任务工单之学习情境2

《机械制造技术基础》任务工单学习情境2零件切削加工参数的确定2任务2.1确定传动轴零件加工用刀具的材料及几何参数(普车)任务描述加工图2-1所示传动轴，件数为5，请确定使用CA6140车床粗车、半精车其外圆柱面时所用的车刀（包括车刀名称、材料牌号、几何参数）。3任务分析要确定加工时所用的刀具名称、材料牌号和几何参数，需先学习金属切削加工的基础知识，了解刀具种类、刀具结构、刀具几何角度、刀具材料等在此基础上掌握刀具种类、刀具材料牌号、几何参数选用的方法。按照这些方法，并借助金属切削工艺手册、刀具厂家样本等资料，就可以完成刀具的选用和几何参数的确定。所用CA6140车床为普通车床，因此在确定刀具和切削参数时，应注意选用普通车床使用的刀具和切削参数。4任务准备（1）知识：金属切削基础知识，刀具材料与几何参数选

用的方法。（2）设备参数：CA6140车床对车刀刀杆尺寸的要求。（3）手册与资料：机械加工工艺手册（或金属切削工艺

手册）、刀具厂家样本（可到株洲钻石等刀具公司

网站下载）。5任务实施1．选择车刀种类工作任务需车削的表面是外圆柱面，因此选用外圆车刀（右手刀）；所用CA6140车床为普通车床，可选用焊接式车刀（也可选用机夹式外圆车刀）。由于需要车削台阶，并考虑到切深不超过刀片刃长的1/3，因此刀片型号选用A312（刀刃长度为12mm，可车削外圆和端面）；根据CA6140车床的中心高，可确定车刀刀杆截面尺寸为16mm×25mm62．选择刀具材料工件材料为45钢，粗车时刀具材料选用硬质合金YT5，半精车时选用硬质合金YT14或YT15。73．确定粗车用外圆车刀的几何参数查主教材表2-5，取go=18°；查主教材表2-6，取ao=6°；查主教材表2-7，车台阶轴时取kr=93°；查主教材表2-8，取k′r=12°；查主教材表2-9，取ls=0°；查主教材表2-10，取rε=0.6mm。为增强刃口强度，修磨出负倒棱，取bg=（0.5～0.8）f=0.3mm（按粗车f

=0.4mm/r～0.5mm/r），go1=-10°。卷屑槽参数为：lBn=（6～8）f

=4mm，rBn=（0.6～0.8）lBn=2.5mm，槽深为0.8mm。84．确定半精车用外圆车刀的几何参数查主教材表2-5，取go=16°（半精车阶段轴已调质处理）；查主教材表2-6，取ao=8°；查主教材表2-7，车台阶轴时取kr=93°；查主教材表2-8，取k′r=6°；查主教材表2-9，取ls=5°；查主教材表2-10，取rε=0.6mm。为增强刃口强度，修磨出负倒棱，取bg=（0.5～0.8）f=0.2mm（按半精车f=0.25

mm/r～0.3mm/r），go1=-10°。卷屑槽参数为：lBn=（6～8）f=2.2mm，rBn=（0.6～0.8）lBn=1.2mm，槽深为0.5mm。9任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分15

2工作过程步骤正确、合理15

3刀具种类符合表面加工要求，适合所用机床10

4刀具材料符合工件材料及加工性质要求10

5刀具几何参数（粗车）符合刀具材料、工件材料及加工性质要求256刀具几何参数（半精车）符合刀具材料、工件材料及加工性质要求25

合计100

10任务2.2确定传动轴零件加工的切削用量(普车)任务描述加工图2-1所示传动轴，件数为5，用CA6140车床进行车削加工，请确定粗车、半精车外圆柱面时的切削用量。11任务分析要确定粗车、半精车外圆柱面时的切削用量，需要先学习和掌握确定切削用量的步骤、方法按照该步骤和方法，借助机械加工工艺手册或其它资料，就可以完成切削用量的确定12任务准备（1）知识：确定切削用量的步骤、方法。（2）设备参数：CA6140车床额定转速、进给量等参数。（3）手册与资料：机械加工工艺手册（或金属切削工艺手册）。13任务实施工艺分析

以传动轴右边三段外圆面为例：（1）Φ40外圆尺寸精度为未注公差要求，表面粗糙度Ra值为12.5μm，因此只需粗车即可。（2）Φ

35和Φ

25±0.007两段的尺寸精度、表面粗糙度要求较高，需要粗车、半精车、粗磨、精磨才能达到要求。14

因此该轴右边三段外圆的加工工艺过程如下：（1）粗车三段外圆：Φ

42（毛坯）→Φ

40（达Φ

40段要求尺寸）→Φ

36.8→Φ

26.5（2）半精车Φ

35段外圆：Φ36.8→Φ

35.3（留粗磨、精磨余量0.3mm）（3）半精车Φ25±0.007段外圆：Φ26.5→Φ25.2（留粗磨、精磨余量0.2mm）151．确定背吃刀量

通常根据工件表面加工时的工序余量和加工要求来确定工序余量可根据加工余量法算出各道工序的工序尺寸后得到（1）计算工序余量以粗车工步①为例，其工序余量为Φ

42-Φ

40=2（mm）按此方法将各工序余量算出，其值见表2-11。（2）确定背吃刀量工序余量小时，通常一次走刀切除余量，对于轴类零件，此时背吃刀量为工序余量的一半；工序余量大时，则可多次进给。各工步背吃刀量值见表2-11。162．确定进给量（1）粗车以粗车工步①为例，根据工件材料为45钢、车刀刀杆尺寸为16mm×25mm、工件尺寸为Φ42mm、背吃刀量为1mm，查附录C表C-1，可得f=（0.4～0.5）mm/r。查附录D表D-1，按CA6140车床进给量数列，取f=0.41mm/r。

（2）半精车以半精车工步①为例，根据半精车时表面粗糙度值Ra为6.3～3.2μm、工件材料为45钢、预先估计的切削速度＞50m/min、刀尖圆弧半径rε为0.6，查附录C表C-2，可得进给量为（0.25～0.30）mm/r，按CA6140车床进给量数列，取f=0.28mm/r。各工步的进给量值见表2-11。173．确定切削速度（1）粗车以粗车工步①为例，根据其ap=1mm，f=0.41mm/r，工件材料为45钢，热轧状态时其Rm约为637MPa，查附录C表C-3，得切削速度为150m/min。

通常粗车时背吃刀量会较大，所选的切削速度就会相应减小，为避免频繁改变车床主轴转速，可适当降低切削速度，使之能适用各粗车工步的加工，此处取vc=100m/min，相应主轴转速为：（r/min）查附录D表D-1，按照CA6140车床转速数列，取n=710r/min18（2）半精车

以半精车工步①为例，根据其ap=0.75mm，f=0.28mm/r，工件材料45钢调质后其Rm约为810MPa，查附录C表C-3，可知vc=138m/min，相应主轴转速为：（r/min）查附录D表D-1，按照CA6140车床转速数列，取n=1120r/min注：对于数控车床，由于其主轴转速是无级变速，且转速可通过程序自动改变，因此各工步转速可按查出的线速度算出即可。19工

序工

步工序余量（mm）背吃刀量ap（mm）进给量f（mm/r）切削速度vc（m/min）主轴转速n（r/min）粗车①Φ

40等三段由毛坯粗车至Φ

40210.4193.6710②Φ

35

0-0.016等两段粗车至Φ36.83.21.60.4189.2710③Φ25±0.007段粗车至Φ

26.510.3走刀1：3.65走刀2：1.50.4182.0710半精车①

Φ35

0-0.016段半精车至Φ35.31.50.750.28129.41120②Φ25±0.007段半精车至Φ

25.21.30.650.2893.21120传动轴车削加工切削用量表20任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分20

2工作过程方法和步骤正确20

3背吃刀量能根据工序尺寸正确计算出背吃刀量10

4进给量能借助手册合理确定参数20

5切削速度能借助手册合理确定参数206主轴转速能准确将切削速度换算为主轴转速10

合计100

21任务2.3确定传动轴零件加工用的切削液任务描述加工图2-1所示传动轴，件数为5，加工工艺路线为粗车、半精车、铣键槽、粗磨、精磨，请确定各加工阶段用的切削液。22任务分析要确定各加工阶段用的切削液，需先学习切削液的基础知识，掌握其种类和用途，以及选用的方法。按照这些方法，结合传动轴各加工阶段具体的工况，就可以合理选用切削液。23任务准备（1）知识：切削液基础知识。（2）手册与资料：机械加工工艺手册（或金属切削工艺手册）、

切削液厂家样本。24任务实施1．确定粗车、半精车阶段的切削液传动轴的材料为45钢，粗车、半精车加工阶段刀具材料为硬质合金YT5、YT15，热硬性好，为避免刀片因骤冷或骤热而产生崩裂，加工时不使用切削液。2．确定铣键槽阶段的切削液铣键槽阶段所用的键槽铣刀材料为高速钢，同时铣键槽为半精加工，因此可用10%~15%浓度的乳化液作为切削液。253．确定磨削阶段的切削液磨削加工阶段磨削速度快、加工区域温度高，易造成工件表面烧伤和微裂纹，需选用冷却效果好的切削液来降低磨削温度因此粗、精磨加工阶段可用3%~5%浓度的乳化液作为切削液也可以用冷却效果好的合成切削液。26任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分20

2工作过程方法和步骤正确20

3车削阶段切削液选用正确，符合工况要求20

4铣削阶段切削液选用正确，符合工况要求20

5磨削阶段切削液选用正确，符合工况要求20

合计100

27任务2.4确定传动轴零件加工用的刀具和切

削用量（数车）任务描述加工图2-1所示传动轴，件数为20，用CAK3665数控车床进行车削加工时，请确定粗车、半精车其外圆柱面时所用的车刀和切削用量。28任务分析采用数控车床加工时，确定车削加工用刀具和切削用量的方法，与前面用普通车床加工的任务2.1、2.2基本相同，不同之处在于：刀具应选用可转位数控车刀，具体选用方法参照刀具厂家样本给出的方法；数控机床采用伺服电机进行无级调速，因此转速和进给量不再有额定值，直接将查出的线速度换算成转速即可；刀具材料可以选用性能更优的涂层硬质合金、金属陶瓷等材料，切削速度可参考刀具厂家样本中给出的推荐值确定。29任务准备（1）知识：数控车刀选用的方法。（2）设备参数：CAK3665车床的参数（可到沈阳第一机床厂网站

下载）（3）手册与资料：机械加工工艺手册（或金属切削工艺手册）、

刀具厂家样本（可到株洲钻石、三菱综合材料硬质合金刀具

事业部等刀具公司网站下载）。30任务实施1．