2023学年完整公开课版单元2

使用通用机床的零件加工单元2锥轴的车削本单元教学目标1.了解常用车刀的基本知识，学会选用、安装和刃磨车刀；2.了解主要夹辅具和常用量具的使用；3.掌握外圆锥面的车削本单元教学重点难点1.常用量具的正确使用2.外圆锥面的车削本单元的加工任务哑铃手柄的锥面车削有精度要求的简单轴类零件图需学习以下知：1.刀具的基本知识及安装2.常用夹具的知识及工件装夹3.常用量具的使用与保养4.外圆锥面的车削加工4信息获取（资讯）一、车刀的种类认识车刀车刀的种类二.车刀的安装安装车刀应注意：刀尖应与工件轴线等高垫片放置要平整刀头伸出长度要小于2倍刀体高度三.车刀的材料刀具材料应具备的性能

（1）高硬度和高耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）高的耐热性（4）较好的工艺性②常用刀具材料

切削刀具的材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和人造金刚石等。目前以高速钢和硬质合金用得最多。四.刀具角度1.刀具切削部分的组成副后刀面主切削刃副切削刃主后刀面前刀面刀尖一尖两刃三面刀具结构(以车刀为例)2.确定刀具角度的辅助平面1）切削平面

通过主切削刃上某一点并与工件过渡表面相切的平面。2）基面

通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向垂直的平面。3）正交平面通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影垂直的平面。

在空间，基面、切削平面和正交平面三个辅助平面互相垂直。3.刀具角度

以外圆车刀为例，介绍车刀五个主要角度：前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。4.车刀角度对切削加工的影响增大前角能使车刀刀刃锋利，减少切削变形，使切削轻快。但前角过大，会使刀头强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具使用寿命。后角的主要作用是减少后刀面与工件之间的摩擦。后角过大同样会使刀头强度下降。在进给量和切深相同的情况下，减小主偏角使刀刃参加切削长度增加，切削变薄，从而使刀刃单位长度的切削负荷减轻，同时加强了刀头，增大散热面积，改善切削条件，提高刀具寿命。副偏角的作用是减少副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，减小切削产生的振动。副偏角的大小影响工件表面粗糙度。刃倾角的大小主要影响切屑的流动方向，对刀头强度也有一定影响。5.切削液介绍切削液的作用①冷却作用②润滑作用③清洗作用④防锈作用

常用切削液种类及其选用①水溶液②乳化液③切削油五.刃磨车刀1.砂轮机的选择磨高速钢刀具，用白色氧化铝砂轮磨硬质合金刀头，用绿碳化硅砂轮2.车刀初次刃磨的步骤如下：1）磨前刀面：的是磨出车刀的前角和刃倾角2）磨主后刀面：目的是磨出车刀的主偏角和后角3）磨副后刀面：目的是磨出车刀的副偏角和副后角4）磨刀尖圆弧：在切削刃和副切削刃之间磨出刀尖过

度圆弧。刃磨外圆车刀的一般步骤三爪卡盘四爪卡盘双顶尖、拨盘和卡箍中心架跟刀架夹具介绍及工件装夹主要由三个卡爪、三个小锥齿轮、一个大锥齿轮和卡盘体四部分组成。主要用来装夹截面为圆形、正三边形、正六边形的中小型工件。1.三爪卡盘正爪安装小直径工件尽量减小伸长量反爪安装直径较大工件2.四爪单动卡盘四爪卡盘的结构有四个互不相关的卡爪1、2、3、4，每个卡爪的后面有一半瓣内螺纹与丝杆5啮合，丝杆的—端有方孔。当四爪扳手转动一根丝杆时，这根丝杆带动与之相啮合的卡爪单独向卡盘中心靠拢或离开。由于四爪卡盘的四个卡爪是独立移动的，为使工件上加工表面的轴线与车床主轴的旋转中心一致，在安装工件时须进行仔细找正。划线盘用于毛坯面的找正，其找正精度较低；百分表用于已加工表面的找正，其找正精度较高。四爪卡盘的卡爪可独立移动，且夹紧力大，适用于装夹形状不规则的工件以及较大的圆盘形工件。四爪卡盘也可装成正爪和反爪。反爪用来装夹尺寸较大的工件。3.双顶尖、拨盘和卡箍在车床上加工轴类工件时，一般采用双顶尖、拨盘和卡箍安装。工件安装在前后顶尖之间，主铀旋转通过拨盘和卡箍带动工件旋转。有时在三爪卡盘上装夹一段棒料，车出60°锥面代替前顶尖，三爪卡盘代替拨盘。用双顶尖安装轴类工件的步骤：1.在轴的两端钻中心孔2.安装并校正顶尖首先在轴的一端安装卡箍，若夹在已精加工的表面上，则应垫上开缝的小套或铜皮以免夹伤工件。在轴的另一端中心孔里涂上黄油，若用活顶尖则不必涂黄油。将卡箍的尾部插入拨盘的槽中。3.安装工件在车床上加工细长轴（尤其是阶梯轴工件）和尺寸较大的套筒时，需要采用中心架，以增加工件的刚度，减少弯曲变形。4.中心架跟刀架多用于加工长径比大于25的细长的光滑轴，如光杠和丝杠等。跟刀架与中心架不同，它固定在大拖板上，并随大拖板一起纵向移动。5.跟刀架常用量具的使用和保养游标卡尺千分尺百分表90°角尺塞尺一.游标卡尺游标卡尺的结构游标卡尺是一种比较精密的量具，可以直接测量工件的内径、外径、宽度和深度等。按照读数的准确程度，游标卡尺可分为1／10、1／20和1／50三种。它们的读数准确程度分别是0.1mm、0.05mm和0.02mm。游标卡尺的测量范围有0—125mm，0—200mm和0—300mm等数种规格。1.刻线原理如图所示，当主尺和副尺(游标)的卡脚贴合时，在主、副尺上刻一上下对准的零线，主尺按每小格为1mm刻线，在副尺与主尺相对应的49mm长度上等分50小格，则副尺每小格长度：49mm／50格＝0.98mm／格主、副尺每小格之差：1mm－0.98mm＝0.02mm。0.02mm就是该游标卡尺的读数精度。2.读数方法①根据副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整数；②根据副尺零线以右与主尺某一刻线对准的刻度线乘以0.02读出小数；③将以上的整数和小数两部分尺寸相加即为总尺寸。3.使用方法用游标卡尺测量工件时，应使卡脚逐渐与工件表面靠近，最后达到轻微接触。还要注意游标卡尺必须放正，切忌歪斜，以免测量不准。高度游标卡尺深度游标卡尺4.注意事项使用前，先擦净卡脚，然后合拢两卡脚使之贴合．检查主、副尺的零线是否对齐。若未对齐，应在测量后根据原始误差修正读数。测量时，卡脚不得用力紧压工件，以免卡脚变形或磨损，降低测量的准确度。游标卡尺仅用于测量加工过的光滑表面。表面粗糙的工件和正在运动的工件都不宜用它测量．以免卡脚过快磨损。二.千分尺千分尺是比游标卡尺更为准确的测量工具，其测量准确度为0.01mm。有外径千分尺、内径千分尺和深度千分尺几种。外径千分尺按其测量范围有0～25mm，25～50mm，50～75mm，75～100mm，100～125mm等多种规格。1.外径千分尺的结构上图为测量范围为0～25mm的外径千分尺，其螺杆与活动套筒连在一起，当转动活动套筒时．螺杆与活动套筒一起向左或向右移动。2.刻线原理千分尺上的固定套筒和活动套筒相当于游标卡尺的主尺和副尺。固定套筒在轴线方向上刻有一条中线，中线的上、下方各刻一排刻线，刻线每小格为1mm，上、下两排刻线相互错开0.5mm，在活动套筒左端圆周上有50等分的刻度线。因测量螺杆的螺距为0.5mm，即螺杆每转一周，轴向移动0.5mm．故活动套筒上每一小格的读数值为0.5mm／50格＝0.01mm/格。当千分尺的螺杆左端与砧座表面接触时，活动套筒左端的边线与轴向刻度线的零线重合；同时圆周上的零线应与中线对准。3.读数方法读出距边线最近的轴向刻度数(应为0.5mm的整数倍)；读出与轴向刻度中线重合的圆周刻度数；将以上两部分读数加起来即为总尺寸。4.测量方法5.注意事项

保持千分尺的清洁，尤其是测量面必须擦拭干净。使用前应先校对零点，若零点未对齐，应记住此数值。在测量后根据原始误差修正读数当测量螺杆快要接触工件时，必须拧动端部棘轮(此时严禁使用活动套筒，以防用力过度测量不准)，当棘轮发出“嘎嘎”打滑声时，表示压力合适，停止拧动。被测工件表面应擦干净，并准确放在千分尺两测量面之间，不得偏斜。测量时不能预先调好尺寸．锁紧螺杆，再用力卡过工件。否则将导致螺杆弯曲或测量面磨损，降低测量准确度。读数时要注意，提防少读0.5mm。三.百分表1.结构原理当测量杆1向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针2转一圈，小指针3转一格。刻度盘在圆周上有100个等分格，每格的读数值为0.01mm，小指针每格读数为1mm。测量时，大、小指针所示读数之和即为尺寸变化量，小指针处的刻度范围为百分表的测量范围。刻度盘可以转动，供测量时大指针对零用。百分表使用时常装在专用的百分表架上。百分表座2.应用——在内圆磨床上用四爪单动卡盘安装工件时找圆百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对数值，不能测出绝对数值。主要用于测量工件的形状误差(圆度、平面度)和位置误差(平行度、垂直度和圆跳动等)，亦常用于工件的精密找正。四.直角尺

直角尺的两边成准确的90°，用来检查工件的垂直度。当直角尺的一边与工件的一面贴紧时．若工件的另一面与直角尺的另一边之间露出缝隙，则说明工件的这两个面不垂直，用塞尺即可量出垂直度的误差值。五、塞尺塞尺又称厚薄尺，它由一组薄钢片组成．其厚度为0.03～0.3mm。测量时用厚薄尺直接塞间隙，当一片或数片能塞进两贴合面之间，则一片或数片的厚度(可由每片上的标记读出)，即为两贴合面之间的间隙值。使用厚薄尺必须先擦净尺面和工件，测量时不能用力硬塞，以免尺片弯曲和折断。量具保养量具在使用前、后必须擦拭干净。要妥善保管，不能乱扔、乱放。不能用精密量具去测量毛坯或运动着的工件。测量时不能用力过猛、过大，也不能测量温度过高的工件。圆锥面的车削加工圆锥各部分名称、代号及计算公式其中:K为锥度，a为圆锥角(a/2为圆锥半角，亦称斜角)，D为大端直径,d为小端直径，L为圆锥的轴向长度。它们之间的关系为车锥面的方法①小滑板转位法

根据零件的锥角a，将小滑板扳转角a／2角度后锁紧，当用手缓慢而均匀地转动小滑板手柄时，刀尖则沿着锥面的母线移动，从而加工出所需要的锥面，即可加工。这种方法不但操作简单，能保证一定的加工精度，而且还能车内锥面和锥角很大的锥面，因此应用较广。但由于受小滑板行程的限制，并且不能自动走刀，劳动强度较大，表面粗糙度值为6.3—3.2um，所以只适宜加工单件小批生产中精度较低和长度较短的圆锥面。车锥面的方法②尾座偏移法工件安装在前后顶尖之间。将尾座体相对底座在横向向前或向后偏移一定距离s，使工件回转轴线与车床主轴轴线的夹角等于圆锥半角α／2，当刀架自动(亦可手动)进给时即可车出所需的锥面。最好采用球顶尖，以保证顶尖与中心孔有良好的接触状态。尾座偏移法只适用于在双顶尖上加工较长轴类工件的外锥面，且圆锥斜角α/2＜8°；由于能自动走刀进给，表面粗糙度Ra值可达6.3－1.6um，多用于单件和成批生产。车锥面的方法③靠模法靠模装置固定在床身后面。靠模板可绕中心销钉相对底座扳转一定角度(α／2)，滑块在靠模板导轨上可自由滑动，并通过连接板与中滑板相连。将刀架中滑板螺母与横向丝杠脱开，当大拖板自动(亦可手动)纵向进给时，即可车出圆锥半角为α

／2的锥面。加工时，小滑板需扳转