车工工艺与技能训练模块六-复杂零件的车削课件

模块六复杂零件的车削课题一课题一 在四爪单动卡盘上装夹较复杂的工在四爪单动卡盘上装夹较复杂的工件件课题二课题二 车削偏心工件车削偏心工件课题三课题三 车削细长轴车削细长轴课题四课题四 车薄壁工件车薄壁工件模块六模块六 复杂零件的车削课题一复杂零件的车削课题一 在四爪单动卡盘上装夹较复杂的在四爪单动卡盘上装夹较复杂的课题一在四爪单动卡盘上装夹较复杂的工件 利利用用四四爪爪单单动动卡卡盘盘车车削削复复杂杂零零件件，主主要要是是车车削削外外形形比比较较复复杂杂，三三爪爪卡卡盘盘难难以以装装夹夹，比比较笨重的工件。较笨重的工件。因因此此在在使使用用四四爪爪单单动动卡卡盘盘时时，工工件件的的装装夹和调整是学习的重点。夹和调整是学习的重点。课题一课题一 在四爪单动卡盘上装夹较复杂的工件在四爪单动卡盘上装夹较复杂的工件 利用四爪单动利用四爪单动 四四爪爪单单动动卡卡盘盘如如图图6.26.2所所示示，是是车车床床上上最最常常见见的的夹夹具具之之一一，它它适适用用于于装装夹夹形形状状不不规规则则或或大大型型的的工工件件，夹夹紧紧力力较较大大，装装夹夹精精度度较较高高，不不受受卡卡爪爪磨磨损损的的影影响响，但但装装夹夹不不如如三三爪爪自自定定心卡盘方便。心卡盘方便。装装夹夹圆圆棒棒料料时时，如如在在四四爪爪单单动动卡卡盘盘内内放放上一块上一块V V形架（见图形架（见图6.36.3），装夹就快捷多了。），装夹就快捷多了。一、基本知识一、基本知识 四爪单动卡盘如图四爪单动卡盘如图6.2所示，是车床上最常见的夹具之一，它所示，是车床上最常见的夹具之一，它图图图图6.2 6.2 四爪单动卡盘四爪单动卡盘四爪单动卡盘四爪单动卡盘 11卡爪卡爪卡爪卡爪 22螺杆螺杆螺杆螺杆 33卡盘体卡盘体卡盘体卡盘体图图6.2 四爪单动卡盘四爪单动卡盘 图图图图6.3 6.3 用用用用V V形架装夹圆棒料形架装夹圆棒料形架装夹圆棒料形架装夹圆棒料图图6.3 用用V形架装夹圆棒料形架装夹圆棒料 四爪单动卡盘装卡时有以下注意事项。四爪单动卡盘装卡时有以下注意事项。（1 1）应根据工件被装夹处的尺寸调整卡）应根据工件被装夹处的尺寸调整卡爪，使其相对于两爪的距离略大于工件直径爪，使其相对于两爪的距离略大于工件直径即可。即可。（2 2）工件被夹持部分不宜太长，一般以）工件被夹持部分不宜太长，一般以101015mm15mm为宜。为宜。四爪单动卡盘装卡时有以下注意事项。四爪单动卡盘装卡时有以下注意事项。（3 3）为了防止工件表面被夹伤和找正工）为了防止工件表面被夹伤和找正工件时方便，装夹位置应垫件时方便，装夹位置应垫0.5mm0.5mm以上的铜皮。以上的铜皮。（4 4）在装夹大型、不规则工件时，应在）在装夹大型、不规则工件时，应在工件和导轨面之间垫放防护木板，以防工件工件和导轨面之间垫放防护木板，以防工件掉下，损坏机床表面。掉下，损坏机床表面。（3）为了防止工件表面被夹伤和找正工件时方便，装夹位）为了防止工件表面被夹伤和找正工件时方便，装夹位（一）找正盘类工件（一）找正盘类工件 如图如图6.46.4所示，对于盘类工件，既要找正所示，对于盘类工件，既要找正外圆，又要找正平面（即图外圆，又要找正平面（即图6.46.4（a a）中所示）中所示的的A A点、点、B B点）。点）。找正找正A A点外圆时，用移动卡爪来调整，其点外圆时，用移动卡爪来调整，其调整量为间隙差值的一半见图调整量为间隙差值的一半见图6.46.4（b b）；）；找正找正B B点平面时，用铜锤或铜棒敲击，其调整点平面时，用铜锤或铜棒敲击，其调整量等于间隙差值见图量等于间隙差值见图6.46.4（c c）。）。二、课题实施二、课题实施（一）找正盘类工件（一）找正盘类工件 二、课题实施二、课题实施图图图图6.4 6.4 盘类工件找正方法盘类工件找正方法盘类工件找正方法盘类工件找正方法图图6.4 盘类工件找正方法盘类工件找正方法 如如图图6.56.5所所示示，对对于于轴轴类类工工件件通通常常是是找找正正外圆外圆A A、B B两点。两点。其其方方法法是是先先找找正正A A点点外外圆圆，再再找找正正B B点点外外圆。圆。找找正正A A点点外外圆圆时时，应应调调整整相相应应的的卡卡爪爪，调调整整方方法法与与盘盘类类工工件件找找正正方方法法一一样样；而而找找正正B B点点外圆时，采用铜锤或铜棒敲击。外圆时，采用铜锤或铜棒敲击。（二）找正轴类工件（二）找正轴类工件 如图如图6.5所示，对于轴类工件通常是找正外圆所示，对于轴类工件通常是找正外圆A、B两点。两点。图图图图6.5 6.5 轴类零件找正轴类零件找正轴类零件找正轴类零件找正图图6.5 轴类零件找正轴类零件找正 如如图图6.66.6所所示示，先先用用手手转转动动工工件件，找找正正A A（A A1 1）B B（B B1 1）线线；调调整整划划针针高高度度，使使针针尖尖通过通过ABAB，然后工件转过，然后工件转过180180。（三）找十字线（三）找十字线 如图如图6.6所示，先用手转动工件，找正所示，先用手转动工件，找正A（A1）B（B 可可能能出出现现下下列列情情况况：一一是是针针尖尖仍仍然然通通过过ABAB线线，这这表表明明针针尖尖与与主主轴轴中中心心一一致致，且且工工件件ABAB线线也也已已经经找找正正见见图图6.66.6（a a）；二二是是针针尖尖在在下下方方与与ABAB线线相相距距见见图图6.66.6（b b），这这表表明明划划针针应应向向上上调调整整/2/2，工工件件ABAB线线向向下下调调整整/2/2；三三是是针针尖尖在在上上方方与与ABAB线线相相距距见见图图6.66.6（c c），这这表表明明划划针针应应下下调调整整/2/2，ABAB线线向向上上调调整整/2/2。工工件件这这样样反反复复调调转转180180进行找正，直至划针盘针尖通过进行找正，直至划针盘针尖通过ABAB线为止。线为止。可能出现下列情况：一是针尖仍然通过可能出现下列情况：一是针尖仍然通过AB线，这表明针尖与线，这表明针尖与 划划线线盘盘高高度度调调整整好好后后，再再找找十十字字线线时时，就就容易多了。容易多了。工工件件上上A A（A A1 1）和和B B（B B1 1）线线找找平平后后，如如在在划划针针针针尖尖上上方方，工工件件就就往往下下调调；反反之之，工工件就往上调。件就往上调。找找正正十十字字线线时时，要要十十分分注注意意综综合合考考虑虑，一一般般应应该该是是先先找找内内端端线线，后后找找外外端端线线；两两条条十十字字线线，如如图图6.66.6中中所所示示的的A A（A A1 1）B B（B B1 1）、C C（C C1 1）D D（D D1 1）线线，要要同同时时找找调调，反反复复进进行行，全面检查，直至找正为止。全面检查，直至找正为止。划线盘高度调整好后，再找十字线时，就容易多了。划线盘高度调整好后，再找十字线时，就容易多了。图图图图6.6 6.6 找十字线的方法找十字线的方法找十字线的方法找十字线的方法图图6.6 找十字线的方法找十字线的方法 选选择择四四爪爪单单动动卡卡盘盘正正面面的的标标准准圆圆环环作作为为找找正正的的参参考考基基准准（见见图图6.76.7）；再再把把对对称称卡卡爪爪上上第第一一个个阶阶台台的的端端点点作作为为目目测测找找正正的的辅辅助助点点，按按照照“两两点点成成一一线线”的的原原理理，利利用用枪枪支支射射击击时时瞄瞄准准“准准星星”的的方方法法，去去目目测测辅辅助助点点A A与与参参考基准上的点。考基准上的点。（四）两点目测找正（四）两点目测找正 选择四爪单动卡盘正面的标准圆环作为找正的参考基准（见选择四爪单动卡盘正面的标准圆环作为找正的参考基准（见 将机床挂空挡，把卡盘转过将机床挂空挡，把卡盘转过180180，再与，再与对应辅助点对应辅助点B B与同一参照基准上的点进行比较，与同一参照基准上的点进行比较，并按它们与同一参照基准两者距离之差的一并按它们与同一参照基准两者距离之差的一半作为调整距离，进行调整，反复几次就能半作为调整距离，进行调整，反复几次就能把第一对对称卡爪校好；同理，可找正另一把第一对对称卡爪校好；同理，可找正另一对应卡爪。此法经过一段时间的练习，即可对应卡爪。此法经过一段时间的练习，即可在在2 23min3min的时间内，使找正精度达到的时间内，使找正精度达到0.150.150.20mm0.20mm的水平。不过这种方法还只适用于精的水平。不过这种方法还只适用于精度不高的工件或粗加工工序；而对于高精度度不高的工件或粗加工工序；而对于高精度的工件，这种方法只能作为粗找正。的工件，这种方法只能作为粗找正。将机床挂空挡，把卡盘转过将机床挂空挡，把卡盘转过180，再与对应辅助点，再与对应辅助点B与与图图图图6.7 6.7 目测找正法目测找正法目测找正法目测找正法图图6.7 目测找正法目测找正法 为为保保证证高高精精度度的的工工件件达达到到要要求求，采采用用百百分分表表、量量块块找找正正法法是是较较佳佳的的方方法法。（详详见见偏偏心心工件的车削）工件的车削）（五）用百分表、量块找正（五）用百分表、量块找正 为保证高精度的工件达到要求，采用百分表、量块找正法是较为保证高精度的工件达到要求，采用百分表、量块找正法是较课题二车削偏心工件 偏偏心心结结构构是是机机械械机机构构中中常常见见的的形形式式，偏偏心心机机构构的的主主要要组组成成部部分分是是偏偏心心零零件件，通通常常由由车车床床来来加加工工完完成成，无无论论从从工工艺艺过过程程和和加加工工方方法法上都具有较高的难度。上都具有较高的难度。课题二课题二 车削偏心工件车削偏心工件 偏心结构是机械机构中常见的形式，偏心结构是机械机构中常见的形式，1 1偏心的定义。偏心的定义。在机械传动中，回转运动变为往复直线在机械传动中，回转运动变为往复直线运动或直线运动变为回转运动，一般都是用运动或直线运动变为回转运动，一般都是用偏心轴或曲轴来完成的，例如主轴箱中的偏偏心轴或曲轴来完成的，例如主轴箱中的偏心轴、汽车发动机中的曲轴等。心轴、汽车发动机中的曲轴等。外圆和外圆的轴线或外圆和内孔的轴线外圆和外圆的轴线或外圆和内孔的轴线平行而不重合（偏一个距离）的工件，称为平行而不重合（偏一个距离）的工件，称为偏心工件。偏心工件。一、基础知识一、基础知识1偏心的定义。一、基础知识偏心的定义。一、基础知识 安安装装、车车削削偏偏心心工工件件时时，应应先先用用划划线线的的方方法法确确定定偏偏心心轴轴（套套）轴轴线线，随随后后在在两两顶顶尖尖或或四爪单动卡盘上安装。四爪单动卡盘上安装。现现以以偏偏心心轴轴为为例例来来说说明明偏偏心心工工件件的的划划线线方法。方法。其步骤如下。其步骤如下。2 2偏心工件的划线方法。偏心工件的划线方法。安装、车削偏心工件时，应先用划线的方法确定偏心轴（套）安装、车削偏心工件时，应先用划线的方法确定偏心轴（套）（1 1）先将工件毛坯车成一根光轴，直径）先将工件毛坯车成一根光轴，直径为为D D，长为，长为L L，如图，如图6.96.9所示。所示。图图图图6.9 6.9 偏心轴偏心轴偏心轴偏心轴 （1）先将工件毛坯车成一根光轴，直径为）先将工件毛坯车成一根光轴，直径为D，长为，长为L，如图，如图 （2 2）用游标高度尺划针尖端测量光轴的）用游标高度尺划针尖端测量光轴的最高点，如图最高点，如图6.106.10所示。所示。图图图图6.10 6.10 在在在在V V形架上划偏心的方法形架上划偏心的方法形架上划偏心的方法形架上划偏心的方法 （2）用游标高度尺划针尖端测量光轴的最高点，如图）用游标高度尺划针尖端测量光轴的最高点，如图6.1 （3 3）找出工件的轴线后，即可在工件的）找出工件的轴线后，即可在工件的端面和四周划出如图端面和四周划出如图6.106.10所示圈线（即过轴所示圈线（即过轴线的水平剖面与工件的截交线）。线的水平剖面与工件的截交线）。（4 4）将工件转过）将工件转过9090，用平型直角尺对，用平型直角尺对齐已划好的端面线，然后用刚才调整好的游齐已划好的端面线，然后用刚才调整好的游标高度尺在轴端面和四周划一道圈线，这样标高度尺在轴端面和四周划一道圈线，这样在工件上就得到两道互相垂直的圈线了。在工件上就得到两道互相垂直的圈线了。（3）找出工件的轴线后，即可在工件的端面和四周划出如）找出工件的轴线后，即可在工件的端面和四周划出如 （5 5）将游标高度尺的游标上移一个偏心）将游标高度尺的游标上移一个偏心距尺寸，也在轴端面和四周划上一道圈线。距尺寸，也在轴端面和四周划上一道圈线。（6 6）偏心距中心线划出后，在偏心距中）偏心距中心线划出后，在偏心距中心处两端分别打样冲眼，要求敲打样冲眼的心处两端分别打样冲眼，要求敲打样冲眼的中心位置准确无误，眼坑宜浅，且小而圆。中心位置准确无误，眼坑宜浅，且小而圆。（5）将游标高度尺的游标上移一个偏心距尺寸，也在轴端）将游标高度尺的游标上移一个偏心距尺寸，也在轴端（一）用四爪单动卡盘安装车削偏（一）用四爪单动卡盘安装车削偏心工件心工件 数量少、偏心距小、长度较短、不便于数量少、偏心距小、长度较短、不便于两顶尖装夹或形状比较复杂的偏心工件，可两顶尖装夹或形状比较复杂的偏心工件，可安装在四爪单动卡盘上车削。安装在四爪单动卡盘上车削。在四爪单动卡盘上车削偏心工件的方法在四爪单动卡盘上车削偏心工件的方法有两种，即按划线找正车削偏心工件和用百有两种，即按划线找正车削偏心工件和用百分表找正车削偏心工件。分表找正车削偏心工件。二、课题实施二、课题实施（一）用四爪单动卡盘安装车削偏心工件二、课题实施（一）用四爪单动卡盘安装车削偏心工件二、课题实施 根根据据已已划划好好的的偏偏心心圆圆来来找找正正，由由于于存存在在划划线线误误差差和和找找正正误误差差，故故此此法法仅仅适适用用于于加加工工精度要求不高的偏心工件。精度要求不高的偏心工件。现现以以图图6.86.8所所示示工工件件为为例例来来介介绍绍其其操操作作步步骤。骤。1 1按划线找正车削偏心工件。按划线找正车削偏心工件。根据已划好的偏心圆来找正，由于存在划线误差和找正误差根据已划好的偏心圆来找正，由于存在划线误差和找正误差图图图图6.8 6.8 偏心工件偏心工件偏心工件偏心工件图图6.8 偏心工件偏心工件 （1 1）装夹工件前，应先调整好卡盘爪，）装夹工件前，应先调整好卡盘爪，使其中两爪呈对称位置，另外两爪呈不对称使其中两爪呈对称位置，另外两爪呈不对称位置，其偏离主轴中心的距离大致等于工件位置，其偏离主轴中心的距离大致等于工件的偏心距。的偏心距。（2 2）夹持工件长）夹持工件长151520mm20mm，夹紧工件后，夹紧工件后，要使尾座顶尖接近工件，调整卡爪位置，使要使尾座顶尖接近工件，调整卡爪位置，使顶尖对准偏心圆中心（即图顶尖对准偏心圆中心（即图6.116.11中所示的中所示的A A点）点），然后移去尾座。，然后移去尾座。（1）装夹工件前，应先调整好卡盘爪，使其中两爪呈对称）装夹工件前，应先调整好卡盘爪，使其中两爪呈对称 （3 3）将划线盘置于床鞍上适当位置，使）将划线盘置于床鞍上适当位置，使划针尖对准工件外圆上的侧素线（见图划针尖对准工件外圆上的侧素线（见图6.126.12），移动床鞍，检查侧素线是否水平，），移动床鞍，检查侧素线是否水平，若不呈水平，可用橡胶锤（或铜棒）轻轻敲若不呈水平，可用橡胶锤（或铜棒）轻轻敲击进行调整。击进行调整。（4 4）将四个卡爪均匀地紧一遍，经检查）将四个卡爪均匀地紧一遍，经检查确认侧素线和偏心圆线在紧固卡爪时没有位确认侧素线和偏心圆线在紧固卡爪时没有位移，即可开始车削。移，即可开始车削。（3）将划线盘置于床鞍上适当位置，使划针尖对准工件外）将划线盘置于床鞍上适当位置，使划针尖对准工件外（5 5）粗车偏心圆直径。）粗车偏心圆直径。（6 6）检查偏心距。）检查偏心距。（7 7）精车偏心外圆。）精车偏心外圆。（5）粗车偏心圆直径。）粗车偏心圆直径。对对于于偏偏心心距距较较小小，加加工工精精度度要要求求较较高高的的偏偏心心工工件件，按按划划线线找找正正加加工工，显显然然是是达达不不到到精精度度要要求求的的，此此时时须须用用百百分分表表来来找找正正，一一般般可使偏心距误差控制在可使偏心距误差控制在0.02mm 0.02mm 以内。以内。由由于于受受百百分分表表测测量量范范围围的的限限制制，所所以以它它只能适于偏心距为只能适于偏心距为5mm5mm以下的工件的找正。以下的工件的找正。仍仍以以图图6.86.8所所示示工工件件为为例例来来说说明明其其操操作作步步骤。骤。2 2用百分表找正。用百分表找正。对于偏心距较小，加工精度要求较高的偏心工件，按划线找对于偏心距较小，加工精度要求较高的偏心工件，按划线找 （1 1）先用划线初步找正工件。）先用划线初步找正工件。（2 2）再用百分表进一步找正，使偏心圆）再用百分表进一步找正，使偏心圆轴线与车床主轴轴线重合，如图轴线与车床主轴轴线重合，如图6.156.15所示，所示，找正找正M M点用卡爪调整，找正点用卡爪调整，找正N N点用橡胶锤或铜点用橡胶锤或铜棒轻敲。棒轻敲。（3 3）找正工件侧素线，使偏心轴两轴线）找正工件侧素线，使偏心轴两轴线平行。平行。（1）先用划线初步找正工件。）先用划线初步找正工件。（4 4）校正偏心距。）校正偏心距。（5 5）粗车偏心轴。）粗车偏心轴。（6 6）检查偏心距。）检查偏心距。（7 7）精车偏心圆外径，保证各项加工精）精车偏心圆外径，保证各项加工精度要求。度要求。（4）校正偏心距。）校正偏心距。在在四四爪爪单单动动卡卡盘盘上上安安装装、车车削削偏偏心心工工件件时时装装夹夹、找找正正相相当当麻麻烦烦。对对于于长长度度较较短短、形形状状比比较较简简单单且且加加工工数数量量较较多多的的偏偏心心工工件件，可可以以在在三三爪爪自自定定心心卡卡盘盘上上进进行行车车削削，其其方方法法是是在在三三爪爪中中的的任任意意一一个个卡卡爪爪与与工工件件接接触触面面之之间间，垫垫上上一一块块预预先先选选好好的的垫垫片片，使使工工件件轴轴线线相相对对车车床床主主轴轴轴轴线线产产生生位位移移，并并使使位位移移距距离离等等于于工工件件的的偏偏心心距距（见见图图6.176.17），并并把把工工件件夹夹紧紧后，即可车削。后，即可车削。（二）用三爪自定心卡盘安装、车削（二）用三爪自定心卡盘安装、车削偏心工件偏心工件 在四爪单动卡盘上安装、车削偏心工件时装夹、找正相当麻在四爪单动卡盘上安装、车削偏心工件时装夹、找正相当麻垫片厚度的垫片厚度的x x的计算公式如下的计算公式如下 x x=1.5=1.5e eK K K K1.51.5 e e 垫片厚度的垫片厚度的x的计算公式如下的计算公式如下 较较长长的的偏偏心心轴轴，只只要要轴轴的的两两端端面面能能钻钻中中心心孔孔，有有装装夹夹鸡鸡心心夹夹头头的的位位置置，都都可可以以安安装装在两顶尖间进行车削（见图在两顶尖间进行车削（见图6.186.18）。）。由由于于是是用用两两顶顶尖尖装装夹夹，在在偏偏心心中中心心孔孔中中车车削削偏偏心心圆圆，这这与与在在两两顶顶尖尖间间车车削削一一般般外外圆圆相相类类似似，不不同同的的是是车车偏偏心心圆圆时时，在在一一转转内内工工件件加加工工余余量量变变化化很很大大，且且是是断断续续切切削削，因因而而会产生较大的冲击和振动。会产生较大的冲击和振动。其优点是不需要用很多时间去找正偏心。其优点是不需要用很多时间去找正偏心。（三）用两顶尖安装、车削偏心工件（三）用两顶尖安装、车削偏心工件 较长的偏心轴，只要轴的两端面能钻中心孔，有装夹鸡心夹较长的偏心轴，只要轴的两端面能钻中心孔，有装夹鸡心夹图图图图6.18 6.18 在两顶尖装夹车偏心工件在两顶尖装夹车偏心工件在两顶尖装夹车偏心工件在两顶尖装夹车偏心工件图图6.18 在两顶尖装夹车偏心工件在两顶尖装夹车偏心工件 用用两两顶顶尖尖安安装装、车车削削偏偏心心工工件件时时，先先在在工工件件的的两两个个端端面面上上根根据据偏偏心心距距的的要要求求，共共钻钻出出2 2n n+2+2 个个中中心心孔孔（其其中中只只有有2 2 个个不不是是偏偏心心中中心心孔，孔，n n为工件上偏心轴线的个数）。为工件上偏心轴线的个数）。然然后后先先顶顶住住工工件件基基准准圆圆中中心心孔孔车车削削基基准准外圈，再顶住偏心圆中心孔车削偏心外圆。外圈，再顶住偏心圆中心孔车削偏心外圆。用两顶尖安装、车削偏心工件时，先在工件的两个端面上根据用两顶尖安装、车削偏心工件时，先在工件的两个端面上根据 单单件件、小小批批量量生生产产精精度度要要求求不不高高的的偏偏心心轴轴，其其偏偏心心中中心心孔孔可可经经划划线线后后在在钻钻床床上上钻钻出出；偏偏心心距距精精度度要要求求较较高高时时，偏偏心心中中心心孔孔可可在在坐坐标标镗镗床床上上钻钻出出；成成批批生生产产时时，可可在在专专门门中中心心孔孔钻床或偏心夹具上钻出。钻床或偏心夹具上钻出。单件、小批量生产精度要求不高的偏心轴，其偏心中心孔可经单件、小批量生产精度要求不高的偏心轴，其偏心中心孔可经 对对于于两两端端有有中中心心孔孔，偏偏心心距距较较小小，不不易易放放在在V V形形架架上上测测量量的的轴轴类类零零件件，可可放放在在两两顶顶尖尖间测量偏心距，如图间测量偏心距，如图6.196.19所示。所示。检检测测时时，使使百百分分表表的的测测量量头头接接触触在在偏偏心心部部位位，用用手手均均匀匀地地、缓缓慢慢地地转转动动偏偏心心轴轴，百百分分表表上上指指示示出出的的最最大大值值与与最最小小值值之之差差的的一一半半就等于偏心距。就等于偏心距。偏偏心心套套的的偏偏心心距距也也可可以以用用类类似似上上述述方方法法来来测测量量，但但必必须须将将偏偏心心套套套套在在心心轴轴上上，再再在在两顶尖间检测。两顶尖间检测。（四）在两顶尖间检测偏心距（四）在两顶尖间检测偏心距 对于两端有中心孔，偏心距较小，不易放在对于两端有中心孔，偏心距较小，不易放在V形架上测量的形架上测量的 1 1偏心距偏心距e e 5mm 5mm的偏心工件。的偏心工件。将将工工件件外外圆圆放放置置在在V V 形形架架上上，转转动动偏偏心心工工件件，通通过过百百分分表表读读数数最最大大值值与与最最小小值值之之间间差值的一半确定偏心距，如图差值的一半确定偏心距，如图6.206.20所示。所示。（五）在（五）在V形架上检测偏心距形架上检测偏心距 1偏心距偏心距e 5mm5mm）。）。偏心距较大的工件，因为受到百分表测偏心距较大的工件，因为受到百分表测量范围的限制就不能用上述在两顶尖间测量量范围的限制就不能用上述在两顶尖间测量的方法来测量。的方法来测量。这时可用如图这时可用如图6.216.21所示的间接测量偏心所示的间接测量偏心距的方法。距的方法。测量时，把测量时，把V V形架放在平板上，并把工件形架放在平板上，并把工件放在放在V V形架中，转动偏心轴，用百分表测得偏形架中，转动偏心轴，用百分表测得偏心轴的最高点。心轴的最高点。2偏心距较大的工件（偏心距较大的工件（e5mm）。）。找找出出最最高高点点后后，工工件件固固定定不不动动，将将百百分分表表水水平平移移动动，测测量量出出偏偏心心轴轴外外圆圆到到基基准准轴轴外外圆之间的距离圆之间的距离a a，然后用下式计算出偏心距，然后用下式计算出偏心距e e。找出最高点后，工件固定不动，将百分表水平移动，测量出找出最高点后，工件固定不动，将百分表水平移动，测量出课题三车削细长轴 工工件件的的长长度度（L L）和和直直径径（d d）之之比比大大于于2525的轴，称为细长轴。的轴，称为细长轴。细长轴刚性差，加工时易弯曲变形。细长轴刚性差，加工时易弯曲变形。课题三课题三 车削细长轴车削细长轴 工件的长度（工件的长度（L）和直径（）和直径（d）之比大）之比大1 1细长轴工件的工艺特点。细长轴工件的工艺特点。（l l）细长轴的柔、软、弯特性。切削加）细长轴的柔、软、弯特性。切削加工时，由于背向分力的作用，工件出现弯曲工时，由于背向分力的作用，工件出现弯曲变形，易车削成中间粗、两端细的腰鼓形。变形，易车削成中间粗、两端细的腰鼓形。（2 2）细长轴的下垂特性。）细长轴的下垂特性。细长轴由自重而引起弯曲变形，使中部细长轴由自重而引起弯曲变形，使中部下垂。下垂。旋转时，受离心力作用而产生机械振动，旋转时，受离心力作用而产生机械振动，影响加工质量。影响加工质量。一、基本知识一、基本知识1细长轴工件的工艺特点。一、基本知识细长轴工件的工艺特点。一、基本知识 （3 3）细长轴的热膨胀特性。）细长轴的热膨胀特性。细长轴加工中产生的切削热，使工件的细长轴加工中产生的切削热，使工件的温度升高，从而导致工件伸长变形，容易引温度升高，从而导致工件伸长变形，容易引起振动，有时甚至使工件挤死在两顶尖间。起振动，有时甚至使工件挤死在两顶尖间。（4 4）细长轴刀具易磨损的特性。）细长轴刀具易磨损的特性。由于细长轴刀具进给的距离很长，在刚由于细长轴刀具进给的距离很长，在刚性不足的情况下进行切削，切削速度受到一性不足的情况下进行切削，切削速度受到一定的限制，刀具的磨损较快，工件容易出现定的限制，刀具的磨损较快，工件容易出现锥度误差。锥度误差。（3）细长轴的热膨胀特性。）细长轴的热膨胀特性。（5 5）细长轴使用过定位加工的特性。）细长轴使用过定位加工的特性。加工时，采用跟刀架、中心架等过定位加工时，采用跟刀架、中心架等过定位装夹方法。装夹方法。若使用不当，很容易使工件产生竹节形、若使用不当，很容易使工件产生竹节形、多棱形、麻花形等缺陷。多棱形、麻花形等缺陷。（5）细长轴使用过定位加工的特性。）细长轴使用过定位加工的特性。因此，车细长轴是一种难度较大的加工因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。工艺。虽然车细长轴难度较大，但其加工方法虽然车细长轴难度较大，但其加工方法也有一定的规律，主要解决方法有：正确使也有一定的规律，主要解决方法有：正确使用中心架、跟刀架以提高工件的刚性，应用用中心架、跟刀架以提高工件的刚性，应用平面汇交力系来平衡切削力的作用，减小工平面汇交力系来平衡切削力的作用，减小工件热变形伸长，合理选择切削用量及刀具几件热变形伸长，合理选择切削用量及刀具几何角度等。何角度等。以上关键技术，均可有效地提高细长轴以上关键技术，均可有效地提高细长轴类工件的加工质量。类工件的加工质量。因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。当当车车削削长长度度为为直直径径2525倍倍以以上上的的细细长长轴轴或或端端面面带带有有深深孔孔的的细细长长工工件件时时，由由于于工工件件本本身身的的刚刚性性很很差差，当当受受切切削削力力的的作作用用，往往往往容容易易产产生生弯弯曲曲变变形形和和振振动动，容容易易把把工工件件车车成成两两头头细细中间粗的腰鼓形。中间粗的腰鼓形。为为防防止止上上述述现现象象发发生生，需需要要附附加加辅辅助助支支撑，即中心架或跟刀架。撑，即中心架或跟刀架。在在车车削削细细长长轴轴时时，使使用用中中心心架架来来增增加加工工件件刚刚性性，一一般般车车削削细细长长轴轴使使用用中中心心架架的的方方法法有两种。有两种。2 2使用中心架支撑车细长轴。使用中心架支撑车细长轴。当车削长度为直径当车削长度为直径25倍以上的细长轴或端面带有深孔的细长倍以上的细长轴或端面带有深孔的细长 （1 1）中心架直接支撑在工件的中间。）中心架直接支撑在工件的中间。当细长轴可以分段车削时，中心架的架当细长轴可以分段车削时，中心架的架体通过压板支撑在工件中间，如图体通过压板支撑在工件中间，如图6.236.23所示，所示，L L/d d的值减少了的值减少了1 1倍，车削时细长轴的刚性可倍，车削时细长轴的刚性可增加好几倍。增加好几倍。工件装夹在中心架上之前，必须在其中工件装夹在中心架上之前，必须在其中间车一段支撑中心架支撑爪的沟槽。间车一段支撑中心架支撑爪的沟槽。（1）中心架直接支撑在工件的中间。）中心架直接支撑在工件的中间。图图图图6.23 6.23 用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面图图6.23 用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面用中心架车削细长轴外圆、内孔及端面 沟槽的表面粗糙度值及圆柱度误差要小，沟槽的表面粗糙度值及圆柱度误差要小，否则会影响工件精度。否则会影响工件精度。调整中心时，必须先调整下面的两个支调整中心时，必须先调整下面的两个支撑爪，接触压力要适当，用紧定螺钉紧固，撑爪，接触压力要适当，用紧定螺钉紧固，然后把上盖盖好并固定，调整上面的一个支然后把上盖盖好并固定，调整上面的一个支撑爪并用紧定螺钉紧固。撑爪并用紧定螺钉紧固。沟槽的表面粗糙度值及圆柱度误差要小，否则会影响工件精沟槽的表面粗糙度值及圆柱度误差要小，否则会影响工件精（2 2）用过渡套筒支撑车细长轴。）用过渡套筒支撑车细长轴。在上面所介绍的方法中，要在细长轴中在上面所介绍的方法中，要在细长轴中间车削一条沟槽比较困难。间车削一条沟槽比较困难。为了解决这一问题，可使用过渡套筒。为了解决这一问题，可使用过渡套筒。将过渡套筒套在细长轴上，使支撑爪与将过渡套筒套在细长轴上，使支撑爪与过渡套外表面接触，如图过渡套外表面接触，如图6.246.24所示。所示。过渡套筒的两端各装有过渡套筒的两端各装有4 4个螺钉，用这些个螺钉，用这些螺钉夹住工件毛坯，并调整套筒外圆的轴线螺钉夹住工件毛坯，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。与主轴旋转轴线相重合，即可车削。（2）用过渡套筒支撑车细长轴。）用过渡套筒支撑车细长轴。图图图图6.24 6.24 用过渡套筒支撑车细长轴用过渡套筒支撑车细长轴用过渡套筒支撑车细长轴用过渡套筒支撑车细长轴图图6.24 用过渡套筒支撑车细长轴用过渡套筒支撑车细长轴 对不适宜调头车削的细长轴，不能用中对不适宜调头车削的细长轴，不能用中心架支撑，而要用跟刀架支撑进行车削，以心架支撑，而要用跟刀架支撑进行车削，以增加工件的刚性，如图增加工件的刚性，如图6.256.25所示。所示。3 3使用跟刀架支撑车细长轴。使用跟刀架支撑车细长轴。对不适宜调头车削的细长轴，不能用中心架支撑，而要用跟对不适宜调头车削的细长轴，不能用中心架支撑，而要用跟图图图图6.25 6.25 用跟刀架车削工件用跟刀架车削工件用跟刀架车削工件用跟刀架车削工件 图图6.25 用跟刀架车削工件用跟刀架车削工件 车车削削时时，因因切切削削热热的的影影响响，使使工工件件随随着着温度升高而逐渐伸长，称为热变形。温度升高而逐渐伸长，称为热变形。在在车车削削一一般般轴轴类类工工件件时时可可不不考考虑虑热热变变形形伸伸长长问问题题，但但是是车车削削细细长长轴轴时时，因因工工件件长长、伸长量大，所以一定要考虑到热变形的影响。伸长量大，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算：工件热变形伸长量可按下式计算：4 4减少工件的热变形伸长。减少工件的热变形伸长。车削时，因切削热的影响，使工件随着温度升高而逐渐伸长车削时，因切削热的影响，使工件随着温度升高而逐渐伸长式中：式中：工件热变形伸长量，工件热变形伸长量，mmmm；材料热胀系数，材料热胀系数，l/l/，钢：；，钢：；L L 工件的总长，工件的总长，mmmm；工件升高的温度，工件升高的温度，。式中：式中：工件热变形伸长量，工件热变形伸长量，mm；（1 1）使用弹性回转顶尖。）使用弹性回转顶尖。（2 2）加注足够的切削液。）加注足够的切削液。（3 3）刀具保持锋利。）刀具保持锋利。（1）使用弹性回转顶尖。）使用弹性回转顶尖。车车削削细细长长轴轴时时，由由于于工工件件刚刚性性差差，车车刀刀的的几几何何形形状状对对工工件件的的弯弯曲曲变变形形、切切削削力力、切切削削热热、振振动动等等都都有有明明显显的的影影响响，选选择择时时主主要要考虑以下几点。考虑以下几点。5 5合理选择车刀的几何形状和刀具合理选择车刀的几何形状和刀具材料。材料。车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的 （1 1）为了减少背向力，减少细长轴弯曲，）为了减少背向力，减少细长轴弯曲，车刀的主偏角取车刀的主偏角取K Kr r=80=809393。（2 2）为了减小切削力和切削热，应该选）为了减小切削力和切削热，应该选择较大的前角择较大的前角 o o=15=153030，使刀具锋利，使刀具锋利，减小切削变形。减小切削变形。（1）为了减少背向力，减少细长轴弯曲，车刀的主偏角取）为了减少背向力，减少细长轴弯曲，车刀的主偏角取 （3 3）车刀前面应该磨有）车刀前面应该磨有R R1.51.5R R3.2mm3.2mm的的断屑槽，使切屑卷曲折断。断屑槽，使切屑卷曲折断。（4 4）选择正值刃倾角，取）选择正值刃倾角，取 =3=3 1010，使切屑流向待加工表面。，使切屑流向待加工表面。（5 5）切削刃表面粗糙度要求不大于）切削刃表面粗糙度要求不大于R Ra a0.40.4 m m，并保持切削刀锋利。，并保持切削刀锋利。（3）车刀前面应该磨有）车刀前面应该磨有R1.5R3.2mm的断屑槽的断屑槽 （5 5）切削刃表面粗糙度要求不大于）切削刃表面粗糙度要求不大于R Ra a0.40.4 m m，并保持切削刀锋利。，并保持切削刀锋利。（6 6）为了减少背向力，刀尖圆弧半径应）为了减少背向力，刀尖圆弧半径应选小些（选小些（0.3mm0.3mm），倒棱的宽度也应选），倒棱的宽度也应选择得较小，一般取择得较小，一般取 =0.5=0.5。（5）切削刃表面粗糙度要求不大于）切削刃表面粗糙度要求不大于Ra0.4 m，并保，并保 （7 7）后角应选得小一些，一般）后角应选得小一些，一般 =44 66，起防振作用。图，起防振作用。图6.286.28所示为车削所示为车削细长轴车刀。细长轴车刀。（8 8）选用热硬性和耐磨性好的刀片材料）选用热硬性和耐磨性好的刀片材料（如（如YT15YT15、YT30 YT30 或或YW1 YW1 等），并提高刀尖的等），并提高刀尖的刃磨质量，以增加刀具的寿命。刃磨质量，以增加刀具的寿命。（7）后角应选得小一些，一般）后角应选得小一些，一般 =4 6图图图图6.28 906.28 90细长轴车刀细长轴车刀细长轴车刀细长轴车刀图图6.28 90细长轴车刀细长轴车刀 粗车和半精车细长轴切削用量的选择原粗车和半精车细长轴切削用量的选择原则：可能减小背向力，减少切削热。则：可能减小背向力，减少切削热。车削细长轴时，一般在长径之比和工件车削细长轴时，一般在长径之比和工件材料韧性都较大时，应选用较小的切削用量，材料韧性都较大时，应选用较小的切削用量，即增加车削进给次数，减小背吃刀量，以减即增加车削进给次数，减小背吃刀量，以减少振动。少振动。6 6加工细长轴的切削用量的选择。加工细长轴的切削用量的选择。粗车和半精车细长轴切削用量的选择原则：可能减小背向力粗车和半精车细长轴切削用量的选择原则：可能减小背向力 粗车时，切削速度粗车时，切削速度 =50=5060m/min60m/min；进给量；进给量 =0.3=0.3 0.4mm/r0.4mm/r；背吃刀量；背吃刀量 =1.5=1.52mm2mm。精车时，切削速度精车时，切削速度 =50=50100m/min100m/min；进给量进给量 =0.08=0.080.15mm/r0.15mm/r；背吃刀量；背吃刀量 =0.15=0.150.25mm0.25mm。粗车时，切削速度粗车时，切削速度 =5060m/min；“车工怕车杆。车工怕车杆。”这句话反映出车削细这句话反映出车削细长杆的难度。长杆的难度。由于细长轴的特点和技术要求，在高速由于细长轴的特点和技术要求，在高速车削时，易产生振动，导致多棱、竹节、圆车削时，易产生振动，导致多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好，必须全面注意工要想顺利地把它车好，必须全面注意工艺中的问题。艺中的问题。8 8车削细长轴时的缺陷消除方法。车削细长轴时的缺陷消除方法。“车工怕车杆。车工怕车杆。”这句话反映出车削细长杆的难度。这句话反映出车削细长杆的难度。8车车 （1 1）机床调整。）机床调整。车床主轴与尾座两中心线的连线与车床车床主轴与尾座两中心线的连线与车床大导轨上下左右必须平行，允差应小于大导轨上下左右必须平行，允差应小于0.02mm0.02mm。（2 2）工件安装。）工件安装。（3 3）刀具。采用）刀具。采用K Kr r=80=809393偏刀。偏刀。（4 4）跟刀架在安装好后必须进行修整。）跟刀架在安装好后必须进行修整。（1）机床调整。）机床调整。（5 5）辅助支撑。）辅助支撑。工件的长径比大于工件的长径比大于4040时，应在车削的过时，应在车削的过程中，增设辅助支撑，以防止工件振动或因程中，增设辅助支撑，以防止工件振动或因离心力的作用，将工件甩弯。离心力的作用，将工件甩弯。切削过程中注意顶尖的调整，以刚顶上切削过程中注意顶尖的调整，以刚顶上工件为宜，不宜紧，并随时进行调整，防止工件为宜，不宜紧，并随时进行调整，防止工件热胀变形弯曲。工件热胀变形弯曲。（5）辅助支撑。）辅助支撑。缺陷及消除方法有以下缺陷及消除方法有以下2 2种。种。（1 1）鼓肚形。即车削以后，工件两头直）鼓肚形。即车削以后，工件两头直径小，中间直径大。径小，中间直径大。这种缺陷产生的原因，是由于细长轴刚这种缺陷产生的原因，是由于细长轴刚性差，跟刀架的支撑爪与工件表面接触不实，性差，跟刀架的支撑爪与工件表面接触不实，磨损产生了间隙，当车削到中间部分时，由磨损产生了间隙，当车削到中间部分时，由于径向力的作用，车刀将工件的旋转中心压于径向力的作用，车刀将工件的旋转中心压向主轴旋转中心的右侧，使切削深度减小，向主轴旋转中心的右侧，使切削深度减小，而工件两端的刚性较好，切削深度基本上无而工件两端的刚性较好，切削深度基本上无变化。变化。由于中部产生由于中部产生“让刀让刀”而使细长轴成鼓而使细长轴成鼓肚形。肚形。缺陷及消除方法有以下缺陷及消除方法有以下2种。种。消消除除的的方方法法。在在跟跟刀刀架架爪爪时时，一一定定要要仔仔细，使爪面与工件表面接触实，不得有间隙。细，使爪面与工件表面接触实，不得有间隙。车车刀刀的的主主偏偏角角应应选选为为75759090，以以减减小径向力。小径向力。跟刀架爪，应选耐磨性较好的铸铁。跟刀架爪，应选耐磨性较好的铸铁。消除的方法。在跟刀架爪时，一定要仔细，使爪面与工件表消除的方法。在跟刀架爪时，一定要仔细，使爪面与工件表 （2 2）竹节形。形状如竹节状，其节距大）竹节形。形状如竹节状，其节距大约等于跟刀架支撑爪与车刀刀尖间的距离，约等于跟刀架支撑爪与车刀刀尖间的距离，并且是循环出现。并且是循环出现。这种缺陷产生的原因，由于车床大拖板这种缺陷产生的原因，由于车床大拖板和中拖板的间隙过大，毛坯料弯曲旋转时引和中拖板的间隙过大，毛坯料弯曲旋转时引起离心力和在跟刀架支撑基准接刀处，产生起离心力和在跟刀架支撑基准接刀处，产生接刀时的接刀时的“让刀让刀”，使车出的一段直径略大，使车出的一段直径略大于基准一段，继续走刀车削，跟刀架支撑爪于基准一段，继续走刀车削，跟刀架支撑爪接触到工件直径大的一段，使工件的旋转中接触到工件直径大的一段，使工件的旋转中心压向车刀一边，车削出的工件直径减小。心压向车刀一边，车削出的工件直径减小。（2）竹节形。形状如竹节状，其节距大约等于跟刀架支撑）竹节形。形状如竹节状，其节距大约等于跟刀架支撑 这这样样，跟跟刀刀架架先先后后循循环环支支撑撑在在工工件件不不同同直直径径处处，使使工工件件离离开开和和靠靠近近车车刀刀，而而形形成成有有规规律的竹节形。律的竹节形。还还有有在在走走刀刀中中跟跟跟跟刀刀架架爪爪，用用力力过过大大，使使工工件件的的旋旋转转中中心心压压向向车车刀刀这这边边，造造成成车车出出的的直直径径变变小小，继继续续走走刀刀，如如此此循循环环，也也形形成成竹节。竹节。这样，跟刀架先后循环支撑在工件不同直径处，使工件离开和这样，跟刀架先后循环支撑在工件不同直径处，使工件离开和 消除的方法。消除的方法。调整机床各部间隙，增强机床刚性。调整机床各部间隙，增强机床刚性。在在跟跟刀刀架架爪爪时时，做做到到爪爪面面既既要要与与工工件件接接触实，又不要用力大。触实，又不要用力大。在在接接刀刀处处多多切切深深0.050.050.1mm0.1mm，以以消消除除走走刀刀时时的的“让让刀刀”现现象象，切切深深的的大大小小，要要掌掌握握机床的规律，灵活掌握。机床的规律，灵活掌握。消除的方法。消除的方法。课题四车薄壁工件1 1薄壁工件的加工特点。薄壁工件的加工特点。车薄壁工件时，由于工件的刚性差，在车车薄壁工件时，由于工件的刚性差，在车削过程中，可能产生以下现象。削过程中，可能产生以下现象。一、基本知识一、基本知识课题四课题四 车薄壁工件车薄壁工件1薄壁工件的加工特点。薄壁工件的加工特点。一、基本知识一、基本知识 （1 1）因工件壁薄，在夹紧力的作用下容）因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形。易产生变形。（2 2）因工件较薄，切削热会引起工件热）因工件较薄，切削热会引起工件热变形，从而使工件尺寸难于控制。变形，从而使工件尺寸难于控制。（3 3）在切削力（特别是径向切削力）的）在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。（1）因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形。）因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形。（1 1）工件分粗、精车。）工件分粗、精车。（2 2）合理选用刀具的几何参数。）合理选用刀具的几何参数。（3 3）增加装夹接触面。）增加装夹接触面。（4 4）应采用轴向夹紧夹具。）应采用轴向夹紧夹具。6.33 6.33 增大增大土艺肋减少变形土艺肋减少变形 （5 5）增加工艺肋。）增加工艺肋。（6 6）合理选择切削用量。）合理选择切削用量。（7 7）充分浇注切削液。）充分浇注切削液。2 2减少和消除薄壁工件变形的方法。减少和消除薄壁工件变形的方法。（1）工件分粗、精车。）工件分粗、精车。2减少和消除薄壁工件变形的方减少和消除薄壁工件变形的方