《机械加工》一体化教材

机械加工技能实训机械加工技能实训机械加工一体化教材校本教材

目录模块一钳加工 1项目一钳工入门知识 1一、钳工的特点 1二、钳工的工作及分工 1三、钳工常用设备 1项目二钳工安全操作规程 3项目三常用量具及测量练习 4—、测量概述 4二、常用量具及其使用 5项目四划线 12一、概述 12二、划线的精度要求 12三、划线基准及其选择原则 12四、划线的找正与借料 12五、划线工量具 14六、打样冲眼 16七、划线程序 16八、划线注意事项 17项目五錾削 17一、概述 17二、錾削工具 17三、錾削操作 18项目六锯削 21一、概述 21二、锯削工具 21三、锯削操作方法 22四、各种材料的锯削 23五、锯削安全注意事项 23六、锯削缺陷分析(见表1一3) 24项目七锉削 24—、概述 24二、锉刀 24三、锉刀握法 26四、锉削姿势 27TOC\o"1-5"\h\z五、锉削力的运用及锉削速度 27六、锉削方法 27七、锉削质量检査 29八、锉削注意事项 29九、锉削缺陷分析(见表1-5) 30项目九螺纹加工 30—、攻螺纹 30二、套螺纹 32模块二车削加工………………TOC\o"1-2"\h\z\u项目一车床的安全操作和文明生产规范 模块二车削加工项目一车床的安全操作和文明生产规范知识要点知识要点☆按照普通车床安全操作规程、管理制度做好文明生产工作。操作要点☆熟悉普通车床结构；熟悉普通车床基本操作要求和维护。任务1认识与掌握车床操作规程与文明生产培养和训练车床操作人员和维护人员，能对车床的正常安全操作和维护及在工作中进行文明生产。一、车工安全技术操作规程1．操作者必须熟悉机床的结构，性能及传动系统，润滑部位，电气等基本知识和使用维护方法，操作者必须经过考核合格后，方可进行操作。2．工作前要做到：（1）检查润滑系统储油部位的油量应符合规定，封闭良好。油标、油窗、油杯、油嘴、油线、油毡、油管和分油器等应齐全完好，安装正确。按润滑指示图表规定作人工加油，查看油窗是否来油。（2）必须束紧服装、套袖、戴好工作帽、防护眼镜，工作时应检查各手柄位置的正确性，应使变换手柄保持在定位位置上，严禁戴围巾、手套、穿裙子、凉鞋、高跟鞋上岗操作。工作时严禁戴手套。（3）检查机床、导轨以及各主要滑动面，如有障碍物、工具、铁屑、杂质等，必须清理、擦拭干净、上油。（4）检查工作台，导轨及主要滑动面有无新的拉、研、碰伤，如有应通知指导教师一起查看，并作好记录。（5）检查安全防护、制动（止动）和换向等装置应齐全完好。（6）检查操作手柄、伐门、开关等应处于非工作的位置上。是否灵活、准确、可靠。（7）检查刀架应处于非工作位置。（8）检查电器配电箱应关闭牢靠，电气接地良好。3．工作中认真做到：（1）坚守岗位，精心操作，不做与工作无关的事。因事离开机床时要停车，关闭电源。（2）按工艺规定进行加工。不准任意加大进刀量、削速度。不准超规范、超负荷、超重量使用机床。（3）刀具、工件应装夹正确、紧固牢靠。装卸时不得碰伤机床。找正刀具、工件不准重锤敲打。不准用加长搬手柄增加力矩的方法紧固刀具、工件。（4）不准在机床主轴锥孔、尾座套筒锥孔及其他工具安装孔内，安装与其锥度或孔径不符、表面有刻痕和不清洁的顶针、刀具、刀套等。（5）传动及进给机构的机械变速、刀具与工件的装夹、调正以及工件的工序间的人工测量等均应在切削刀具、工件后停车进行。（6）应保持刀具应及时磨锋或更换。（7）切削刀具未离开工件，不准停车。（8）不准擅自拆卸机床上的安全防护装置，缺少安全防护装置的机床不准工作。（9）机床上特别是导轨面，不准直接放置工具，工件及其他杂物。（10）经常清除机床上的铁屑、油污，保持导轨面、滑动面、转动面、定位基准面清洁。（11）密切注意机床运转情况，润滑情况，如发现动作失灵、震动、发热、爬行、噪音、异味、碰伤等异常现象应立即停车检查，排除故障后，方可继续工作。（12）机床发生事故时应立即按总停按钮，保持事故现场，报告有关部门分析处理。（13）用卡盘夹紧工件及部件时，必须将扳手取下，方可开车。（14）装卸花盘、卡盘和加工重大工件时，必须在床身面上垫上一块木板，以免落下损坏机床。装卸卡盘应在停机后进行，不可用电动机的力量取下卡盘。（15）在工作中加工钢件时冷却液要倾注在构成切屑的地方，使用锉刀时，应右手在前，左手在后，锉刀一定要安装手把。（16）机床在加工偏心工件时，要加均衡铁，将配重螺丝上紧，并用手扳动二三周明确无障碍时，方可开车。（17）切削脆性金属，事先要擦净导轨面的润滑油，以防止切屑擦坏导轨面。（18）车削螺纹时，首先检查机床正反车是否灵活，开合螺母手把提起是否合适，必须注意不使刀架与车头相撞，而造成事故。（19）工作中严禁用手清理铁屑，一定要用清理铁屑的专用工具，对切削下来的带状切屑、螺旋状长切屑，应用钩子及时清除，以免发生事故。（20）夹持工件的卡盘、拨盘、鸡心夹的凸出部分最好使用防护罩，以免绞住衣服及身体。（21）用顶尖装夹工件时，顶尖与中心孔应完全一致，不能用破损或歪斜的顶尖，使用前应将顶尖和中心孔擦净。后尾座顶尖要顶牢。（22）车削细长工件时，为保证安全应采用中心架或跟刀架，长出车床部分应有标志。（23）刀具装夹要牢靠，刀头伸出部分不要超出刀体高度1．5倍，垫片的形状尺寸应与刀体形状尺寸相一致，垫片应尽可能的少而平。（24）用砂布打磨工件表面时，应把刀具移动到安全位置，不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时，不以可用手指支持砂布，应用木棍代替，同时速度不宜太快。（25）操作者在工作中不许离开工作岗位，如需离开时无论时间长短，都应停车，以免发生事故。4．工作后认真作到：（1）将机械操作手柄、伐门、开关等扳到非工作位置上。（2）停止机床运转，切断电源、气源。（3）清除铁屑，清扫工作现场，认真擦净机床。导轨面、转动及滑动面、定位基准面、工作台面等处加油保养。严禁使用带有铁屑的脏棉沙揩擦机床，以免拉伤机床导轨面。（4）认真将班中发现的机床问题，填到交接班记录本上，做好交班工作。二、安全文明生产车间文明生产，是指车间职工在一个既有良好而愉快的组织环境，又有合适而整洁的生产环境中劳动和工作。车间文明生产的内容是比较广泛的，它包括：执行厂纪厂规，抓好劳动纪律，合理组织生产，严格工艺纪律，优化工作环境，按标准化作业，规范工作秩序等。1．执行厂纪厂规，抓好劳动纪律所谓厂纪厂规，也就是企业根据国家的法令而制定的行政规章制度。它具有强制性和约束力。企业对违反规章制度的职工，可以按照规定给予必要的纪律处分和经济制裁。这是厂纪厂规的一般作用。但是，从企业的角度来看，企业内的各项规章制度，都是为了优化其生产组织环境而制订的。2．合理组织，均衡协调生产所谓均衡生产、通常是指企业及其各个生产环节（车间、工段、班组）在每个相等的时间（旬、周、月）内，都能按照计划进度完成相等的或递增的工作量、并根据期量，品种和质量标准、均衡地完成计划规定的任务。3．严格工艺纪律、贯彻操作规程工艺纪律是企业职工在执行各项工艺管理制度和工艺文件时所必须严格遵循的规定。同时，它也是帮助职工掌握生产技术，使企业建立正常的生产秩序和提高产品质量的重要保证措施。4．优化工作环境、改善生产条件整洁而优美的工作环境，可以振奋职工的精神，从而提高工作效率，防止产品质量的受损；而工作场地的合理布局和整齐布置，并保持清洁，又能够使人们感到心情舒畅，有利于职工工作积极性的充分发挥。5．按标准化作业，规范工作秩序标准化作业的核心，是文明生产。所谓标准化，也就是制订和贯彻以标准为主要内容的有组织的活动过程。但是这种过程并不是一次能完成的，而是不断循环、螺旋上升的。这样，每完成一次循环，标准的水平就向上升高一步。6．协调人际关系，上下合理衔接整个生产经营活动过程，自始至终离不开协作和分工。为了使目标根据计划要求得以实现，并做到均衡而地生产、就应当使各个工序之间能够上下左右衔接、人际关系融洽，为此，对各个生产环节的要求是：必须贯彻“把方便留给别人，把困难留给自己”的精神，认真负责地对待用户或下道工序的信息反馈和对工作质量提出的要求。从而树立起下道工序（或用户）提出的要求就是本工序（或岗位）努力奋斗的目标，使整个生产过程实现人际关系协调，上下左右衔接。任务2初识车床与车削基础知识【任务描述】1．观察现场实物，了解普通车床的型号、规格、主要部件的名称和作用；2．大拖板、中拖板和小拖板摇动练习；(1)大、中和小拖板慢速均匀移动，要求双手交替动作自如；(2)分清大拖板、中拖板的进退方向，要求反应灵活，动作准确。3．车床的启动和停止；(1)练习主轴箱的变速；(2)练习进给箱的变速，变换溜板箱的手柄位置，进行纵横机动进给练习。【工作目标】1．对普通车床的型号、规格有一定的了解，能准确说出各个零部件的名称和作用。2．能安全的开机、关机。能调节各种切削速度。3．能熟练的操作各个手柄。【知识准备】车床主要是用来加工带有旋转表面的零件，其加工范围很广。就基本加工内容来说，可以车外圆、端面、切槽和切断、钻中心孔、钻孔、车孔、铰孔、车各种螺纹、车圆锥、车成形面、滚花及盘绕弹簧等，如图1-1所示。如果在车床上装上其他附件和夹具，还可以进行钻削、磨削、研磨、抛光以及加工各种复杂形状零件的外圆、内孔等。在普通精度的卧式车床上，加工外圆表面的精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达1．6～1．8μm。因此，车削加工在机器制造业中占有十分重要的地位。图1-1车床工作的基本内容车床工作的基本知识车床的类型与组成车床的的种类很多，按用途和结构的不同，可分为卧式车床、六角车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床、专门化车床等、应用极为普通。在所有车床中，卧式车床的应用最为广泛。它的工艺范围广，加工尺寸范围大（由机床主参数决定)，既可以对工件进行粗加工、半精加工,也可以进行精加工。车床类型：以CA6150为例（一）卧式车床各部分名称及怍用卧式车床的外形如图2-21．床身床身是用来支承各个部件的，并按技术要求把各个部件连接在一起。床身上有四条平行导轨，用作刀架和尾架移动时的导向支承。床身结构的紧固性和精度对车床的加工精度有很大的影响。141113141113图2-2卧式车床1一变速箱；2一轴箱；3一刀架；4一溜板箱；5一尾座；6—床身；7—底座；8—丝杠；9—光杠；10—操纵杆；11—切削液管；12—进给箱；13一卡盘；14中滑板2．主轴箱主轴箱固定在车身的左上端，用以支承主轴，右端安装着三爪自定心卡盘用来夹持工件。主轴箱的变速手柄和换向手柄可以改变主轴箱内齿轮的啮合关系，并改变主轴快慢速度和刀架的送进方向。3．变速箱变速箱固定在床身的左下端，由电动机带动箱内的I轴旋转，变换箱外变速手柄（即长短手柄)的位置，就可以改变箱内的齿轮啮合关系使变速箱左端的皮带轮获得不同的转数，然后通过皮带轮传动传给主轴。CA6150车床的主轴变速结构与主轴是分开的，单独组成变速箱，称为分离传动，通过变换主轴箱外的变速手柄（即快慢挡手挡）和变速箱外的长短手柄，可以使主轴获得12种转数。只要査阅变速箱的标牌，就可以知道各变速手柄的位置及其相应的主轴转数。主轴的正反转及停止均由启动转换器手柄控制，启动转换器手柄处在中间位置时，主轴停止转动；向上提，主轴正转；向下按，主轴反转。手柄处在中间位置时向右按下，手柄的下端嵌入旁边的槽内。手柄的位置固定称为锁紧裝置，避免测量和装夹工件时由于碰撞启动手柄而启动车床所造成的机床或人身事故。4．进给箱进给箱固定在床身左前侧，内装进给运动变速机构，其运动由主轴箱经变速齿轮(挂轮架）传给。CA6150车床变速箱处的手柄可以改变箱内齿轮的啮合关系使光杠和丝杠获得各种|不同的转数，将手柄(箱外右侧)向右拉出，光杠旋转;将手柄向左推人，丝杠旋转。光杠把进_给箱的运动传给溜板箱，可以获得多种不同的纵向、横向走刀量。'丝杠用来车削各种不同的螺纹，纵横走刀量、螺纹的媒距以及相对的手柄位置和挂轮架齿轮的齿数，可由主轴箱前面的标牌査得。5．溜板箱溜板箱是把光杠、丝杠的旋转运动传给滑板带动刀架作纵向或横向聲给與动的，接通纵向自动进给手柄或横向自动进给手柄，即可以实现纵向或横向自动进给。车削螺纹时，按下开合缧母手柄由丝杠直接带动滑板移动。车削时不能同时接通纵向、横向走刀，以免发生危险，为了防止纵向自动进给手柄和开合螺母手柄同时使用，溜板箱没有联锁机构。为了防止机床超负荷而引起的损坏，在溜板箱的左端装有超负荷保险机构。当负荷起过规定值时，该机构的结合器自动脱开，使手柄向上抬起，这时溜板箱停止移动。当负荷减少后按下手柄重新使之连接。必要时溜板箱可以由螺钉紧固在床身上。6．大、中、小滑板滑板分大滑板、中滑板、小滑板三部分。大滑板与溜板箱连接在一起，可以沿着床身轨作纵向进给。中滑板安置在大滑板上面，可以沿着在大滑板与床身导轨相垂直的横南导轨作横向进给。小滑板安置在中滑板上面通过转盘与中滑板用缧钉连接，一般作微量进给。松开螺钉，对以使小滑板在水平面内偏转角度，使小滑板作斜向进给，以便车削锥度。小滑不能实现自动走刀。7．刀架刀架固定在小滑板上用来安装车刀，压紧手柄沿着顺时针方向转动可以使刀架固定在小滑板上。架有4个装刀装置，以便转位换刀。转动大滑板手柄，其刻度转动一格(CA6150车床)，刀架在纵向移动1mm；转动中滑板手柄，其刻度盘转动一格，刀架在横向移动0.02mm;转动小滑板手柄，其刻度盘转动一格，刀架在进刀方向移动0.05mm。8．尾座尾座安装在床身导轨右端，它的位置可以沿着床身导轨调节，并由手柄紧固在床身上尾座套筒的内锥孔是莫氏4号锥体，可以安装顶尖用来支承较长工件，也可以装置钻头、铰刀、中心钻等进行加工。筒在尾座体壳的伸出长度可以用手柄转动调节，并由锁紧手柄将套筒固定;也可以将套筒退到末端，卸下套筒锥孔内所安装的工具或刀具。调节尾座底侧面的螺钉，尾座体在尾座底板上还可以横向移动，用来车削圆锥体。9．床脚床脚用地脚螺钉固定在水泥地基上。床脚左端安装着电动机和变速机构．右端安装着电气控制箱和冷却泵。开关手柄扳在水平位置，电流接通指示灯亮，冷却油泵开始工作，机床可以工作。【任务实施】在实训老师带领下，熟悉CA6150型车床的基本结构，主要工作性能、主要用途特点等。了解三箱两架一床身的具体内容。了解主要技术参数的含义。任务3车间的6S管理1．6s管理的定义6S指整理(SEIRI)、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、安全（SAFETY）、素养（SHITSUKE）这六个单词，因为六个单词的首词的首字母都是“S”，所以统称为“6S”。整理通道畅通、整洁；工作场所的设备、物料堆放整齐，不放置不必要的东西；资料柜、工具柜内物品资料归类放置整齐；待修设备要明确标识，且要注明症状；设备编号要明确醒目；料架的物品摆放整齐。整顿机器设备定期保养，并配有设备保养卡；工具定位放置，定期保养；零部件定位摆放，有统一标识，一目了然；工、量、夹具明确定位，标识明确，取用方便；车间各区域有6S责任区及责任人；照明灯、开关、插座等电气设备完好，无灰尘；拖把、扫帚、抹布使用完毕应清洗干净，并摆放于指定位置；实训日志及时填写完整；实训室管理制度完善，并严格执行。清扫保持通道干净、地面无任何杂物，每次下课前清扫一次；机床内外、工作台面以四周环境整洁，每次下课前清扫一次；窗、墻壁、天花板干净整洁，每月末清扫一次；工具、机械、钳台、检测平台及时清理；垃圾及时清理，并做好室内保洁；清洁通道作业台划分清楚，通道顺畅。地面、墙面、桌面干净；垃圾桶，纸篓框定位摆放并及时清理；墻面，角落无蜘蛛网；工具柜、桌椅摆放整齐，并保持整洁；素养遵守学校各项规章制度，上课期间禁止擅自离开实训室；严格遵守作息时间，不迟到、早退、无故缺课；穿好工作服，戴好工作帽，并保持整洁规范；禁止做与上课无关的事；人走机停，节约能源，及时关闭电源；2．实训车间6S管理的实施实训过程中，既要对学生进行技能培养，也要灌输企业管理的理念，培养学生的职业素养。结合实训课程的特点，分配技能和6S表现权重。学生实训6S管理要求见表2-13。表1-2-136S管理检查表机床编号责任人检查人日期项目编号内容项目编号内容整理A课桌桌面无杂物安全EE1下班时关灯机床床头箱无杂物E2下班时关水整顿B刀具放置到位、整齐E3下班时切断机床电源量具放置到位、整齐E4门窗安全工件放置到位、整齐E5无机床操作失误或故障而造成的伤害操作完机床手柄、移动部件到指定位位置素养FF1工作服穿着规范清洁C机床导轨面无切屑F2按时上下班，守纪律工作场地范围内无垃圾、切屑F3机床操作规范自觉将垃圾放入指定地点F4对老师礼貌清洁D自觉执行清扫任务，且完成质量好F5注重团队合作，互相帮助完成机床润滑F6注重产品质量F7日期1234567891011121314151617181920备注A1A2B1B2B3B4C1C2C3D1D2D3E1E2E3E4F1F2F3F4F5F6结果记录符号完成:√未完成:×结果:好☆一般△差○三、小结普通车床的维护和保养要有科学的管理，有计划、有目的的制定相应的规章制度，并严格遵守。对在维护时发现的故障隐患应及时消除，避免停机待修，从而延长平均误故障时间，增加机床开动率。※思考与练习说出普通车床工作前的准备工作有哪些？严格按照各项要求操作普通车床床。熟悉文明生产内容与6S管理的要求。任务4机械加工实训中心量具使用标准量具名称：游标卡尺使用范围：测量工件的宽度、外径、内径和深度量具简介：游标卡尺是一种比较精密的量具，在测量中用得最多。本车间使用的游标卡尺其刻度值为0.02，适用于测量IT8-IT11级精度的零件尺寸。图示:注意事项:1、使用前,应先擦干净两卡脚测量面,合拢两卡脚,检查副尺0线与主尺0线是否对齐,若未对齐,应根据原始误差修正测量读数。2、测量工件时,卡脚测量面必须与工件的表面平行或垂直,不得歪斜。且用力不能过大,以免卡脚变形或磨损,影响测量精度。3、读数时，视线要垂直于尺面，否则测量值不准确。4、测量内径尺寸时，应轻轻摆动，以便找出最大值。5、游标卡尺用完后，仔细擦净，抹上防护油，平放在合内。以防生锈或弯曲。使用方法: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毫米数；2）根据副尺零线以右与主尺上的刻度对准的刻线数乘上0.02读出小数；3）将上面整数和小数两部分加起来，即为总尺寸如图所示，副尺0线所对主尺前面的刻度64mm，副尺0线后的第9条线与主尺的一条刻线对齐。副尺0线后的第9条线表示：0.02X9=0.18mm所以被测工件的尺寸为：64+0.18=64.18mm拓展:知识要点☆熟悉传动轴的加工技术要求，制定加工工步、工艺卡，确定符合加工技术要求工、量、夹具，辅件及切削液正确知识要点☆熟悉传动轴的加工技术要求，制定加工工步、工艺卡，确定符合加工技术要求工、量、夹具，辅件及切削液正确装夹工件和车刀,能车削传动轴操作要点☆正确装夹工件和车刀,能车削传动轴，能进行自检，判断零件是否合格，并进行简单的成本分析。能按车间现场管理规定，正确放置零件。任务1传动轴加工工艺的制定【任务描述】如图3-001的阶梯轴，材料为45号钢，未注粗糙度Ra6．3，本次任务要求用普通车床加工该轴，各处尺寸、位置精度、表面粗糙度符合图纸要求。 图3-001阶梯轴 【工作目标】能阅读传动轴生产任务单，识读加工工艺卡，明确加工工步、工时和加工数量等要求，说出所加工传动轴的用途和分类。能识读传动轴图样，明确加工要求，包括结构特点、热处理要求及几何公差要求。能按要求正确规范的完成本次学习活动工作页的填写【知识准备】在机械设备中，传动轴是最常见的零件之一。一般轴类零件由圆柱面、台阶、端面和沟槽构成。这些构成面在机械加工中和设备工作中都起着重要的作用。因此，车削轴类零件除了要保证图样上标志的尺寸和表面粗糙度要求外，还要注意形位精度要求。1．轴类零件工艺特点轴类零件的车削过程一般可以分粗车和精车两个阶段。粗车时，主要目的是快速切除工件的大部分加工余量，使工件接近所需的形状和尺寸。半精车与精车主要是为了保证工件的尺寸精度和较低的表面粗糙度。(1)粗车的工艺特点粗车的主要目的是从毛坯上尽快切去多余的材料，而对零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度要求较低。粗车的公差等级为IT13～IT11，粗糙度Ra值为50～12．5μm。1)粗车时，对车床设备的精度要求不高，主要是要求机床功率能满足要求。要求工夹具的强度高、夹紧力大、操作简便，以适应切削力大的需要。2)粗车时，应选择强度大、刚性好和抗冲击能力强的刀具材料，以适应切削深度大、进给量大、排屑顺利的要求。3)粗车时，切削用量应在机床、夹具、刀具等工艺系统刚性允许的前提下，尽量选用中等切削速度和较大的切削深度、进给量。4)粗车较大的阶台轴时，一般从直径较大的部位开始加工，直径最小的部位最后加工，以使整个切削过程有较好的刚性。(2)精车的工艺特点精车主要是保证零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度达到图样要求。精车的尺寸公差等级为IT8～IT6，粗糙度Ra值为1．6～0．8μm。因此，精车可作为高精度外圆表面的终加工，亦可作为光整加工前的预加工。1)精车时，一般选用精度较高的机床，工夹具也应根据工件的形状、尺寸和形位公差要求来选用或制作，以确保工件的精度要求。2)精车时，根据切削速度高、切削力小、耐用度高和工件表面粗糙度要求细的特点，选用红硬性好的刀具材料。3)精车时，切削用量的选择根据工件加工精度的要求，一般选用较小的进给量(f=0．05～0．20mm/r)，较小的切削深度(硬质合金刀具为ap=0．5～1mm，高速钢刀具为ap=0．1～0．2mm)。为了避免在切削过程中出现积削瘤，降低表面粗糙度值，硬质合金刀具一般选用80～120m/min的较高切削速度，高速钢刀具选用3～8m/min的较低切削速度，精车时，要选用精度较高的量具，如千分尺、百分表，对工件的精度进行综合测量。(3)粗车与精车对刀具角度的要求由于粗车和精车的加工要求不同，故对车刀的要求也不一样。1)粗车刀。外圆粗车刀应能适应粗车时切削深、进给快、切削力大、切削温度高的特点，要求车刀有足够的强度和良好的散热条件。因此，选择粗车刀几何角度的一般原则是：①为了增加刀头强度，前角γo和后角均应取小些，但必须注意，前角过小会使切削力增大。一般取前角γo=-10°～5°，后角=5°～7°。②主偏角()不宜过小，否则容易引起振动，在工件外圆形状允许的情况下，最好选用75°左右。因为这时刀尖角εr较大，能承受较大的切削力而且有利于刀尖散热。③一般粗车时采用-3°～0°的刃倾角以增强刀尖强度。④为了增加切削刃强度，主切削刃上应磨有倒棱，其宽度约为(0．5～0．8)f，负倒棱处的前角γo=-5°～-10°。⑤为了进一步增加刀尖强度，改善散热条件，使刀具耐用，刀尖处应磨有过渡刃。⑥粗车塑性金属(如钢类)时，为了保证切屑能自行折断，使切削能顺利进行，应在车刀的前刀面上磨有断屑槽。其断屑槽具体尺寸可参考有关手册。2)精车刀。精车时要求达到工件的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，并且切去的金属较少，因此要求车刀锋利，切削刃平直光滑。选择精车刀几何角度的一般原则是：①前角(γo)一般取大些，使车刀锋利，以减小切屑变形，并使切削轻快。一般取前角γo=10°～20°。②后角()也应取大些，以减小车刀和工件之间的摩擦，精车时对车刀强度要求并不高，允许取较大的后角，一般取=6°～8°。③副偏角()应取较小值，或刀尖处磨修光刃，修光刃长度一般为(1．2～1．5)f，以减小工件的表面粗糙度。④采用正刃倾角(λs=3°～8°)，以控制切屑流向待加工表面。⑤精车塑性材料时，车刀的前刀面应磨较窄的断屑槽。2．轴类零件车削操作方法(1)车轴类零件的车刀车轴类零件的车刀主要用来车外圆、台阶和端面。常用的有45°、75°、90°等几种车刀。1)45°车刀及其使用。45°车刀又称弯头刀，它的主偏角和副偏角都等于45°，45°车刀分左右两种。45°车刀的刀尖角εr=90°，刀头强度和散热条件比偏刀好，但是45°车刀的主偏角κr较小，车削时径向力较大，易使工件产生弯曲变形，因此，它常用于刚性较好、较短工件的外圆、端面的车削和倒角。2)75°车刀及其使用。75°车刀的主偏角=75°，其刀尖角εr>90°，刀头强度好，较耐用。因此，适用于粗车轴类工件的外圆，以及强力车削铸、锻件等加工余量较大的工件的外圆，还可以车铸、锻件的大端面，现场常将其称为强力车刀。3)90°车刀及其使用。90°车刀是指主偏角=90°的车刀，也称偏刀。它分右偏刀和左偏刀，从车床尾座向车头方向进给的偏刀称为右偏刀或称为正偏刀。从车头向尾座方向进给的偏刀称为左偏刀或称为反偏刀。右偏刀可以用来车削外圆、右向阶台、端面。由于它的主偏角较大，车外圆时产生的径向力较小，不易把工件顶弯。左偏刀一般用来车削左向阶台，也适用于车削直径较大和长度较短的工件端面和外圆。(2)车外圆车外圆时，一般按如下步骤操作：1)安装好工件和车刀。2)选择好切削用量，根据所需的转速和进给量调节好车床上手柄的位置。3)对刀并调整切削深度。对刀方法是：开机使工件旋转，转动横向进给手柄，使车刀与工件表面轻微接触，即完成对刀。车刀以此位置为起点，转动中拖板刻度盘手柄，进到切削深度。对刀时，工件一定要旋转，否则容易出现崩刃现象。4)试切。由于对刀的准确度和刻度盘的精度问题，按前面所进的切深，不一定能车出准确的工件尺寸，一般要进行试切，并对切削深度进行调整，试切方法如图1-36所示。图1-36试切方法和步骤5)试切好以后，记住刻度，作为下一次调切深的起点。纵向自动走刀车出全程。车到所需长度后，先扳动手柄，停止自动进给，然后转动中拖板刻度盘手柄退出车刀，再停车。(3)车直台阶直台阶一般紧接着外圆车出。为了方便直台阶的车削，外圆刀一般选择90°偏刀，并在安装车刀时，把主偏角装成95°左右。当外圆车到尺寸后，由里往外车出直台阶，如图3-37所示。图1-37直台阶车法车台阶时，还要控制轴向尺寸，一般先用钢尺确定台阶的位置，再开机使工件旋转，用刀尖在工件表面划一线痕，作为车削时的粗界线，如图3-38所示。由于这种方法所定位置有一定误差，线痕所确定的长度应比所需长度略短，最终的轴向尺寸，可通过小拖板刻度盘手柄的微量进给来控制。图1-38用钢尺粗定台阶位置(4)车端面车端面常用弯头刀和90°偏刀两种车刀。车端面时，刀尖高度要求特别严格，以免在端面留下凸台或造成车刀的崩刃。1)用45°车刀车端面，如图1-39所示，车削时，进给方向是由外向中心车削。当切削深度较大，或因毛坯端面较斜使加工余量较不均匀时，一般用手动进给；当切削深度较小且较均匀时，可用自动进给。用自动进给时，当车到离工件中心较近时，应改用手动慢慢进给，以防车刀崩刃。图1-39用45°偏刀车端面2)用90°偏刀车端面，如图1-40所示，常用的进给方向是从中心向外车削，通常用于端面的精加工或有孔端面的车削，车削出的端面表面粗糙度值较低。进给方向也可从外向中心车削，但用这种方法车削到靠近中心时，车刀容易崩刃。车削端面时，应注意以下几点：①由于端面直径从外圆到中心是变化的，切削速度也随之变化，不易车出较低的表面粗图1-40用90°偏刀车端面糙度，因此车端面时转速应比车外圆的转速选得高一些。②车削较大的端面，所车出的端面应略有内凹的，即中心比外面略低，用刀口尺对光测量，可观测到在端面中心处略有间隙。③在车削精度要求较高的大端面时，可将大拖板上的锁紧螺栓锁紧，并将中拖板的导轨间隙调小，以减少车刀的纵向窜动。此时，切削深度用小拖板刻度盘手柄调整，并用该手柄的进给来控制工件的轴向尺寸。(5)切断与切槽轴类零件加工时，常需对棒类进行切断与切槽。1)切断。在车削时，Φ50以下的棒料常在车床上进行切断，直径大于50mm的材料不易进行切断。切断刀如图3-41所示。图1-41切断刀切断刀的主切削刃宽度较窄，一般取2～5mm，若宽度太大，在切削时容易造成振动；切断刀刀头长度应略大于被切工件的半径。切断刀安装时，要使切断刀中心线垂直于工件轴线，两副切削刀对称，刀尖高度要求与工件轴线等高。由于切断刀刀头窄而长，强度较弱，加上工作时刀头伸进工件的内部，散热条件较差、排屑困难，所以切削时切断刀容易折断。切断操作时，应注意下列事项：①工件应用卡盘安装，工件的切断处在车刀不会撞到卡盘的前提下，应尽量靠近卡盘，以减少切削时的振动。②切断时主轴转速应选择得低些。用高速钢车刀切断时，转速一般选择250r/min左右，用硬质合金钢车刀切断时，转速可选高一些。材料硬、直径大、主切削刃较宽时，转速可选得低一些，反之转速可选得略高一些。③切断操作一般采用手动均匀而缓慢地进给。在工件即将切断时要放慢进给速度。操作过程中要注意观察，一有异常情况要迅速退出车刀。④切断时由于散热困难，一般应加冷却液进行冷却。⑤不易切断的工件可采用分段切断法，即操作时可两个位置交替切进，如图1-42所示。此时，切断刀减少了一个摩擦面，加大了槽宽，有利于排屑、散热和减少切削时的振动。图1-42分段切断实践中，常对切断刀进行改进，如图1-43所示。将主切削刃磨成折线，切屑由原来的一条大切屑分成三条小切屑，有利于排屑；也可将主切削刃磨成斜线，在切断有孔的工件时，可使切断面较为平整；把切断刀的主后角磨得很小(3°～5°)，对防止振动及断刀有一定的效果。图1-43切断刀的改进2)切槽。切槽刀与切断刀基本相似，刀头比切断刀短些，刀具强度较好。切5mm以下的窄槽时，可使主切削刃与槽等宽，通过横向手动进刀一次车出；切宽槽时，可先用窄刀车去槽的大部分加工余量，再根据尺寸对槽的两侧和槽底进行精车。(6)钻中心孔中心孔主要起着用顶尖安装工件时的定位、钻孔时的定心引钻作用。钻中心孔一般按如下步骤操作：1)调整车床转速。钻中心孔时，由于工件在靠近中心处的线速度很低，所以车床转速应选得高些，一般可调到500r/min以上。2)安装工件和中心钻。工件用卡盘安装，在钻削用于安装顶尖的中心孔时，工件的伸出长度应较短。如图1-44所示的中心钻用钻夹头安装到尾架套筒上。图1-44钻头夹3)调整尾架位置。移动尾架，使中心钻靠近工件的端面，再将尾架固定在车床导轨上。4)松开尾架套筒的锁紧手柄，转动尾架手轮使中心钻慢慢钻进。由于钻中心孔时排屑困难，操作时可用手前后摆动尾架手轮，使中心钻反复钻进退出，以便排屑。5)由于中心孔只有在锥部才有定心、定位作用，钻中心时，停钻位置应该在中心钻的锥部，不宜钻得过深或过浅。(7)倒角与锐边倒钝工件加工后，在端面与回转面相交处，会有锋利的尖角和残余的小毛刺。为了去除尖角等，方便零件的使用与安装，常采用倒角和锐边倒钝的加工工艺。倒角的方法很多，常用的方法如图1-45所示。(a)、(b)、(c)三种方法可用中拖板手柄上的刻度来控制尺寸。在加工中为了减少换刀，常用双手联合控制大拖板和中拖板手柄，使车刀沿图1-45(d)所示的方向进给，完成倒角。图1-45倒角的方法3．轴类零件车削分析在车削零件前必须对零件的工艺特点做全面的分析，以便科学地选择刀具几何角度、车削步骤和车削用量等工艺参数，提高产品质量和生产率。(1)零件图分析1)零件的名称、材料和毛坯。通过零件的名称，了解零件的作用，如传动轴上两轴颈有配合要求，用于安装滚动轴承(安装轴承处的外圆称为支承轴颈，齿轮或皮带轮的外圆称为配合轴颈)，因此要求较高。轴类零件的材料以45钢、40Cr钢用得最多。要求较高的轴，可用40MnB、40CrMnMo钢等，它们的强度高。对某些形状复杂的轴，亦可采用球墨铸铁。通过材料，了解零件材料的力学性能。轴类零件的毛坯若是圆钢料或锻件，要进一步了解零件材料的热处理状态，为选择刀具材料提供科学根据。2)轴的结构。轴类零件中，阶梯轴是用得最多的一种。阶梯轴一般由外圆、轴肩、螺纹、螺纹退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。外圆用于安装轴承、齿轮、皮带轮等；轴肩用于轴上零件和轴本身的轴向定位；砂轮越程槽的作用是磨削时避免砂轮与工件台肩相撞；螺纹退刀槽供加工螺纹时退刀用；键槽用于安装键，以传递扭矩；螺纹用于安装各种螺母；此外，轴的端面和轴肩一般都有倒角，以便于装配；轴肩根部有的需要倒圆(圆角)，以减少因淬火或使用中的断裂倾向。3)轴的技术要求。①尺寸公差、形位公差是衡量轴的精度等级的主要依据，也是确定轴类零件加工方案的重要依据。如尺寸公差等级要求较高，表面粗糙度较小的轴类工件，车削时需分粗车、精车两个阶段进行。而形位公差则是确定工件的定位基准和定位方法的出发点。②热处理工件的热处理要求是确定加工顺序的重要依据。如一般铸、锻毛坯的退火是为了消除内应力，改善切削性能，所以应安排在粗加工之前进行。调质处理是为了提高工件材料的综合机械性能，但工件调质以后，其硬度、强度升高而降低了切削性，所以调质热处理应安排在粗车之后进行。(2)车削步骤的选择1)根据工件的形状、精度和数量，选择加工时的装夹方法、检测方法及所需的工具、夹具、量具。2)根据工件的形状、工艺要求来选择刀具的材料、刀具的几何角度和切削用量范围。3)确定工艺过程和编制加工步骤。在确定车削步骤时，要根据工件的不同结构和装夹方式来安排。安排加工步骤时，应注意以下几点：①在车削短小的轴类零件时，一般先车端面，这样便于确定长度方向的尺寸。在车铸铁件时，宜先倒一个角，以免因铸铁的硬外皮和型砂而加速车刀的磨损。②用两顶尖装夹车削轴类零件，一般要三次装夹。即粗车第一端，调头再粗车和精车另一端，最后再精车第一端。③车削阶台轴时，宜先车直径大的一端，以免降低工件的刚性。④轴上的沟槽切削，一般安排在粗车和半精车之后精车之前，注意应把糟的深度精车余量加入。如槽深2mm，精车余量0．6mm，则在精车之前切槽深度应为2+0．6/2=2．3mm。⑤轴上的螺纹一般应在半精车以后车削，车好螺纹以后再精车各级外圆。如果轴颈的同轴度要求不高，螺纹也可放在最后车削。⑥如果轴类零件在车削之后还要进行磨削，在粗车和半精车之后不必再精车，但须留有磨削余量。【任务实施】一、请阅读工作任务单，明确加工任务生产任务单需方单位名称完成日期年月日序号产品名称材料数量技术标准、质量要求1234生产批准时间年月日批准人通知任务时间年月日发单人接单时间年月日接单人生产组车工组二、识读工艺卡（表）施工工艺卡产品名称图号零件名称轴套数量第1页材料种类材料成份碳钢毛坯尺寸共1页工序号工序内容车间设备夹具量具刃具计划工时实际工时更改号拟定校正审核批准更改者日期任务2工、量、夹、刃具的准备【任务描述】在接受加工传动轴的任务后，制定完加工工艺后，要着手进行如下图工、量、夹、刃具的准备，重点是刀具的刃磨如下图。序号练习内容工件名称材料材料来源C—2-1车刀刃磨90°车刀刀柄：45钢刀头：硬质合金焊接车刀【工作目标】能阅读传动轴生产任务单，识读加工工艺卡，明确加工工步、工时和加工数量等要求，说出所加工传动轴的用途和分类。能识读传动轴图样，明确加工要求，包括结构特点、热处理要求及几何公差要求。能按要求正确规范的完成本次学习活动工作页的填写能按要求准备车削传动轴的工、量、夹、刃具，并能正确填写工具刃具清单。能根据传动轴测量要求，正确选择千分尺并进行正确读数和校对。能应用刀具角度知识，说明所用车刀参数的含义、表示方法及对切削性能的影响；在刀具几何角度示意图中用规范的标识符号，标出相应角度，并在实物中判别其位置。能根据刀具的材料选择合适的砂轮，按照规范的刃磨方法，安全地刃磨车刀。能按要求正确规范地完成本次学习活动工作页的填写【知识准备】车刀的选用及刃磨1．车刀的种类和用途(1)车刀的种类根据不同的车削加工内容，常用的车刀有外圆车刀、内孔车刀、切断刀、端面车刀、螺纹车刀和成形车刀等，如图1-8所示。(2)车刀的用途常用车刀基本用途见图1-8。1)外圆车刀：用于加工外圆柱面和外圆锥面，它分为直头车刀(见图1-8(a))、弯头车刀(见图1-8(b))和偏刀(见图1-8(c))三种。直头车刀主要用于加工没有阶梯的光轴；45°弯头外圆车刀可以加工外圆，又可以加工端面和倒棱；偏刀有90°和93°主偏角两种，常用来加工外圆、台阶和端面。外圆车刀可分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀。由于精车刀刀尖过渡圆弧半径较大，加工时可得到较小的残留面积；宽刃光刀：用于低速大进给量精车。2)端面车刀：(见图1-8(f))用于车削垂直于轴线的平面，它工作时采用横向进给。3)切断刀：(见图1-8(g))用于从棒料上切下已加工好的零件，也可以切槽。切断刀切削部分宽度很小，强度低，排屑不畅时极易折断，所以要特别注意刀刃形状几何参数的合理性。4)内孔车刀：(见图1-8(e))用于车削圆孔，其工作条件比外圆车刀差，这是由于内孔车刀的刀杆截面尺寸和悬伸长度都受被加工孔的限制，刚度低、易振动，只能承受较小的切削力。5)成形车刀：是一种加工回转体成形表面的专用刀具，它不但可以加工外成形表面，还可以加工内成形表面。成形车刀主要用在大批量生产，其设计与制造比较麻烦，刀具成本比较高。但为使成形表面精度得到保证，工件批量小时，在普通车床上也常常使用。6)螺纹车刀：(见图1-8(h)车削部分的截形与工件螺纹的轴向截形(即牙形)相同。按所加工的螺纹牙形不同，有普通螺纹车刀、梯形螺纹车刀、矩形螺纹车刀、锯齿形螺纹车刀等。车削螺纹比攻丝和套丝加工精度高，表面粗糙度低。因此，螺纹车刀车削螺纹是一种常用的方法。图1-8车刀的种类和用途2．车刀几何角度的选用合理选择车刀的几何角度是车削加工中能否保证加工质量、提高生产率的主要应用问题之一。(1)车刀几何角度车刀的主要几何角度包括前角γo、主后角ao、主偏角kr、副偏角kr’、刃倾角λs、副后角ao`，以及刀具前面的形状和过渡刃的形状，如图1-9所示。图1-9车刀的主要几何角度前角(γo)：基面与前刀面的夹角。主后角(ao)：主后刀面与主切削平面的夹角。副后角(ao’)：副后刀面与副切削平面之间的夹角。主偏角(kr)：主切削平面与刀具的进给方向之间的夹角。副偏角(kr’)：副切削平面与刀具的进给方向之间的夹角。刃倾角(λs)：主切削刃与基面之间的夹角。(2)车刀几何角度的选用1)前角γo的选用。前角的作用是减小切削变形和切削力。增大前角能使车刀刃口锋利，减小切削变形，可使切削省力，降低切削温度，并使切屑顺利排出。但前角过大会造成刃口的强度降低，刀刃的散热条件变差，使车刀容易崩刃。影响前角的因素有零件材料、刀具材料和切削工作条件等。①零件材料对前角的影响。车削塑性材料时，切屑呈带状，切削力集中在离刀尖较远的地方，如图1-10(a)所示，因而保护了刀尖，为了减少变形，前角应取较大值；车削脆性材料时，切屑呈碎粒状，切削力集中在刀尖附近，如图1-10(b)所示，为了保护刀尖，在一般情况下，前角应取较小值，但在特殊情况下，如车削灰口铸铁和球墨铸铁时应取较大值。此外，当零件材料硬度较高和切削有冲击时，则应取小值，甚至取负角。(a)车削塑性材料(b)车削脆性材料图1-10零件材料对前角的影响②刀具材料对前角的影响。高速钢、合金工具钢等刀具材料韧性较好，抗弯强度较高，可采用较大的前角；硬质合金及陶瓷等刀具材料性脆怕冲击，抗弯强度比高速钢小3～8倍，但抗压强度很高，故前角应取较小值。③加工条件对前角的影响。粗车时，切削深度大、进给快、冲击力大、零件毛坯表面硬度高，应取较小的前角；精车时，因零件表面有精度的要求，加大前角能减小变形，同时由切削深度和进给量小，对刀尖强度影响不大，故应选取较大前角。综上所述，对于高速钢车刀，前角可在5°～30°之间变化；对于硬质合金钢车刀，前角一般取在15°～30°之间。为了提高车刀的耐用度，常在靠近主切削刃的前刀面上磨出一条棱边，称为倒棱，如图1-11所示。棱面的前角γo一般取-5°～5°，倒棱宽度br一般取(0．3～0．5)f。由于棱面很窄，切屑仍沿前刀面流出，这样刀具保持了大前角的优点，而且刀刃的强度提高了，散热条件也改善了。同时在车削塑性材料时，还应注意断屑问题。如果切屑不断，成带状缠绕在零件或车刀上，会损坏零件表面，打坏车刀，甚至带来人身事故。因此，必须在车刀前面上磨出断屑槽(见图1-11中R所指的圆弧)，使切屑有规律地流出或折断。2)主后角ao和副后角ao’的选用。后角(ao、ao’)的作用是减小后刀面与与工件之间的摩擦，使车刀磨损减少。后角的大小对刀刃强度、锋利程度有影响，后角减小，刀刃的强度增大，刀刃锋利程度下降。加工塑性材料时选用大一些的后角值，加工脆性材料选用小一些的后角值；高速钢车刀的后角通常在6°～12°之间取值，硬质合金车刀的后角通常在2°～12°之间取值；粗车时，后角一般选用3°～6°，精车时，后角一般选用6°～12°。一般情况下，主后角和副后角的数值相同。图1-11车刀的倒棱3)主偏角(kr)的选用。主偏角的主要作用是改变主切削刃和刀头的受力及散热情况。主偏角减小，能使切削刃的散热性能得到改善。在机床工艺系统刚度允许的情况下，应采用较小的主偏角。切削时，主偏角过小，会产生过大的径向力，引起机床的振动和工件的弯曲。主偏角取值一般在45°～90°之间。在加工台阶轴之类的工件，必须采用等于或大于90°的主偏角。4)副偏角(kr’)的选用。副偏角的作用主要是减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，并改善工件已加工表面粗糙度。副偏角变小，可使加工工件表面粗糙度光滑，若副偏角太大，就会影响刀头强度。副偏角一般可在10°～15°之间选取。5)刃倾角(λs)的选用。刃倾角的主要作用是改变控制切屑的流动方向。当刃倾角为正值时，切削刃强度较弱，切屑流向待加工表面；当刃倾角为负值时，切削刃强度较好，切屑流向已加工表面；当刃倾角为零时，切屑垂直于切削刃流出。当工件圆整、切削厚度均匀时，可取0°刃倾角；断续或强力切削时，为了增加刀头强度，应取负值；精加工时，为了减小工件的表面粗糙度，刃倾角应取正值。刃倾角一般取在-4°～4°之间。6)过渡刀刃和修光刃的选用。在车刀主副切削刃中间的刀尖位置，是切削力和切削热最集中的地方，极易磨损。为解决这一问题，将刀尖处切削刃制成圆弧形，如图1-12(a)所示，以保护刀尖，提高刀具耐用度和零件表面加工质量，此圆弧切削刃即为过渡刃，其值一般取在r=0．5～2mm之间。精车时取小值，粗车时取大值。若圆弧过渡不易磨得准确时，也可采用直线过渡刀刃，如图1-12(b)所示。直线过渡刀刃的作用和选用方法与圆弧过渡刀刃相似。一般取fo=0．5～2mm，φo取主偏角的一半。(a)圆弧过渡刀刃(b)直线过渡刀刃图1-12过渡刀刃修光刃的主要作用是提高刀具的耐磨度。在车削粗加工中可以采用大进给量，以提高生产率。如图1-13所示，修光刃是与进给方向相平行的辅助刀刃，一般在过渡刀刃磨好后磨出。修光刃过大会使切削力增加，引起振动，故修光刃不宜取得过大，其长度f一般约为进给量的1．2～1．5倍。图1-13修光刃(3)典型车刀切削角度综合选择实例前面已经分析了车刀几何角度的作用及其选用，但是一把车刀在车削时，往往有多个几何角度同时参与切削，这些切削角度彼此相互依赖又相互制约。选择车刀切削角度时，必须根据零件材料、加工特点和切削用量等各方面的因素，选择合理切削角度，以提高产品质量和生产率。下面就以粗加工用75°车刀为例，说明切削角度的综合选择。1)加工特点。在粗加工时，工件表面粗糙，切削深度大，断续切削使刀具受到很大的冲击力。因此刀尖位置切削力和切削热大，刀具磨损快。2)刀具特点。为了适应粗加工的特点，前角应增大且倒棱，刃倾角去正值，后角应适当减小，保护刀尖。加工轴类零件时，应取大的主偏角，以减小径向力，刀具材料用YT15。如图1-14所示为75°强力粗车刀。①前角γo=15°～18°，减轻机床负荷，后角ao=4°刀头强度高。②主偏角Κr=75°，使径向力减小，采用45°直线过渡刃，副偏角Κr`=6°～8°刀尖角大，散热快，提高刀具寿命。③刃倾角λs=4°～6°增加刀尖强度。图1-1475°强力粗车刀工作图④采用圆弧过渡刃R=0．5，修光刃f=s+0．3(s为进给量)，保证表面粗糙度。⑤断屑槽浅，刀头磨损小。采用65°斜角断屑槽，保证切削流向待加工表面。⑥刀刃倒棱由进给量决定，不超过0．5s，加强刀刃强度并改善切削情况。3)使用条件。切削速度v=50m/min，进给量s=1～1．5mm/r，切削深度ap=5～10mm，机床功率P=25kW。4)应用范围。适用于强力切削，切削大型中碳钢铸件或锻件。3．车刀的刃磨刀具的刃磨分为手工刃磨和机械刃磨两种，在一般中小型工厂中普遍采用手工刃磨。手工刃磨是车工必须掌握的技术。手工刃磨车刀的砂轮主要有两种，一种是氧化铝砂轮(褐色)，图1-15车刀的刃磨步骤另一种是碳化硅砂轮(绿色)。氧化铝砂轮主要刃磨高速钢车刀。对于硬质合金车刀，刀体部分的碳钢材料可先用氧化铝砂轮粗磨，再用碳化硅砂轮精磨刀头的硬质合金钢。(1)车刀的刃磨步骤车刀刃磨的要求是在保持刀具材料切削性能的前提下，磨出加工所需的车刀几何形状和几何角度。下面以90°右偏刀为例说明车刀的刃磨操作步骤，如图1-15所示。1)磨主后刀面：磨出车刀的主偏角和主后角。2)磨副后刀面：磨出车刀的副偏角和副后角。3)磨前刀面：磨出车刀的前角γo和刃倾角λs。4)磨断屑槽：根据需要在前刀面上磨出相应的断屑槽，并倒棱。5)进一步精磨各面，直到各面平整光滑。6)磨出刀尖圆弧。7)用油石研磨各面，如图1-16所示，研磨车刀各面，使在切削刃附近的刀面看不出砂轮的磨削痕迹，这样可使车刀的切削刃更锋利、更耐用。(a)正确(b)不正确图1-16油石研磨的正确方法(2)刃磨车刀的注意事项：1)刃磨车刀时操作者应站在砂轮的侧面，双手握稳刀具，车刀与砂轮接触时用力要均匀，压力不宜过大。2)应使用砂轮的圆周面磨刀，并要左右移动刀具，以免砂轮被磨出沟槽。不可在砂轮的侧面用力粗磨车刀。3)刃磨高速钢刀具时，要经常沾水冷却，以防刀具被退火而变软；磨硬质合金钢刀具时，不得沾水冷却，否则刀片会碎裂。4)刃磨刀具时，要注意刀具温度的变化，不可用布、棉纱等包着刀具去磨，以免使手无法正确感觉刀具温度的变化。4．车刀的安装车刀安装得是否正确，直接影响切削的顺利进行和工件的加工质量。如果安装不正确，即使有了合理的车刀角度，也会使车刀切削时的工作角度发生变化。因此，车刀安装一般有以下几方面的要求：1)刀头的伸出长度应小于刀体高度的2倍(不包括车内孔)，无特殊情况不宜伸出过长，否则会降低车刀的刚度，加工时容易产生振动，使工件表面粗糙度值增大甚至使车刀损坏。2)刀尖与工件的轴线等高。车外圆时，刀尖过高，会造成后刀面刮擦和挤压现象；刀尖过低，因切削力方向的变化，会使刀尖强度降低，容易造成崩刃现象。车端面时，无论刀尖过高还是过低，都会出现车不到中心的现象，且车刀容易崩刃，如图1-17所示。3)安装车刀时，车刀垫铁要放置平整，至少要有两个螺钉将车刀压紧。(a)刀尖过高(b)刀尖高度正常(c)刀尖过低图1-17刀尖高度【任务实施】一、领取工量刃具1．查阅资料完成表2-2-1表2-2-1各种工具用途名称图形用途和应用场合划针盘呆扳手铁锤活顶莫氏锥柄夹头垫片千分尺游标卡尺铁屑钩钢尺前顶卡盘扳手刀架扳手2．在教师指导下，结合工艺卡，填写领取的工具刃具清单。工量具清单序号工具量具名称规格数量需领用二、刃具的准备1．观察领取的车刀。以90º硬质合金车刀为例，分析下图，查阅相关资料完成下面内容。序号练习内容工件名称材料材料来源C—2-1车刀刃磨90°车刀刀柄：45钢刀头：硬质合金焊接车刀图2-2-190°外圆车刀2．结合图2-2-13．车刀切削部分材料应具备哪些性能？4．90°外圆车刀的主要保证的刀具角度是什么？在哪些辅助平面中测量？图2-2前角γ0：__________与__________的夹角,在_______面中测量；主后角α0：___________与________的夹角,在_______面中测量；主偏角Kr：___________与_______的夹角，在_______面中测量；副偏角Kr'：__________与_______的夹角，在_______面中测量。刃倾角λs：___________与_________的夹角,在_______面中测量。5．对照实物看懂图2-2-1，说明90前角：___________________________________________主后角：______________________________________________主偏角：______________________________________________副偏角：______________________________________________刃倾角：______________________________________________6．常用砂轮的种类有哪几种？本任务刃磨车刀的刀柄与切削部分各需采用哪种砂轮？7．填写表中90º车刀刃磨内容表2-2-290°外圆车刀刃磨过程步骤刃磨内容提示刃磨前刀面刃磨要求：去除焊渣，控制前角为0°。刃磨方法：左手捏刀头，右手握刀柄，刀柄保持平直，磨出前面。刃磨主后刀面刃磨要求：刃磨方法：刃磨副后刀面刃磨要求：刃磨方法：刃磨断屑槽刃磨要求：刃磨方法：a）正确b）不正确断屑槽刃磨倒棱刃磨要求：刃磨方法：a）直磨法b）横磨法刃磨刀尖刃磨要求：刃磨方法：修磨各刀面刃磨要求：刃磨方法：用油石研磨车刀1）刃磨时必须戴防护镜，操作者应按要求站在砂轮机侧面。2）新安装的砂轮必须经严格检查，在试转合格后才能使用。砂轮的磨削表面经常修整。3）使用平形砂轮时，应尽量避免在砂轮的端面上刃磨。4）刃磨高速钢车刀时，应及时浸水冷却，以防刀刃退火，致使硬度降低。刃磨硬质合金车刀时，不能浸水，以防刀片因骤冷而崩裂。5）刃磨结束，应随手关闭砂轮机电源。8．判断下图中样板分别用于测量90°车刀的哪些角度？b)c）d)图2-2-3用样板测量车刀的角度9．90°外圆车刀刃磨的检测表2-2-390°外圆车刀刃磨检测分析表检测内容检测所用方法检测结果是否合格前角主后角副后角主偏角副偏角刀尖圆弧断屑槽倒棱切削刃直线度三个刀面粗糙度安全文明刃磨分析造成不合格项目的原因：改进措施：任务3传动轴的加工【任务描述】在普通车床上，装夹好工件与刀具，采用合理的工艺加工出符合图样的传动轴。如图3-001的阶梯轴，材料为45号钢，未注粗糙度Ra6.3，【工作目标】能正确安装车刀和工件。在加工过程中，能严格按照车床操作规程操作车床，按工步切削传动轴；根据切削状态调整切削用量，保证正常切削；适时检测，保证精度。能进行自检，判断零件是否合格。【知识准备】1．传动轴的加工工艺知识传动轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般传动轴的加工工艺。(1)零件图样分析。图9-14所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般传动轴的加工工艺。(1)零件图样分析。图9-14所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。根据工作性能与条件，该传动轴图样（见图9-14）规定了主要轴颈E、F，外圆M、N以及轴肩P、Q有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈E、F和外圆M、N的加工。(2)确定毛坯。该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢即可满足其要求。本例中的传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择50mm的热轧圆钢作毛坯。(3)确定主要表面的加工方法。传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、E、F的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0．8μm)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案

粗车-半精车-磨削。(4)确定定位基准。合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(M、N、E、F)及轴肩面(P、Q)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹（有时在上工步已车外圆处搭中心架），车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。(5)划分阶段。对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车（粗车外圆、钻中心孔等），半精车（半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等），粗、精磨（粗、精磨各处外圆）。各阶段划分大致以热处理为界。(6)热处理工序安排。轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：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、车槽、倒角-车螺纹-划键槽加工线-铣键槽-修研中心孔-磨削-检验。(7)加工尺寸和切削用量。传动轴磨削余量可取0．5mm，半精车余量可选用1．5mm。加工尺寸可由此而定。车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。(8)拟定工艺过程。作为定位精基准的中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工40mm及M20mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；两个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排，检查项目及检验方法的确定2．车床夹具及工件的安装2．1．用三爪卡盘安装工件如图1-18所示为三爪卡盘，是车床上最常用的附件之一，用途非常广泛。用来插入卡盘扳手的三个方孔均分布在圆周，拨动扳手，三个卡爪同时向中心夹紧或松开。因此用三爪卡盘装夹圆形工件且夹紧部分长度较长时，具有自动定心兼夹紧的作用。安装直径较大的工件时，还可以把三个卡爪反装在卡盘上(也称反爪)进行装夹工件。当工件安装夹紧部分较短时，三爪卡盘无法自动定心。此时可采用铜棒校正法对短工件进行找正，如图1-19所示。找正时先将工件微微夹紧在三爪卡盘上，在刀架上装夹一铜棒，开动车床，使工件低速转动，用手转动进给手柄移动铜棒，接触零件的端面，轻轻地将工件挤正。图1-18三爪卡盘图1-19工件的找正2．2．用四爪卡盘安装工件图1-20四爪卡盘图1-21用百分表找正如图1-20所示为四爪卡盘的外形，适用于装夹矩形的毛坯或偏心不规则零件。因为四爪卡盘的四个卡爪分别用四根丝杠带动，形成相互独立的运动。这些零件用四爪卡盘装夹时，要先在零件的表面上划线，确定圆心位置后，按零件的圆心位置校正后夹紧。校正方法如图1-21所示，用划针盘或百分表对工件进行校正，通过四个卡爪的调节，使工件需加工表面的中心与工件的旋转中心相重合。2．3．用顶尖安装工件用卡盘夹持工件，工件只有一端被固定，当所车削的工件较细长、刚度较差时，工件往往会被刀具顶弯，会出现“让刀”现象，导致车出的工件在靠近卡盘的一端尺寸小，另一端尺寸大。在这种情况下，工件可采用两端用顶尖或一端用卡盘另一端用顶尖的安装方法。用顶尖安装工件不需校正，精度高，且多次安装也不致错位。根据顶尖在车床上安装位置的不同，可分为前顶尖和后顶尖，它们尾部的莫氏锥度分别与主轴内孔或尾架内孔相配合。前顶尖也常用自制的方法来代替：在三爪卡盘上，装上一小段钢料，车制60°的尖端来代替前顶尖，用这种方法还可以降低前顶尖由于安装不当而引起的误差。图1-22普通顶尖的类型常用的顶尖分普通顶尖和活顶尖两种。普通顶尖(又称死顶尖)如图1-22所示，它安装工件比较稳固，刚度较好，但由于工件与顶尖之间有相对运动，顶尖容易磨损。用普通顶尖安装工件时，中心孔中应填入黄油，再用顶尖顶住。顶紧力大小要适当，顶紧力过小，则刚度不好，工件转动时，容易出现晃动现象；顶紧力过大，会导致工件与顶尖之间摩擦力过大，严重时会导致顶尖的烧毁。当工件两端用顶尖顶住时，用手使劲转动工件，工件能自由转动1～2圈，这时认为顶紧力是合适的。图1-23活顶尖高速车削时，为了防止中心孔与顶尖之间由于摩擦而发热过大，一般采用活顶尖。活顶尖如图1-23所示，由于活顶尖内部有轴承，在车削时顶尖与工件一起转动，因此避免了工件中心孔与顶尖之间的摩擦，但它的刚度较差，一般适用于粗车和半精车。安装工件时，不需在中心孔中加润滑油。工件两端用顶尖顶住后，实现了工件的定位，车床的动力要用拨盘和鸡心夹头传递到工件上，如图1-24所示。车削一般轴类零件，特别是较重的轴类零件时，如用两顶尖装夹，虽然精度高，但刚性差，所承受的切削力较小。因此，常用一夹一顶的装夹方法，即一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖顶住的装夹方法。这种装夹方法操作简单、夹持力大，能承受较大的轴向切削力，应用很广。用一夹一顶装夹工件时，为了防止工件轴向窜动，可在卡盘内装一个限位支承或用工件台阶作为限位，如图1-25所示。(1)用顶尖安装工件(如图1-26所示)的步骤1)拧松尾架调整螺栓，将尾架调整到合适的位置。2)当尾架靠近工件时，将调整螺栓拧紧，固定尾架。3)装夹工件，通过调整转盘，调节顶尖与工件的松紧度。4)通过锁紧手柄，将套筒锁紧。5)转动小托板或大托板将刀架移到行程的最左端，用手转动主轴，检查有无干涉。6)拧紧鸡心夹头上的螺钉。1－拨盘；2－鸡心夹头；3－前顶尖；图1-25一夹一顶装夹工件4－锁紧螺钉；5－后顶尖图1-24用顶尖、鸡心夹头夹工件图1-26用顶尖安装工件(2)顶尖安装工件时的注意事项：1)由于顶尖是靠尾部的锥面与主轴或尾架内孔配合而装紧的，因此安装顶尖时，先要把顶尖尾部的锥面和对应的锥孔擦干净，再用力将顶尖推入装紧。2)前后顶尖应调整到与主轴