车削加工（普通车床）训练 教案 课题三 外圆及锥面车削

PAGEPAGE9课题三外圆及锥面车削1、训练形式现场操作示范及讲解；学生操作练习。2、训练目的2.1、应知部分车削外圆的基本工艺；切削用量的选用原则；车外圆的安全要领。2.2、应会部分正确安装外圆车刀；正确使用游标卡尺和千分尺；掌握车外圆的加工方法和要领；掌握外圆零件的常用装夹方法；转动小拖板车削圆锥表面。3、教具45º和90º高速钢外圆车刀各一把，圆头和平头高速钢外圆车刀各一把；游标卡尺和千分尺（0～25mm）各一把；卡箍及60º前顶尖各一件；操作方法的挂图一套。4、教学过程设计示范车削轴类零件加工的基本工艺﹑车刀和零件的安装方法（20分钟）；学生进行外圆零件和车刀的安装（20分钟）；介绍切削用量的三要素和车外圆的加工方法（重点示范粗车外圆，时间20分钟）；学生进行粗车外圆的操作训练（1小时）；学生进行精车带台阶外圆的操作训练（30分钟）；通过介绍两顶尖的装夹方法并示范车削前顶尖，引出普通车床车锥面的四种方法（15分钟）；学生进行用转动小拖板的方法车削前顶尖的操作训练（15分钟）。5、课题讲解和示范操作外圆柱表面是零件的基本型面之一，掌握外圆车削方法，将对学生学习其它表面的加工打下坚实的基础。课题开始时强调不懂的地方可随时提问，提出以下问题让学生思考：如何保证零件的表面质量?5.1、车削加工的基本工艺车削加工通常分为粗车、半精车和精车。粗车就是应用粗车刀，采用较大的切削深度和进给量进行切削。车削示范：转速405r/min，被吃刀量2mm，进给量0.3mm/r，采用自动进给车削一段外圆，示范中提醒每个同学注意观察。总结：粗车的目的是为了尽快去除大部分的毛坯余量。因此，粗车对零件的精度和表面粗糙度没有严格的要求，但是由于粗车时切削力较大，切削时产生的温度也较高，零件会有一定的变形和表面层缺陷，所以粗车以后还要对零件进行精车。精车是用精车刀，采用较小的切削深度和进给量，对零件进行精细加工。车削示范：转速405r/min，被吃刀量0.2mm，进给量0.1mm/r，采用自动进给车削一段外圆，示范中提醒每个同学注意观察两次车削加工表面质量的区别。通过粗车和精车的对比，指出只有精车才能保证零件的精度要求，故粗车时要给精车留下足够的精车余量。半精车是介于粗车和精车之间的一种工艺，主要是用在精度要求较高，工艺过程又较复杂的工件上，作为精车前的准备工艺。车外圆即是按照以上工艺来进行的，重点是学习粗车和精车。下面以粗车为例介绍外圆车削的一般操作过程。5.2、外圆车刀的选择及安装主要根据工件的形状、工件材料的性能和生产批量等因素来选择车刀。常见的外圆车刀总类有很多，有45º﹑75º﹑90º﹑圆头和平头车刀等（结合实物和挂图加以介绍，向学生展示本课题所需的粗车用90°和45°外圆车刀、平头车刀和精车用90°外圆车刀）。重申课题二（车端面，钻中心孔）所讲的外圆车刀安装要求：刀尖与工件的旋转中心等高；车刀伸出刀架的长度大约为刀杆厚度的2～3倍；刀杆与轴线相垂直；车刀要用垫片垫平压紧。5.3、粗车外圆的装夹方法根据零件伸出卡盘外长度的不同，车外圆时所采用的装夹方法也不一样。当工件的伸出长度与直径之比小于5（L/D<5）时，可以直接用三爪卡盘装夹工件进行加工。当工件的伸出长度与直径之比大于5而小于10（5<L/D<10）时，一般要用到顶尖装夹工件来进行加工。顶尖装夹工件又分为一夹一顶和两端都用顶尖装夹两种形式。本课题主要学习如何采用一夹一顶的方法装夹工件进行加工。装夹零件示范给学生看，示范过程中提醒学生注意以下两个问题：用一夹一顶装夹工件时，三爪卡盘所夹持的部位为什么要尽量短一些？尾架与拖板之间为什么要有一定的活动空间？示范完毕后强调装夹后须检查（四个“紧”）：尾架是否被固紧；三爪卡盘是否被夹紧；工件被顶紧的程度是否适当；尾架套筒是否被锁紧。强调以上四点均检查完毕，确认安全可靠后方能开车加工。尾架的固紧、三爪卡盘的夹紧、工件的顶紧以及尾架套筒的锁紧等将直接影响零件装夹的可靠性和安全性。5.4、切削用量的选择加工零件时，首先遇到的往往是如何选择切削用量的问题。切削用量是衡量车削运动大小的参数，通常把切削速度、进给量和背吃刀量统称为切削用量。切削速度是指主运动的线速度，单位是米／秒；进给量指工件每转一圈，车刀沿进给方向移动的距离，单位是毫米／转；背吃刀量也叫切削深度，指工件上待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位是毫米。那么应该如何选择切削用量呢？切削用量的选择与刀具、工件的材料有着密切关系（举例说明）。切削用量大，不一定生产效率就会提高，因为当切削用量较大的时候，刀具的耐用度就会下降，严重时就要重新刃磨车刀或者换刀，这样反而影响生产效率。所以要在既减小刀具损耗，又保证必要生产效率的前提下，来合理选择切削用量。在切削用量的选择当中，提高、、都能提高生产效率。三个要素中对刀具的耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是背吃刀量。所以在选择切削用量时，应首先考虑选择较大的背吃刀量，其次考虑选择较大的进给量，最后才考虑选择合适的切削速度。示范讲解切削用量正确的选择方法：切削深度（）粗车时的选择：除应留精车余量外（直径方向大约留0.2mm~0.4mm），应尽量把多余的金属一刀切去。但在具体选择时要同时考虑工件、夹具、刀具和车床的刚性等因素的影响，一般选择1~3mm。进给量（f）粗车时进给量也尽可能大些，一般选择0.3~0.5mm/r。本课题选择0.3mm/r，教会学生按照进给铭牌表来调整进给手柄。切削速度（v）切削速度的选择与切削深度、进给量、刀具和工件材料等因素有关。例如，采用高速钢车刀切削钢件时，一般切削速度可取0.4m/s左右；当用硬质合金车刀切削时，切削速度可达1~3m/s左右。根据加工条件，把主轴转速，工件直径代入切削速度公式，可以计算出V值。5.5、车外圆的操作步骤车削外圆的步骤如下：第一步：测量毛坯由测量出的毛坯直径确定粗车外圆时的加工余量。第二步：开车对刀使刀尖与工件外圆轻微接触，并以此作为横向进刀时的起始点。第三步：向右退刀对刀以后立刻向右退刀，为横向进刀做好准备。第四步：横向进刀以对刀时起始点的位置，调整背吃刀量。使用刻度盘调整切深时，应了解它的刻度值，就是中拖板手柄每转过一小格时车刀的移动量。然后根据切削深度计算出需要转过的格数。例如：C618车床的中拖板刻度盘的刻度每一小格为0.02mm。当切削深度为1mm时，中拖板上刻度盘应转过的格数为1/0.02=50格。第五步：试切测量试切1～3毫米，停车，向右退刀，用卡尺进行检测。第六步：自动加工提出问题：为什么要进行试切测量？解释：由于实际对刀是粗略的，切削时刀具和工件会发生变化，会使实际背吃刀量不符合刻度值，所以，必须进行试切测量才能知道背吃刀量的调整是否正确。提出问题：当切削深度选择0.5mm时，中拖板手柄应该转动多少格？解释：C618车床拖板刻度盘的刻度为每一小格0.02mm，故中拖板刻度盘应转过0.5/0.02=25格。提出问题：在测量中如果发现刻度进多、外圆车小的情况，须退出多进的刻度。当刻度多进后，是否直接退出多进的刻度，就表示调整正确了？解释：中拖板的丝杆和螺母之间有间隙存在，如果仅仅退出多进的几格，此时刻度盘所显示的刻度值是虚假的，与实际退出的距离不符。正确的做法是将中拖板手柄退回半圈以上，消除丝杆和螺母之间的回程间隙后，再重新调整到应至的刻度值位置。提出问题：带台阶的外圆应该如何加工？解释：车削带有台阶的零件时，要选择90°右偏刀进行加工。如果台阶的高度超过了粗车时的切削深度，可以采用分层切削的方法进行加工。最后一刀纵向进给后，车刀要径向切削，以把台阶面修平。提出问题：精车与粗车有何区别？解释：精车外圆时的切削深度（）和进给量（）比粗车时要小；精车外圆一般选用90º车刀或平头精车刀。（引导学生分析粗车刀与精车刀的主要区别）；精车外圆时采用千分尺进行测量（示范千分尺的正确用法）。提出问题：对于多台阶的轴类零件，车削加工时如何保证其同轴度？解释：对于较长零件或需多次装夹才能加工好的零件，或者工序比较多，车削后还要进行铣削或磨削的零件，为了保证每一次装夹的精度（比如有同轴度要求），可以采用两顶尖的装夹方法。提出问题：前顶尖如何加工？解释：两顶尖装夹时，可以用三爪卡盘夹持一根带有台阶的棒料，然后采用转动小拖板的方法将其车成60°顶尖来代替前顶尖（示范用转动小拖板的方法车削前顶尖）。提出问题：用两顶尖装夹零件车出的外圆会有锥度，这是什么原因造成的？应该如何纠正这种偏差？解释：是尾架横向偏移造成的。可以通过调整尾架横向位置的方法来进行校正；如果想进行更为精确的校正，可以采用边加工、边测量、边调整尾架的方法，这样前后顶尖就能够校正重合。小结：为了帮助学生牢记操作要领，将外圆车削总结为（板书）：一对二退三进刀，四试五测六加工。以往有很多学生把外圆零件尺寸车小了，主要原因就是忘记了试切测量的重要性。可见试切测量是保证零件质量的一个非常重要的手段之一。一个操作者对待工作的态度和质量意识，其实并不是一蹴而就的，而是要经过不断的学习才能具备。对车床的学习最重要的就是要学会一种解决问题的方法。5.6、锥面的车削方法：转动小拖板车锥度该方法操作比较简单，锥度调整的范围较大，能够加工内外圆锥，并能保证一定的加工精度；但该方法是手动车削，劳动强度较大，加工圆锥的长度又受到小拖板行程的限制，所以只适合车削较短圆锥长度的零件，适合于单件和小批量的生产。偏移尾架车锥度在生产当中，有时需要加工锥度较小但锥面长度又较长的零件，这时就可以采用偏移尾架的方法来加工圆锥。该方法加工的圆锥面表面光洁度较好，但是由于受到尾架偏移量的限制，所以只能加工锥度较小的圆锥，并且不能加工内圆锥。尾架偏移量的计算公式（挂图）：当较小时：宽刀法车锥度该方法主要运用车刀的主切削刃直接车出圆锥面，这时的主切削刃与工件的旋转中心成半锥角。该方法的生产效率较高，能加工内外圆锥，特别适合于批量生产。缺点是要加工的圆锥面不能太宽，并且车床要有足够的刚性。在车床上加工倒角一般都采用宽刀法进行加工。靠模法车锥度用该方法车