金属切削加工 课件 项目三 车削台阶轴

项目三车削台阶轴

车削台阶轴

台阶轴是车削的典型工件之一，在这一项目里，通过不同任务的完成，能掌握车台阶时刀具的安装方法，熟悉台阶轴的车削方法，了解废品产生的原因，掌握预防废品产生的方法，掌握控制表面粗糙度的基本方法，完成中心孔、台阶面的加工，掌握垂直度、圆跳动的检测方法。任务一车削简单台阶轴

【学习目标】1.掌握车台阶时刀具的安装方法。2.掌握台阶轴的车削方法。3.掌握避免产生废品的方法。4.正确执行安全技术操作规程。5.能按企业有关安全生产的规定，做到工作场地整洁，工件、刀具、工具、量具摆放整齐。

【任务图样】图3-1台阶轴零件图任务一车削简单台阶轴

【知识准备】一、车台阶时刀具的安装方法

任务一车削简单台阶轴

车台阶时，通常选用90°外圆偏刀。车刀的安装应根据粗、精车和余量的多少来调整。粗车时为了增加切削深度，减小刀尖的压力，车刀安装时主偏角可小于90°（一般为85°～90°）。精车时为了保证工件台阶端面与工件轴线的垂直度，应取主偏角大于90°（一般为93°左右），如图3-2所示。图3-2车台阶时车刀的安装【知识准备】二、台阶轴的车削方法

任务一车削简单台阶轴

一般分粗、精车进行。车削前根据台阶长度先用刀尖在工件表面刻线痕，然后按线痕进行粗车。粗车时的台阶每档均略短些，留精车余量。精车台阶工件时，通常在机动进给精车外圆至近台阶处时，以手动进给代替机动进给。当车至平面时，然后变纵向进给为横向进给，移动中滑板由里向外慢慢精车台阶平面，以确保台阶平面垂直轴心线。车削高度在5mm以下的台阶时，可在一次进给中车出，车高于5mm以上的台阶时，应分层进行车削，如图3-3所示。a）b）a）车低台阶b）分层车高台阶图3-3车台阶的方法【知识准备】任务一车削简单台阶轴

1.控制台阶长度的方法控制台阶长度的方法有多种。准确地控制被车台阶的长度是台阶车削的关键。（1）用刻线控制一般选最小直径圆柱的端面作统一的测量基准，用钢直尺、样板或内卡钳量出各个台阶的长度（每个台阶的长度应从同一个基准计算）。然后使工件慢转，用车刀刀尖在量出的各个台阶位置处，轻轻车出一条细线。以后车削各个台阶时，就按这些刻线控制各个台阶的长度，如图3-4所示。图3-4用刻线法定台阶的长度【知识准备】任务一车削简单台阶轴

【知识准备】任务一车削简单台阶轴

【知识准备】任务一车削简单台阶轴

三、产生废品的原因及预防方法1.端面产生凹或凸1）用右偏刀从外向中心进给时，床鞍没固定，车刀扎入工件产生凹面在车大端面时，必须把床鞍的固定螺钉旋紧。2）车刀不锋利、小滑板太松或刀架没压紧，使车刀受切削力作用面“让刀”，因而产生凸面保持车刀锋利。中、小滑板的镶条不应太松，车刀刀架应压紧。2.阶台不垂直1）较低的阶台是由于车刀装得歪斜，使主切削刃跟工件轴线不垂直。2）装刀时必须使车刀的主切削刃垂直于工件的轴线，车阶台时最后一刀应从阶台里面向外车出。3）较高的阶台不垂直的原因同端面凹凸的原因一样。【操作训练】1.准备工作2.操作程序3.注意事项或安全风险提示4.操作要点

任务一车削简单台阶轴

车台阶时如何安装车刀？ 台阶轴的车削方法有哪些？台阶轴产生废品的原因及预防方法有哪些？

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任务二车削双向台阶轴

【学习目标】1.掌握达到垂直度的加工方法。2.进一步掌握台阶工件车削时车刀的装夹方法。3.掌握双向台阶工件的车削加工顺序。4.巩固台阶长度的控制方法。5.正确执行安全技术操作规程。6.能按企业有关安全生产的规定，做到工作场地整洁，工件、刀具、工具、量具摆放整齐。【任务图样】任务二车削双向台阶轴

图3-7双向台阶轴零件图【知识准备】任务二车削双向台阶轴

一、减小工件表面粗糙度值的基本方法一般影响表面粗糙度的主要因素有：残留面积、积屑瘤、机床部件振动，另外，因刀具、工件的原因也会使粗糙度值变大。【知识准备】任务二车削双向台阶轴

【知识准备】任务二车削双向台阶轴

二、车削轴类零件消除锥度的方法一夹一顶或两顶尖间装夹工件时，如果尾座中心与车床主轴旋转中心不重合，车出的工件外圆是圆锥形，即出现圆柱度误差。为消除圆柱度误差，车削轴类零件时，必须首先调整尾座位置。具体调整方法是，用一夹一顶或两顶尖间装夹工件，试切削外圆（注意工件余量），用外径千分尺分别测量尾座端和卡爪端的工件外圆，并记下各自读数进行比较。如果靠近卡爪端直径比尾座端直径大，则尾座应向离开操作者方向调整（如图3-8）。图3-8控制径向、轴向尺寸试切方法【知识准备】任务二车削双向台阶轴

如果靠近尾座端直径比卡爪端直径大，则尾座应向操作者方向移动。尾座的移动量为两端直径之差的1/2mm，并用百分表控制尾座的移动量，调整尾座后，再进行试切削，这样反复找正，直到消除锥度后再进行车削（如图3-9）。图3-9车削轴类零件消除锥度的方法【操作训练】1.准备工作2.操作程序3.注意事项或安全风险提示4.操作要点

任务二车削双向台阶轴

一般影响表面粗糙度的主要因素有哪些？常见提高表面粗糙度采取哪些措施？车削轴类零件消除锥度的方法有哪些？

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任务三车削多台阶轴

【学习目标】1.能按工件的技术要求，正确选择车削方法，并能选择和提出保证技术要求的一般夹具。2.能按工件几何形状、材料，合理选择切削用量，并会刃磨刀具。3.根据车削工件的需要，能熟练地调整工、夹、量具和机床设备，并能找出和排除一般的简单故障。4.在车削加工中，能分析产生废品的原因和预防方法。5.正确执行安全技术操作规程。6.能按企业有关安全生产的规定，做到工作场地整洁，工件、刀具、工具、量具摆放整齐。【任务图样】任务三车削多台阶轴

图3-13多台阶轴零件图【知识准备】任务三车削多台阶轴

一、中心孔与中心钻1.中心孔类型国家统一标准（GB/T4459.5—1999）规定，中心孔有A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带螺孔）和R型（弧形）四种（如图3-14）：A型用于不需要重复使用中心孔，而且精度要求一般的小型工件。B型用于精度要求高，需多次使用中心孔的工件。C型用于需在轴向固定其他零件的工件。R型与A型相似，但定位圆弧面与顶尖接触，配合变成线接触，可自动纠正少量的位置偏差（此种中心孔极少使用）。【知识准备】任务三车削多台阶轴

2.中心钻的种类中心钻有不带护锥（A型）的和带护锥（B型）的两种（如图3-15）。a）b）a）不带护锥的（A型）b）带护锥的（B型）图3-15中心钻的种类

【知识准备】任务三车削多台阶轴

二、钻中心孔的要求1.尺寸要求中心孔尺寸以圆柱孔直径d为基本尺寸，d的大小根据工件的直径或工件的重量，按国家统一标准来选用。2.形状和表面粗糙度要求轴类零件各回转表面的形状精度和位置精度全靠中心孔的定位精度保证，中心孔上有形状误差会直接反映到工件的回转表面。锥形孔不正确就会与顶尖的接触不良。如果60

锥面的粗糙度差，就会加剧顶尖的磨损以及引起车削零件的综合误差。60°锥面的粗糙度值最低标准Ra1.6μm。【知识准备】任务三车削多台阶轴

三、中心孔的加工方法在车床上钻中心孔，常用两种方法：1.在工件直径小于车床主轴内孔直径的棒料上钻中心孔1）这时应尽可能把棒料伸进主轴内孔中去，用来增加工件的刚性；2）经校正、夹紧后把端面车平；3）把中心钻装夹在钻夹头中夹紧，当钻夹头的锥柄能直接和尾座套筒上的锥孔结合时，直接装入便可使用；4）如果锥柄小于锥孔，就必须在它们中间增加一个过渡锥套才能结合上；5）中心钻安装完毕，开车使工件旋转，均匀摇动尾座手轮来移动中心钻实现进给，待钻到所需的尺寸后，稍停留，使中心孔得到修光和圆整，然后退刀，如图3-16所示；【知识准备】任务三车削多台阶轴

2.在工件直径大于车床主轴内孔直径，并且长度又较大的工件上钻中心孔这时只靠一端用卡盘夹紧工件，不能可靠地保证工件的位置正确。要使用中心架来车平端面和钻中心孔。钻中心孔的操作方法和前一种方法相同，如图3-17所示。

图3-16在卡盘上钻中心孔图3-17在中心架上钻中心孔【知识准备】任务三车削多台阶轴

四、轴类工件的车削质量分析表3-2轴类工件产生废品的原因及预防方法废品种类产生原因预防方法尺寸精度达不到要求1.看错图样或刻度盘使用不当2.没有进行试切削3.量具有误差或测量不正确4.由于切削热的影响，使工件尺寸发生变化5.机动进给没及时关闭，使车刀进给长度超过台阶长度6.车槽时，车槽刀主切削刃太宽或太窄使相宽不正确7.尺寸计算错误，使槽深度不正确1.必须看清图样尺寸要求，正确使用刻度盘，看清刻度值2.根据加工余量计算出背吃刀量，进行试切削，然后修正背吃刀量3.量具使用前，必须检查和调整零位，正确率握测量方法4.不能在工件温度较高时测量，如测量，应掌握工件的收缩情况，或浇注切削液，降低工件温度5.注意及时关闭机动进给或提前关闭机动进给，用手动进给到长度尺寸6.根据槽宽刃磨车槽刀主切削刃宽度7.对留有磨削余量的工件。车槽时应考虑磨削余量【知识准备】任务三车削多台阶轴

废品种类产生原因预防方法产生锥度1.用一夹一顶或两顶尖装夹工件时，由于后顶尖轴线不在主轴轴线上2.用小滑板车外圆时产生锥度是由于小滑板的位置不正，即小滑板刻线跟中滑板的刻线没有对准“0”线3.用卡盘装夹工件纵向进给军削时产生锥度是由于车床床身导轨跟主轴轴线不平行4.工件装夹时悬伸较长，车削时因切削力影响使前端让开，产生锥度5.车刀中途逐渐磨损1.车削前必须找正锥度2.必须事先检查小滑板的刻线是否与中滑板刻线的“0”线对准。3.调整车床主轴与床身导轨的平行度4.尽量减少工件的伸长度，或采用一夹一顶的装夹方式，增加工件的装夹刚性5.选用合适的刀具材料，或适当降低切削速度圆度超差1.车床主轴间隙太大2.毛坏余量不均匀，切削过程中背吃刀量发生变化3.工件用两顶尖装夹时，中心孔接触不良，或后顶尖顶得不紧，或前后顶尖产生径向圆跳动1.车削前检查主轴问隙，并调整合适。如因主轴轴承磨损太多，则需要更换轴承2.工件分开粗、精车3.工件用两顶尖装夹必须松紧适当，若回转顶尖产生径向圆跳动，应及时修理或更换表面粗糙度达不到要求1.车床刚性不足，如滑板镶条太松，传动零件（如带轮）不平衡或主轴太松引起振动2.车刀刚性不足或伸出太长引起振动3.工件刚性不足引起振动4.车刀几何参数不合理，如选用过小的前角、后角和主偏角5.切削用量选用不当1.清除或防止由于车床刚性不足而引起的振动（如调整车床各部分的间隙）2.增加车刀刚性和正确装夹车刀3.增加工件的装夹刚性4.选择合理的车刀角度（如适当增大前角，选择合理的后角和主偏角）5.进给量不宜太大，精车余量和切削速度应选择恰当【操作训练】1.准备工作2.操作程序3.注意事项或安全风险提示4.操作要点

任务三车削多台阶轴

（1）在车床上钻中心孔，中心钻折断的原因及预防措施1）工件端面没有车平或中心处留有凸头，使中心钻不能准确定心而折断；2）中心钻没有对准工件旋转中心，使中心钻受到一个附加力而折断。这往往是由于车床尾座偏位或钻夹头锥柄弯曲等原因造成的。所以，钻中心孔前必须严格找正车床尾座，或将钻夹头转动一个角度来对准中心；3）切削用量选择不当，如工件转速太低而中心钻进给量过快使中心钻折断。中心钻直径很小，即使采用较高转速，其一切削速度仍然不大。如果用低速钻中心孔，手摇尾座手柄进给的速度不容易控制，这时可能因进给量过大而使中心钻折断。【操作训练】任务三车削多台阶轴

4）中心钻在使用过程中磨损，强行钻入工件也容易折断中心钻。所以.当发现中心钻磨损后，应及时修磨或调换新的中心钻后继续使用。5）没有浇注充分的切削液或没有及时清除切屑，致使切屑堵塞在中心孔内而挤断中心钻。所以，钻中心孔时应经常浇注切削液并及时清除切屑。6）钻中心孔虽然操作简一单，但如果不注意，会使中心钻折断，给工件的车削带来困难。因此必须熟练掌握钻中心孔的方法。如果中心钻折断了，必须将断头从工件中心孔内取出，并修正中心孔后才能进行车削。（2）一夹一顶装夹时的限位方法一夹一顶装夹工件时，为了防止由于进给力的作用而使工件产生轴向移动，可以在主轴前端锥孔内安装一限位支撑，如图3-21a所示，也可以利用工件的台阶进行限位，如图3-21b所示。用这种方法装夹安全可靠，能承受较大的进给力，因此应用广泛。a）用限位支承限位b）用工件台阶限位图3-21用一夹一顶安装工件【操作训练】任务三车削多台阶轴

（3）一夹一顶装夹工件时减少热变形伸长的方法为了减少热变形的影响，主要采取以下措施：1）采用钢丝圈垫在卡盘爪凹槽中的装夹方式卡爪夹持部分不宜过长，一般在15mm左右，最好用钢丝圈垫在卡盘爪的凹槽中，如图3-22所示，这样以点接触，使工件在卡盘内能自由调节其位置，避免夹紧时形成弯曲力矩。2）采用弹性回转顶尖来补偿工件热变形伸长。（4）采取反向进给方法图3-22钢丝