车工工艺学PPT全套完整教学课件

车工工艺学项目1车床的基本知识

车床的结构特点、分类及安全文明生产任务1

刀具任务3金属切削原理基本知识任务2任务1车床的结构特点、分类及安全文明生产活动1车床的特点及结构组成活动2车床的技术参数说明及分类活动3数控车床介绍活动4安全技术与文明生产活动1车床的特点及结构组成1、车床的基本特点（1）车床的工作原理车床是作进给运动的车刀对作旋转主运动的工件进行切削加工的机床，车床加工的原理就是把刀具和工件安装在车床上，由车床的传动和变速系统产生刀具与工件的相对运动，切削出符合要求的零件。刀具与工件的相对运动，即就是我们经常所说的切削运动。（2）车床的加工范围车床的加工范围非常广泛，可以进行各种回转类零件的加工，如：车外圆、车端面、切断或切槽、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削内外圆锥面、车削特形面、滚花、盘绕弹簧、攻丝和板牙等。图1-1车床的加工范围2、车床的结构组成及技术参数一般普通车床的主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。这里，我们以常用的CA6140型卧式车床为例进行介绍，如下图1-2所示：图1-2CA6140型卧式车床活动2车床的技术参数说明及分类

1、车床的技术参数车床的技术参数包括主参数、最大加工距离、主轴转速、进给量等。下面我们以CA6140型车床为例对车床的型号及各参数的含义予以说明，车床型号中的字母与数字含义如下表1-1所示。

表1-1车床型号中的字母与数字含义表1-1车床型号中的字母与数字含义2、车床的分类按用途和结构的不同，车床主要分为卧式车床、落地车床、立式车床转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床，如凸轮轴车床、曲轴车床、车轮车床、铲齿车床。在所有车床中，以卧式车床应用最为广泛。卧式车床加工尺寸公差等级可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可达1.6μm。近年来，计算机技术被广泛运用到机床制造业，随之出现了数控车床、车削加工中心等机电一体化的产品。活动3数控车床介绍1、数控车床的基本结构

数控车床的基本构成同其他的数控机床类似，其主要由程序介质、输入输出设备、数控装置、伺服系统及测量装置、机床主体及等其他辅助装置等几部分组成。如图1-3所示。图1-3数控机床的组成2、数控车床的种类

按车床主轴位置分类(1)立式数控车床

(2)卧式数控车床

按加工零件的基本类型分类

(1)卡盘式数控车床

(2)顶尖式数控

按刀架数量分类

(1)单刀架数控

(2)双刀架数控车床

按功能分类

（1）经济型数控

（2）普通数控车床

（3）车削加工中心3、数控车床零件加工原理采用数控车床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。数控加工的原理如图1-5所示。

图1-5数控车床加工原理图活动4安全技术与文明生产

1、安全文明生产的重要性安全文明生产是保障生产工人和机床设备的安全，防止工伤和设备事故的根本保证，也是搞好企业经营管理的内容之一。它直接影响到人身安全、产品质量和经济效益，影响机床设备和工具、夹具、量具的使用寿命及生产工人技术水平的正常发挥。所以，学生在学校期间必须认真学习安全文明生产制度或条例，养成良好的安全文明生产习惯。2、安全文明生产注意事项3、安全操作规程4、文明生产与日常维护任务2金属切削原理基本知识活动1金属切削过程活动2切削用量活动3表面粗糙度

对切削加工过程所起的作用不同,可分为主运动和进给运动。1、主运动

车削时工件的旋转，如图1-6所示，钻削和铣削时，钻头和铣刀的回转以及刨削时刨刀的往复直线运动，如图1-7所示，等都是主运动。活动1金属切削过程

图1-6外圆车削的切削运动与加工表面图1-7平面刨削的切削运动与加工表面2、进给运动

进给运动可以是连续的(如图1-6的车削加工)，也可以是步进的(如图1-7的刨削加工)；可以是旋转运动，也可以是直线运动。在有些切削加工方法中进给运动不只一个，可以有几个，如：磨削加工。图1-8车刀相对于工件的运动

所谓切削用量就是用来表示切削加工中主运动和进给运动参数的数量值。切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。活动2切削用量

1、切削速度

切削速度是指切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度，用符号Vc表示，单位为m/min。当主运动是旋转运动时，切削速度是指圆周运动的线速度，即:式中d

——工件的直径，单位为（mm）；n

——工件或刀具每分(秒)钟的转数，单位为（r/min）或（r/s）。2、进给量

进给量是刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述或度量3、背吃刀量

它是主切削刃与工件过渡表面的瞬时接触长度(又称作用切削刃)在垂直于基点工作平面的方向上测量的大小。表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度1、表面粗糙度对零件使用性能的影响（1）对配合性质的影响（2）对磨擦、磨损的影响

（3）对抗腐蚀性的影响

（4）对零件强度的影响活动3表面粗糙度2、表面粗糙度的评定标准

为了合理、准确地评定被测表面的粗糙度，需要确定间距和幅度两个方向的评定基准，即取样长度、评定长度和轮廓中线。

3、表面粗糙度的评定参数（1）高度特征参数

（2）轮廓微观不平度的平均间距（Sm）（3）轮廓的支承长度率（tp）3、表面粗糙度的评定参数（1）高度特征参数

（2）轮廓微观不平度的平均间距（Sm）（3）轮廓的支承长度率（tp）4、表面粗糙度代号及其标注法

国标GB/T131-2006规定了零件表面粗糙度代号（符号）及其在图样上的标注方法。现仅就国标中与表面粗糙度有关的基本规定作简要介绍。

（1）表面粗糙度符号

（2）表面粗糙度的选用

表面粗糙度表示的符号有三种，其符号及意义说明见表1-2其中表面粗糙度的基本符号，具体如图1-14所示：位置：注写单一表面粗糙度要求。注写结构参数代号、极限值、传输带或取样长等。在参数代号和极限值间应插入空格。b位置：注写第二个或更多表面结构要求（a位置注写第一个）。位置不够时，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。c位置：注写加工方法(车、磨等)、表面处理、涂镀或其它加工工艺要求等。d位置：注写表面纹理方向要求。如“＝”、“×”、“M”等。任务3刀具活动1刀具的材料及种类

活动2车削刀具的种类及用途

活动3车刀的刃磨、安装和使用

1、刀具的材料特性（1）高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）高的耐热性（4）导热性好（5）具有良好的工艺性和经济性活动1刀具的材料及种类

2、常用刀具材料分类、特点及应用刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等五大类。常用刀具材料的主要性能及用途见表1-3(1)普通高速钢（2）高性能高速钢

（3）硬质合金（4）涂层刀具（5）其它刀具材料1）陶瓷材料

2）人造金刚石

3）立方氮化硼

活动2车削刀具的种类及用途1、常用车刀的种类车刀按用途可分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、成形车刀、螺纹车刀和车孔刀等，如图1-18所示。图1-18常用车刀及用途由于车刀是由刀头和刀体组成的，故按其结构车刀又可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成形车刀等，如图1-19所示。图1-19车刀的结构2、车刀的用途各种车刀的基本用途如下：

（1）90º外圆车刀（偏刀）用来车削工件的外圆、台阶和端面，分为左偏刀和右偏刀两种。

（2）45º弯头刀

用来车削工件的外圆、端面和倒角。

（3）切断刀

用来切断工件或在工件表面切出沟槽。

（4）车孔刀

用来车削工件的内孔，有通孔车刀和盲孔车刀。

（5）成形车刀

用来车削台阶处的圆角、圆槽或车削特殊形面工件。

（6）螺纹车刀

用来车削螺纹。

3、车刀的几何形状和角度（1）车刀的组成车刀由刀头和刀杆组成，刀头承担切削工作，刀杆是车刀的夹持部分，其主要作用是保证刀具切削部分有一个正确的工作位置。刀头是一个几何体，是由刀面、刀刃组成，包括有：前刀面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃、修光刃、刀尖等如图1-20所示。图1-20车刀的组成部分（2）辅助平面为了确定上述刀面及切削刃的空间位置和刀具几何角度的大小，必须建立适当的参考系（坐标平面）。选定切削刃上某一点而假定的几个平面称为辅助平面，如1-21所示图1-21刀具的辅助平面（3）车刀的角度车刀的切削部分共有六个独立的基本角度，分别是前角、后角、楔角、主偏角、副偏角刃倾角另外还定义了刀尖角等参数。刀具的切削性能、锋利程度及强度主要是由刀具的几何角度来决定的。各角度标注如图1-22所示。图1–22刀具的主要角度①前角（γ0）②后角（α0）③楔角（β0）④主偏角（kr）⑥刃倾角（λS）⑤副偏角（krˊ）4、常用的车刀材料常用的刀具材料和性能如表1-7所示活动3车刀的刃磨和安装1、车刀的刃磨车刀的刃磨一般有机械刃磨和手工刃磨两种。进行车刀刃磨时，必备有磨刀砂轮。（1）砂轮的选择常用的砂轮有三种，一种是氧化铝砂轮，另一种是碳化硅砂轮。具体详见表1-8所示。种类特点应用白色氧化铝砂轮砂粒的韧性好、锋利但硬度较低磨削高速钢及硬质合金车刀的刀杆部分绿色碳化硅砂轮砂粒硬度高、切削性能好，但比较脆硬质合金车刀的刀头部分金刚石砂轮砂粒硬度高、粒度细磨削硬度高、要求高的硬质合金刀具表1-8常用的车刀刃磨砂轮（2）手工刃磨的方法和步骤粗磨主后面同时磨出主偏角及主后角。如图1-24（a）所示。粗磨副后面同时磨出副偏角及副后角，如图1-24（b）所示。

（a）粗磨后角（b）粗磨副后角图1-18粗磨后角、副后角磨前面同时磨出前角，如图1-19所示。磨断屑槽其目的是使断屑容易。断屑槽常见的形式有圆弧型和直线型两种，如图1-20所示。刃磨圆弧断屑槽，必须先把砂轮的外圆与平面的相交处修整成相应的圆弧。刃磨直线形断屑槽，其砂轮的外圆与平面的相交处必须修整得比较尖锐。刃磨时，刀尖可向上或向下磨削。

图1-19粗磨前面（a）圆弧型（b）直线型图1-20断屑槽的型式磨削断屑槽时，注意刃磨时的起点位置应和刀尖、主切削刃离开一小段距离，以防止将刀尖和切削刃磨坍，磨削时用力不能过大，应将车刀沿刀杆方向上下缓慢移动。刃磨断屑槽的方法如图1-21所示。精磨主后面和副后面刃磨方法如图1-22所示，刃磨时，将车刀底平面靠在调整好角度的台板上，刀刃轻轻靠在砂轮的端面上并沿砂轮端面缓慢地左右移动，使砂轮磨损均匀，保证车刀刃口平直。磨负倒棱刃磨方法如图1-23所示，刃磨时，用力要轻微，车刀要沿主刀刃的后端向刀尖方向摆动。磨削方法有直磨法和横磨法，多用直磨法。负倒棱的宽度一般为进给量的（0.5～0.8）倍，负倒棱倾斜角为（-5º～-10º）。（a）负倒棱（b）直磨法（c）横磨法图1-23负倒棱及磨负倒棱的方法

研磨为了保证工件表面加工质量，对精加工使用的车刀，常进行研磨。研磨时，用油石加一些机油，然后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖处贴平进行研磨，直到车刀表面光洁，看不出磨削痕迹为止。这样既可使刀刃锋利，又能延长车刀的使用寿命。如图1-24所示。

图1-24用油石研磨车刀2、车刀的安装和使用在车削加工前，必须正确安装好车刀，否则，即便是车刀的各个角度刃磨得合理，但其工作角度发生了改变，也会直接影响到切削的顺利进行和工件的加工质量。如图1-25所示。

图1-25车刀刀尖相对工件中心的图示车刀刀杆中心线应与进给运动方向垂直，如图1-26（b）所示。否则将使车刀工作时的主偏角和副偏角发生改变。主偏角减小，进给力增大；副偏角减小，加剧摩擦。（a）主偏角增大、副偏角减小（b）正确c）主偏角减小、副偏角增大图1-26车刀装偏对主、副偏角的影响3、刀具的磨损与耐用度（1）刀具耐用度基本概念（2）影响刀具耐用度的因素1)切削用量对刀具耐用度的影响2）刀具几何参数对刀具耐用度的影响3）工件材料对刀具耐用度的影响4)刀具材料对刀具耐用度的影响5)刀具刃磨质量对刀具耐用度的影响项目2工件定位与车床夹具

车床夹具任务2定位基准的基本概念任务1任务1定位基准的基本概念活动1

自由度及定位基准的基本概念活动2

工件定位的基本原则

1、自由度的概念

所谓自由度，即空间位置的不确定性一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：三个位移自由度和三个旋转自由度。活动1自由度及定位基准的基本概念图2-1所示的工件，它在空间的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，称为移动自由度，分别表示为；又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度，分别表示为2、定位基准

（1）主要定位基准面

如图2-2中的xoy平面设置三个支承点，限制了工件的三个自由度，这样的平面称为主要定位基面。一般应选择较大的表面作为主要定位基面。

图2-2定位基准（2）导向定位基准面

如图2-2中的yoz平面设置两个个支承点，限制了工件的两个自由度，这样的平面或圆柱面称为主要定位基面。（3）双导向定位基准面

限制工件四个自由度的圆柱面，称为双导向定位基准面。（4）双支承定位基准面

限制工件两个移动自由度的圆柱面，称为双支承定位基准面。（5）止推定位基准面

限制工件一个移动自由度的表面，称为止推定位基准面。如图2-2中的xoz平面上只设置了一个支承点，它只限制了工件沿y轴方向的移动。（6）防转定位基准面

限制工件一个转动自由度的表面，称为防转定位基准面。如图2-3中轴的通槽侧面设置了一个防转销，它限制了工件沿y轴的转动，减小了工件的角度定位误差。

图2-3防转定位基准

1、工件定位基本概念工件定位——按照加工工艺要求，将工件置于夹具中，使工件在夹紧前相对于机床和刀具就占有一个预定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到夹具中时都能占据同一位置。

活动2工件定位的基本原则

定位基准——在机械加工中用作定位的基准，如图2-4所示基准B。

定位基面——工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面，如图2-4所示工件的基面A。

图2-4定位基准与定位基面

2、六点定位原则

分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。

例如在如图2-5a）所示的矩形工件上铣削半封闭式矩形槽时，为保证加工尺寸B，可在其底面设置三个不共线的支承点，如图2-5b）所示，于是工件的六个自由度全部被限制了，实现了六点定位。在具体的夹具中，支承点是由定位元件来体现的。如图2-5c）所示，设置了六个支承钉。

图2-5矩形工件定位

对于圆柱形工件，如图2-6a）所示，可在外圆柱表面上，设置四个支承点1、3、4，5限制四个自由度；槽侧设置一个支承点2，限制一个自由度；端面设置一个支承点6，限制一个自由度；工件实现完全定位，为了在外圆柱面上设置四个支承点一般采用V形架，如图2-6b）所示。

图2-6圆柱形工件定件

任务2车床夹具

活动1机床常用夹具作用及类型

活动2车床夹具的类型及用途

活动3车床工件的安装、定位与夹紧

活动1机床常用夹具作用及类型

1、机床夹具的主要功能

工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。机床夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。

定位—使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。

夹紧—工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中保持正确位置不变。

安装—工件从定位到夹紧的整个过程。

图2-7在车床上找正工件

夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置。图2-8所示为所示为铣削轴类零件的上下两个端面槽所用的铣床夹具。

图2-8铣削轴端槽夹具

2、机床夹具的分类

机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。（1）按夹具的通用特性分类1）通用夹具

2）专用夹具

3）可调夹具

4）成组夹具

5）组合夹具

6）自动线夹具

（2）按夹具使用的机床分类

这是专用夹具设计所用的分类方法。按使用的机床分类，可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具等。

（3）按夹具动力源来分类

按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。

活动2机床夹具的组成及发展

1、机床夹具的组成

虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。（1）定位支承元件定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。如图2-8所示的支撑套2。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。

（2）夹紧装置

夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。如图2-8所示的V型块1。

（3）连接定向元件

这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。如图2-8所示的定向键4。

（4）对刀元件或导向元件

这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件，如图2-8所示的对刀块6。

（5）其它装置或元件

根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。

（6）夹具体

夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形和底座形等形状。

2、机床夹具的现状及发展方向

1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；

2）能装夹一组具有相似性特征的工件；

3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；

4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；

5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；

6）提高机床夹具的标准化程度。

3、现代机床夹具的发展方向

现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。

（1）标准化

机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

（2）精密化

随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。

（3）高效化

高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。

（4）柔性化

机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。

活动2

车床夹具的类型及结构

1、车床夹具的作用

（1）提高加工精度、保证产品质量

（2）提高生产率

1)采用快速装夹和拆卸的夹具，可缩短辅助时间，并减轻工人的劳动强度。

2)采用专用定位件，属专用夹具，可缩短调整与校正的时间。

3)采用多位夹具，二次装夹可以加工多个零件，缩短单件生产时间。

4)采用自动控制夹具，如液压靠模或程序控制等，可实现"一人多机"操作。

（3）充分发挥机床的性能

采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而实现一机多能。如一台普通车床若配置一个专门的旋转刀架可以加工圆球，若配置一个摆动刀架可以加工叶片的型面。

2、车床夹具的基本结构

由于车床夹具是在旋转情况下，甚至是高速旋转情况下工作，因此夹具要求体积小、重量轻，旋转既能平衡又能保证安全。车床夹具的基本结构为：

（1）夹具体

连接各元件的基体与机床相连接。一般称这类元件为圆盘或花盘。

（2）定位件

确定零件在夹具中的位置的元件。如定位销、定位圈、V形块等。

（3）夹紧件

固定零件用的元件。如压板、螺栓、螺母等。

（4）连接件

连接上述元件用的螺钉、销子、垫圈、键等。

（5）其他元件

如对刀块、测量块、配重、分度装置、锁紧装置以及传动装置等。

3、车床夹具的分类及用途

车床夹具按类型分为：通用夹具（如三爪卡盘、四爪卡盘和各种形式的顶针等）、可调整夹具（如成组夹具、组合夹具等）和专用夹具，专用夹具是为满足某个工件的某道工序而实际使用的夹具，如旋转刀架等。

通用夹具按结构形式可分为：

（1）心轴式夹具

心轴是构造比较简单、应用较多的夹具。按其定位表面不同，可分为圆柱形、圆锥形、花键和螺纹等；按其连接方式，可分为顶针式心轴、锥柄式心轴等。

1）顶尖顶尖有前顶尖和后顶尖之分。顶尖的头部带有60º锥形尖端，顶尖的作用是定位、支承工件并承受切削力。前顶尖插在主轴锥孔内与主轴一起旋转，如图2-9（a）所示,前顶尖随工件一起转动。为了准确和方便，有时也可以将一段钢料直接夹在三爪自定心卡盘上车出锥角来代替前顶尖，如图2-9（b）所示，但该顶尖从卡盘上卸下来后，再次使用时必须将锥面重车一刀，以保证顶尖锥面的轴线与车床主轴旋转轴线重合。

图2-9前顶尖

后顶尖插在车床尾座套筒内使用,分为死顶尖和活顶尖两种。常用的死顶尖有普通顶尖、镶硬质合金顶尖和反顶尖等，如图2-10所示,死顶尖的定心精度高，刚性好,缺点是工件和顶针发生滑动摩擦，发热较大，过热时会把中心孔或顶针“烧”坏，所以，常用镶硬质合金的顶尖对工件中心孔进行研磨，以减小摩擦，死顶尖一般用于低速加工精度要求较高的工件。支承细小工件时可用反顶尖。

（a）普通顶尖

（b）镶硬质合金顶尖

（c）反顶尖

图2-10死顶尖

活顶尖如图2-11所示，内部装有滚动轴承。活顶尖把顶尖与工件中心孔的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩擦，因此其转动灵活。由于顶尖与工件一起转动，避免了顶尖和工件中心孔的磨损，能承受较高转速下的加工，但支承刚性较差，且存在一定的装配累积误差，且当滚动轴承磨损后，会使顶尖产生径向摆动。所以，活顶尖适宜于加工工件精度要求不太高的场合。

图2-11活顶尖

一般前、后顶尖是不能直接带动工件转动的，它必须借助拨盘和鸡心夹头来带动工件旋转。拨盘后端有内螺纹跟车床主轴配合，盘面形式有两种：一种是带有U形槽的拨盘，用来与弯尾鸡心夹头相配带动工件旋转，如图2-12（a）所示；而另一种拨盘装有拨杆，用来与直尾鸡心夹头相配带动工件旋转，如图2-12（b）所示。鸡心夹头的一端与拨盘相配，另一端装有方头螺钉，用来固定工件。

图2-12用鸡心夹头装夹工件

2）心轴

当工件的形状复杂或内外圆表面的位置精度要求较高时，可采用心轴安装进行加工，这有利于保证零件的外圆与内孔的同轴度及端面对孔的垂直度要求。使用心轴装夹工件时，应将工件全部粗车完后，再将内孔精车好（IT7～IT9），然后以内孔为定位精基准，将工件安装在心轴上，再把心轴安装在前后顶尖之间，如图2-13所示。

图2-13用心轴安装工件

圆柱心轴

圆柱心轴适合于工件的长度尺寸小于孔径尺寸的情况。工件安装在带台阶的心轴上，一端与轴肩贴合，另一端采用螺母压紧。工件与心轴的配合采用H7/h6，如图2-13（a）所示。

小锥度心轴

适用于工件长度大于工件孔径尺寸的情况。这种心轴的锥度在1/1000～1/5000间，如图2-13（b）所示。工件内孔与心轴表面依靠过盈所产生的弹性变形来夹紧工件。小锥度心轴的定心精度较高，多用于精车，但加工中切削力不能太大，以避免工件在心轴上产生滑动。

胀力心轴

心轴的定位部分车成锥孔薄壁，并沿轴线铣有3条或6条收缩缝。调节锥体外锥面与心轴锥孔配合，如图2-13（c）所示。当螺钉旋人时利用锥体将心轴定位直径扩大，使工件得到准确定位并夹紧。如果切削用量过大，夹紧力不够，可将调节锥体的大头车一段螺纹，并加垫圈和螺母夹紧，这种心轴可实现快速装拆。

伞形心轴适用于安装以毛坯孔为基准车削外圆的带有锥孔或阶梯孔的工件。该心轴装拆迅速、装夹牢固，能装夹一定尺寸范围内不同孔径的工件，如图2-13（d）所示。

液性塑料夹具

液性塑料夹具是一种高精度定一夹紧机构，可以定位和夹紧工件。夹具的定位件是一个薄壁套筒，与夹具体构成一个环形槽，内有传递压力用的液性塑料。当对液性塑料施加压力时，塑料即将力传给薄壁套筒，使套筒产生均匀的径向弹性变形，套筒与工件的间隙逐渐减小，直至工件定心夹紧为止。这种心轴适用于定位孑较大的零件。

弹簧卡头

当工件外圆表面结构简单，而内孔表面较复杂时，则采用弹簧卡头实现工件的夹紧。装夹时，以工件的外圆表面为定位基准，旋转压紧螺母，在螺母端面的作用下，弹簧套筒往左移动向中心均匀收缩，使工件获得准确的定位和牢固的夹紧，如图2-14所示。

图2-14弹簧卡头

（2）卡盘式夹具

有自动定心的两爪卡盘、三爪卡盘、四爪卡盘及其专用卡爪。三爪卡盘和四爪卡盘作为机床的附件称为通用夹具。两爪卡盘则称为可调整夹具。为扩大卡盘的使用范围，通常采用更换卡盘上卡爪来满足各种零件的加工要求。

1）两爪卡盘

两爪卡盘的结构与圆盘式车床夹具相类似，它的本体也是圆盘，常用于需定位兼夹紧的零件、对称性外形零件、定位夹紧表面不规整的零件等，如各种管接头。

2）三爪自定心卡盘

三爪卡盘是车床重要附件之一。它应用极为广泛，可达到既定心又可夹紧的目的。其特点是夹紧力大，使用方便，为了扩大三爪卡盘的使用范围，往往将三爪卡盘的三个爪换下来，装上专用卡爪，变成专用的三爪卡盘。如图2-15所示，它主要由外壳体、三个卡爪、三个小锥齿轮、一个大锥齿轮等零件组成。

1－方孔2－小锥齿轮3－大锥齿轮4－平面螺纹5－卡爪

图2-15三爪自定心卡盘

3）三爪自定心卡盘的卡爪可以装成正爪，实现由外向内夹紧；也可以装成反爪，实现由内向外夹紧，即撑夹（反夹）。正爪夹持工件时，直径不能太大，卡爪伸出卡盘外圆的长度不应超过卡爪长度的三分之一，以免发生事故。反爪可以夹持直径较大的工件。

4）四爪单动卡盘

四爪卡盘是车床另一重要附件之一。它应用极为广泛，与三爪卡盘一样可达到既定心，又可夹紧的目的。它可实现非规则零件夹持。如图2-16所示，它的四个卡爪能各自独立地径向移动，分别通过四个调整螺钉进行调整。其夹紧力较大，但校正工件较麻烦。四爪单动卡盘的卡爪也可装成正爪或反爪。

图2-16四爪单动卡盘

5）专用卡爪

专用卡爪可按零件的定位表面不同分为硬性卡爪(简称硬爪)与软性卡爪(简称软爪)两种。

硬爪：硬爪是按零件的定位表面外形不同而设计的专用卡爪，常用W、眄或20号钢渗碳，经淬火制成，其硬度一般达HRC5055，适用于以毛坯表面或粗基面的定位的零件。在一般情况下，硬爪使用时不需要加工，必要时可修磨。

软爪：软爪适用于已加工表面作为定位夹紧，可以获得较高的定位加工精度，因此使用范围较广。软爪常用低碳钢、铝合金、铜合金及夹布胶木等软性材料制成，一般安装在两爪卡盘或三爪卡盘上，按零件已加工表面配置定位表面。若零件更换，只要将软爪按更换零件的表面再次配置即可使用。

（3）圆盘式夹具

有固定圆盘式和可供分度的变位圆盘。圆盘式车床夹具主要用于盘、环、套类和壳体类零件的加工。夹具的基本特点是夹具体为一圆盘，将定位、夹紧等元件直接安装在圆盘上，夹具固定在车床法兰盘(花盘)上，并用夹具圆盘上的校正环或定位面进行校正，使夹具与车床主轴旋转中心线保持同轴度要求。

。用花盘安装工件有两种形式：一种是若工件被加工表面的回转轴线与其基准面垂直时，直接将工件安装在花盘的工作面上，如图2-17（a）所示；另外一种是若工件被加工表面的回转轴线与其基准面平行时，将工件安装在花盘的角铁上加工，如图2-17（b）所示，工件在花盘上的定位要用划针盘等找正。

图2-17花盘上安装工件

（4）角铁式夹具

有固定角铁式和分度角铁式。零件被加工表面的旋转轴线与定位支承表面不垂直时，夹具的定位支承面与安装平面不平行，两面具有一定的交角，即构成角铁形式。这类夹具多用于加工壳体、多通管接头和复杂的交角表面。

（5）其他形式夹具

有气动夹具、电磁夹具和真空夹具等。

活动3

车床工件的安装、定位与夹紧

1、用三爪卡盘安装工件

三爪卡盘的结构如图2-15所示，安装工件如图2-18所示。安装时，将扳手方榫插入小锥齿轮2的方孔1中转动，小锥齿轮2就带动大锥齿轮3转动。大锥齿轮3的背面是一平面螺纹4，三个卡爪5背面的螺纹与平面螺纹啮合，因此当平面螺纹转动时，就带动三个卡爪同时作向心或离心移动，当三个卡爪的张开度足以容纳工件时，将工件装上，再用板手锁紧。

（a）正爪装夹圆柱面（b）正爪装夹内圆柱面（c）反爪装夹

图2-18用三爪卡盘安装工件的方法

2、用四爪卡盘安装工件

四爪卡盘的结构如图2-16所示。在四爪卡盘上安装工件，必须保证工件的几何中心与车床主轴的回转中心重合。找正方法如下：

（1）先将卡爪张开，使相对的两个爪的距离稍大于工件的直径。然后装上工件，先用两个相对的爪夹紧，再用另两个相对的爪夹紧。这时可根据卡盘端面上的圆弧线来初步判定四个卡爪的相对位置。

（2）用划针盘找正外圆。找正时，先使划针稍离工件外圆，如图2-19（a）所示，慢慢地旋转卡盘，观察工件表面与针尖之间间隙的大小。然后根据间隙的差异来调整相对卡爪的位置，其调整量约为间隙差异值的一半。经过几次调整，直到工件旋转一周，针尖与工件表面距离均等为止。

（a）校正外圆

（b）校正平面

（c）用百分表校正工件

图2-19用划针盘校正工件

3、用顶尖安装工件

用两顶尖间进行工件的安装，一般适于长轴、长丝杠等较长工件，或须经过多次装夹，或有较多工序的工件等情况。用顶尖安装工件，需在工件的两端面上预先钻出中心孔。

（1）中心孔的形状和种类

中心孔有：A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带螺纹孔）和R型（带弧型）四种。常用的中心孔有A型和B型，如图2-20所示。

（a）A型中心孔及中心钻

（b）B型中心孔及中心钻

图2-20中心孔及中心钻

（2）两顶尖安装工件的方法

两顶尖安装工件的方法见图2-12（a）及2-12（b）所示，工件支撑在前后两顶尖之间，工件的一端用鸡心夹头夹紧，由安装在主轴上的拨盘带动旋转。该方法定位精度高，能保证轴类零件的同轴度。在两顶尖上安装工件，前后顶针是不能直接带动工件转动的，它必须通过拨盘和鸡心夹头带动工件旋转。鸡心夹头的形状如图2-12（a）和2-12（b）所示，拨盘的后端有内螺纹与主轴配合。盘面有两种形状，一种是有U形槽的，另一种是带有拨杆的，前者用来装弯尾鸡心夹头，后者用来装直尾鸡心夹头。为了安全起见，目前也有安全拨盘，它可以防止鸡心夹头打在手上（3）用一夹一顶方法安装工件

在车削较重、较长的轴体零件时，可采用一端夹持，另一端用后顶尖顶住的方式安装工件，这样会使工件更为稳固，从而能选用较大的切削用量进行加工。为了防止工件因切削力作用而产生轴向窜动，必须在卡盘内装一限位支承，或用工件的台阶作限位。如图2-21所示。此装夹方法比较安全，能承受较大的轴向切削力，故应用很广泛。

（a）用限位支承

（b）用工件台阶限位

图2-21一夹一顶安装工件

4、中心架与跟刀架

当轴类零件的长度与直径之比较大（L/d>10）时，即为细长轴。细长轴的刚性不足，为防止在切削力作用下轴产生弯曲变形，必须用中心架或跟刀架作为辅助支承。

中心架上有三个等分布置并能单独调节伸缩的支承爪。使用时，用压板、螺钉将中心架固定在床身导轨上，且安装在工件中间，然后调节支承爪。首先调整下面两个爪，将盖子盖好固定，然后调整上面一个爪。调整的目的是使工件轴线与主轴轴线重合，同时保证支承爪与工件表面的接触松紧适当，如图2-22（a）、（b）所示。

（a）中心架

（b）中心架的应用

图2-22中心架及应用

跟刀架上一般有两个能单独调节伸缩的支承爪，而另外一个支承爪用车刀来代替。两支承爪分别安装在工件的上面和车刀的对面，如图2-23（a）所示。加工时，跟刀架的底座用螺钉固定在床鞍的侧面，跟刀架安装在工件头部，与车刀一起随床鞍作纵向移动。每次走刀前应先调整支承爪的高度，使支承爪与预先车削出用于定位的光滑圆柱面保持松紧适当的接触。配置了两个支承爪的跟刀架，安装刚性差，加工精度低，不适宜作高速切削。另外还有一种具有三个支承爪的跟刀架，如图2-23（b）所示。

图2-23跟刀架的应用项目3轴类零件的车工工艺

轴类零件介绍

任务1

车削轴类零件技能训练

任务2任务1轴类零件介绍

活动1轴类零件加工工艺特点

活动2轴类零件的检测

活动3切削用量的选择及对车削加工的影响活动1轴类零件加工工艺特点

1、轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等，如图3-1所示。图3-1常见轴的类型

轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：（1）尺寸精度（2）几何形状精度（3）相互位置精度（4）表面粗糙度2、轴类零件的毛坯和材料（1）轴类零件的毛坯（2）轴类零件的材料3、轴类零件一般加工要求及方法（1）轴类零件加工工艺规程注意点（3）轴类零件的热处理（2）轴类零件加工的技术要求

4、轴类零件典型工艺路线车削轴类零件外圆表面的大致工艺顺序为：粗车→半精车→精车→精细车。在加工具体的件时，则要根据零件精度要求来选择加工工序，不一定要经过全部的加工阶段。各种加工工艺所能达到的经济精度和表面粗糙度值，以及各种典型的加工方法见表3-1所示表3-1典型轴类零件加工方法阶梯轴的结构分析图3-2为某阶梯轴的零件图。该零件的结构具有如下特点：从形状上看，该轴为多阶梯结构的实心轴；从长度与直径之比看，该工件属于刚性轴；从表面加工类型看，外圆表面有圆柱面、退刀槽、端面、倒角、台阶、螺纹及键槽等。图3-2阶梯轴零件图阶梯轴的工艺过程如下：下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，切槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。其工艺过程如表3-2所示：表3-2阶梯轴的加工工艺过程活动2轴类零件的检测1、外圆柱面尺寸精度的检验检验工具和方法因生产批量不同而不同。单件小批量生产时，尺寸精度可采用通用量具，如钢直尺、游标卡尺、千分尺、卡钳、百分表及深度游标卡尺等检验工具来测量轴径和轴长；当大量生产时，一般应用专用量具，如界限量规，界限量规分卡规和塞规。界限卡规的形状如图3-3所示

图3-3卡规及其应用2、形状精度的检验形状精度的测量一般包括有圆度及圆柱度误差测量。在形状误差的检测中，以测得要素作为实际要素，根据测得要素来评定形状误差值，判断是否符合形状精度要求。（1）外圆柱面的圆度误差测量用百分表测量在车间，轴的外圆表面的圆度误差一般用百分表（指示精度为0.01㎜）或千分表（指示精度为0.001㎜或0.002㎜）进行测量。百分表常用的有钟表式和杠杆式两种，钟表式百分表简称为百分表，它的结构形状如图3-4所示。图3-4百分表图3-5杠杆百分表如图3-5所示，杠杆百分表的体积较小，杠杆测头方向可以改变，在校正工件和测量工件时比较灵活方便，尤其是小孔的测量和在机床上校正零件时，由于受地位限制，百分表放不进去，而杠杆百分表就容易得多。百分表在使用时，一般装在普通表架上或装在有磁性的专用表架上，如图3-6（a）所示，表架放在平板上或某一平整位置上，百分表的位置在表架上可上下、前后调节。测量时，测量头与轴的外圆表面接触，测量杆的轴线应与工件直径方向一致并垂直于工件的轴线，测量杆应有一定的预压量，一般为0.3～1㎜，以保持一定初始测量力，提高示值的稳定性，同时，把指针调整到表盘的零位，然后转动被测零件，在测量截面内读取的最大值与最小值之差的一半即为单个截面的圆度误差。按上述方法测量若干个截面，取其中最大的误差作为该段外圆的圆度误差，如图3-6（b）、（c）。

图3-6百分表、杠杆式百分表的测量方法用圆度仪测量

如图3-7所示，将工件放在精密转台4上，精密转台回转，测针触头相对转台中心轨迹即为模拟的理想圆，被测实际轮廓对模拟理想圆的径向变化，由电测头3测量，再经电子系统处理后，在圆扫描示波器的屏幕6上显示出被测实际轮廓的形状，并在数字显示器7上以数字直接显示圆度误差值。图3–7圆度仪1－仪器主体2－直线测量架3－电测头3-精密转台5－分析显示器6－屏幕7－数字显示器8－放大滤波器9－记录器10－直角坐标记录器11－操纵台3、表面粗糙度的检验表面粗糙度的测量方法，常用的有比较法、光切法、干涉法和感触法。图3-8J型光切法显微镜1–旋手2–横臂3–微动手轮4–升降螺母5–立柱6–底座7–工作台8–可换物镜9–燕尾导板10–手柄11–壳体12–测微目镜鼓轮13–测微目镜图3-9轮廓光亮带示意图图3-106JA型干涉显微镜

1-工作台2-主体3-底座3-目测百分尺图3-11干涉条纹图图3-12BCJ–2型电动轮廓仪4、位置精度的检验位置精度的检验项目一般包括有：各表面对两支承轴颈的径向圆跳动、端面圆跳动及同轴度等。图3-13外圆面、端面对支承轴颈的跳动公差的检验图3-14各表面对两支承轴颈的同轴度图3-15用百分表检测键槽对称度1–

指示器2–加载手柄3–缓冲器4–砝码座5、6–砝码7–吊杆8–吊套9–机体10–加载杠杆11–顶杆12–刻度盘13–主轴14–压头15–试样16–工作台17–升降丝杠18–手轮图3-16洛氏硬度计及硬度检测活动3切削用量的选择及对车削加工的影响1、车削加工时切削用量的选择（1）粗车加工时切削用量的选择（2）半精车、精车加工时切削用量的选择2、金属切削过程与切屑的类型（1）金属切削过程

金属在刀具切削刃的切割作用和前刀面的推挤下，产生变形、剪切、滑移而变成切屑的过程称为金属切削过程。（2）切屑的类型

由于加工工件的材料不同和切削条件不同，根据切屑的形状不同可大致分为四个类型：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑和崩碎切屑。如图3-17所示，其具体特点见表3-3：3、积屑瘤的形成以及对加工的影响与预防措施（1)积屑瘤的形成(2)积屑瘤对加工的影响(3)防止产生积屑瘤的措施4、切削热与切削温度(1)切削热(2）切削温度5、刀具的磨损与刀具的寿命刀具的磨损是指在车削过程中，车刀的前刀面和后刀面处于剧烈的摩擦和切削热作用下，使车刀变钝而失去了正常的切削能力。6、切屑的形状

车削金属时，被切削层金属经受了较大的塑性变形变成切屑。切屑在流动和卷曲过程中碰到障碍物，切屑将附加变形。因工件材料、车刀几何角度及切削用量的不同，切屑附加变形的程度也不同，车削塑性材料时，常会出现“C”字形切屑、螺旋状切屑和带状切屑等，如图3-18所示：

图3-18切屑的形状任务2

车削轴类零件技能训练

活动1车外圆技能训练活动2车端面技能训练活动3车台阶面技能训练

活动1车外圆技能训练1、选择车刀车端面、外圆时，一般选用主偏角为45º、75º和90º的等几种车刀。车外圆可用图3-17所示的各种车刀。直头车刀(尖刀)的形状简单，主要用于粗车外圆；弯头车刀不但可以车外圆，还可以车端面，加工台阶轴和细长轴则常用偏刀。图3-17外圆车刀试切为了保证加工的尺寸精度，应采用试切法车削。试切法的步骤如图3-18所示

a)开车对刀，使车刀和工件表面轻微接触b)向右退出车刀c)按要求横向进给d)试切1～3mme)退出，停车，测量f)调整切深，自动进给车外圆图3-18试切的方法与步骤外圆面的检验外圆表面的加工，一方面要保证零件图上要求的尺寸精度和表面粗糙度，另一方面还应保证形状和位置精度的要求。检查时，可采用钢尺、游标卡尺、千分尺或百分表等工具。下面重点介绍一下游标卡尺和千分尺的使用。1、6-量爪2-紧固螺钉3-游标3-尺身5-深度尺图3-19三用游标卡尺

（a）读数值为0.1mm的游标卡尺(b)读数值为0.05mm的游标卡尺(c)读数值为0.02mm的游标卡尺图3-20游标卡尺刻线原理图3-21读数值为0.05mm游标卡尺测量数值

图3-22游标卡尺测量外径（2）千分尺 千分尺也称螺旋测微器测量时，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。它的一部分加工成螺距为0.5mm的螺纹，螺杆转动的整圈数由固定套管上间隔0.5mm的刻线去测量，不足一圈的部分由活动套管周边的刻线去测量，最终测量结果需要估读一位小数。1-尺架2—测砧3—测微螺杆4—固定刻度5、6-可动刻度7—棘轮转柄图3-23外径千分尺的结构外径千分尺的使用方法用千分尺测量小零件时，测量方法见图3-24（a）。测量精密的零件时，为了防止千分尺受热变形，影响测量精度，可将千分尺装在固定架上测量，见图3-24（b）。在车床上测量工件，必须先停车，测量方法见图3-24（c）。在车床上测量大直径工件时，千分尺两个测量头应在水平位置上，并要求垂直于工件轴线。测量时，左手握住尺架，右手转动测力装置，靠千分尺的自重在工件直径方向找出最大尺寸，见图3-24（d）。图3-24千分尺的使用

图3-25千分尺的读数外圆长度尺寸的检测外圆加工结束后，一般使用钢直尺、内卡钳、游标卡尺和深度游标卡尺来测量长度，对于批量大精度较高的工件可用样板测量，如图3-26所示。图3-26外圆长度尺寸检测用右、左偏刀（90º主偏角）车削端面车端面常用的偏刀的种类有以下三种：按其主偏角（Kr）可分为：90°、75°和45°三种。活动2车端面技能训练a)右偏刀；b)左偏刀；c)右偏刀外形图3-2790°偏刀

3-29用左偏刀车削端面图3-28用90º外圆右偏刀车端面图图3-3045°车刀、左车刀车削端面图3-31检查端面的平面度活动3车台阶面技能训练1、车刀的安装与车削工件（1）车刀的安装车刀安装时，车刀刀尖（45°车刀左侧刀尖）必须严格对准工件旋转中心，否则在车削端面至中心时会留有凸台或造成刀尖碎裂。刀头伸出长度，约为刀杆厚度的1～1.5倍。伸出过长，刚性较差，车削时容易引起振动。2）工艺分析由于工件较短，没有特殊的同轴度要求，加工时采用三爪自定心卡盘直接装夹进行加工。考虑到倒角和去毛刺，先加工大端直径再调头加工另一端。见图3-32所示图3-32台阶工件3）操作步骤及质量检测见表3-3所示：图3-33台阶工件操作步骤及质量检测见表3-4所示：项目4套类零件的车工工艺

套类零件介绍任务1

孔的加工

任务2车削套类零件技能训练

任务3任务1套类零件介绍

活动1套类零件加工工艺特点

活动2套类零件的检测

活动1套类零件加工工艺特点

1、套类工件的特点套类工件是车削加工的重要内容之一。它的主要作用是支承、导向、连接以及和轴组成精密的配合等。为研究方便，我们把轴承座、齿轮、带轮等带有孔的工件都作为套类工件来介绍。套类工件主要由同铀度要求较高的内、外旋转表面以及端面、阶台、沟槽等部分组成(图4-1)：图4-1轴承套

2、套筒零件的典型加工工艺（1）套类零件常见的几种加工工艺流程（2）保证套筒零件表面位置精度的方法（3）防止加工中套筒变形的措施（4）典型套筒零件的加工工艺如图4-2所示套筒零件，是水平转盘的定心零件。其中ø40m6的外圆与转盘的盘面内孔属于过渡配合，并加平键连接实现周相固定；ø35g6的外圆与基准件内孔采用间隙配合，以保证转盘绕基准件精确回转；螺纹用于转盘与基准件的轴向连接；ø22H7的孔用来安装校正心轴。图4-2定心套筒1）加工表面3）工艺路线的拟定2）技术精度要求拟定的工艺路线如下：下料→粗车端面和内孔→粗车外圆→半精车端面和内孔→半精车外圆和螺纹→键槽划线→铣键槽→去毛刺→淬火→磨孔→磨外圆并靠磨台阶端面。其工艺过程如表4-1所示。阶梯轴的结构分析图4-2为某阶梯轴的零件图。该零件的结构具有如下特点：从形状上看，该轴为多阶梯结构的实心轴；从长度与直径之比看，该工件属于刚性轴；从表面加工类型看，外圆表面有圆柱面、退刀槽、端面、倒角、台阶、螺纹及键槽等。图4-2阶梯轴零件图阶梯轴的工艺过程如下：下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，切槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。其工艺过程如表4-2所示：表4-1套筒的加工工艺过程活动2套筒类工件的装夹与测量1、套简类工件的装夹在单件小批量生产中，为了避免由于工件数次装夹而造成的定位误差，保证工件加工件各表面间的相互位置精度，可以在卡盘上一次装夹车削内外表面和端面。如图4-3所示。

图4-3一次装夹车削（1）以外圆和端面为定位基准当工件的外圆和一个端面在一次装夹中车削完后，可以用车好的外圆和端面为定位基。（a)反卡爪装夹(b)挡铁法装夹图4-4以外圆和端面为定位基准装夹工件

（2）以内孔为定位精基准（3）以外圆为定位精基准

2、套类工件的测量（1）孔径的测量（2）位置精度测量方法位置精度的测量方法包括径向圆跳动、端面圆跳动和端面对轴线垂直度的测量方法。任务2孔的加工

活动1钻孔活动2

扩孔和铰孔

活动3车孔

活动1钻孔钻孔是指用钻头在实体材料上加工出孔的操作。在实心材料上加工孔时，首先必须用钻头钻孔，然后在已有孔的基础上扩大内孔。钻孔使用的刀具称为钻头，根据结构和用途的不同，钻头分为扁钻、麻花钻、中心钻、锪孔钻、深孔钻等。1、麻花钻的几何形状麻花钻分直柄和莫氏锥柄两种，如图4-11所示。

（1）顶角（2）前角（3）后角（4）横刃倾角图4-24千分尺的使用

2、麻花钻的刃磨和修磨（1）刃磨后刀面（2）修磨横刃（3）修磨前刀面（4）双重刃磨

图4-24千分尺的使用3、钻孔时切削用量和切削液切削液（1）背吃刀量（2）切削速度（3）进给量（4）切削液4、钻孔方法（1)麻花钻的装夹与校正（2）钻孔的步骤（3）钻孔的注意事项活动2扩孔和铰孔

1、扩孔用麻花钻或专用扩孔钻将原有的孔扩大叫扩孔。常见的扩孔刀具有麻花钻和扩孔钻。扩孔钻如图4-17所示图4-17扩孔钻2、铰孔用铰刀铰孔是对未淬硬孔进行精加工的一种方法、在成批、大量生产中被广泛采用铰刀工作部分的几何形状如图4-18所示铰孔方法铰孔前，一般先经过扩孔或钻孔留一定的余量，余量的大小直接影响到孔的质量。余量太小时，往往不能把前道工序的加工刀痕全部切去。一般粗铰余量为0.15～0.3mm，精铰余量为0.04～0.15mm。用高速钢铰刀时余量取小些，用硬质合金铰刀时余量取大些。铰削速度—般小于0.1m／s，铰削钢料时进给量可选0.1～0.2mm/r，铰削铸铁时可再大些。手铰比机铰质量高，其原围是切削速度低，切削温度也低，不产生积屑瘤，刀具尺寸变化小，但只适用于单件小批少产中铰通孔。铰孔时产生废品的原因及预防措施在车床上铰孔时，常见产生废品的原因及预防措施见表4-3。活动3车孔

1、内孔车刀的种类内孔车刀按加下用途可分为通孔车刀和盲孔车刀两种，按车刀形状结构可分为整体式车刀和刀排式车刀两种。（1）通孔车刀通孔车刀是车通孔用的。车刀主偏角。一般取60°~75°，副偏角取15°~30°，后角取6°~8°。（2）盲孔车刀盲孔车刀是车盲孔、台阶面及内端面用的车刀。车刀主偏角略大于90°，副偏角和后角与通孔车刀相同。（3）整体式车刀整体式车刀是指车刀刀头部分和刀柄组成一体，刀柄部分用中碳钢制成，刀头部分用硬质合金焊接在刀柄前端。（4）刀排式车刀刀排式车刀可以把高速钢或硬质合金刀具做成很小的刀头，装在用中碳钢或合合钢制成的刀排前端方孔内，并用螺钉固定。2、内孔车刀的选译车孔时，车刀刀柄直径受到孔径的限制，刀柄悬伸长度又要满足孔深要求，而且加工孔又是在工件内部进行的，因此，车孔刀的刚度和车削时的排屑问题是选择内孔车刀的关键。3、内孔车刀的装夹加工通孔时，车刀刃倾角磨成正值使切屑流向待加工表面，以防止已加工表面被切屑划伤；加工盲孔时，切屑只能从孔口排出，这时车刀刃倾角应磨成负值。装夹时，刀尖必须与工件中心等高或稍高些，防止产生扎刀现象。

4、车孔注意事项内孔的车削通常比外围的加工要困难，很容易产生废品。在加工工件时，时刻需要注意车孔的关键技术，防止车孔时产生不合格的工件。（1）防止内孔车不圆（2）防止孔径尺寸不正确（3）防止内孔表面不光洁（4）防止孔有锥度任务3车削套类零件技能训练活动1车削典型套类零件技能训练

活动2车削薄壁套类零件

活动1车削典型套类零件技能训练如图4-19为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，试对该零件进行车削工艺分析图4-19轴套零件图2、装夹方法及刀具使用根据零件图纸及尺寸要求，该零件采用三爪开盘分两次装夹，使用外圆车刀、端面车刀、中心钻、钻头及内孔车刀等。3、操作步骤及质量检测见表4-4所示：活动2车削薄壁套类零件薄壁套类零件刚度低，在夹紧力、切削力作用下非常容易产生变形，导致吃刀深度不均和让刀现象。另外，薄壁套类零件金属体积小，总的热容量小，薄壁套类零件的温度容易升高和变形，使加工后的零件出现形状和尺寸误差。

1、采用开口套用开口套改变三爪卡盘的三点接触为整圆抱紧，三爪卡盘夹持开口套使其变形并均布地抱紧薄壁工件后，再车削内孔。如图4-22所示。

2、采用弧形软爪改装卡盘的三爪，在通用三爪上焊接弧形软爪，增大夹持面积，使夹紧力均匀分布在工件上，可以有效减小薄壁套的夹紧变形。保证软卡爪内弧与簿壁工件外径相等，并保证软卡爪具有足够的刚度。如图4-23所示。3、采用心轴夹紧当车薄壁套的外圆时，有效防止薄壁套变形的方法是采用心轴定位，使夹紧力沿刚性较好的轴线方向分布，如果薄壁套有阶梯孔，心轴也相应作成阶梯心轴，防止装夹变形。如图4-24所示。

4、增加工艺肋在工件的夹紧部位特制工艺肋，使夹紧力作用在工艺肋上，减少夹紧力引起的变形。如图：4-25所示。5、合理选择切削用量减小切削用量，减小吃刀深度、进给量和切削速度适当增加走刀次数，可以有效进免薄壁工件变形。6、合理选择车刀材科及其几何参数采取较大前角、主偏角和刃倾角，减小刀尖圆弧半径，使刀具锋利无比，降低切削力和切削热。

7、合理选择切削液选择比热容大、粘度小、流动性好的切削液，就可以吸收大量的热能，从而降低切削温度，减小薄壁套工件的变形。项目5圆锥面的车工工艺圆锥面介绍任务1

车圆锥面技能训练

任务2任务1圆锥面介绍活动1锥度基础知识

活动2锥度的检测

活动1锥度基础知识

1、圆锥的各部分名称及尺寸计算（1）圆锥表面和圆锥圆锥表面是由于轴线成一定角度且一端相交于轴线的一条直线段（母线），绕该轴线旋转一周所形成的表面，如图5-1所示；由圆锥表面和一定轴向尺寸、径向尺寸所限定的几何体，称为圆锥。圆锥又分为外圆锥和内圆锥两种，如图5-2所示。

1-圆锥表面2-轴线3-圆锥素线(a)外圆锥（b）内圆锥图5-1图5-2（2）圆锥的基本参数圆锥体大小端直径之差与圆锥长度之比叫做锥度，如图5-3所示。即：式中：D——圆锥体的大端直径(毫米)；d——圆锥体的小端直径(毫米)；L——圆锥体的全长(毫米)；C——圆锥体的锥度图5-3圆锥的基本参数1）莫氏圆锥莫氏圆锥在机器制造业中应用得最广泛的一种,如车床主轴锥孔、顶尖、钻头柄、铰刀柄等都用莫氏圆锥。莫氏锥度是机加工中的国际标准，用于旋转体的精密固定。它是利用摩擦力的原理，来传递一定的扭矩。拆卸简便，重复拆卸不会影响精度。详见表5-1表5-1模式圆锥型号2）米制圆锥米制圆锥有八个号码,即4、6、80,100、120、140、160和200号。它的号码就是指大端直径,锥度固定不变,即C=l:20。除常用的标准圆锥外，生产中会经常遇到一些专用的标准锥度，如表5-2所示：表5-2标准锥度活动2锥度的检测1、外圆锥面的检验外圆锥面的检验项目包括两个：圆锥角度和尺寸精度的检测。常用的检验工具有万能角度尺、角度样板，若检测配合精度要求较高的锥度零件，则采用涂色检验法。对于3º以下的角度采用正弦规检测。

图5-4用万能角度尺测量工件的方法图5-5用样板测量圆锥齿轮坯的角度（a）圆锥套规 （b）圆锥套规测量图5-6圆锥套规及圆锥套规测量

1、2—挡板3—圆柱4—长方体5—工件6—量块图5-7正弦规及其使用方法图5-8用套规测量锥体图5-8用套规测量锥体活动3圆锥的车削方法车圆锥面主要有下列四种方法：小滑板转位法、尾座偏移法、靠模法和宽刃刀法。车锥体时，必须特别注意车刀安装的刀尖要严格对准工件的中心，否则，车出的圆锥母线不是直线，而是双曲线。

1、小滑板转位法转动小滑板车削圆锥，是将小滑板按零件的要求转动一定的角度（小滑板转动的角应为圆锥母线与车床主轴轴线的夹角），使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥母线平行，然后紧固其转盘，再摇动进给手柄进行切削，如图5-9（a）所示。（a）小滑板转位法

2、尾座偏移法车削圆