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课 题第七章 车复杂工件 7-1 在花盘和弯板上装夹工件班 级 授课日期总课时教 学 目 标1、掌握在花盘和弯板上装夹工件的方法2、掌握偏心工件的加工方法3、掌握曲轴的加工方法教 学 重 点教 学 难 点车偏心工件在花盘和弯板上找正复杂工件教 学 课 型理 论 课教 学 手 段讲 授使 用 教 具教学基本内容教师活动 【复习提问】1、轴套类工件的加工方法2、螺纹类工件的加工方法【导入新课】 车床加工中会遇到一些外形复杂和不规则的工件，如十字孔、对开轴承座、齿轮油泵体、偏心工件、曲轴和环首螺钉等，这些工件不能用三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘直接装夹，必须借助于车床附件或装夹在专用夹具上加工。细长轴、薄壁和深孔工件等，虽然形状不复杂，但采用普通方法加工非常困难，往往要配备一些专业工艺装备。因此这一章我们主要对复杂工件进行讲解。【讲授新课】一、在花盘和弯板上装夹工件当复杂工件的数量较少的时候，一般不设计专业夹具，而使用花盘或弯板等一些车床附件来装夹工件。1、 常用的车床附件（1） 花盘（2） 弯板（3） V形架（4） 方头螺栓（5） 压板（6） 平衡铁2、 在花盘上装夹工件被加工表面回转轴线与基准面互相垂直的复杂工件，如双孔连杆和齿轮油泵体等，可以装夹在花盘上车削。（1） 概述：花盘是一个铸铁大圆盘，它的盘面上有很多长短不同呈辐射状分布的通槽（或T形槽），用于安装各种螺钉，以紧固工件，花盘可以直接安装在车床主轴上，其盘面必须与主轴轴线垂直，且盘面平整，表面粗糙度值低。（2） 花盘的安装1） 拆下主轴上的卡盘，妥善保管2） 擦净主轴上连接盘，并加少量润滑油3） 擦净花盘配合、定位面4） 以类似安装卡盘的方法，将花盘安装到主轴上，并装好保险装置（3） 花盘的检查与修整：花盘安装好后，在装夹工件前应检查1） 花盘盘面对车床主轴轴线的端面跳动，其误差应小于0.02mm。检查方法：用百分表测头接触在花盘外端面上，用手轻轻转动花盘，观察百分表指针的摆动量；然后再移动百分表到花盘的中部平面上。按上述方法，观察百分表摆动量应小于0.02mm。2） 花盘盘面的平面度误差应小于0.02mm（允许中间凹）。检查方法：将百分表固定在刀架上，使其测头接触花盘外端，花盘不动，移动中滑板，从花盘的一端移动至另一端（通过花盘的中心），观察其指针的摆动量，其值应小于0.02mm。若对花盘的上述两项检查不符合要求时，应选用耐磨性能较好的YG6牌号刀头的车刀，将花盘盘面精车一刀，车削时，应紧固床鞍。若精车后仍不能满足要求，则应调整车床主轴间隙或修刮中滑板。（4） 工件在花盘上的安装方法若被加工表面的回转轴线与基准面相互垂直和外形比较复杂的工件，如支撑座、双孔连杆等，可以再花盘上车削。安装方法：现以在花盘上车削双孔连杆为例说明。双孔连杆主要有四个表面要加工，前后两个平面、上下两个内孔。若两个平面已精加工，现在要加工两个内孔。由于两孔中心距有一定要求，且两孔轴线要互相平行且与基准平面垂直，而且两孔本身有一定的尺寸要求。为此，必须要求：花盘本身的形状公差是工件相关公差值的1/2-1/3，要有一定的测量手段以保证两孔中心距的公差。其装夹步骤如下：1） 首先选择前后两平面中的一个合适平面作为定位基准面，将其贴平在花盘盘面上。2） V形架轻轻靠在连杆下端圆弧形表面，并初步固定在花盘上。3） 按预先划好的线找正连杆第一孔，然后用压板压紧工件。4） 调整V形架，使其V形槽轻抵近工件圆弧形表面，并锁紧V形架。5） 用螺钉压紧连杆另一孔端。6） 加适当配重铁，将主轴箱手柄置于空挡位置，以手转动花盘，使之能在任何位置都处于平衡状态。7） 用手转动花盘，如果旋转自由，且无碰撞现象，即可开始车孔。 加工第二孔时，找正工件的中心距。找正时先在花盘上安装一个定位圆柱，它的直接与第一孔采用较小的间隙配合。再在车床主轴锥孔中安装一个预先制好的心轴，然后用千分尺测量出它与定位圆柱之间的尺寸M，再用下列计算中心距L：L=M-(d1+d2)/2 L两孔中心距 M千分尺的读数值 d1定位圆柱直径 d2主轴锥孔中的心轴直径如果测量出的中心距L与计算要求不同，可稍微旋松定位圆柱上的紧固螺母，用铜棒轻轻敲击，直至把中心距调整正确为止。中心距找正以后，把主轴锥孔中的心轴去取下，并使双孔连杆已加工好的第一孔与定位圆柱配合，找正外形，再夹紧工件，即可车削第二孔。（5）在花盘上装夹十字孔工件工艺要求圆柱孔的轴线与两端轴的轴线互相垂直并相交。加工这类工件可选用两块等高的V形架，先把V形架中心找正，并用螺钉固定在花盘上。装夹时，把工件两端的外圆置于V形架的槽内，利用工件的轴肩固定工件，就可进行车削。用这种方法车削成批工件时，当第一个工件找正后，其余各工件只要找正平面即可进行车削。3、 在弯板上装夹工件（1） 概述：角铁也是铸铁制成的车床附件，通常有两个互相垂直的表面。在角铁上有长短不同的通孔，用以安装连接螺钉。由于工件形状、大小不同，角铁除有内角铁和外角铁之分外，还可做成不同形状，以适应不同的加工要求。（2） 角铁制造要求：应具有一定的刚性和强度，以减少装夹变形。为此，除了在结构上增加一些肋、肋板外，还应在铸造后进行时效处理。角铁的工作表面和定位基准必须经过磨削或精刮研以确保接触性能好、角度准确。通常角铁与花盘一起配合使用。（3） 角铁的检查：角铁在未安装在花盘上之前，首先应根据工件的形状、大小考虑其安装位置，通过目测或钢直尺测量，使所需要加工的孔或外圆的轴线基本在花盘的中心，这样可减少校正的工作量。（4） 角铁的修整方法：角铁安装在花盘上后，首先用百分表检查角铁的工作平面与主轴轴线的平行度。用百分表检查角铁工作平面，先将百分表装在中滑板或床鞍上，使测量头与角铁工作平面轻轻接触，然后慢慢移动床鞍，观察百分表的摆动值，其最大值与最小值之差，即为平行度误差。如果测得结果超出工件公差的1/2，若工件数量较少，可在角铁与花盘的接触平面间垫上合适的铜皮或薄纸加以调整；若工件数量较多，则应重新修刮角铁，直至使测得结果符合要求为止。角铁安装在花盘上必须牢固、可靠。角铁与花盘之间至少要有一个螺栓通过两者的螺栓孔直接紧固。可在角铁旁安装一个定位块，以确保角铁装夹稳固，安装角铁时，应注意安全。为防止安装时角铁滑落碰坏床面或伤人，可事先在角铁位置下方安装一块矩形压板，使装夹或校正角铁时省力安全。（5） 工件在角铁上的装夹方法被加工表面的旋转轴线与基面相互平行（或相交），外形较复杂的工件，可以安装在花盘、角铁（或不成90的角铁）上加工。最常见的是在角铁上加工如轴承座、减速器壳体等零件。（6） 其他形式的角铁1） 角度角铁2） 微型角铁3、 在花盘、角铁上安装加工工件要注意事项（1） 在花盘、角铁上加工轴孔，关键问题是要确保被加工孔的轴线与主轴轴线重合，为此，装夹工件时要保证找正精度。（2） 在花盘、角铁上加工工件时，要特别注意安全。因为工件形状不规则，并有螺栓、角铁安装牢固、可靠，要校好平衡，车削时转速不宜太高。（3） 夹紧工件时要防止变形，应使夹紧力的方向与主要定位基准面垂直，以增加工件加工时的刚性。（4） 机床主轴间隙不得过大，导轨必须平直，以保证工件的形状位置精度。二、车削偏心工件 在机械传动中，要使回转运动变为直线运动，或由直线运动转变为回转运动，一般都是用偏心轴或曲轴来完成的。偏心轴、偏心套一般都在车床上加工，它们的加工原理基本相同，主要是在装夹方面采取措施，即把需要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线相重合。1、 定义及基本原理（1） 定义：外圆与外圆、内孔与外圆的轴线平行但不重合的工件（2） 基本原理：把所要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴轴线重合，但应根据工件的数量、形状偏心距的大小和精度要求相应地采用不同的装夹方法2、 车削偏心工件的方法（1） 在两顶尖间车偏心轴 一般的偏心轴，只要两端面能钻中心孔，有鸡心夹头的装夹位置，都可以用在两顶尖间车偏心的方法，因为在两顶尖间车偏心轴与车一般外圆没有很大区别，仅仅是两顶尖顶在偏心中心孔中加工而已。这种方法的优点是偏心中心孔已钻好，不需要花费时间去找正偏心，定位精度高。（2） 在四爪单动卡盘上车偏心工件 对长度较短，外形复杂，加工数量较少且不便于在两顶尖间装夹的偏心工件，可装夹在四爪单动卡盘上车削。在四爪单动卡盘上车削偏心工件时，必须将已划好的偏心轴线和侧母线找正。先使偏心轴线与车床主轴轴线重合，再找正侧母线，工件装夹后即可车削。在开始车偏心时，由于两边的切削量相差很多，车刀应先远离工件后再起动主轴。然后，车刀刀尖从偏心的最远一点逐步切入工件进行车削，这样就可以防止发生事故（3） 在三爪自定心卡盘上车偏心工件长度较短，且偏心距较小（e6mm）的偏心工件，也可以再三爪自定心卡盘的一个卡爪上增加一块垫片，使工件产生偏心来车削，垫片厚度可用下面近似公式计算： x=1.5e+kx垫片厚度e工件偏心距k偏心距修正值，其正负值按实测结果确定e试切后的实测偏心距误差e测试切后的实测偏心距（4） 在双重卡盘上车偏心工件将三爪自定心卡盘装夹在四爪单动卡盘上，并移动一个偏心距e。加上偏心工件时，只需把工件装夹在三爪自定心卡盘上就可以车削，这种方法第一次在四爪单动卡盘上找正比较困难，但是，在加工一批工件的其余工件时，则不需找正偏心距，因此适用于加工成批工件。由于两只卡盘重叠在一起，刚度不足且离心力较大，切削用量只能选得较低。此外车削时尽量用后顶尖支顶，工件找正后尚需加平衡铁，以防发生事故。这种方法只适合车削偏心距不大（e5 mm）且精度要求不高，批量较小的偏心工件。（5） 在花盘上车偏心工件加工长度较短、偏心距较大（e6mm）的偏心套时，可以装夹在花盘上车削。在加工偏心孔前，先将工件外圆和两端面加工至要求后，在一端面上划好偏心孔的位置，然后用三块压板均匀地把工件装夹在花盘上，并在花盘靠近工件外圆处，装上两块成90位置分布的定位块，以保证偏心套的定位要求。三、曲轴的车削方法根据发动机的性能和用途不同，曲轴分为两拐、四拐、六拐和八拐等几种。根据曲柄颈拐数不同，曲柄颈之间可互相成90、120、180等角度。曲轴毛坯一般用锻造或球墨铸铁浇注成形。车削时主要加工主轴颈和曲柄颈。曲轴就是多拐偏心轴，其加工原理与偏心轴基本相同，即用中心孔定位，在两顶尖间装夹车削。这里仅介绍两拐曲轴的车削方法。车削两拐曲轴的工艺措施如下：1、 首先划线，然后在两端面钻基准面中心孔A和偏心孔B1、B2。2、 车削时采用两顶尖装夹，先用两顶尖支顶在中心孔A上，粗车基准轴外圆D；再用两顶尖分别顶在偏心中心孔B1和B2上，便可车削曲柄颈d1和d2；最后两顶尖支顶在中心孔A中，精车基准轴轴径D和主轴颈。若工件两端不允许保留偏心中心孔，可将中心孔B1和B2车去。3、 车曲轴时，仍要先粗车、后精车，以避免由于工件刚度不足，偏心曲轴粗加工余量大，断续切削产生的冲击、振动等造成工件变形。4、 车削时，为了增加曲轴刚度，防止曲轴变形，可采取以下措施：如果两曲柄臂间的距离较小，应在曲柄颈对面的空挡处用支撑螺杆支撑；如果两曲柄臂间的距离较大，在曲柄颈对面的空挡处可用材料较硬的木块或木棒来支撑。四、偏心距的测量1、 在两顶尖间用百分表测量 对于两端有中心孔、偏心距较小、不易放在V形架上测量的偏心工件，可放在两顶尖间测量偏心距，测量时，使百分表的测量头接触在偏心部位，用手均匀、缓慢地转动偏心轴，百分表上指示出的最大值与最小值之差的一半即为偏心距。偏心套的偏心距也可以用上述方法来测量，但必须先将偏心套套在心轴上，再在两顶尖测量。2、 在V形架上用百分表间接测量偏心距较大的工件或无中心孔的偏心工件，可用间接测量偏心距的方法。测量时，把V形架放在平板上，再把工件安放在V形架中，转动偏心轴，用百分表测量出偏心轴的最高点h，找出最高点后，把工件固定。再将百分表水平移动，测量出偏心轴外圆到基准轴外圆之间的距离a，然后用下式计算出偏心距e。e=D/2-d/2-a D基准轴直径d偏心轴直径a基准轴外圆到偏心轴外圆之间的最小距离 用上述方法，必须用千分尺准确测量出基准轴直径D和偏心轴直径d的实际值，否则计算时会产生误差。3、 曲轴偏心距的测量 把曲轴装夹在两顶尖之间，用百分表和游标高度尺测出主轴颈表面最高点至平板表面的距离h、曲轴颈表面至平板表面间的距离H，同时用千分