于进给量，才能起到修光的作用。,2.却定车刀角度的辅助平面(1)车削平面:车削平面是过车刀主切削刃上的某一选定点，并与工件的过渡表面相切的平面。(2)基面：基面是过车刀主切削刃上的某一选定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面,(3)截面：截面有主截面和副截面之分1)主截面:过车刀主切削刃上某一选定点，同时垂直于该点的切削平面和基面的平面叫主截面。2)副截面：过车刀副切削刃上某一选定点，同时垂直于该点的切削平面和基面的平面叫副截面。,3车刀几何角度的标注在主截面内测量的角度：,（1）前角（0）前角是前刀面与基面之间的夹角。,（2）后角后角是后刀面与切削平面之间的夹角。主后角（0）：在主截面内测量的主后角；,副后角（0）：在副截面内测量的是副后角。,（3）楔角（0）楔角是在主截面内前刀面与后刀面之间的夹角。它的大小与前角和后角的大小有关：,0=90-(0+0),在基面内测量的角度有：（4）主偏角（kr）主偏角是主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。,（5）副偏角（kr）副偏角是副切削刃在基面上的投影与背离进给方向间的夹角。,（6）刀尖角（r）刀尖角是主切削刃和副切削刃在基面上的投影之间的夹角。它影响刀尖的强度和散热性能。,=180(k+kr),刃倾角（s）刃倾角是主切削刃与基面之间的夹角。,车刀的刃磨,.车工视频车刀刃磨.flv,.车工视频车刀刃磨.flv,四、车削运动和车削用量的基本概念,教学目的掌握车削运动和车削时工件上形成的三个表面和切削用量,重点：切削用量的基本概念。难点：切削用量的选择,复习内容:车刀的种类和用途,车削运动和切削用量的基本概念1.车削运动（1）主运动：车削时，工件的旋转运动就是主运动,2019/12/12,40,可编辑,（2）给进运动：刀具的移动,2.车削时工件上形成的面（1）已加工面：已切除多余金属层而形成的新表面（2）过度表面：车刀切削刃在工件上形成的表面。（3）待加工表面：工件上有待切除多余金属层的表面。,3.切削用量的基本概念（1）切削深度ap：车削时工件上以加工表面与待加工表面之间的垂直距离叫切削深度。切断、车槽时的切削深度等于车刀切削刃的宽度。,ap,ap,ap,车外圆时切削深度的计算公式为：,ap切削深度，mmdw待加工表面直径，mmdm以加工表面直径，mm,ap=,ap,ap,ap,（2）进给量f：工件每转一圈，车刀沿进给方向移动的距离叫进给量。其单位为mm/r。,ap,（3）切削速度vc车刀在1min内车削工件表面的理论展开直线长度切削速度的计算公式为：vc=vc切削速度，m/min;n车床主轴转速，r/min;d工件加工表面直径，mm;车外圆时应以工件待加工表面直径计算；在车内孔时则应以工件已加工表面直径计算车端面或切断，切槽时切削速度应是变化的，切削速度随切削直径变化而变化。此时公式可改写成：n=,例1-1车削直径为400mm的工件外圆，选定车削速度为80m/min，试确定车床主轴的转速n。解根据公式1-3：n=计算出主轴转速若与车床主轴箱上的铭牌所列转速有出入时，应选取铭牌上与计算值相近的转速。,（4）。切削用量的初步选择合理地选择切削用量是指在工件材料、刀具材料和几何角度及其他切削条件已经确定的情况下，选择切削用量三要素的最优化组合来进行车削加工。1）粗车时切削用量的选择粗车时，加工余量大，主要考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命.首先选择较大的车削深度,以减少走刀次数.其次进给量.最后是切削速度,2）半精车、精车时切削用量的选择主要考虑保证加工精度和表面质量。半精车、精车时给进量应选的小一些。切削速度则应根据刀具材料选择。高速钢车刀应选较低的切削速度（vc80m/min）车削用量的选择可以参考附表1、附表2、附表3、附表4、附表5。,小结：一、车削运动。二、车削时工件上形成的表面。三、切削用量的基本概念。作业：1.什么是切削三要素？它们是如何定义的？2.车削直径为60mm的短轴外圆，若一次进刀车至55mm，当选择=80m/min的切削速度时，试问切削深度和主轴转速应选多大？,五、工件安装及车刀安装,1、工件安装工件安装时，应使加工表面的回转轴线和车床主轴的轴线重合，以确保加工后的表面有正确的位置。同时，还需把工件夹紧，以承受切削力、重力等。在车床上常用的附件有：三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘及压板等。这里只介绍用两种附件装夹工件的方法。,（1）用三爪卡盘安装工件三爪卡盘的组成：爪盘体、小锥齿轮、大锥齿轮（背面为平面螺纹）和三个卡爪。当用卡盘扳手转动任何一个小锥齿轮时，便带动大锥齿轮转动，大锥齿轮背面的平面螺纹就使三个卡爪同时等距离向中心靠拢或者向外张开，从而实现自动定心。三个卡爪可以反装，称为反爪。反爪可以装夹较大直径的工件。三爪卡盘的定心精度不高，一般为0.050.15mm，但装夹方便。适应于安装截面为圆形或正六边形的短轴类或盘类工件。,用三爪卡盘装夹工件时，工件必须放正。先轻轻夹紧工件，用手扳动卡盘，检查刀架与卡盘有无碰撞，然后低速开车，观察工件歪斜偏摆的方向，也可用百分表找正，并作好记号，停车后轻敲工件校正，确认无偏摆后，夹紧工件，取下扳手，开车切削。工件的夹持长度一般不小于10mm，但也不宜过长，否则会引起切削振动、顶弯工件或打刀。,（2）用顶尖安装工件加工较长的轴和丝杆以及车削后需经铣削、磨削等加工的工件，一般多采用前、后顶尖安装。主轴的旋转运动是通过拨盘带动夹紧在轴端的卡箍(也称作鸡心夹头)而传给工件,用顶尖安装工件的步骤：（1）在轴的两端钻中心孔中心孔一般是在车床或钻床上用标准中心钻加工的，加工前应将轴端面车平。常用的中心孔有普通中心孔和双锥面中心孔。中心孔的60锥面与顶尖的锥面相配合，前面的小圆柱孔是为了保证顶尖和中心孔锥面能紧密接触，同时可贮存润滑油。双锥面中心孔的120外锥面是防止60锥面被碰坏而影响与顶尖的配合。中心孔的尺寸是根据工件质量、直径大小来决定的，大而重的工件应选择较大的中心孔。具体选择可参阅有关中心孔的国家标准。,（2）安装和校正顶尖常用的顶尖有固定顶尖和回转顶尖两种。前顶尖既可插在一个过渡专用锥套内，再将锥套插入主轴锥孔内，也可将其直接装入主轴锥孔内，并随主轴和工件一起旋转，故用不需淬火的固定顶尖。后顶尖装在尾座的套筒内，既可用固定顶尖，也可用回转顶尖，前者不随工件一起转动，会因摩擦发热烧损、研坏顶尖或中心孔，但安装工件比较稳固，精度较高。后者随工件一起转动，克服了固定顶尖的缺点，但安装工件不够稳固，精度较低。故一般粗加工、半精加工可用回转顶尖，精加工用淬火的固定顶尖，且应合理选择切削速度。,安装顶尖前，要将顶尖尾部锥面及与其配合的主轴和尾座套筒的锥孔擦拭干净，然后装牢、装正。装后顶尖的尾座套筒尽量伸出短些，以增强支撑刚性，避免切削时振动。装好前后顶尖后，应将尾座推向床头，检查两顶尖是否在同一轴线上。对精度要求较高的轴，仅靠目测是不够的，要边加工，边测量，边校正。若两顶尖的轴线不重合，工件回转轴线与进给方向不平行，轴会被加工成锥体。,（3）安装工件首先把鸡心夹头夹紧在轴端，且使工件露出尽量短些。对于已加工过的轴，为避免鸡心夹头的固紧螺钉夹伤工件表面，可在装鸡心夹头处垫以纵向开缝的套筒或铜皮。鸡心夹头有直尾和弯尾两种，直尾鸡心夹头与带拨杆的拨盘配合使用。弯尾鸡心夹头既可与带U形槽的拨盘配合使用，也可由卡盘的卡爪代替拨盘传递运动。若用固定顶尖，应在中心孔内涂上黄油。工件安装在顶尖间不能太松或太紧，过松工件不能正确定心，车削时易产生振动，影响加工质量，也不安全。过紧会加剧摩擦，烧损研坏顶尖和中心孔，且会因温升、工件无伸长余地而弯曲变形。一般手握工件既感觉不到轴向窜动又转动自如即可。,六、车削传动轴,（一）加工传动轴的工艺分析（1）图样：,（2）加工分析：因为传动轴是由四个不同直径的外圆面组成。且同轴度又很高。所以粗加工采用“一夹一顶”式加工，而精加工采用一“两头顶”的加工方式。因为28直径加工尺寸精度较高，固采用千分尺测量。图样中的花键和平键的键槽转序后加工。,（3）加工前的准备：1.设备：CA6140一台。2.刀具：90外圆车刀45车刀各一把。中心钻钻头，活顶尖，垫铁，钻夹头，钻锁匙，铁勾，鸡心夹，扳手，手锤，前顶尖，划线盘。3.量具：卡尺(0200mm)，千分尺(025mm)千分尺(2550mm)钢直尺（0-300mm）,请看粗加工操作演示,轴的粗加工.avi,轴的粗加工.avi,（二）、传动轴的粗加工,1.来料测量，毛坯为125mm的45钢。2.毛坯伸出三爪自定心卡盘约25mm,利用划针找正用卡盘轻轻夹住毛坯，将划针盘放置在适当位置，将划针尖端触向工件悬伸端外圆表面。将变速手柄置于空档，用手轻拨卡盘使其缓慢转动，观察划针尖于毛坯全圆周上的间隙是否均匀，如果均匀找下结束，如果不均匀用手锤敲击，直到找正为止。夹紧好工件。,3.安装车刀。安装90外圆车刀45车刀利用刀垫调整好刀尖与车床主轴中心等高。4.利用45车刀车端面。取背吃刀量进给量车床主轴的转数为用中心钻钻削中心孔。由于中心孔的直径小，钻削时应取较快的转速，进给量应小一些，当中心钻钻入工件时，加切削液，促使其钻削顺利，光洁，钻毕时应稍停留中心钻，然后退出，使中心孔更光滑。,5.车定位台阶利用90外圆车刀粗定位台阶，25mm156.取总长钻中心钻。将工件调头。毛坯伸出三爪自定心卡盘约35mm,找正后夹紧。车端面B并保证总长118mm,钻中心孔.7.调整好尾座的前后位置，以保证工件的形状精度。一夹一顶装夹，夹25m15mm外圆，用后顶尖支顶。车削整段外圆至一定尺寸，（外径不能小于图样最终要求28mm测量两端直径是否相同，如果不同可通过调整尾座的横向偏移量来找正工件上。若车出工件的右端地、直径小，左端的直径大，尾座应向离开操作者的方向移动，反之，尾座应向操作者方向移动。,8.一夹一顶装夹粗车外圆第一个外圆加工夹住25mm15mm外圆，用后顶尖支顶。选取进给量f=0.30.6mm/r车床主轴转速为400700r/min对刀进刀试车测量粗车右端外圆。直径控制为29mm0.2mm粗车整段29mm的外圆（除夹紧处25mm外圆），背吃刀量ap=你是采用卡尺直接测量的。,第二个外圆加工选取进给量f=0.30.6mm/r车床主轴转速为400700r/min对刀进刀试车测量粗车右端外圆。直径控制为21mm0.2mm长度为56mm.粗车整段21mm的外圆，背吃刀量ap=第三个外圆加工选取进给量f=0.30.6mm/r车床主轴转速为400700r/min对刀进刀试车测量粗车右端外圆。直径控制为19mm0.2mm长度为36mm.粗车整段21mm的外圆，背吃刀量ap=选用45车刀对各级外圆进行倒角，较为容易安全。,9.将工件调头，粗车另一端外圆。利用三爪自定心卡盘夹19mm外圆处，一夹一顶装夹工件。对刀进刀试车测量粗车右端外圆。直径控制为21mm0.1mm长度为20mm.,请看精加工操作演示,轴的精加工1.avi,