车削加工工艺基础课件

車削加工工藝基礎

4.1車床概述4.1車床概述金屬切削機床是製造機器的機器，車床是機床的一種，用來進行車削加工。它的功能強，用途廣泛。因此，在一般機械製造工廠中，車床在各種金屬切削機床中所占的比例最大。

4.1.1車床結構及參數介紹車床的種類很多，大致可分為臥式車床、立式車床、轉塔車床、仿形車床、多刀車床、自動車床等。其中，CA6140型臥式車床是最常用的車床，如圖4-1所示。4.1車床概述圖4-1CA6140型臥式車床4.1車床概述 4.1.1.1CA6140型車床主要部件及功用 （1）主軸箱（床頭箱）主軸箱固定在床身的左上部，箱內裝有齒輪、主軸等，組成變速傳動機構。該變速機構將電機的旋轉運動傳遞至主軸，通過改變箱外手柄位置，可使主軸實現多種轉速的正、反旋轉運動。 （2）進給箱（走刀箱）進給箱固定在床身的左前下側，是進給傳動系統的變速機構。它通過掛輪把主軸的旋轉運動傳遞給絲杠或光杠，可分別實現車削各種螺紋的運動及機動進給運動。4.1車床概述 （3）溜板箱（拖板箱）溜板箱固定在床鞍的前側，隨床鞍一起在床身導軌上作縱向往復運動。通過它把絲杠或光杠的旋轉運動變為床鞍、中滑板的進給運動。變換箱外手柄位置，可以控制車刀的縱向或橫向運動（運動方向、起動或停止） （4）掛輪箱掛輪箱裝在床身的左側。其上裝有變換齒輪（掛輪），它把主軸的旋轉運動傳遞給進給箱，調整掛輪箱上的齒輪，並與進給箱內的變速機構相配合，可以車削出不同螺距的螺紋，並滿足車削時對不同縱、橫向進給量的需求。4.1車床概述 （5）刀架部件由兩層滑板（中、小滑板）、床鞍與刀架體共同組成。用於安裝車刀並帶動車刀作縱向、橫向或斜向運動。 （6）床身是精度要求很高的帶有導軌（山形導軌和平導軌）的一個大型基礎部件，用以支承和連接車床的各個部件，並保證各部件在工作時有準確的相對位置。床身由縱向的床壁組成，床壁間有橫向筋條用以增加床身剛性。床身固定在左、右床腿上。 （7）床腳前後兩個床腳分別與床身前後兩端下部連為一體，用以支撐安裝在床身上的各個部件。同時，通過地腳螺栓和調整墊塊使整臺車床固定在工作場地上，通過調整，能使床身保持水準狀態。4.1車床概述（8）尾座尾座是由尾座體、底座、套筒等組成的。它安裝在床身導軌上，並能沿此導軌作縱向移動，以調整其工作位置。尾座上的套筒錐孔內可安裝頂尖、鑽頭、鉸刀、絲錐等刀、輔具，用來支承工件、鑽孔、鉸孔、攻螺紋等。 （9）絲杠絲杠主要用於車削螺紋。它能使拖板和車刀按要求的速比作很精確的直線移動。 （10）光杠光杠將進給箱的運動傳遞給溜板箱，使床鞍、中滑板作縱向、橫向自動進給。 （11）操縱杆操縱杆是車床的控制機構的主要零件之一。在操縱杆的左端和溜板箱的右側各裝有一個操縱手柄，操作者可方便的操縱手柄以控制車床主軸的正轉、反轉或停車。4.1車床概述 （12）冷卻裝置冷卻裝置主要通過冷卻泵將箱中的切削液加壓後噴射到切削區域，降低切削溫度，沖走切屑，潤滑加工表面，以提高刀具的使用壽命和工件表面的加工品質。 4.1.1.2CA6140車床傳動系統簡介車削加工過程中，車床通過工件的主運動和車刀進給運動的相互配合來完成對工件的加工。其運動傳動過程如圖4-2所示。4.1車床概述圖4-2CA6140車床傳動系統示意圖4.1車床概述主運動：主軸變速箱4→主軸→卡盤6→工件旋轉。進給運動：主軸變速箱4→主軸變換齒輪箱3→走刀箱13→絲杠11或光杠12→溜板箱9→床鞍10→滑板8→刀架7→車刀運動。4.1車床概述⒊CA6140型車床的型號和主要技術參數機床的型號反映出機床的類別、結構特性和主要技術參數等內容。按GB/T15375—1994規定，CA6140型號的含義如下：

C

A

6

1

40

主參數代號（車床最大工件回轉直徑為400㎜ 系代號（臥式車床系） 組代號（落地及臥式車床組）結構特性代號（加重型）類代號（車床類）4.1車床概述車床的主要技術規格與參數如下：

床身上最大工件回轉直徑400㎜刀架上最大工件回轉直徑210㎜最大工件長度（4種）750㎜、1000mm、91500㎜、2000㎜

中心高205㎜主軸孔能通過棒料最大直徑48㎜主軸孔錐度莫氏6號4.1車床概述主軸轉速：正轉（24級）10～1400r/min

反轉（12級）14～1580r/min

車削螺紋範圍：米制（44種）1～192㎜英制（20種）2～24牙/in（25.4㎜）

模數螺紋（39種）0.25～48㎜徑節螺紋（37種）1～96進給量（縱、橫各64種）：縱向0.08～1.59㎜/r

橫向0.04～0.795㎜/r

縱向快移速度4m/min

橫向快移速度2m/min4.1車床概述刀架行程：最大縱向行程（4種）650㎜、900㎜、1400㎜、1900㎜最大橫向行程260㎜、295㎜小滑板最大行程139㎜、165㎜主電動機功率7.5kW

機床工作精度：圓度0.01㎜圓柱度0.01㎜／100㎜精車平面平面度0.02㎜／400㎜表面粗糙度Ra2.5～1.25µm4.1車床概述 4.1.2車床主要附件車床上常備有卡盤、花盤、頂尖、中心架、跟刀架等附件。 4.1.2.1卡盤卡盤裝在主軸前端，有三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤兩種。 （1）三爪自定心卡盤如圖4-3所示，它主要由外殼體、三個卡爪、三個小錐齒輪、一個大錐齒輪等零件組成。4.1車床概述三爪自定心卡盤的卡爪可以裝成正爪，實現由外向內夾緊；也可以裝成反爪，實現由內向外夾緊，即撐夾（反夾）。正爪夾持工件時，直徑不能太大，卡爪伸出卡盤外圓的長度不應超過卡爪長度的三分之一，以免發生事故。反爪可以夾持直徑較大的工件。圖4-3三爪自定心卡盤1－方孔2－小錐齒輪3－大錐齒輪4－平面螺紋5－卡爪4.1車床概述 （2）四爪單動卡盤如圖4-4所示，它的四個卡爪能各自獨立地徑向移動，分別通過四個調整螺釘進行調整。其夾緊力較大，但校正工件較麻煩。四爪單動卡盤的卡爪也可裝成正爪或反爪。 圖4-4四爪單動卡盤4.1車床概述

4.1.2.2花盤花盤裝在主軸前端，它的盤面上有幾條長短不同的通槽和T形槽，以便用螺栓、壓板等將工件壓緊在它的工作面上。它多用於安裝形狀比較特別的，而三爪和四爪卡盤無法裝夾的工件，如對開軸承座、十字孔工件、雙孔連杆、環首螺釘、齒輪油泵體等等。在安裝時，根據預先在工件上劃好的基準線來進行找正，再將工件壓緊。對於不規則的工件，應在花盤上裝上適當的平衡塊保持平衡，以免因花盤重心與機床回轉中心不重合而影響工件的加工精度，甚至導致意外事故發生。4.1車床概述用花盤安裝工件有兩種形式：⑴若工件被加工表面的回轉軸線與其基準面垂直時，直接將工件安裝在花盤的工作面上，如圖4-5（a）所示；⑵若工件被加工表面的回轉軸線與其基準面平行時，將工件安裝在花盤的角鐵上加工，如圖4-5（b）所示，工件在花盤上的定位要用劃針盤等找正。圖4-5花盤安裝工件方法4.1車床概述

4.1.2.3頂尖、撥盤和雞心夾頭頂尖有前頂尖和後頂尖之分。頂尖的頭部帶有60º錐形尖端，頂尖的作用是定位、支承工件並承受切削力。圖4-6前頂尖4.1車床概述 ⑴前頂尖前頂尖插在主軸錐孔內與主軸一起旋轉，如圖4-6（a）所示,前頂尖隨工件一起轉動。為了準確和方便，有時也可以將一段鋼料直接夾在三爪自定心卡盤上車出錐角來代替前頂尖，如圖4-6（b）所示，但該頂尖從卡盤上卸下來後，再次使用時必須將錐面重車一刀，以保證頂尖錐面的軸線與車床主軸旋轉軸線重合。（a）（b）（c）圖4-7死頂尖 （a）普通頂尖（b）鑲硬質合金頂尖（c）反頂尖 4.1車床概述 ⑵後頂尖後頂尖插在車床尾座套筒內使用,分為死頂尖和活頂尖兩種。常用的死頂尖有普通頂尖、鑲硬質合金頂尖和反頂尖等，如圖4-7所示,死頂尖的定心精度高，剛性好,缺點是工件和頂針發生滑動摩擦，發熱較大，過熱時會把中心孔或頂針“燒”壞，所以，常用鑲硬質合金的頂尖對工件中心孔進行研磨，以減小摩擦，死頂尖一般用於低速加工精度要求較高的工件。支承細小工件時可用反頂尖。4.1車床概述活頂尖如圖4-8所示，內部裝有滾動軸承。活頂尖把頂尖與工件中心孔的滑動摩擦變成頂尖內部軸承的滾動摩擦，因此其轉動靈活。由於頂尖與工件一起轉動，避免了頂尖和工件中心孔的磨損，能承受較高轉速下的加工，但支承剛性較差，且存在一定的裝配累積誤差，且當滾動軸承磨損後，會使頂尖產生徑向擺動。所以，活頂尖適宜於加工工件精度要求不太高的場合。 圖4-8活頂尖4.1車床概述一般前、後頂尖是不能直接帶動工件轉動的，它必須借助撥盤和雞心夾頭來帶動工件旋轉。撥盤後端有內螺紋跟車床主軸配合，盤面形式有兩種：一種是帶有U形槽的撥盤，用來與彎尾雞心夾頭相配帶動工件旋轉，如圖4-9（a）所示；而另一種撥盤裝有撥杆，用來與直尾雞心夾頭相配帶動工件旋轉，如圖4-9（b）所示。雞心夾頭的一端與撥盤相配，另一端裝有方頭螺釘，用來固定工件。圖4-9用雞心夾頭裝夾工件4.1車床概述

4.1.2.4中心架與跟刀架當軸類零件的長度與直徑之比較大（L/d>10）時，即為細長軸。細長軸的剛性不足，為防止在切削力作用下軸產生彎曲變形，必須用中心架或跟刀架作為輔助支承。較長的軸類零件在車端面、鑽孔或車孔時，無法使用後頂尖，如果單獨依靠卡盤安裝，勢必會因工件懸伸過長使安裝剛性很差而產生彎曲變形，加工中產生振動，甚至無法加工，此時，必須用中心架作為輔助支承。使用中心架或跟刀架作為輔助支承時，都要在工件的支承部位預先車削出定位用的光滑圓柱面，並在工件與支承爪的接觸處加機油潤滑。4.1車床概述中心架上有三個等分佈置並能單獨調節伸縮的支承爪。使用時，用壓板、螺釘將中心架固定在床身導軌上，且安裝在工件中間，然後調節支承爪。首先調整下麵兩個爪，將蓋子蓋好固定，然後調整上面一個爪。調整的目的是使工件軸線與主軸軸線重合，同時保證支承爪與工件表面的接觸鬆緊適當，如圖4-10（a）、（b）﹑（c）所示。圖4-10中心架及應用（a）中心架 （b）中心架的應用4.1車床概述跟刀架上一般有兩個能單獨調節伸縮的支承爪，而另外一個支承爪用車刀來代替。兩支承爪分別安裝在工件的上面和車刀的對面，如圖4-11（a）所示。加工時，跟刀架的底座用螺釘固定在床鞍的側面，跟刀架安裝在工件頭部，與車刀一起隨床鞍作縱向移動。每次走刀前應先調整支承爪的高度，使支承爪與預先車削出用於定位的光滑圓柱面保持鬆緊適當的接觸。配置了兩個支承爪的跟刀架，安裝剛性差，加工精度低，不適宜作高速切削。另外還有一種具有三個支承爪的跟刀架，如圖4-11（b）所示。它的安裝剛性較好，加工精度較高，並適宜高速切削。4.1車床概述使用中心架或跟刀架時，必須先調整尾座套筒軸線與主軸軸線的同軸度。中心架用於加工細長軸、階梯軸、長軸端面、端部的孔，跟刀架則適合於車削不帶臺階的細長軸。圖4-11跟刀架的應用4.1車床概述 4.1.2.5心軸當工件的形狀複雜或內外圓表面的位置精度要求較高時，可採用心軸安裝進行加工，這有利於保證零件的外圓與內孔的同軸度及端面對孔的垂直度要求。使用心軸裝夾工件時，應將工件全部粗車完後，再將內孔精車好（IT7～IT9），然後以內孔為定位精基準，將工件安裝在心軸上，再把心軸安裝在前後頂尖之間，如圖4-12所示。圖4-12用心軸安裝工件方法4.1車床概述4.1車床概述（a）圓柱體心軸1-工件2-心軸3-螺母4-墊圈（b）錐度心軸1-心軸2-工件（c）脹力心軸1-拉緊螺杆2-車床主軸3-脹力心軸4-工件5-錐形螺釘（d）傘形心軸1、3-傘形心軸2-工件⑴圓柱心軸適合於工件的長度尺寸小於孔徑尺寸的情況。工件安裝在帶臺階的心軸上，一端與軸肩貼合，另一端採用螺母壓緊。工件與心軸的配合採用H7/h6，如圖4-12（a）所示。4.1車床概述 ⑵小錐度心軸適用於工件長度大於工件孔徑尺寸的情況。這種心軸的錐度在1/1000～1/5000間，如圖4-12（b）所示。工件內孔與心軸表面依靠過盈所產生的彈性變形來夾緊工件。小錐度心軸的定心精度較高，多用於精車，但加工中切削力不能太大，以避免工件在心軸上產生滑動。 ⑶脹力心軸適用於中小型工件的安裝。它是通過調整錐形螺釘使心軸一端作微量的徑向擴張，將工件脹緊，如圖4-12（c）所示。這種心軸可實現快速裝拆。 ⑷傘形心軸適用於安裝以毛坯孔為基準車削外圓的帶有錐孔或階梯孔的工件。該心軸裝拆迅速、裝夾牢固，能裝夾一定尺寸範圍內不同孔徑的工件，如圖4-12（d）所示。4.1車床概述 4.1.2.6彈簧卡頭當工件外圓表面結構簡單，而內孔表面較複雜時，則採用彈簧卡頭實現工件的夾緊。裝夾時，以工件的外圓表面為定位基準，旋轉壓緊螺母，在螺母端面的作用下，彈簧套筒往左移動向中心均勻收縮，使工件獲得準確的定位和牢固的夾緊，如圖4-13所示。 圖4-13彈簧卡頭4.1車床概述 4.1.3工件的安裝車削加工時，工件必須先在車床夾具上進行找正、夾緊。由於工件的形狀、大小和加工數量的不同，必須採用不同的安裝方法。 4.1.3.1用三爪卡盤安裝工件三爪卡盤的結構如圖4-3所示，安裝工件如圖4-14所示。安裝時，將扳手方榫插入小錐齒輪2的方孔1中轉動，小錐齒輪2就帶動大錐齒輪3轉動。大錐齒輪3的背面是一平面螺紋4，三個卡爪5背面的螺紋與平面螺紋嚙合，因此當平面螺紋轉動時，就帶動三個卡爪同時作向心或離心移動，當三個卡爪的張開度足以容納工件時，將工件裝上，再用板手鎖緊。4.1車床概述三爪卡盤能自動定心，裝夾方便，但是定心精度不高。若因三爪卡盤使用太長時間，而失去了應有的精度，在加工高精度的工件時，也需要找正。三爪卡盤適於裝夾截面為圓形、三角形、六方形的軸類和中小型盤類零件。圖4-14用三爪卡盤安裝工件的方法（a）正爪裝夾圓柱面（b）正爪裝夾內圓柱面（c）反爪裝夾4.1車床概述

4.1.3.2四爪卡盤安裝工件四爪卡盤的結構如圖4-4所示。在四爪卡盤上安裝工件，必須保證工件的幾何中心與車床主軸的回轉中心重合。找正方法如下： ⑴先將卡爪張開，使相對的兩個爪的距離稍大於工件的直徑。然後裝上工件，先用兩個相對的爪夾緊，再用另兩個相對的爪夾緊。這時可根據卡盤端面上的圓弧線來初步判定四個卡爪的相對位置。 ⑵用劃針盤找正外圓。找正時，先使劃針稍離工件外圓，如圖4-15（a）所示，慢慢地旋轉卡盤，觀察工件表面與針尖之間間隙的大小。然後根據間隙的差異來調整相對卡爪的位置，其調整量約為間隙差異值的一半。經過幾次調整，直到工件旋轉一周，針尖與工件表面距離均等為止。4.1車床概述圖4-15用劃針盤校正工件 （a）校正外圓（b）校正平面（c）用百分表校正工件4.1車床概述用四爪單動卡盤裝夾工件的特點：夾緊可靠、用途廣泛，但不能自動定心，需要與劃針盤、百分表配合進行找正安裝工件。通過校正後的工件安裝精度較高，夾緊可靠。適於方形、長方形、橢圓形及各種不規則形狀零件的裝夾。

4.1.3.3用兩頂尖安裝工件用兩頂尖間進行工件的安裝，一般適於長軸、長絲杠等較長工件，或須經過多次裝夾，或有較多工序的工件等情況。用頂尖安裝工件，需在工件的兩端面上預先鑽出中心孔。4.1車床概述 ⑴中心孔的形狀和種類中心孔有：A型（不帶護錐）、B型（帶護錐）、C型（帶螺紋孔）和R型（帶弧型）四種。常用的中心孔有A型和B型，如圖4-16所示。A型中心孔由圓柱孔和圓錐孔兩部分組成。圓錐孔的角度一般是60º，它與頂尖配合，用來定中心、承受工件重量和切削力；圓柱孔用來儲存潤滑油和保證頂尖的錐面和中心孔的圓錐面配合貼切，不使頂尖觸及工件，保證定位正確。B型中心孔是在A型中心孔的端部另加上120º圓錐孔，用以保護60º錐面不被碰毛，並使端面容易加工。一般精度要求較高，工序較多的工件用B型中心孔。4.1車床概述 ⑵兩頂尖安裝工件的方法兩頂尖安裝工件的方法見圖4-9（a）及4-9（b）所示，工件支撐在前後兩頂尖之間，工件的一端用雞心夾頭夾緊，由安裝在主軸上的撥盤帶動旋轉。該方法定位精度高，能保證軸類零件的同軸度。圖4-16中心孔及中心鑽（a）A型中心孔及中心鑽（b）B型中心孔及中心鑽4.1車床概述

4.1.3.4用一夾一頂方法安裝工件在車削較重、較長的軸體零件時，可採用一端夾持，另一端用後頂尖頂住的方式安裝工件，這樣會使工件更為穩固，從而能選用較大的切削用量進行加工。為了防止工件因切削力作用而產生軸向竄動，必須在卡盤內裝一限位支承，或用工件的臺階作限位。如圖4-17所示。此裝夾方法比較安全，能承受較大的軸向切削力，故應用很廣泛。圖4-17一夾一頂安裝工件 （a）用限位支承（b）用工件臺階限位4.2車削加工基礎知識

4.2.1車削加工特點車削加工具有自身的特點，歸納如下：⒈車削加工應用廣泛，能很好適應工件材料、結構、精度、表面粗糙度及生產批量的變化。可車削各種鋼材、鑄件等金屬，又可車削玻璃鋼、尼龍、膠木等非金屬。對不易進行磨削的有色金屬工件的精加工，也可採用金剛石車刀進行精細車削。

4.2車削加工基礎知識 ⒉車削加工一般是等截面（即切削寬度、切削厚度均不變，其中，粗車時毛坯餘量的不均勻可忽略不計）的連續切削，因此，切削力變化小，切削過程平穩，可進行高速切削和強力切削，生產率較高。 ⒊車削採用的車刀一般為單刃刀，其結構簡單、製造容易、刃磨方便、安裝方便。同時，可根據具體加工條件選用刀具材料和刃磨合理的刀具角度。這對保證加工品質、提高生產率、降低生產成本具有重大意義。 ⒋車削加工尺寸精度範圍一般在IT12～IT7之間，表面粗糙度值Ra為12.5～0.8µm，適於工件的粗加工、半精加工和精加工。4.2車削加工基礎知識 4.2.2車削加工刀具

4.2.2.1車刀的種類車刀按用途可分為外圓車刀、端面車刀、切斷刀、成形車刀、螺紋車刀和車孔刀等，如圖4-18所示。由於車刀是由刀頭和刀體組成的，故按其結構車刀又可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉位車刀和成形車刀等，如圖4-19所示。4.2車削加工基礎知識圖4-18常用車刀及用途4.2車削加工基礎知識圖4-19車刀的結構4.2車削加工基礎知識 4.2.2.2車刀的用途各種車刀的基本用途如下： ⑴90º外圓車刀（偏刀）用來車削工件的外圓、臺階和端面，分為左偏刀和右偏刀兩種。 ⑵45º彎頭刀用來車削工件的外圓、端面和倒角。 ⑶切斷刀用來切斷工件或在工件表面切出溝槽。 ⑷車孔刀用來車削工件的內孔，有通孔車刀和盲孔車刀。 ⑸成形車刀用來車削臺階處的圓角、圓槽或車削特殊形面工件。 ⑹螺紋車刀用來車削螺紋。4.2車削加工基礎知識 4.2.2.3車刀的幾何形狀和角度

⑴車刀的組成車刀由刀頭和刀杆組成，刀頭承擔切削工作，刀杆是車刀的夾持部分，其主要作用是保證刀具切削部分有一個正確的工作位置。刀頭是一個幾何體，是由刀面、刀刃組成，包括有：前刀面、主後面、副後面、主切削刃、副切削刃、修光刃、刀尖等，如圖4-20所示。4.2車削加工基礎知識圖4-20車刀的組成部分4.2車削加工基礎知識 ①前刀面切屑流出時所經過的刀面。 ②主後面車刀上與工件過渡表面相對的刀面。 ③副後面車刀上與工件已加工表面相對的刀面。 ④主刀刃前刀面與主後面相交構成的切削刃，擔負主要的切削工作。 ⑤副刀刃前刀面與副後面相交構成的切削刃，它配合主刀刃完成次要的切削工作，對已加工表面起修光作用。 ⑥刀尖主刀刃和副刀刃的聯結部位。它常被磨成圓弧型或直線型狀態，以提高其強度，延長車刀壽命。 ⑦修光刃副刀刃近刀尖處一窄小的平直刀刃。裝刀時修光刃必須平行於走刀的方向，且修光刃長度要大於進給量，才起到修光作用。4.2車削加工基礎知識所有車刀都由上述各部分組成，但結構可能不同，例如典型的外圓車刀是由三面、二刃、一刀尖組成。而切斷刀就有四個面，三個刀刃，二個刀尖組成。此外，切削刃可以是直線，也可以是曲線。如車特形面的成形刀的刀刃就是曲線型。 ⑵輔助平面為了確定上述刀面及切削刃的空間位置和刀具幾何角度的大小，必須建立適當的參考系（座標平面）。選定切削刃上某一點而假定的幾個平面稱為輔助平面，如圖4-21所示。4.2車削加工基礎知識圖4-21刀具的輔助平面4.2車削加工基礎知識 ①基面（pr）通過刀刃上某一選定點並垂直於該點切削速度方向的平面。 ②主切削平面（ps）通過刀刃上某一選定點，切於工件過渡表面且與基面垂直的平面。 ③正交平面（po）通過刀刃上某一選定點並同時垂直於基面和主切削平面的平面。 以上三個平面相互垂直，構成空間直角坐標系。 ④假定工作平面（pf）通過切削刃選定點與基面垂直，且與假定進給運動方向平行的平面。 ⑤背平面（pn）通過切削刃選定點並同時垂直於基面和假定工作平面的平面。 ⑥副切削平面（pˊS）通過副切削刃選定點與副切削刃相切並垂直於基面的平面，如圖4-22所示。4.2車削加工基礎知識 ⑶車刀的角度和作用車刀的切削部分共有六個獨立的基本角度，刀具的切削性能、鋒利程度及強度主要是由刀具的幾何角度來決定的。各角度標注如圖4-22所示。圖4–22刀具的主要角度4.2車削加工基礎知識 ①前角（γ0）是前刀面和基面間的夾角。前角的大小反映了刀具前面傾斜的程度，決定刀刃的強度和鋒利程度，影響切削變形和切削力的大小。前角有正負之分，當前面在基面下方時為正值，反之為負值，如圖4-22所示為正。前角大，刃口鋒利，可減少切削變形和切削力，易切削，易排屑；但前角過大，強度低，散熱差，易崩刃。前角的大小主要根據工件材料、刀具材料和加工要求進行選擇。硬質合金車刀前角參考值如表4-1所示。4.2車削加工基礎知識表4–1硬質合金車刀前角參考值工件材料前角工件材料前角粗車精車粗車精車低碳鋼20°～25°25°～30°灰鑄鐵10°～15°5°～10°中碳鋼10°～15°15°～20°銅及銅合金10°～15°5°～10°合金鋼10°～15°15°～20°鋁及鋁合金30°～35°35°～40°淬火鋼﹣15°～5°鈦合金5°～10°不銹鋼15°～20°20°～25°4.2車削加工基礎知識 ②後角（0）是主後面與主切削平面間的夾角。後角的大小決定刀具後面與工件之間的摩擦及散熱程度。後角過大，會降低車刀強度，且散熱條件差，刀具壽命短；後角過小，磨擦嚴重，溫度高，刀具壽命也短。硬質合金車刀的後角參考值如表4-2所示。 ③楔角（β0）是前面與主後面間的夾角。β0=90º－（γ0+0） ④主偏角（k

r）是主切削刃在基面上的投影與假定進給運動方向間的夾角。主偏角的大小決定背向力與進給力的分配比例和刀頭的散熱條件。主偏角大，背向力小，散熱差；主偏角小，進給力小，散熱好。4.2車削加工基礎知識 ⑤副偏角（krˊ）是副切削刃在基面上的投影與假定進給運動反方向之間的夾角。副偏角的大小決定切削刃與已加工表面之間的摩擦程度。較小的副偏角對已加工表面有修光作用。其參考值如表4-3所示。表4–2硬質合金車刀後角參考值工件材料後角工件材料後角粗車精車粗車精車低碳鋼8°～10°10°～12°灰鑄鐵4°～6°6°～8°中碳鋼5°～7°6°～8°銅及銅合金6°～8°6°～8°合金鋼5°～7°6°～8°鋁及鋁合金8°～10°10°～12°淬火鋼8°～10°鈦合金10°～15°不銹鋼（奧氏體）6°～8°8°～10°4.2車削加工基礎知識 ⑥刃傾角（λS）是主切削刃與基面間的夾角。刃傾角主要影響排屑方向和刀尖強度。刃傾角有正值、負值、和零度三種，如圖4-23所示。表4-3車刀主偏角、副偏角參考值加工條件主偏角副偏角工藝系統剛性好，車淬硬鋼、冷硬鑄鐵10°～30°10°～5°工藝系統剛性較好，車外圓、端面，中間切入45°45°工藝系統剛性較差，粗車、強力切削70°～75°15°～10°工藝系統剛性差，車臺階軸、細長軸80°～93°10°～6°切斷、車槽≥90°1°～2°4.2車削加工基礎知識圖4-23刃傾角的作用4.2車削加工基礎知識當刀尖是主切削刃上的最高點時，刃傾角為正值，切削時，切屑流向待加工表面，保護已加工表面不被切屑劃傷，但刀尖強度較差，不耐衝擊。當刀尖是主切削刃的最低點時，刃傾角為負，切削時，切屑流向已加工表面，保護了刀尖，增加了刀具壽命，但容易擦傷已加工表面。當主切削刃和基面平行，也即刀刃上各點等高時，刃傾角等於零度，切削時切屑垂直於主切削刃方向流出，並很快捲曲，刀尖抗衝擊能力較強。 ⑦刀尖角（εr）是主切削平面與副切削平面間的夾角。4.2車削加工基礎知識 4.2.2.4車刀的材料 ⑴對車刀材料的性能要求 ①高硬度刀具材料的硬度必須高於工件材料的硬度，常溫硬度一般在60HRC以上。 ②高強度（主要指抗彎強度）刀具材料應能承受切削力和內應力，不致崩刃或斷裂。 ③足夠的韌性刀具材料應能承受衝擊和振動，不致因脆性而斷裂或崩刃 ④高耐磨性是指刀具材料抵抗磨損的能力，它是刀具材料硬度、強度等因素的綜合反映，一般刀具材料的硬度愈高，耐磨性亦愈好。4.2車削加工基礎知識⑤高耐熱性是指刀具材料在高溫下保持較高的硬度、強度、韌性和耐磨性的性能。它是衡量刀具材料切削性能的重要指標。 ⑥良好工藝性及經濟性為了能方便的製造刀具，刀具材料應具備可加工性、可刃磨性、可焊接性及可熱處理性等，同時刀具選材應盡可能滿足資源豐富、價格低廉的要求。 ⑵常用的車刀材料目前常用的刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金、人造聚晶金剛石及立方氮化硼等，高速鋼和硬質合金是兩類應用廣泛的車刀材料。常用的刀具材料和性能如表4-4所示。4.2車削加工基礎知識表4-4常用車刀材料車刀材料牌號性能用途高速鋼W18Cr4V有較好的綜合性能和可磨削性能製造各種複雜刀具和精加工刀具，應用廣泛W6Mo5Cr4V有較好的綜合性能，熱塑性較好用於製造熱軋刀具，如扭槽麻花鑽等硬質合金YG3抗彎強度和韌性較好，適於加工鑄鐵、有色金屬等脆性材料或衝擊力較大的場合用於精加工YG6介於粗、精加工之間YG8用於粗加工YT5耐磨性和抗粘附性較好，能承受較高的切削溫度，適於加工鋼或其他韌性較大的塑性金屬用於粗加工YT15介於粗、精加工之間YT30用於精加工4.2車削加工基礎知識

4.2.2.5車刀的刃磨車刀的刃磨一般有機械刃磨和手工刃磨兩種。進行車刀刃磨時，必備有磨刀砂輪。 ⑴砂輪的選擇常用的砂輪有兩種，一種是氧化鋁砂輪，另一種是碳化矽砂輪。刃磨時必須根據刀具材料來選用砂輪。氧化鋁砂輪多呈白色，其砂粒韌性好，較鋒利，但硬度稍低，常用來刃磨高速鋼車刀和碳素工具鋼刀具；而呈綠色的碳化矽砂輪的砂粒硬度高，切削性能好，但較脆，常用來刃磨硬質合金刀具。

4.2車削加工基礎知識另外，還可採用人造金剛石砂輪刃磨刀具，這種砂輪既可刃磨硬質合金刀具，也可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。砂輪的粗細以粒度表示，一般分為36#、60#、80#和120#等級別，粒度愈大則表示組成砂輪的磨料愈細，反之則愈粗。一般粗磨時選用粒度小顆粒粗的平形砂輪，精磨時選用粒度大顆粒細的杯形砂輪。 ⑵手工刃磨的方法和步驟 ①粗磨主後面同時磨出主偏角及主後角。如圖4-24（a）所示。 ②粗磨副後面同時磨出副偏角及副後角，如圖4-24（b）所示。4.2車削加工基礎知識 ③磨前面同時磨出前角，如圖4-25所示。 ④磨斷屑槽其目的是使斷屑容易。斷屑槽常見的形式有圓弧型和直線型兩種，如圖4-26所示。刃磨圓弧斷屑槽，必須先把砂輪的外圓與平面的相交處修整成相應的圓弧。刃磨直線形斷屑槽，其砂輪的外圓與平面的相交處必須修整得比較尖銳。刃磨時，刀尖可向上或向下磨削。（a）（b）圖4-24粗磨後角、副後角（a）粗磨後角（b）粗磨副後角4.2車削加工基礎知識圖4-25粗磨前面（a）（b）圖4-26斷屑槽的型式（a）圓弧型（b）直線型4.2車削加工基礎知識磨削斷屑槽時，注意刃磨時的起點位置應和刀尖、主切削刃離開一小段距離，以防止將刀尖和切削刃磨坍，磨削時用力不能過大，應將車刀沿刀杆方向上下緩慢移動。刃磨斷屑槽的方法如圖4-27所示。 ⑤精磨主後面和副後面刃磨方法如圖4-28所示，刃磨時，將車刀底平面靠在調整好角度的臺板上，刀刃輕輕靠在砂輪的端面上並沿砂輪端面緩慢地左右移動，使砂輪磨損均勻，保證車刀刃口平直。4.2車削加工基礎知識（a）（b）圖4-27刃磨斷屑槽的方法（a）向下磨（b）向上磨圖4-28精磨主後面和副後面4.2車削加工基礎知識 ⑥磨負倒棱刃磨方法如圖4-29所示，刃磨時，用力要輕微，車刀要沿主刀刃的後端向刀尖方向擺動。磨削方法有直磨法和橫磨法，多用直磨法。負倒棱的寬度一般為進給量的（0.5～0.8）倍，負倒棱傾斜角為（-5º～-10º）。（a）（b）（c）圖4-29負倒棱及磨負倒棱的方法（a）負倒棱（b）直磨法（c）橫磨法4.2車削加工基礎知識 ⑦磨過渡刃過渡刃有直線形和圓弧形兩種，刃磨方法與精磨後面時基本相同。對於車削較硬材料的車刀，也可以在過渡刃上磨出負倒棱；對於大進給量車削的車刀，可以用同樣的方法在副切削刃上磨出修光刃。採用的砂輪與精磨後面時所用的砂輪相同。 ⑧研磨為了保證工件表面加工品質，對精加工使用的車刀，常進行研磨。研磨時，用油石加一些機油，然後在刀刃附近的前面和後面以及刀尖處貼平進行研磨，直到車刀表面光潔，看不出磨削痕跡為止。這樣既可使刀刃鋒利，又能延長車刀的使用壽命。如圖4-30所示。圖4-30用油石研磨車刀4.2車削加工基礎知識 ⑶車刀刃磨的注意事項 ①刃磨時，握刀姿勢要正確，雙手拿穩車刀，使刀杆靠於支架，並讓被磨表面輕貼砂輪。用力要均勻，不能抖動。 ②磨碳素鋼、高速鋼及合金鋼時，要及時將發熱的刀頭放入水中冷卻，以防刀刃退火，失去其硬度；磨硬質合金刀具時，不需要進行冷卻，否則，刀頭的急冷會導致刀片碎裂。 ③在盤形砂輪上磨刀時，儘量避免在砂輪端面上刃磨；在杯形砂輪上磨刀時，不准使用砂輪的內圈。④刃磨時，刀具應往復移動，固定在砂輪某處磨刀，會導致該處形成凹坑，不利於以後的刃磨。同時，砂輪表面要經常修整，以保證刃磨品質。 ⑤刃磨結束後，隨手關閉砂輪機電源。4.2車削加工基礎知識 4.2.2.6車刀的安裝在車削加工前，必須正確安裝好車刀，否則，即便是車刀的各個角度刃磨得合理，但其工作角度發生了改變，也會直接影響到切削的順利進行和工件的加工品質。所以在安裝車刀時，要注意下列事項： ⑴車刀的懸伸長度要儘量縮短，以增強其剛性。一般懸伸長度約為車刀厚度的1～1.5倍，車刀下麵的墊片要儘量少，且與刀架邊緣對齊。 ⑵車刀一定要夾緊，至少用兩個螺釘平整壓緊。否則車刀崩出，後果不堪設想。4.2車削加工基礎知識 ⑶車刀刀尖應與工件旋轉軸線等高，否則，將使車刀工作時的前角和後角發生改變，如圖4-31所示。車外圓時，如果車刀刀尖高於工件旋轉軸線，則使前角增大，後角減小，這樣加大了後面與工件之間的摩擦；如果車刀刀尖低於工件旋轉軸線，則使後角增大，前角減小，這樣切削的阻力增大，切削不順暢；刀尖不對中，當車削至端面中心時會留有凸頭，若使用硬質合金車刀時，有可能導致刀尖崩碎。圖4-31車刀刀尖相對工件中心的圖示4.2車削加工基礎知識 ⑷車刀刀杆中心線應與進給運動方向垂直，如圖4-32（b）所示。否則將使車刀工作時的主偏角和副偏角發生改變。主偏角減小，進給力增大；副偏角減小，加劇摩擦。圖4-32車刀裝偏對主、副偏角的影響（a）主偏角增大、副偏角減小（b）正確（c）主偏角減小，副偏角增大4.2車削加工基礎知識 4.2.3車削加工表面車削加工是在車床上靠工件的旋轉運動（主運動）和刀具的直線運動（進給運動）相組合，形成加工表面軌跡來加工工件的。車削加工的範圍很廣，歸納起來，其加工的各類零件具有一個共同的特點——帶有旋轉表面。它可以車外圓、車端面、切槽或切斷、鑽中心孔、鑽孔、擴孔、鉸孔、車內孔、車螺紋、車圓錐面、車特形面、滾花、車臺階和盤繞彈簧等，如圖4-33所示。如果在車床上裝上其他附件和夾具，還可進行鏜削、磨削、珩磨、拋光以及加工各種複雜形狀零件的外圓、內孔等。4.2車削加工基礎知識圖4-33車床加工的典型表面4.3軸類零件的加工工藝 4.3軸類零件的加工工藝 4.3.1定位基準的選擇零件進行機械加工之前，為了保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求，便於合理安排加工順序，必須正確選擇定位基準。這是因為在加工階段開始，前道工序必須為後續工序提供好定位基準面。對於軸類零件而言，其定位基準面的選擇，通常有如下幾類：4.3軸類零件的加工工藝

4.3.1.1採用兩中心孔這是最常用的一種方式。因為軸類零件各外圓表面、錐孔、螺紋表面的同軸度以及端面對主軸軸線的垂直度是其相互位置精度的主要專案，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，軸的中心線的具體具現是兩端面的中心孔，採用兩中心孔定位，符合基準重合這一基本定位原則,再則，採用中心孔定位，能夠最大限度地在一次安裝中加工出多個外圓和端面，完成多道工序的切削加工，符合基準統一原則。所以，應盡可能採用中心孔作為軸類零件加工的定位基準面。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.1.2採用外圓表面當加工較粗、較長的軸類零件，或為了在粗加工階段實現強力切削，則採用軸的外圓表面作為定位基準面，或是以外圓和中心孔同時作為定位基準面，其目的是為了提高工件剛度和加工生產率。 4.3.1.3採用錐堵或錐堵心軸當工件為通孔軸類零件時，工藝上採用帶有中心孔的錐堵（悶頭）或錐堵心軸定位，如圖4-34所示。當軸孔的錐度比較小時，（如某車床的主軸錐孔分別為1：20和莫氏6號錐度），可使用錐堵；當錐孔的錐度較大或圓柱孔時，則用帶錐堵的錐堵心軸。4.3軸類零件的加工工藝錐堵在使用過程中，要保持較高的精度，才可保證工件的加工品質，其次應儘量減少錐堵安裝次數，因工件錐孔與錐堵上錐角不可能完全一致，重新安裝勢必導致安裝誤差。圖4-34錐堵與錐堵心軸（a）錐堵（b）錐堵心軸4.3軸類零件的加工工藝

4.3.1.4採用裝配基準面在磨主軸錐孔時，為了保證錐孔與前、後支承軸頸的同軸度，則選用作為裝配基準面的前、後支承軸頸作為定位基準面，同時又實現基準重合，如圖4-35所示。但如果某些主軸的前、後支承軸頸是圓錐表面而不便於定位時，則宜選擇與前、後支承軸頸臨近且與支承軸頸有高同軸度要求的兩軸頸作為輔助定位基準面，這樣也可也保證錐孔與前、後支承軸頸的同軸度要求。4.3軸類零件的加工工藝圖4-35磨主軸錐孔夾具1—底座2—支架3—浮動夾具4.3軸類零件的加工工藝 4.3.2端面和外圓的加工及檢驗車端面、外圓時，一般選用主偏角為45º、75º和90º的等幾種車刀。4.3.2.1車端面車端面時，工件安裝在卡盤上，調整機床，開動機床使工件旋轉，移動拖板將車刀移至工件附近，移動小滑板，控制背吃刀量，搖動中滑板手柄作橫向進給。4.3軸類零件的加工工藝 ⑴用右、左偏刀（90º主偏角）車削端面右偏刀適於車削帶有臺階和端面的工件，如一般的軸和直徑較小的端面。通常情況下，偏刀由外向中心走刀車端面時，是由副刀刃進行切削的，如果背吃刀量較大，向裏的切削力會使車刀紮入工件，而形成凹面，如圖4-36（a）所示。當然也可反向切削，從中心向外走刀，利用主切削刃進行切削，則不易產生凹面，如圖4-36（b）所示。切削餘量較大時，可用如圖4-36（c）所示的端面車刀車削。在精車端面時，一般用偏刀由外向中心進刀（背吃刀量要很小），因為這時切屑是流向待加工表面的，故加工出來的表面較光滑。4.3軸類零件的加工工藝用左偏刀車削端面時，如圖4-37所示，它是用主切削刃進行切削，所以切削順利，車削的表面也較光滑，適於車削有臺階的平面。圖4-36用90º外圓右偏刀車端面圖4-37用左偏刀車削端面4.3軸類零件的加工工藝 ⑵用45º車刀車削端面45º車刀利用主切削刃進行切削，如圖4-38（a）、（b）所示，故切削順利，工件表面粗糙度值較小，而且45º車刀的刀尖角等於90º，刀頭強度比偏刀高，適於車削較大的平面，並能倒角和車外圓。 ⑶用左車刀（主偏角在60º～75º）車削端面左車刀利用主切削刃進行切削，如圖4-38（c）所示，所以切削順利；同時左車刀的刀尖角大於90º，刀頭強度最好，車刀耐用度高，適於車削鑄鍛件的大平面。4.3軸類零件的加工工藝（a）（b）（c）圖4–3845°車刀、左車刀車削端面（a）用鋼尺（b）用刀口直尺圖4-39檢查端面的平面度⑷檢驗端面加工最主要的要求是平直、光潔。檢查其是否平直，可採用鋼尺作工具，嚴格時，則用刀口直尺作透光檢查，如圖4-39所示。4.3軸類零件的加工工藝

4.3.2.2車外圓 ⑴車削的步驟如下： ①根據圖樣要求檢驗毛坯是否合格，表面是否有缺陷。 ②檢查車床是否運轉正常，操縱手柄是否靈活。 ③裝夾工件並校正。 ④安裝車刀。 ⑤試切。試切方法與步驟如圖4-40所示 ⑥切削。在試切的基礎上，調整好背吃刀量後，扳動自動進給手柄進行自動走刀。當車刀進給到距尺寸末端3～5㎜時，應提前改為手動進給，以免走刀超長或將車刀碰到卡盤爪上。如此迴圈直至尺寸合格，然後退出車刀，最後停車。4.3軸類零件的加工工藝圖4-40試切的方法與步驟（a）開車對刀，使車刀與工件表面輕微接觸（b）向右退出車刀（c）橫向進刀（d）切削1～3㎜（e）退出車刀，進行度量（f）如果尺寸不到位，再進刀4.3軸類零件的加工工藝 ⑵加工工藝車削軸類零件外圓表面的大致工藝順序為：荒車→粗車→半精車→精車→精細車。在加工具體的件時，則要根據零件精度要求來選擇加工工序，不一定要經過全部的加工階段。各種加工工藝所能達到的經濟精度和表面粗糙度值，以及各種典型的加工方法見表4-5所示。表4–5外圓柱面的車削方法序號加工方法公差等級粗糙度Ra（um）適用範圍1粗車IT13～IT1150～12.5適於淬火鋼以外的各種金屬2粗車→半精車IT10～IT86.3～3.23粗車→半精車→精車IT8～IT71.6～0.84粗車→半精車→精車→精細車IT7～IT60.4～0.025主要用於要求較高的有色金屬的加工4.3軸類零件的加工工藝 ⑶外圓面檢驗外圓表面的加工，一方面要保證零件圖上要求的尺寸精度和表面粗糙度，另一方面還應保證形狀和位置精度的要求。檢查時，可採用鋼尺、遊標卡尺、千分尺或百分表等工具。 ①用遊標卡尺測外徑測量前，使卡口寬度大於被測量尺寸，然後推動游標，使測量腳平面與被測量的直徑垂直並接觸，得到尺寸後把游標上的螺釘緊固，然後讀數。如圖4–41所示。圖4-41測量外徑的方法4.3軸類零件的加工工藝 ②用千分尺測外徑 圖4-41測量外徑的方法測量時，工件放置於兩測量面間，先直接轉動微分筒。當測量面接近工件時，改用測力裝置，直到發出“卡、卡”跳動聲音，此時，應鎖緊測微螺杆，進行讀尺。用千分尺測量小零件時，測量方法見圖4-42（a）。

測量精密的零件時，為了防止千分尺受熱變形，影響測量精度，可將千分尺裝在固定架上測量，見圖4-42（b）。

在車床上測量工件，必須先停車，測量方法見圖4-42（c）。

在車床上測量大直徑工件時，千分尺兩個測量頭應在水準位置上，並要求垂直於工件軸線。測量時，左手握住尺架，右手轉動測力裝置，靠千分尺的自重在工件直徑方向找出最大尺寸，見圖4-42（d）。4.3軸類零件的加工工藝圖4-42千分尺的使用4.3軸類零件的加工工藝 ③外圓長度尺寸的檢測外圓加工結束後，一般使用鋼直尺、內卡鉗、遊標卡尺和深度遊標卡尺來測量長度，對於批量大精度較高的工件可用樣板測量，如圖4-43所示。圖4-43外圓長度尺寸檢測4.3軸類零件的加工工藝 4.3.3圓錐面的加工及檢驗車圓錐面主要有下列四種方法：小滑板轉位法、尾座偏移法、靠模法和寬刃刀法。車錐體時，必須特別注意車刀安裝的刀尖要嚴格對準工件的中心，否則，車出的圓錐母線不是直線，而是雙曲線。4.3.3.1小滑板轉位法轉動小滑板車削圓錐，是將小滑板按零件的要求轉動一定的角度（小滑板轉動的角應為圓錐母線與車床主軸軸線的夾角），使車刀的運動軌跡與所要車削的圓錐母線平行，然後緊固其轉盤，再搖動進給手柄進行切削，如圖4-44（a）所示。4.3軸類零件的加工工藝圖4-44車削錐面的方法（a）小刀架轉位法（b）尾座偏移法（c）靠模法（d）寬刀法1—床身2―螺母3―聯接板4―滑塊5―中心軸6―靠模板7―底座4.3軸類零件的加工工藝小滑板轉位法車削圓錐操作簡單，適用範圍廣，可車削各種角度的內外圓錐。但受小滑板的行程限制，只可車削較短的圓錐體。且加工時只能用雙手轉動小滑板進給車削，勞動強度較大，零件表面粗糙度較難控制。4.3.3.2尾座偏移法尾座偏移法車削圓錐，是將工件置於前後頂尖之間，調整尾座橫向移動一段距離s後，使工件軸線與縱向走刀方向成（）角，自動走刀切出錐面，如圖4-44（b）所示。4.3軸類零件的加工工藝尾座偏移量的計算公式為：s=L=Ltan式中s——

尾座偏移量（㎜）

D——

錐面大端直徑（㎜）

d——

錐面小端直徑（㎜）

l——

錐面長度（㎜）

L——

兩頂尖之間的距離（㎜）

——錐角4.3軸類零件的加工工藝計算得s後，就可以根據偏移量s來移動尾座的上層，偏移尾座的方法有如下幾種： ⑴利用尾座的刻度偏移尾座先把尾座上下層零線對齊，然後轉動螺釘1和2，把尾座上層移動一個s距離，如圖4-45所示。圖4-45用尾座的刻度偏移尾座4.3軸類零件的加工工藝 ⑵應用百分表偏移尾座先把百分表裝在刀架上，使百分表的觸頭與尾座套筒接觸，然後偏移尾座，當百分表指針轉動至s值後，把尾座固定，如圖4-46所示。圖4-46用百分表偏移尾座的方法4.3軸類零件的加工工藝 ⑶應用錐度量棒（或樣件）偏移尾座把錐度量棒頂在兩頂針中間，在刀架上裝一百分表，使百分表與量棒接觸，並對準中心，再偏移尾座，然後移動大滑板，看百分表在量棒兩端的讀數是否相同，如圖4-47所示。如果讀數不相同，再偏移尾座，直至百分表讀數相同為止。圖4-47用錐度量棒偏移尾座4.3軸類零件的加工工藝尾座偏移法適於車削錐度小、錐體較長的工件。可用自動走刀車錐面，加工出來的工件表面品質好。但因為頂針在中心孔中歪斜，接觸不良，所以中心孔磨損不均勻，車削錐體時尾座偏移量不能過大。

4.3.3.3靠模法靠模法是使用專用的靠模裝置進行錐面加工，如圖4-44（c）所示。車削錐度時，大滑板作縱向移動，滑塊4就沿靠模板斜面滑動。又因為滑塊4與中滑板絲杆連接，則中滑板就沿著靠模板斜度作橫向進給，車刀就合成斜走刀運動。靠模法車削錐度適於加工小錐度工件。可自動進刀車削圓錐體和圓錐孔，且中心孔接觸良好，故錐面品質好。靠模板調整方便、準確。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.3.4寬刃刀法寬刃刀法是採用與工件形狀相適應的刀具橫向進給車削錐面，如圖4-44（d）所示。寬刃刀的刀刃必須平直，刀刃與主軸軸的夾角應等於工件圓錐斜角。當工件的圓錐斜面長度大於刀刃長度時，可以採用多次接刀的方法，但接刀必須平整。該方法適於車削較短的圓錐面，但要求車床必須具有很好的剛性。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.3.5外圓錐面的檢驗外圓錐面的檢驗專案包括兩個：圓錐角度和尺寸精度的檢測。常用的檢驗工具有萬能角度尺、角度樣板，若檢測配合精度要求較高的錐度零件，則採用塗色檢驗法。對於3º以下的角度採用正弦規檢測。 ⑴角度和錐度的檢驗 ①用萬能角度尺檢測萬能角度尺的測量範圍是0º～320º。用萬能角度尺檢測外圓錐角度時，應根據工件角度的大小，選擇不同的測量的方法，如圖4-48所示。4.3軸類零件的加工工藝圖4-48用萬能角度尺測量工件的方法4.3軸類零件的加工工藝 ②用角度樣板檢測角度樣板是根據被測角度的兩個極限尺寸製成的，如圖4-49所示，為採用專用的角度樣板測量圓錐齒輪坯角度的情況。圖4-49用樣板測量圓錐齒輪坯的角度4.3軸類零件的加工工藝 ③用塗色法檢測檢驗標準外圓錐面時，可用標準圓錐套規來測量。如圖4-50（a）、（b）所示。測量時，先在工件表面順著錐體母線用顯示劑均勻地塗上三條線（約120º），然後把工件放入套規錐孔中轉動半周，最後取下工件，觀察顯示劑擦去的情況。如果顯示劑擦去均勻，說明圓錐接觸良好，錐度正確。如果小端擦著，大端沒擦去，說明圓錐角小了，反之，則說明圓錐角大了。圖4-50圓錐套規及圓錐套規測量（a）圓錐套規 （b）圓錐套規測量4.3軸類零件的加工工藝 ④用正弦規檢測正弦規是利用正弦函數原理精確地檢驗錐度或角度的量具。它由一塊準確的鋼質長方體和兩個相同的精密圓柱體組成，如圖4-51（a）所示。測量時，將正弦規安放在平板上，一端圓柱體用量塊墊高，量塊組的高度尺寸為：

H=Lsin

被測工件放在正弦規的平面上，如圖4-51（b）所示。然後用百分表檢驗工件圓錐面的兩端高度，如指針在兩端點指示值相同，就說明圓錐半角準確。反之，則被測工件圓錐角有誤差，這時可通過調整量塊組的高度，使百分表兩端在圓錐面的讀數值相同，這樣就可以計算出圓錐實際的角度。4.3軸類零件的加工工藝圖4-51正弦規及其使用方法1、2—擋板3—圓柱4—長方體5—工件6—量塊4.3軸類零件的加工工藝 ⑵圓錐尺寸的檢測圓錐的大、小端直徑可用圓錐界限套規來測量，如圖4-50（a）所示，在套規端面上有一個臺階（或刻線），臺階長度m（或刻線之間的距離）就是圓錐大小端直徑的公差範圍。檢測方法如圖4-52所示，測量外圓錐時，如果錐體的小端平面在缺口之間，說明其小端直徑尺寸合格；如錐體未能進入缺口，說明其小端直徑大了；如錐體小端平面超過了止端缺口，說明其小端直徑小了。圖4-52用套規測量錐體的幾種情況4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4螺紋的加工及檢驗 螺紋是軸類零件外圓表面加工中常見的加工表面，加工螺紋的方法很多，如車、銑、套螺紋、磨削和滾壓等。採用車削方法可加工各種不同類型的螺紋，如普通螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等，在加工時除採用的刀具形狀不同外，其加工方法大致相同。現以普通螺紋加工為例進行介紹。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4.1螺紋車刀材料的選擇常用的螺紋車刀材料有高速鋼和硬質合金兩類。高速鋼螺紋車刀容易磨得鋒利，而且韌性較好，刀尖不易崩裂，但其耐熱性較差，只適用於低速車削螺紋，車出的螺紋表面品質較好。硬質合金螺紋車刀的硬度高，耐熱性較好，但韌性較差，適用於高速車削螺紋時使用。 4.3.4.2螺紋車刀幾何形狀的要求螺紋車刀的刀尖角必須與螺紋牙型角相等切削部分的形狀應與螺紋截面形狀相吻合；車刀的前角應為0º；螺紋車刀左右兩側的切削刃必須是直線並具有較小的表面粗糙度值；螺紋車刀兩側的後角是不相等的。 4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4.3螺紋車刀的安裝安裝螺紋車刀時，刀尖必須對準工件中心，刀尖角的等分線必須垂直於工件軸線。調整時可用對刀樣板保證以上要求，如圖4-53所示。圖4-53螺紋車刀的形狀及對刀方法4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4.4車削螺紋的步驟 以車削外螺紋為例，其操作步驟如圖4-54所示。圖4-54車削外螺紋操作步驟

⑴開車，使車刀與工件輕微接觸，記下刻度盤讀數，向右退出車刀； ⑵合上對開螺母，在工件表面上車出一條螺旋線，橫向退出車刀，停車； ⑶開反車使刀具退到工件右端，停車，用鋼尺檢查螺距是否正確； ⑷利用刻度盤調整切深，開車切削； ⑸車刀將行到終了時，應做好退刀停車準備，先快速退出車刀，然後停車，再開反車退回刀架； ⑹再次橫向進刀，繼續切削。其切削過程的路線如圖所示。4.3軸類零件的加工工藝4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4.5車螺紋的進刀方法 車削螺紋時，有三種進刀方法，如圖4-55所示。圖4-55車螺紋時的進刀方式（a）直進法（b）左右切削法（c）斜進法4.3軸類零件的加工工藝 ⑴直進法用中滑板橫向進刀，兩刀刃和刀尖同時參加切削，經幾次行程後，車到螺紋所需要的尺寸和表面粗糙度。這種方法操作簡單，可保證螺紋牙形精度。但刀具受力大，散熱差，排屑困難，刀尖易磨損。適用於P＜3㎜三角形螺紋的粗、精車。 ⑵左右切削法除了中滑板作橫向進給外，同時控制小滑板的刻度將車刀向左或向右作微量移動，分別切削螺紋的兩側面，經幾次行程後完成螺紋的加工。這種方法中的車刀是單面切削，所以不容易產生紮刀現象。但是車刀左右進給量不能過大，否則會使牙底過寬或凹凸不平。4.3軸類零件的加工工藝 ⑶斜進法用中滑板橫向進刀和小滑板縱向進刀相配合，車刀沿傾斜方向切入工件。這種方法車刀基本上只有一個刀刃參加切削，刀具受力較小，散熱、排屑較好，生產率較高；但螺紋牙形的一面表面較粗糙，此法適用於粗車。 4.3.4.6亂扣及其防止措施在加工螺紋時，一般都要經過多次走刀才能達到所需要的尺寸精度。若在第二次車削時，車刀刀尖已不在第一次吃刀的螺旋槽內，而是偏左、偏右或在牙頂中間，從而把螺旋槽車亂，稱為亂扣。產生亂扣的原因主要是，車床絲杠螺距不是工件螺距的整數倍而造成的。4.3軸類零件的加工工藝預防亂扣常用的方法如下： ⑴開倒順車。即每車一刀以後，不提起開合螺母，而將車刀橫向退出，再使主軸反轉讓車刀沿縱向退回原來的位置，然後開順車車第二刀，這樣反復來回車削螺紋。因為車刀與絲杠的傳動鏈沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中倒順運動，就不會產生亂扣。 ⑵若需在切削中途換刀，則應重新對刀，使車刀仍落入已車出的螺紋槽內。由於傳動系統存在間隙，因此對刀時應先使車刀沿切削方向走一段距離，停車後再進行。 ⑶若進行工件測量，從頂尖上取下工件時，不得鬆開卡箍。重新安裝工件時，必須使卡箍與撥盤（或卡盤）保持原來的相對位置。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.4.7螺紋的檢驗螺紋的檢測方法可分為綜合測量和單項測量兩類。 ⑴綜合測量綜合檢驗是指同時檢驗螺紋各主要部分的精度，通常採用螺紋極限量規來檢驗內、外螺紋是否合格（包括螺紋的旋合性和互換性）。圖4-56螺紋量規（a）螺紋塞規（b）螺紋環規4.3軸類零件的加工工藝螺紋量規有螺紋環規和螺紋塞規兩種，如圖4-56所示，前者用於測量外螺紋，後者用於測量內螺紋，每一種量規均由通規和止規兩件（兩端）組成。檢驗時，通規能順利與工件旋合，止規不能旋合或不完全旋合，則螺紋為合格；反之，通規不能旋合，則說明螺母過小，螺栓過大，螺紋應予修退；當止規與工件能旋合，則表示螺母過大，螺栓過小，螺紋是廢品。對於精度要求不高的螺紋，也可以用標準螺母和螺栓來檢驗，以旋入工件時是否順利和旋入後鬆動程度來判定螺紋是否合格。螺紋綜合檢驗不能測出實際參數的具體數值，但檢驗效率高，使用方便，廣泛用於標準螺紋或大批量生產的螺紋測量。4.3軸類零件的加工工藝 ⑵單項檢驗單項檢驗是指用量具或量儀測量螺紋每個參數的實際值。 ①

測量大徑由於螺紋的大徑公差較大，一般只需採用遊標卡尺或千分尺測量，方法如外圓直徑的測量。（a）（b）

圖4-57螺紋測量 4.3軸類零件的加工工藝 ②

測量螺距在車削螺紋時，從第一次縱向進給運動開始時就要作螺距的檢查。第一刀在工件上切出一條很淺的螺旋線，用鋼直尺、遊標卡尺或螺距規進行測量。工件完成後，再進行測量，方法是：用鋼直尺、遊標卡尺量出幾個螺距的長度L，如圖4-57（a）所示，然後，按螺距P=L/n計算出螺距；或用螺距規直接測定螺距，測量時把鋼片平行軸線方向嵌入齒形中，輪廓完全吻合者，則為被測螺距值，如圖4-57（b）所示。4.3軸類零件的加工工藝 ③

測量中徑 1）螺紋千分尺測量螺紋千分尺的讀數原理也與普通千分尺相同，其測量杆上安裝了適用於不同螺紋牙形和不同螺距的、成對配套的測量頭，如圖4-58所示。在測量時，兩個測量頭正好卡在螺紋牙形面上，這時千分尺讀數就是螺紋中徑的實際尺寸。4.3軸類零件的加工工藝圖4–58三角形螺紋中徑的測量（a）螺紋千分尺（b）測量方法（c）測量原理1—尺架2—砧座3—下測量頭4—上測量頭5—測量螺杆4.3軸類零件的加工工藝 2）三針測量該方法採用的量具是三根直徑相同的圓柱形量針。測量時，把三根量針放置在螺紋兩側相對應的螺旋槽內，用千分尺量出兩邊量針之間的距離M，如圖4-59所示。根據已知的螺距P、牙型半角及量針直徑d0的數值可以計算螺紋中徑d2的實際尺寸。（a）（b）（c）圖4-59三針測量螺紋中徑4.3軸類零件的加工工藝M值和中徑的計算公式如下：

M=d2+2（-ctg）+或者

d2

=M-d0（1+）+ctg

對於公制普通螺紋，=60º，則d2

=M-3d0+0.866P

4.3軸類零件的加工工藝為了消除牙型半角誤差對測量結果的影響，應選最佳量針（最佳），使它與螺紋牙型側面的接觸點，恰好在中徑線上，如圖4-59（c）所示。此時，d0的值:

d0（最佳）=對於普通螺紋：d0（最佳）=0.577P

三針測量法主要用於測量精密的外螺紋中徑，其方法簡單，測量精度高，故生產中應用廣泛。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.5切槽和切斷在車削加工中，當工件的毛坯是棒料且很長時，需根據零件長度進行切斷後再加工，避免空走刀；或是車削完後把工件從原材料上切下來，這稱為切斷。溝槽是在工件的外圓、內孔或端面上切有各種形式的槽，溝槽的作用一般是為了退刀和裝配時保證零件有一個正確的軸向位置。4.3軸類零件的加工工藝 4.3.5.1切槽 ⑴切外溝槽切槽刀的形狀和安裝如圖4-60所示。切槽刀前面的刀刃是主刀刃，兩側刀刃是副刀刃。切槽刀安裝後刀尖應與工件軸線等高，主切削刃平行於工件軸線，兩副偏角相等，主偏角為90º。圖4–60切槽刀（a）硬質合金車刀（b）高速鋼車刀4.3軸類零件的加工工藝切削寬度不大的外溝槽，可以用主刀刃寬度等於槽寬的車刀一次橫向進給車出。較寬的溝槽，用切槽刀分幾次進刀，先把槽的大部分餘量切出，在槽的兩側和底部留出精車餘量，如圖4-61所示，最後一次橫向進給粗車後，根據槽的尺寸精度一次走刀完成精車。 圖4–61車寬外溝槽的方法4.3軸類零件的加工工藝 ⑵切端面直槽在端面上切直槽時，切槽刀的一個刀尖a處的副後面要按端面槽圓弧的大小刃磨成圓弧形，並磨有一定的後角，可避免副後面與槽的圓弧相碰，如圖4-62（a）所示。圖4-62端面切槽刀的幾何形狀及車削4.3軸類零件的加工工藝 ⑶切45º外溝槽45º外溝槽車刀與一般端面溝槽車刀相同，刀尖a處的副後面應磨成相應的圓弧，如圖4-62（c）所示。切削時，把小滑板轉過45º用小滑板進刀車削成形。 ⑷切T形槽T形槽的車削加工，使用三種車刀分三個工步進行,如圖4-63所示：Ⅰ工步：用平面切槽刀切平面槽；