《机械零件切削加工》-1

项目一轴类零件的加工学习目标了解切削加工的基本概念熟悉车床及其基本操作方法掌握车刀的刃磨及其装夹方法掌握轴类工件的装夹方法掌握端面的加工方法掌握中心孔的加工方法掌握外圆的加工方法掌握台阶面的加工方法掌握阶梯轴的加工工艺设计方法下一页返回项目一轴类零件的加工工作任务

加工如图1-1所示的阶梯轴。该阶梯轴由端面、外圆柱面、台阶面、倒角组成。本项目的主要任务是掌握阶梯轴的加工工艺，掌握端面、中心孔、外圆、台阶面、倒角的切削加工方法。上一页返回1-1了解资讯1-1-1切削加工的基本术语与定义

1.切削运动金属切削加工时刀具和工件之间的相对运动，称为切削运动。图1-2表示了金属切削过程中常见的加工方法——车削加工。切削运动由工件的旋转运动和车刀的连续纵向直线运动组成。根据在切削加工过程中所起的作用不同，切削运动可分为主运动和进给运动。下一页返回1-1了解资讯(1)主运动直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动，称为主运动。主运动的速度较高，消耗的功率较大;主运动只有一个，其形式可以是旋转运动或直线运动。如图1-2所示，车削外圆时，工件的旋转运动是主运动。

(2)进给运动不断地把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动，称为进给运动。进给运动的速度较低，消耗的功率较少;进给运动可以是连续的或断续的，其形式可以是直线运动、旋转运动或两者的组合。如图1-2所示，车削外圆时，车刀的纵向连续直线运动就是进给运动。任何切削方法必须有一个主运动，而进给运动可以有一个、几个或者没有。主运动和进给运动可以由工件或刀具分别完成，也可由刀具单独完成。上一页下一页返回1-1了解资讯2.工件上的加工表面在切削过程中，工件上必然会形成三种表面，如图1-2所示。

(1)待加工表面工件上即将被切除的表面。在切削过程中，待加工表面将逐渐减少，直至全部切除。

(2)已加工表面工件上被刀具切削后形成的新表面。在切削工程中，已加工表面随着切削的进行逐渐扩大。

(3)过渡表面工件上由切削刃正在切削着的表面。在切削过程中，过渡表面是不断改变的，且总是处于待加工表面和已加工表面之间。上一页下一页返回1-1了解资讯3.切削用量切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称。

(1)切削速度v

这是指切削加工时，切削刃上选定点相对于工件主运动的速度。切削刃上各点的切削速度可能是不同的，计算时通常取最大值。切削速度单位是米/分钟(m/min）。当主运动是旋转运动时：

d—完成主运动的工件或刀具的最大直径(mm)n—主运动的转速(r/min)

在实践中，粗车时，用高速钢车刀车削钢件时，切削速度一般取25m/min左右，用硬质合金车刀切削钢件时，切削速度在50m/min左右;精车时，切削速度一般选0.5~4m/min(高速钢刀具)的低速区或60~100m/min(硬质合金刀具)的高速区。

上一页下一页返回1-1了解资讯(2)进给量f

指刀具在进给方向上相对于工件的移动量，单位是mm/r(对于车削、锁削等)或mm/行程(对于刨削、磨削等)。也可以用进给速度:。(单位是mm/s)或每齿进给量f,(单位是mm/s，用于铣刀、铰刀等多齿刀具)来表示，则式中，z—多刃刀具的刀齿数。在实践中，粗车进给量一般取0.3一1.5mm/r，精车时进给量一般取0.05~0.2mm/r上一页下一页返回1-1了解资讯(3)背吃刀量指在垂直于主运动方向和进给方向所组成的切削平面上测量的刀具与工件的接触长度的投影，单位是mm。对于切削外圆，背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，即

——工件上待加工表面的直径

——工件上已加工表面的直径在实践中，在中等功率的车床上，粗车时背吃刀量可取2~4mm,最深可达到8一10mm;半精车(表面粗糙度Ra12.5~3.2μm)时，背吃刀量可取0.5~2mm;精车(表面粗糙度Ra3.2~1.6μm)时，背吃刀量可取0.1~0.5mm.上一页下一页返回1-1了解资讯1-1-2车床的认识

1.车床的作用金属切削机床是利用刀具对金属毛坯(或半成品)进行切削加工的一种加工设备，金属切削机床是一种制造机器的机器，又称为工作母机或工具机(MachineTools）通常简称为机床。机床的技术性能的高低直接影响着机械产品的质量及其制造经济性。车床是应用最为广泛的切削机床。车床是利用工件的旋转运动和刀具的直线移动来完成工件的加工，主要是用来加工各种带有旋转表面的零件，其最主要的车削加工内容有车外圆、车端面、车内孔、车外螺纹、车内螺纹、切断、车外圆锥面、车内圆锥面、车成形面、滚花等，此外，在车床上还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹等操作。上一页下一页返回1-1了解资讯2.机床的分类及编号按加工性质和所用刀具对金属切削机床进行分类，目前我国机床分为12类:车床、钻床、锁床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、锯床、电加工机床和其他机床，见表1-1。同类型机床按工作精度的不同分为普通精度级机床、精密精度级机床和高精密级机床。我国的机床型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字相结合的方式来表示。当某类型机床除了有普通形式外，还有某种通用特性时，则在类别代号之后加上表1-2所示的通用特性代号予以区别，如CM6132型精密卧式车床型号中的“M"表示通用特性为“精密”。如果某类型机床仅有某种通用特性，而无普通形式，则通用特性代号不表示。上一页下一页返回1-1了解资讯上一页下一页返回1-1了解资讯3.CA6140车床的结构及主要技术参数

(1)CA6140车床的结构

图1-3是CA6140型卧式车床的外形图，其主要组成部件分述如下。

1)主轴箱。主轴箱1固定在床身4的左面。装在主轴箱中的主轴，通过卡盘等夹具装夹工件。主轴箱的功用是支撑主轴并使主轴旋转，主轴通过夹具带动工件按照规定的转速旋转，以实现主运动。

2)进给箱。进给箱10固定在床身4的左前侧，它是进给运动传动链中的传动比变换装置，功用是改变所加工螺纹的导程或机动进给的进给量。

3)溜板箱。溜板箱8固定在刀架部件2的底部，可带动刀架一起做纵向进给运动。溜板箱的功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。在溜板箱上装有各种操纵手柄及按钮，以供操作人员方便地操作机床。上一页下一页返回1-1了解资讯4)刀架部件。刀架部件2装在床身4的刀架导轨上，并可沿此导轨纵向移动。刀架部件由两层溜板和四方刀架组成，刀架部件的功用是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。

5)床身。床身4固定在左床腿9和右床腿5上。床身是车床的基础支承件，其上安装着车床的主要部件。床身的功用是支撑各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。

6)尾座。尾座3装在床身4的尾架导轨上，并可沿此导轨纵向调整位置。尾座的功用是用后顶尖支承工件。在尾座上还可安装钻头、铰刀、丝锥等刀具，以进行孔的加工和螺纹加工。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)CA6140车床的主要技术参数主电机功率:7.5kw;

床身上最大工件回转直径:400mm;

主轴通孔直径:52/76/80mm;

主轴转速(24级正转):10/12.5/16/20/25/32/40/50/63/80/100/125/160/200/250/320/400/450/500/560/710/900/1120/1400r/min;12级反转，转速范围:14~1580r/min;

纵向进给量:0.028~6.33mm;

横向进给量:0.014~3.16mm上一页下一页返回1-1了解资讯4.CA6140车床的基本操作

(1)手动操纵练习在不启动机床的情况下，用手先后分别摇动床鞍、中滑板、小滑板各操作手柄进行轴向、横向正反方向移动操作练习。摇动手柄时要反应灵活，动作准确。逆时针方向摇动床鞍手柄，做正向进给(向主轴箱方向移动);顺时针方向摇动床鞍手柄做反向进给(向尾座方向移动)。顺时针方向摇动中滑板手柄，向前进给(向远离操作者方向移动);逆时针方向摇动中滑板手柄，向后做反向进给(向靠近操作者方向移动)。顺时针方向摇动小滑板手柄，做正向进给(向主轴箱方向移动);逆时针方向摇动小滑板手柄，做反向进给(向尾座方向移动)。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)主轴变速手柄的操作主轴变速机构安装在床头箱内，变速手柄在变速器的前表面上。操作时通过扳动变速手柄，可以拨动床头箱内的滑移齿轮，以改变传动路线，使主轴得到不同的转速。

CA6140型车床的变速手柄示意图如图1-4所示。手柄甲与速度值相对应，手柄乙与色块相对应。变速时，先找到所需要的转速，将手柄甲转到需要的转速处，对准箭头，根据转速数字的颜色，将手柄乙拨到对应的颜色处。变速时应注意:①初学者变速时先停机再变速。若车床转动时变速，容易将齿轮的轮齿打坏。熟练的操作工才可以在主轴即将停止运动前，以极低的转速进行变速。②变速时手柄要扳到位，否则会出现空挡现象;或齿轮在齿宽范围内没有全部进入啮合状态，会降低齿轮强度，导致齿轮损坏。③变速时若齿轮啮合位置不正确，手柄就难以扳到位，此时可一边用手转动车床卡盘一边扳动手柄，直到手柄扳动为止。上一页下一页返回1-1了解资讯(3)主轴的启动/停止操作在启动车床前，必须检查车床变速手柄是否处于空挡位置、离合器是否处于正确位置、操纵杆是否处于停滞状态，确认无误后，方可合上车床总电源，开始操作车床。如图1-5所示，手柄在中央位置是停止;手柄向上抬起为正转;手柄下按为反转。从正转变为反转时，要在主轴转动停止后再操作手柄。不能直接从正转变为反转，或从反转变为正转。

(4)进给箱手柄的操作通过操作进给箱手柄来改变进给量或螺距。进给箱手柄在进给箱的前表面上，进给箱的上表面有一个标有进给量及螺距的表格。调节进给量时，先在表格中查到所需的数字，再根据表中的提示配换挂轮，并将手柄逐一搬到位。操作进给方向转换手柄可变换纵向横向的进给方向。如图1-6所示。上一页下一页返回1-1了解资讯(5)溜板箱手柄的操作

CA6140型车床的纵向、横向自动进给手柄是合成在一起的，如图1-7所示。它安装在溜板箱的右侧。操作时，把手柄扳到相应的进给方向即可。操作溜板箱手柄时，有时会出现手柄合不上的现象。此时可先检查开合螺母与自动进给手柄的位置，有时手柄的微小掉落，可能会导致手柄相互锁死;若还不能解决问题，纵向进给时转动一下溜板箱的手轮，横向进给时转动一下中拖板刻度盘手柄，改变内部齿轮的啮合位置即可。上一页下一页返回1-1了解资讯(6)刻度盘手柄的操作在车床的中拖板、小拖板上有刻度盘手柄，刻度盘安装在进给丝杆的轴头上，转动刻度盘手柄可带动刀架移动。中拖板刻度盘手柄用来调整背吃刀量，小拖板刻度盘手柄用来调整轴向尺寸或车锥度。中拖板刻度盘通常标有每格尺寸，如图1-8所示，刻度盘每转过一格，车刀移动的距离为0.02mm。即每进一格，轴的半径减小0.02mm。习惯上，轴和孔的尺寸以直径尺寸表示，所以中拖板刻度盘手柄进刀时，刻度盘每转过一格，每进一格，轴的直径减小0.04mm。直径尺寸改变量是刻度值的两倍。上一页下一页返回1-1了解资讯

小拖板刻度盘上一般不标注每格尺寸，它每转一格，车刀移动量与中拖板相同。与中拖板不同的是，小拖板转过的刻度值就是轴向尺寸实际改变量。车削外圆时，手柄顺时针转动，车刀向中心移动，为进刀;手柄逆时针转动，车刀向远离中心方向移动，为退刀。内孔加工正好与加工外圆相反。进刀时，若刻度盘手柄转过了头，或试切后发现尺寸不合需退刀时，由于传动丝杠与螺母间有间隙，刻度盘手柄不能直接退回到所需的刻度上，而应退回半圈以上，再进到所需的刻度位置，如图1-9所示。

上一页下一页返回1-1了解资讯(5)尾座的操作尾座移动用手动进行。操作时不可用力过猛，特别是尾座接近拖板时，应慢速移动，避免碰撞。为了将尾座固定于床身，可操作尾座的固定螺母。当尾座套筒要安装顶尖、钻头等工具时，工具柄和尾座套筒的锥孔应擦拭干净，对准套筒中心位置插入。摇动尾座手轮，可实现尾座套筒(带动装人其中的顶尖或钻头)的轴向伸出或缩进运动动。顺时针摇动手轮，尾座套筒向前伸出(向着主轴方向伸出);逆时针摇动手轮，尾座套筒向后缩进(向远离主轴方向缩进)。扳紧尾座套筒的锁紧手柄，就能锁紧顶尖或钻头;扳紧尾座固定控制杆，就能将尾座固定在床身导轨的位置上。当尾座顶尖的轴线与主轴轴线不重合时，可用调节螺钉来调节尾座的偏移，使尾座顶尖的轴线与主轴轴线重合。如图1-10和图1-11所示。如图1-11所示，尾座偏移的调整可按尾座横向调节法进行。上一页下一页返回1-1了解资讯1-1-3外圆车刀及其装夹1.车刀的种类及其用途

(1)90°外圆车刀

90°外圆车刀也称偏刀，按车削时进给方向的不同，可分为左偏刀和右偏刀。右偏刀的主切削刃在刀体的左侧，由右向左进给，又称正偏刀。右偏刀可用来车削工件外圆、端面和台阶面，如图1-12所示。左偏刀的主切削刃在刀体右侧，由左往右进给(反向进给)，又称为反偏刀。左偏刀用来车削工件外圆和左向台阶。

90°外圆车刀也可以用来车削外径较大而长度较短的工件的端面。车端面时，可由工件外圆向中心进给，此时是由偏刀的副切削刃担任切削。若切削深度较大，车刀容易扎人工件形成凹面，如图1-13(a)所示。因此，可改为由中心向外缘进给，由主切削刃切削，其切削深度可取较小值，如图1-13(b)所示。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)75。外圆车刀

75°外圆车刀刀头强度高、耐用性好，常用于粗车外圆，如图1-14(a)所示;还可用于对铸件、锻件等加工余量较大的工件进行强力切削。75°左偏刀还可用于车削铸件、锻件的大端面。如图1-14(b)所示。

(3)45°外圆车刀

45°外圆车刀常称为弯头刀，有左右两种弯，如图1-15所示。刀体强度和散热条件比90°外圆车刀好。常用于车削端面和倒角，也可用于车削较短的外圆。上一页下一页返回1-1了解资讯2.常用的刀具材料

(1)刀具材料应具备的性能刀具一般由夹持部分和切削部分组成。夹持部分是用来将刀具夹固在机床上的部分，一般只要求有足够的强度和刚度，普通结构钢材料即可满足要求;切削部分是直接参与切削的工作部分，在切削过程中，要承受高温、较大的压力、摩擦、冲击和振动，因此刀具切削部分的材料应具备以下性能。①高的硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，常温下一般要求60~65HRC。耐磨性表征刀具材料抵抗磨损的能力。②足够的强度和韧性。指刀具材料承受切削抗力、冲击和振动而不被破坏的能力。上一页下一页返回1-1了解资讯③高耐热性。刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。④导热性和耐热冲击性。刀具材料应具备良好的导热性，以便切削时产生的热量迅速散走。为适应断续切削时瞬间反复的热力和机械的冲击形成的热应力和机械应力，刀具材料应具备良好的耐热冲击性。⑤抗钻结性。以防工件与刀具材料分子间在高温高压下相互吸附产生钻结。⑥化学稳定性。指在高温下刀具材料不易和周围介质发生反应的能力。⑦良好的工艺性和经济性。刀具材料便于制造，包括其切削加工性、铸造性、锻造性和热处理性等。经济性是指刀具材料应结合本国资源特点，降低成本。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)常用刀具材料的种类及选用

1)高速钢。高速钢是含钨、钥、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢，其强度、韧性和工艺性能均较好，磨出的切削刃较锋利，因此，又称为锋钢。它有较高的耐磨性，高温下切削速度比碳素工具钢高1~3倍，因此称为高速钢。在各种小型复杂刀具中，如钻头、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等，使用量很大。高速钢可用于加工有色金属、铸铁、碳钢、合金钢等材料。常用通用性高速钢性能见表1-3。

2)硬质合金。硬质合金是用具有高耐磨性和高耐热性的金属碳化物(如WC,TiC等)的粉末作基体，以金属Co等作钻结剂，经粉末冶金法制成的一种合金。具有硬度高(大于89HRC)、熔点高、化学稳定性好的特点，其切削速度是高速钢的5一10倍。其抗弯强度低、韧性差、脆性大、承受热冲击和振动能力低、成形困难。硬质合金以其切削性能优良被广泛用做刀具材料，如大多数的车刀、端铣刀，以及深孔钻、铰刀、拉刀、齿轮刀具等。常用的钨钻类硬质合金YG3适宜于精加工，YG6适宜于半精加工，YG8适宜于粗精加工;钨钦钻类硬质合金YTS适宜于粗精加工，YT15适宜于半精加工，YT30适宜于精加工。常用钨钻类硬质合金性能及用途见表1-4;常用钨钦类硬质合金性能及用途见表1-5;常用钨钻钦类硬质合金性能及用途见表1-6上一页下一页返回1-1了解资讯(3)新型刀具材料

1)陶瓷材料。陶瓷刀具材料的主要成分是Al203，再加人耐高温的金属碳化物如WC,TiC等而制成。硬度可达90~95HRC，耐热温度可达1200℃~1450℃，允许切削速度比硬质合金的高，加工表面粗糙度值较小，但抗弯强度低，冲击韧性差，主要用于精加工。

2)人造金刚石。人造金刚石是在高温、高压及其他条件配合下由石墨制成。具有极高硬度和耐磨性、良好的导热性和较低的热膨胀系数，刃磨非常锋利，表面粗糙度值小，摩擦系数较低，能保证较好的加工质量。人造金刚石不但可以加工硬度较高的硬质合金、陶瓷、玻璃等材料，还可以加工有色金属及其合金，但由于与铁有很强的化学亲和力，易产生钻结作用而加速刀具磨损，所以不宜加工钢铁材料。

3)立方氮化硼。立方氮化硼是人工合成的高硬度材料，硬度及耐磨性仅低于金刚石，热硬性和化学稳定性都高于金刚石，但其脆性大，焊接性差。立方氮化硼适于精加工难加工的材料和耐热钢。上一页下一页返回1-1了解资讯3.刀具的几何角度及其选择

(1)车刀切削部分的组成如图1-16所示，车刀切削部分由3个刀面、2条切削刃和1个刀尖组成，简称三面、两刃、一尖。

1)前刀面Ar:刀具上切屑流过的表面。

2)主后面Aa:刀具上与工件的过渡表面相对的表面。

3)副后面A‘a:刀具上与工件的已加工表面相对的表面。

4)主切削刃s:前刀面与主后面的交线，切削时它完成主要的切削工作。

5)副切削刃S':前刀面与副后面的交线，切削时起辅助切削作用。

6)刀尖:主切削刃和副切削刃连接处相当少的一部分切削刃。为了保证刀尖有足够的强度和耐磨性，一般是一段过渡圆弧。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)车刀切削部分的几何参数

1）坐标平面的组成。为定量地表示刀具切削部分的几何形状，必须选定坐标平面作为参考系，如图1-17所示。①基面Px:通过主切削刃上的选定点并垂直于假定主运动方向的平面。②切削平面Ps:通过主切削刃上的选定点与主切削刃相切并垂直于基面的平面。③正交平面Po:通过主切削刃上的选定点，且同时垂直于基面和切削平面的平面。

2)车刀的主要标注角度。车刀的标注角度是制造和刃磨刀具所需要的，并在刀具设计图上予以标注的角度。车刀的标注角度主要有6个，如图1-18所示。车刀的几何角度名称和作用见表1-7.上一页下一页返回1-1了解资讯(3)刀具几何角度选择车刀的几何角度对切削加工质量、刀具使用寿命等都有直接影响，合理选择车刀的几何角度具有重要意义。车刀几何角度的选择可参考表1-8~表1-l04.车刀的刃磨现以900硬质合金外圆车刀为例，介绍手工刃磨车刀的方法。

1)刃磨车刀前、后面及车刀底面。先磨去车刀前面、后面上的焊渣，并将车刀底面磨平。可选用粒度号为24一36号的氧化铝砂轮。上一页下一页返回1-1了解资讯2)粗磨主后面和副后面的刀柄部分(以形成后隙角)。刃磨时，在略高于砂轮中心的水平位置处将车刀翘起一个比刀体上的后角大2°-3°的角度，以便再刃磨刀体上的主后角和副后角(图1-19)。可选用粒度号为24~36号，硬度为中软的氧化铝砂轮。

3)粗磨刀体上的主后面。磨主后面时，刀柄应与砂轮轴线保持平行，同时刀底平面向砂轮方向倾斜一个比主后角大2。的角度。刃磨时，先把车刀已磨好的后隙角靠在砂轮的外圆上，以接近砂轮中心的水平位置为刃磨的起始位置，然后使刃磨位置继续向砂轮靠近，并做左右缓慢移动。当砂轮磨至刀刃处即可结束(图1-20(a)，这样可同时磨出Kr=90°的主偏角和主后角。可选用磨粒号为36~60号的碳化硅砂轮。

4)粗磨刀体上的副后角。磨副后面时，刀柄尾部应向右转过一个副偏角Kr’的角度，同时车刀底平面向砂轮方向倾斜一个比副后角大2。的角度(图1一20(b)),具体刃磨方法与粗磨刀体上主后面大体相同。不同的是粗磨副后面时砂轮应磨到刀尖处为止。如此，也可同时磨出副偏角Kr´和副后角α＇上一页下一页返回1-1了解资讯5)粗磨前面。以砂轮的端面粗磨出车刀的前面，在磨前面的同时磨出前角γ。如图1-21所示。

6)磨断屑槽。手工刃磨断屑槽一般为圆弧形。刃磨前，应先将砂轮圆柱面与端面的交线处用金刚石笔或硬砂条修成相应的圆弧。刃磨时，刀尖可以向下或向上磨。如图1-22所示，但选择刃磨断屑槽部位时，应考虑留出刀头倒棱的宽度，刃磨的起点位置应该与刀尖、主切削刃离开一定距离，防止主切削刃和刀尖被磨塌。

7)精磨主、副后面。选用粒度号为80号或120号的绿色碳化硅环型砂轮。精磨前应先修整好砂轮，保证回转平稳。刃磨时将车刀底平面靠在调整好角度的托架上，并使切削刃轻轻靠住砂轮端面，并沿着端面缓慢地左右移动，保证车刀刃口平直，如图1-23所示上一页下一页返回1-1了解资讯8)磨负倒棱。负倒棱如图1-24所示。刃磨有直磨法和横磨法两种方法，如图1-25所示。刃磨时用力要轻微，要使主切削刃的后端向刀尖方向摆动。负倒棱倾斜角度为-50,宽度b=(0.4~0.8)f，为保证切削刃的质量，最好采用直磨法。

9)用油石研磨车刀。在砂轮上刃磨的车刀，如切削刃不够平滑光洁，这不仅会影响车削工件的表面质量，还会降低车刀的使用寿命，而硬质合金车刀则在切削中容易产生崩刃，因此，应用细油石研磨刀刃。研磨时，手持油石在刀刃上来回移动，动作应平稳，用力应均匀(图1-26)。研磨后的车刀，应消除在砂轮上刃磨后的残留痕迹。上一页下一页返回1-1了解资讯5.车刀的安装

(1)对车刀安装的要求车刀装夹得是否正确，直接影响到切削能否顺利进行和工件的加工质量。对车刀的安装有以下几点要求。①车刀的安装高度应适宜。通常车刀刀尖应与工件中心等高。②车刀刀头伸出刀架部分长度应尽量短。通常伸出长度不大于刀杆厚度的两倍，以1.5倍为宜，否则会降低车刀的刚度，如图1-27所示。③车刀垫铁应放置平整。④车刀应牢固地拧紧在刀架上。

(2)刀具安装误差对刀具工作角度的影响①刀尖与工件中心不等高对刀具工作角度的影响。车削外圆时，刀尖高于外圆中心时，工作前角增加，工作后角减小;刀尖低于外圆中心时，工作前角减小，工作后角增加。如图1-28所示。车削内表面时，情况正好相反。工件直径越小，高度安装误差对前后角的影响越大。上一页下一页返回1-1了解资讯②刀杆轴线与走刀方向不垂直对刀具工作角度的影响。刀具装偏，使主偏角和副偏角变化。刀杆轴线向右偏，工作主偏角增加，工作副偏角减小;刀杆轴线向左偏，工作主偏角减小，工作副偏角增加。对一般的车削来说，刀杆轴线的少许装偏，对车削效果没有明显的影响;但若切断刀安装偏斜，会使切削时产生轴向分力，使刀头侧向一边，切断面呈现凹形或凸形，甚至会使切断刀折断。③走刀运动对刀具工作角度的影响。通常车削时进给量很小，对工作角度的影响值为0.5°~1°，可忽略不计。但在车削大螺距螺纹特别是多线螺纹时，对工作角度的影响值可达150，因此在螺纹刀具设计时应予以考虑。上一页下一页返回1-1了解资讯(3)车刀的安装方法①用棉纱将刀架的安装面、车刀及垫铁擦拭干净，挑选数片垫铁重叠后(垫铁数量尽量少)垫在车刀下，使车刀刀尖与工件中心等高。垫片应经过精磨，且应备有多种厚薄不等的垫片。②调整刀杆，使刀杆轴线垂直于刀架横向轴线，刀头伸出部分尽量短，并暂时拧紧压紧螺栓，将车刀固定。然后将刀架转动450，再固定，使车刀刀尖对准尾座顶尖。如图1-29所示。③拧紧压紧螺栓。拧紧时先紧中间螺栓再紧其他螺栓，拧紧力要均匀，使刀杆与垫片紧密接触。

上一页下一页返回1-1了解资讯(4)刀具安装时应注意①车端面时，无论刀尖过高或过低，都会车不到中心，在端面中心处留卡凸台。因此车端面时刀尖应严格与工件中心如图1-30所示。②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，会降低刀尖强度，造成崩刃。但粗车外圆时，因切削力过大，刀杆弯曲变形，因此安装车刀时，刀尖应略高于工件中心，车削时的切削力使刀杆弯曲，刀尖正好与工件中心等高。③若安装内孔车刀，刀尖应与工件中心等高或稍高。如果刀尖低于工件中心，切削力的作用会将刀杆压低，从而产生扎刀，并可能造成孔径扩大。为提高刀杆刚度，内孔车刀的伸出长度也不易过长，通常比被加工工件孔长5~10mm即可。④若安装切断刀时，刀尖高于工件中心，则容易崩刃;若刀尖低于工件中心，则会产生振动或扎刀。⑤车削细长轴时，车刀刀尖应略高于工件中心0.2~0.3mm，使工作后角减小。当后刀面轻微磨损时，有一小段后角为零的磨损面与工件接触，有利于防止车削时振动。上一页下一页返回1-1了解资讯1-1-4钻中心孔1.中心孔的作用及种类在车削过程中，需要多次装夹才能完成车削工作的轴类零件，如台阶轴、齿轮轴、封杠等，一般先在工件两端钻中心孔，采用两顶尖装夹，确保工件定心准确和便于装卸。

(1)中心孔的种类中心孔按形状和作用可分为A型、B型、c型和R型四种，A型和B型为常用的中心孔，C型为特殊中心孔，R型为带圆弧形中心孔。图1-31为φ3.15的A型中心孔和B型中心孔示意图，B型中心孔比A型中心孔的孔口多一个120°的保护锥面。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)各类中心孔的作用

A型中心孔由圆柱部分和圆锥部分组成，圆锥孔为60°，一般适用于不需要多次装夹或不保留中心孔的零件。

B型中心孔是在A型中心孔的端部多厂一个120°的圆锥孔，日的是保护60°锥孔，不使其碰伤。一般适用于多次装夹的零件。

C型中心孔外形似B型中心孔，里端有一个比圆柱孔还要小的内螺纹，它用于工件之间的紧固连接。

R型中心孔是将A型中心孔的圆锥母线改为圆弧线，以减少中心孔与顶尖的接触面积，减少摩擦力，提高定位精度。这四种中心孔的圆柱部分作用是存储油脂，保护顶尖，使顶尖与锥孔60°配合贴切，圆柱部分的直径，也就是选取中心钻的基本尺寸。2.中心钻中心孔通常用中心钻钻出，常用的中心钻有A型和B型两种，如图1-32所示。制造中心钻的材料一般为高速钢。上一页下一页返回1-1了解资讯3.钻中心孔的方法①将钻夹头锥柄插入尾座锥孔中。先擦净钻夹头柄部和尾座锥孔，然后用左手推钻夹头，沿尾座套轴线方向将钻夹头锥柄部用力插入尾座锥孔，如钻夹头柄部与车床尾座锥孔大小不吻合，可增加一个合适的过渡锥套后再插入尾座套筒的锥孔内(图1-33(c))②中心钻装在钻夹头上。用钻头钥匙(图1一33(a))逆时针方向旋转钻夹头外套，使钻夹头三个爪张开，然后将中心钻插入三个夹爪中间，再用钻夹头钥匙顺时针方向转动钻夹头外套，通过三个夹爪将中心钻夹紧(图1一33(b))③校正尾座中心。工件装夹在卡盘上，启动车床，移动尾座，使中心钻接近工件端面，观察中心钻钻头是否与工件的旋转中心一致，然后紧固尾座。④转速的选择与钻削。由于中心钻直径小，钻削时应取较高的转速，进给量应小而均匀，切勿用力过猛。当中心钻钻入工件后，应及时加切削液冷却润滑，当钻孔深度到达尺寸时，中心钻在孔中应稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形状精度和表面质量。上一页下一页返回1-1了解资讯4.钻中心孔时的注意事项①中心钻轴线必须与工件旋转中心一致。②工件端面必须车平，不允许留凸台，以免钻孔时中心钻折断。③及时注意中心钻的磨损情况，磨损后不能强行钻入工件，避免中心钻折断。④及时进退，以便排除切屑，并浇注充分的切削液。上一页下一页返回1-1了解资讯1-1-5车床附件及工件的装夹车床通用夹具有三爪卡盘、四爪卡盘、花盘、顶尖、鸡心夹、中心架、跟刀架等。

1.三爪卡盘三爪卡盘是车床上最常用的附件，它的形状和结构如图1-34所示。三爪卡盘的三个卡爪是同时做向心或离心运动的，能自动定心。当卡盘扳手插入小锥齿轮2的方孔中转动时，就带动大锥齿轮3旋转。大锥齿轮的背面是平面螺纹4，平面螺纹4和卡爪5啮合，使三个卡爪同进或同退。常用的三爪自定心卡盘规格有150mm,200mm,250mm等。三爪自定心卡盘装夹工件方便快捷，但夹紧力比四爪卡盘的小，只适于装夹外形规则的三角形、六方形等中小型工件，不适于装夹外形不规则的工件或大型、重型工件。三爪卡盘既可以夹外圆，又可以夹内孔。三爪卡盘可装成正爪和反爪两种形式，反爪用于装夹直径较大的工件，如图1-35所示。上一页下一页返回1-1了解资讯

三爪卡盘本身的制造误差、安装误差和使用磨损，使三个卡爪形成的中心与主轴中心不完全重合，定心精度低，其误差为0.05~0.15mm。三爪卡盘装夹工件时一般不需校正，但较长的工件离卡盘较远端的旋转中心可能与车床主轴旋转中心不一致，这就需要找正。若卡盘使用时间过长，精度下降，且工件加工部位的精度要求较高，也需找正。在三爪自定心卡盘上装夹较长工件，找正时，应先找正离卡盘较近处，再找正离卡盘较远处，如图1-36所示。

2.四爪卡盘四爪卡盘的结构和外形如图1-37所示，四爪卡盘的四个卡爪各自独立运动，四个卡爪通过四个锁紧螺杆分别锁紧，互不干涉，它不能自动定心。四爪卡盘既可以夹外圆，又可以夹内孔。四爪卡盘还可装成正爪和反爪两种形式，反爪用于装夹直径较大的工作。上一页下一页返回1-1了解资讯

四爪卡盘夹紧力较大，适合装夹四方等非圆截面工件、外形不规则工件或大型重型工件。四爪卡盘装夹工件时须用划线盘或百分表找正，找正精度取决于找正工具和找正方法，找正时应使工件的旋转中心与车床主轴旋转中心一致。使用划线盘找正，其找正精度较低，为0.2~0.5mm;使用百分表找正，其找正精度可达0.02~0.01mm。四爪卡盘找正比较费时，找正效率低，对操作者的技术水平有一定的要求，但找正精度较高，因此，四爪卡盘装夹工件常用于装夹位置精度要求较高又不能在一次装夹中完成各表面的加工的工件，一般适于单件小批量生产。四爪卡盘找正时，应先找正卡盘近处，再找正卡盘远处。近处找正时通过调整卡爪进行，远处找正时用铜棒敲击。找正时，既可以找正外圆或内孔，又可以找正端面。四爪卡盘找正工件如图1-38所示。上一页下一页返回1-1了解资讯3.顶尖对较长的轴类零件或需多次调头安装的轴类零件通常可用顶尖装夹。顶尖是机床上直接与工件接触的定位件，工件上的顶尖孔是定位面。顶尖分固定顶尖(又叫死顶尖)和活顶尖(又叫回转顶尖)两类，插在主轴锥孔中的为前顶尖，通常，前顶尖是死顶尖，后顶尖可以是死顶尖，也可以是活顶尖。固定顶尖与主轴锥孔、尾座套筒以莫氏圆锥配合，工作中没有可动的缝隙，定心精度较高，可用于精加工，但顶尖与中心孔表面摩擦，为减少发热和磨损，需加润滑油(黄油)。活动顶尖在自身结构间隙内可动，可调节加工时工件的轴向膨胀，特别是在高速切削时，若用死顶尖，顶尖与工件中心孔的摩擦加剧，发热过大，需改用活顶尖，活顶尖内部有轴承，在车削时与工件一起转动，避免厂顶尖与工件中心孔的摩擦，不需在中心孔内加润滑油。但其刚性较差，定位精度低于死顶尖，常用于粗加工或半精加工。用顶尖装夹工件的方式通常有一夹一顶和双顶尖两种，如图1-39和图1-40所示。前者常用于粗加工，后者常用于半精加工和精加工。轴类工件用顶尖支承在机床上时，顶尖是不转动的，卡盘或拨盘与主轴相连接，鸡心夹或方夹头夹持工件，工件的旋转运动是卡盘或拨盘带动鸡心夹或方夹头转动，鸡心夹头或方夹头带动工件旋转。上一页下一页返回1-1了解资讯4.方夹头和鸡心夹头

图1-41为方夹头和鸡心夹头的示意图，它们都是用两顶尖装夹工件时用来夹住长轴的左端，用螺钉与长轴紧固，鸡心夹最常用。鸡心夹有A型和B型两种。直柄的A型用于带拨杆的拨盘，弯柄的B型用于带槽的拨盘。如图1-42所示，图1-42(a)用A型鸡心夹装夹工件，图1-42(b)用B型鸡心夹装夹工件。5.钻夹头

图1-43为钻夹头示意图，用来夹持麻花钻、扩孔钻、铰刀等，打中心孔时用来夹持中心钻。一端用短锥柄与钻夹头连接，另一端用莫氏标准圆锥与尾座套筒连接。上一页下一页返回1-1了解资讯6.中心架与跟刀架加工细长轴或深孔工件时，为减小或防止轴因切削力的作用产生变形弯曲，使用中心架或跟刀架，增加工件的强度和刚度。中心架安装在机床导轨的适当位置上，并固定，一般用于加工阶梯长轴。使用时调节中心架的三个支承爪来支撑工件，使工件轴线与主轴轴线重合。细长工件装夹时，预先在工件的中部处车出一段圆柱面，再用中心架支承工件。车削时，可先车削细长阶梯轴的一端，再调头车削另一端。车削细长轴端面时，可以用卡盘夹住轴的一端，另一端用中心架来支承。如图1-44所示。跟刀架安装在大拖板的左侧，支承在已加工的外圆柱面上，随大拖板及车刀一起移动。它的卡爪始终支承在车刀附近，能有效地抵消径向切削力。跟刀架在车削等直径的细长光轴或丝杠时使用。如图1-45所示。使用中心架或跟刀架支撑细长轴时，车床转速不宜过高，且应在支承爪与工件接触处加润滑油或润滑脂，防止支承爪过快磨损。上一页下一页返回1-1了解资讯7.花盘在车床上加工大平面、形状不规则的工件时，可使用花盘装夹。用花盘装夹工件前，应用百分表检查盘面是否平整、是否与主轴轴线垂直。若盘面不平或与主轴轴线不垂直，为保证车出工件的位置精度，须先精车花盘，再装夹工件。用花盘装夹工件时有两种方法，如图1-46所示。一种是将工件平面靠紧花盘，保证孔的轴线与装夹平面的垂直度;另一种是用弯板装夹工件，保证孔的轴线与装夹面平行。用花盘装夹工件时，由于工件中心不在主轴轴线上，应装上平衡铁来平衡，以减小加下过程中的振动。上一页下一页返回1-1了解资讯1-1-6外圆柱面、端面、阶台面的车削加工1.车削外圆柱面(1)外圆表面的加工方案车外圆柱面常选用45°,75°和90°车刀，外圆表面常用加工方案及适用范围见表1-11。上一页下一页返回1-1了解资讯(2)车削外圆柱面的方法、步骤及注意事项通常外圆的车削分粗车和精车两种。粗车时，以提高劳动生产率、降低生产成本为主，在机床功率和工艺系统刚度许可的条件下，要采用尽可能大的吃刀深度车去工件余量，粗车对切削表面没有严格的要求，只需留一定的半精车、精车余量即可。粗车时背吃刀量和进给量较大，切削力较大，工件装夹必须牢靠，且不宜采用较高的转速。精车通常是工件的末道工序，需保证工件获得正确的尺寸和规定的表面粗糙度值。精车时，为保证零件的加工质量，车刀应刃磨得锋利些，背吃刀量和进给量都应较小。为避免精车时产生积屑瘤，应控制转速，避免中速切削(因中速切削容易产生积屑瘤)。通常，使用高速钢车刀时，应选择较低的转速;使用硬质合金车刀时，应选择较高的转速。上一页下一页返回1-1了解资讯①手动进给车削外圆。车削外圆时，将床鞍移动至工件右端，用中滑板控制吃刀量，摇动小滑板手轮或床鞍做纵向移动车削外圆。第一次进给完毕后，横向退出车刀，再纵向移动刀架滑板或床鞍至工件右端进行第二次、第三次进给车削，直至符合工序图要求为止。②机动进给车削外圆。车削外圆也可机动进给，机动进给有省力、进给均匀、工件表面粗糙度值小等优点。但操作者应对车床手柄位置及操作相当熟悉，否则紧急情况下容易损坏工件和车床。③粗车外圆。粗车外圆时，背吃刀量较大，切削力较大，工件和刀具的装夹应牢靠。尺寸的要求不高，只要留一定的精车余量。④精车外圆。通常，精车是工件的末道加工工序。精车时背吃刀量和进给量都较小，刀具应刃磨锋利些。精车外圆时，为保证径向尺寸，通常要进行试切和试测量。车削时，根据工件直径余量的1/2做横向进刀，当车刀在纵向外圆上移动2~3mm时，纵向快速退刀(横向不动)，然后停车测量，如图1-47所示。如尺寸符合要求，即可进行切削;否则，需按上述方法继续进行试切削和试测量。

上一页下一页返回1-1了解资讯⑤刻度盘的应用和刻度盘手柄的操作。为正确和迅速地确定背吃刀量，通常要利用刻度盘。中滑板的刻度盘装在横向进给的丝杠上;当摇动中滑板上的手柄转一圈时，刻度盘也转一圈，固定在丝杠上的螺母带动中滑板和刀架移动一个导程。如果丝杠的导程为2mm，刻度盘为100格，手柄转一圈时，横向进给2mm;刻度盘转一格时，横向进给0.02mm。习惯上，轴和孔的尺寸以直径尺寸表示，所以中拖板刻度盘手柄进刀时，刻度盘每转过一格，每进一格，轴的直径减小0.04mm。径向尺寸改变量是刻度值的两倍。如图1-48所示。小滑板刻度盘上一般不标注每格尺寸，它每转一格车刀移动量与中滑板的相同。与中滑板不同的是，小滑板转过的刻度值就是轴向尺寸实际改变量。车削外圆时，手柄顺时针转动，车刀向中心移动，为进刀;手柄逆时针转动，车刀向远离中心方向移动，为退刀。内孔加工正好与加工外圆相反。进刀时，若刻度盘手柄转过了头，或试切后发现尺寸不合需退刀时，由于传动丝杠与螺母间有间隙，刻度盘手柄不能直接退回到所需的刻度上，而应退回半圈以上，再进到所需的刻度位置。上一页下一页返回1-1了解资讯⑥车削外圆长度时，通常先用刻痕法，再用测量法测量。在车削前，根据需要切削的长度，利用钢直尺、样板、卡钳及刀尖在工件外圆表面上刻画一条刻痕，然后根据刻痕进行车削，车削完毕时，再用金属直尺或其他量具测量。如图1-49所示。车削外圆柱面的步骤及注意事项见表1-12。(3)车削外圆柱面时产生废品的原因及预防措施车削外圆柱面时产生废品的原因及预防措施见表1-13(4)车削外圆时切削用量的选择常用材料切削速度的选择参照表1-14进行;硬质合金车刀进给量可参考表1-15进行选择。上一页下一页返回1-1了解资讯

（5）切削液在金属切削过程中，合理使用切削液能减少刀具与工件、刀具与切屑间的摩擦，降低切削力和切削温度，不仅能改善工件的表面加工质量，还能提高刀具的耐用度。

1）切削液的作用。①冷却作用:能带走大量的切削热，降低切削温度，提高刀具寿命，减少工件和刀具的热变形，提高工件加工精度。②润滑作用:在刀具与工件、刀具与切屑间形成一层润滑油膜，减少摩擦，减轻钻结现象，抑制积屑瘤，不仅起润滑作用，还能减少工件表面粗糙度值，提高刀具寿命。③清洗作用:冲刷切削过程中的细微切屑及粉末，防止划伤已加工表面，减少刀具磨损。④防锈作用:油性切削液及添加厂防锈剂的其他切削液能起到防锈的作用。

2)切削液的选用。常用的切削液有水溶性切削液和油溶性切削液。水溶性切削液包括水溶液、乳化液和合成切削液;油溶性切削液包括切削油和极压切削油。车削外圆时切削液可参照表1-16进行选择。上一页下一页返回1-1了解资讯2.车削端面粗车端面常采用45°车刀，精车端面可选用45°或90°车刀。45°车刀又叫弯头刀，主偏角为45°，刀尖角为90°，有两个刀尖。45°车刀左侧刀尖常用于车端面，由主切削刃担任切削任务，切削平稳，工件表面粗糙度值好。45°车刀刀头强度和散热条件比偏刀好，其主副切削刃还可用于左右倒角。前端刀尖常用于车外圆，但车外圆时径向力较大，一般只能车削较短的外圆。45°弯头车刀车端面参见图1-15。车端面也可用右偏刀。由工件外圆向中心进给车削端面，由车刀副切削刃担任主要切削，切削不平稳，当切削深度较大时，车刀容易扎人工件形成凹面。为改善切削条件，可由中心向外进给，由主切削刃切削，但切削深度要小;或者在副切削刃上磨出前角，使车刀能顺利切削。右偏刀车端面参见图1-13。上一页下一页返回1-1了解资讯

车端面也可用左偏刀(图1-50)。左偏刀车端面时，主切削刃与工件轴线平行，主切削刃担任切削任务，切削平稳，由外圆向中心进给时，工件表面粗糙度值好。用左偏刀精车端面时，车刀由外圆向中心进给，切屑流向待加工面，有利于保护工件表面。在车削大端面时，为厂提高刀尖强度和改善散热条件，可选用主偏角60°~70°、刀尖角大于90°的左偏刀由外缘向中心进给加工工件端面。装夹车端面车刀时，刀尖要严格对准工件中心。高于或低于工件中心都会使端面中心处留有凸台，并损坏刀尖。车端面时，车刀做横向进给，切削速度由外向中心逐渐减小，会影响端面的表面粗糙度值，因此，车端面时切削速度应比车外圆时稍高一些，车端面时切削用量可参考车外圆时情况，表1-17是车端面时切削用量的参考值。上一页下一页返回1-1了解资讯

车削端面时机床的操作:①手动进给车削端面。开动车床使工件旋转，移动床鞍或小滑板控制吃刀量。当车刀靠近工件端面后，锁紧床鞍固定螺钉。摇动中滑板手柄，由工件外向中心进给，手动进给速度要均匀。②机动进给车削端面。也可用横向自动进给车削端面，但当刀尖接近工件中心时要停止机动进给，改用手动进给，直至车完整个端面。

3.车台阶车台阶外圆时，不仅要车削外圆，还要车削环形台阶面。车削时既要保证外圆柱面径向尺寸，又要保证长度尺寸，还要保证各台阶平面与工件轴线的垂直度要求。通常用90°车刀车外圆及台阶面。粗车时为厂增加背吃刀量、减小刀尖压力，车刀安装时主偏角可小于90°(一般为85°~90°)。精车时为厂保证台阶面与工件轴线垂直，主偏角应大于90°(一般为93°~95°)。粗车时，靠近端头的第一档台阶长度比图纸要求略短些(留适当的精车余量)，其余各档台阶长度可直接车至尺寸要求。上一页下一页返回1-1了解资讯

精车时，通常采用机动进给精车外圆，接近台阶处尺寸时，以手动代替机动进给，当车至台阶处尺寸时，变纵向进给为横向进给，移动中滑板由里向外慢慢精车，以确保台阶面对轴线的垂直度要求。车削两个相邻直径相差不大的低台阶时，可选90°偏刀，按图1-51的方式进给，既车外圆又车端面，只要控制住阶台长度，阶台面自然就得到厂。但应注意，安装车刀时，主偏角须等于90°。车削两个相邻直径相差不大的低台阶时，可选900偏刀，按图1-51的方式进给，既车外圆又车端面，只要控制住阶台长度，阶台面自然就得到厂。但应注意，安装车刀时，主偏角须等于90°。当车削相邻两个直径相差较大的阶台时，先用主偏角小于90。的车刀(85°~90°)粗车，再把90°的偏刀安装成主偏角为93°~95°，分几次进给车削阶台，如图1-52所示。上一页下一页返回1-1了解资讯

车削台阶时，台阶长度的控制通常有以下几种方法:①刻痕法:利用钢直尺或样板量出台阶长度尺寸，用车刀刀尖在台阶的所在位置处车出细线，然后再车削。此法适用于单件生产。②用挡铁控制台阶长度。在成批生产时，用挡铁定位来准确、迅速地控制台阶长度。③用床鞍纵向进给刻度盘控制台阶长度。

4.倒角当平面、外圆车削后，需倒角时，转动刀架，通常使用45°车刀进行倒角。移动床鞍至外圆与平面相交处进行倒角，如图1-53所示。

5.轴类零件加工工艺设计实例

图1-54是定位心轴零件图，其加工方法及加工步骤如下。上一页下一页返回1-1了解资讯(1)定位心轴工艺分析①尺寸精度:φ24(-0.008~-0.029)(IT7),φ18(-+0.003~-0.015)(IT7)，未注尺寸公差按IT14。②表面粗糙度:主要表面Ra1.6，其余表面Ra3.2。③位置精度:φ18(-+0.003~-0.015)外圆与φ24(-0.008~-0.029)外圆的同轴度为0.02,φ18(-+0.003~-0.015)外圆与轴肩端面的垂直度为0.02。心轴零件的尺寸精度IT7和表面粗糙度值Ra1.6通过粗车一精车的方法来保证;位置精度通过在一次装夹中同时精车大外圆、小外圆、台阶端面的方法来保证。

(2)刀具的选择①45°弯头车刀，硬质合金(YT15)②90°外圆粗车刀，硬质合金(YT15)③90°外圆精车刀，硬质合金(YT15)。④2mm宽切槽刀，高速钢(W18Cr4V)。⑤3mm宽的切断刀，高速钢(W18Cr4V)。上一页下一页返回1-1了解资讯(3)机床0616或0618。(4)切削用量的选择①粗车端面转速n=600~700r/min，进给量f=0.25~0.35mm/r②精车车端面转速n=1200~1500r/min，进给量f=0.08~0.15mm/r③粗车外n转速n=600~700r/min，进给量f=0.25~0.3mm/r④精车外n转速n=1200~1500r/min，进给量f=0.06~0.10mm/r⑤切槽转速，n=300~350r/min，进给量f=0.1~0.15mm/r⑥切断转速，n=250~300r/min，进给量f=0.1~0.15mm/r⑦倒角转速n=400~500r/min，进给量f=0.1mm/r上一页下一页返回1-1了解资讯(5)定位心轴加工步骤①三爪卡盘夹持工件，伸出长度约40，找正，夹紧。②45°弯头车刀粗车端面见平。③90°外圆粗车刀粗车φ24外圆，留精车余量。如图1-55所示。④粗车小18外圆，留精车余量。如图1-56所示。⑤2mm宽切槽刀切2xφ16槽，如图1-57所示。⑥90°外圆精车刀精车端面、精车φ18,φ24外圆到图纸要求及倒角C1，如图1-58所示。⑦3mm宽的切断刀切断工件，保持长度31士0.5，如图1-59所示。⑧掉头，三爪卡盘夹φ18外圆(垫铜皮)，找正，夹紧。⑨45°弯头车刀车大端面，保持总长30士0.50⑩大端倒角C1。如图1-60所示。上一页返回1-2制订计划1-2-1阶梯轴零件的加工工艺分析1.零件图工艺分析由图1-1可知，该阶梯轴由外圆柱面、端面、台阶面及倒角组成。主要技术要求:1)尺寸精度:φ26(0~0.033)、φ28(0~0.033)、φ36(0~0.039)精度为IT8,φ44(0~-0.01)精度为IT10，长度尺寸25(0~-0.21)、60(0~-0.3)、100(0~-0.35)、235士0.23精度为IT12。

2)表面粗糙度值为φ26(0~0.033)、φ28(0~0.033)、φ36(0~0.039)外圆表面及两轴肩端面为Ra6.33)位置精度:两个φ36(0~0.039)。外圆柱面和两轴肩端面对φ26(0~0.033)、φ28(0~0.033)公共轴线的圆跳动公差为0.03。下一页返回1-2制订计划2.毛坯选择该阶梯轴材料为45钢，无特殊力学性能要求，单件生产，外圆尺寸相差不大，可选用φ50x240的棒料。

3.表面加工方法及定位基准的选择对于该阶梯轴，其尺寸精度IT8和表面粗糙度值Ra3.2，可以通过选择合适的切削加工方法保证其要求，即先粗车再精车。而位置精度，光靠选择合适的切削加工方法是不能保证其要求的，应选择合适的装夹方案。该阶梯轴在粗加工时在两端钻出中心孔，精加工时用双顶尖装夹，即可满足圆跳动公差为0.03的位置精度要求。

4.加工设备及刀具、夹具的选用车削加工机床:CA6140或C616。刀具:45°弯头车刀(YT15硬质合金)，90°外圆粗车刀(YT15硬质合金)，90°外圆精车刀(YT15硬质合金)，φ2.5B型中心钻(高速钢)。夹具:三爪卡盘、顶尖、鸡心夹等。上一页下一页返回1-2制订计划5.切削用量的选择

(1)粗车外圆

a=2~3.5mm,f=0.25~0.35mm/r，Vc=70~80r/min，取n=560~710r/min。

(2)精车外圆

a=0.5mm,f=0.1~0.15mm/r,Vc=100~110r/min，取n=900~1120r/min。

(3)平端面①粗车端面取a=1~2mm,f=0.3mm/r;n=710r/min。②精车端面取a=0.5mm,f=0.08mm/r,n=900~1120r/min。

(4)倒角取n=560~710r/min。

(5)钻中心孔取n=1120~1400r/min上一页下一页返回1-2制订计划1-2-2阶梯轴零件加工工艺过程

1.工序一:粗车①用三爪卡盘装夹工件，伸出长度约185mm。②用45°弯头刀车端面，车平即可。取a=1~2mm,f=0.3mm/r,n=710r/min。用φ2.5B型中心钻钻孔，取n=1120~1400r/min。如图1-61所示。③顶上后(活)顶尖，用一夹一顶方法装夹工件车削外圆及台阶面(这是轴类零件粗加工时伸出部分较长时最常用的装夹方法)。用90°右偏刀粗车φ44外圆到φ45(外圆留精车余量1mm，长度留精车余量0.5mm。取。a=2.5mm,f=0.3mm/r,，，=560r/min。如图1-62所示。④车φ36外圆到φ37(外圆留精车余量1mm，长度留精车余量0.5mm。取a=2.5mm,f=0.3mm/r,n=710r/min。如图1-63所示。⑤车φ26外圆到φ27(外圆留精车余量1mm，长度留精车余量0.5mm。取a=2.5mm,f=0.3mm/r,n=710r/min。如图1-64所示。⑥右端粗加工后如图1-65所示。上一页下一页返回1-2制订计划⑦调头。用三爪卡盘装夹工件，夹已车削加工后的φ45外圆，伸出长度约70mm。如图1-66所示。⑧用45°弯头刀车端面，保持总长235mm。用φ2.5B型中心钻钻孔。如图1-67所示。⑨用90°右偏刀粗车φ36外圆到φ37(外圆留精车余量1mm,5mm,长度留精车余量0.5mm)。取a=2.5mmf=0.3mm/r,n=710r/min。如图1-68所示。⑩车φ26外圆到φ27(外圆留精车余量1mm，长度留精车余量0.5mm。）取a=2.5mm,f=0.3mm/r,n=710r/min。如图1-69所示。上一页下一页返回1-2制订计划2.工序二:精车①双顶尖装夹工件精车右端。用90。外圆精车刀精车φ26外圆到图纸规定尺寸。取a=0.5mm，f=0.15mm/r,n=900~1120r/min。如图1-72所示。②用90°外圆精车刀精车φ36外圆到图纸规定尺寸。取a=0.5mm，f=0.15mm/r，n=900~1120r/min。如图1-73所示。③用90°外圆精车刀精车φ44外圆到图纸规定尺寸。取a=0.5mm，f=0.15mm/r，n=900~1120r/min。如图1-74所示。④用45°车刀倒角两处。如图1-75所示。⑤右端精车后如图1-76所示。⑥调头。双顶尖装夹工件精车左端。用90°外圆精车刀精车φ28外圆到图纸规定尺寸。取a=0.5mm，f=0.15mm/r,n=900~1120r/min。如图1-77所示。⑦用90°外圆精车刀精车φ36外圆到图纸规定尺寸。取a=0.5mm，f=0.15mm/r,n=900~1120r/min。如图1-78所示。⑧用45°弯头刀两处倒角，如图1-79所示。⑨左端精车后如图1-80所示。⑩检验，精加工后如图1-81所示。上一页返回1-3组织实施1-3-1领用工具车削加工零件的工、刃、量具见表1-18。1-3-2零件加工1.机床(CA6140)的操作步骤1:主轴的启动、停止操作练习。步骤2:主轴变速操作练习。步骤3:进给箱手柄操作练习。步骤4}溜板箱手柄操作练习。步骤5:尾座移动操作练习。注意:熟悉机床操作规程，安全文明生产。下一页返回1-3组织实施2.粗车步骤1:用三爪卡盘装夹工件①将工件毛坯装夹在三爪卡盘上放正，转动卡盘扳手，轻轻夹紧工件。②用划线针找正工件。慢速转动工件，看划针尖与工件外圆表面的距离是否一致，若不一致可用铜棒轻敲工件高的部位进行调整。③找正后夹紧工件，并随手取下扳手。步骤2:刀具的装夹在方刀架上装上45°的弯头刀、90°粗车刀、90°精车刀各一把。注意:安装时刀尖要对准工件中心;刀具要夹紧牢靠。步骤3:车端面。用45°车刀车端面，车平即可。开动机床使主轴旋转，移动床鞍或小滑板控制背吃刀量，锁紧床鞍，然后摇动中滑板手动进给;或自动横向进给(刀尖接近中心时要手动进给)。上一页下一页返回1-3组织实施

步骤4:钻中心孔①装夹中心钻:将钻夹头柄部用力插入尾座锥孔内，用钻夹头扳手逆时针旋转钻夹头外套，使钻夹头的三卡爪张开，将中心钻安装在钻夹头上，然后用钻夹头扳手顺时针旋转钻夹头外套，夹紧中心钻。②钻中心孔:启动车床使工件旋转;向前移动尾座到所需位置，锁紧尾座;手摇尾座手轮，纵向进给中心钻，使中心钻钻入工件端面内;当中心孔钻到所需深度时稍作停留后，纵向退出中心钻。注意:钻中心孔时，主轴的转速要高(通常Vc=8~15r/min,n>1000r/min)，进给速度要小(f=0.04mm/r),避免折断中心钻。③取下中心钻。从尾座套筒中卸下钻夹头和中心钻。上一页下一页返回1-3组织实施步骤5:粗车右端外圆。①将活顶尖锥柄插入尾座套筒锥孔内，将顶尖顶在工件端部的中心孔内，即完成一夹一顶装夹工件。②用90°车刀粗车三个台阶外圆φ45,φ36,φ26，注意留精车余量。注意:一夹一顶装夹工件前要检查后顶尖轴线是否与主轴轴线一致;后顶尖顶住工件的松紧度要合适。车外圆的操作方法:移动床鞍至工件右端，用中滑板控制背吃刀量，摇动小滑板或床鞍做纵向移动车外圆。然后横向退刀，再纵向移动刀架滑板或床鞍退回至工件右端。如果一个外圆表面一次进给不能车削完毕，可进行第二次、第三次车削。上一页下一页返回1-3组织实施

车外圆时通常需进行试切。根据工件直径余量的1/2做横向进刀，当车刀在纵向移动2mm后，纵向快速退出车刀，并保持横向不动，然后停车测量。如符合尺寸要求，就可切削;若不符合尺寸要求，继续进行试切，直到符合要求为止。外圆长度的控制可采用刻线法。即在车削前根据需要的长度用钢直尺、样板、卡钳及车刀刀尖在工件外圆表面上刻上一条线痕，然后再车削到线痕处。车削完毕后，可以钢直尺或其他量具进行测量检查。步骤6:粗车左端外圆。调头，用三爪卡盘装夹工件。①用步骤3的方法车端面，保持总长。②用步骤4的方法钻中心孔。③用90°车刀粗车两个台阶外圆φ36,φ28，注意留精车余量。上一页下一页返回1-3组织实施3.精车步骤1:精车右端①双顶尖装夹工件。前顶尖插入主轴锥孔内，拨盘装在主轴上，后顶尖插入尾座套筒锥孔内。鸡心夹夹φ28外圆，利用工件两端的中心孔将工件支承在两顶尖之间，并使鸡心夹柄插入拨盘直槽内。②精车右端外圆。用90°车刀精车φ26外圆到尺寸;精车φ36外圆到尺寸;精车φ45外圆到尺寸。③右端倒角。用45°车刀右端两处倒角。步骤2:精车左端①调头，双顶尖装夹工件。鸡心夹夹φ26外圆，将工件支承在两顶尖之间。②精车左端外圆:用90°车刀精车φ28和φ36外圆到图纸规定尺寸。左端倒角用:45°车刀左端两处倒角。

4.倒钝锐边，去毛刺(略)上一页返回1-4检查评价

加工完成后对零件进行去毛刺和尺寸的检测，零件检测的评分表见表1-19。返回思考练习1.什么是机械加工工艺系统?2.什么是主运动?什么是进给运动?3.什么是切削用量三要素?4.常用的车床附件有哪些?5.常用的刀具材料有哪些?6.简述车刀的刃磨方法及步骤。7.简述阶梯轴零件常用的装夹方法。8.简述车刀的装夹方法。9.简述车床的操作方法及步骤。10.写出题图1-1所示阶梯轴零件的加工工艺。返回图1-1

阶梯轴零件

返回图1