学习情境2.2车削加工阶梯轴零件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,普通机床加工零件,学习子情境,2.2,车削加工阶梯轴零件,绵阳职业技术学院,机电工程系,一、本项目任务描述,根据阶梯轴零件工程图要求，以小组或独立工作形式，在普通车床上完成阶梯轴零件加工,二、本项目教学目标,【,技能目标,】,1.,学会分析阶梯轴零件的结构工艺；,2.,能合理选择刀具；,3.,能正确安装车床夹具和找正；,4.,能使用量具，检测尺寸和形位公差精度；,5.,能用普通车床能生产出合格的简单轴类工件。,【,知识目标,】,1,分析阶梯轴零件的结构工艺；,2,熟悉车刀种类，车刀几何参数，合理选择车刀加工轴类工件；,3,刃磨车刀；,4,圆锥的基本参数，计算锥度和角度；,5,加工阶梯轴零件；,6,使用量具进行轴类零件的检测。,【,素质目标,】,1.,能够培养学生的基本技能能力，同时使学生对专业有一定的理解；,2.,通过知识教学的过程培养学生学习能力、方法能力及社交能力。,三、重点、难点及解决办法,重点：,车刀的选择，圆锥的基本参数。,难点：,零件结构工艺分析。,解决办法：,1.,学生以小组讨论的方式读懂零件图；,2.,教师引导和帮助学生进行相关知识结构分析，理解图纸要求的结构难点及关键技巧，制定零件的加工工艺路线；,3.,教师示范讲解，学生练习操作，教师与学生，学生与学生互动共同完成阶梯轴车削加工。,四,、教学过程设计,2.2.1,资讯,一、零件图分析,该零件为圆杆形台阶轴，零件加工内容包括：圆柱面、圆锥面、台阶面、倒角。,四,、教学过程设计,二、知识讲解,（一）轴的车削加工方法,1.,端面车削,对工件的端面进行车削的方法叫车端面。常用端面车削时的几种情况如下图所示：,四,、教学过程设计,2,.,圆柱台阶车削,车台阶轴时，既要车外圆，又要车环形端面，因此既要保证达到外圆尺寸精度，又要保证台阶长度尺寸。,（,1,）车削相邻两个直径相差不大的台阶时，可用,90,偏刀车外圆，利用车削外圆进给到所控制的台阶长度重点位置，自然得到台阶面。用这种方法车台阶时，车刀安装后的主偏角必须等于,90,四,、教学过程设计,（,2,）如果相邻两个台阶直径相差较大，就要用两把刀分几次车出。可先用一把,90,的刀粗车，然后用一把,90,偏刀使安装后的,=93,95,分几次清根。清根时应该留够精车时外圆和端面的加工余量。精车外圆到台阶长度后，停止纵向进给，可根据进给手柄使车刀慢慢地均匀退出，把端面精车一刀。至此，一个台阶加工完毕。,（,a,）（,b,）,四,、教学过程设计,3,圆锥面车削,在车床上车削圆锥面的方法有很多种，最常用的方法是转动小滑板法。,四,、教学过程设计,3,圆锥面车削,（,1,）小滑板转动角度原则,小滑板转动角度应是圆锥素线与车床主轴轴线夹角，即就是工件圆锥半角，使车刀进给轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可。如果图样上没有注明圆锥半角，可计算得出。,（,2,）找正小滑板角度方法,四,、教学过程设计,4,其它面加工,切槽时用切槽刀。切槽刀前为主切削刃，两侧为副切削刃。安装切槽刀，其主切削刃应平行于工件轴线，主刀刃与工件轴线同一高度。,切窄槽，主切削刃宽度等于槽宽，横向走刀一次将槽切出。切宽槽，主切削刃宽度小于槽宽，分几次横向走刀，切出槽宽；切出槽宽后，纵向走刀精车槽底，切完宽槽。,另外，切断与切槽的方法很相似。,四,、教学过程设计,（二）圆锥的基本参数,1,圆锥的四个基本参数,（,1,）最大圆锥直径（,D,）,（,2,）最小圆锥直径（,d,）,（,3,）圆锥长度,(L),（,4,）圆锥半角（,/2,）和锥度（,C,）。,锥度是两个垂直圆锥轴线截面直径差与该两截面问的轴向距离之比，即,C=,（,D,d,）,/L,。,四,、教学过程设计,由于设计基准，测量方法等要求不同，在图样中圆锥的标注方法也不一致，根据圆锥的四个基本参数，只要知道任意三个参数，即可计算出其他一个位置参数。,四,、教学过程设计,2,标准圆锥,常用的标准工具圆锥有米制圆锥和莫氏圆锥两种。,（,1,）米制圆锥,米制圆锥共有,8,个号码，即,4,号、,6,号、,80,号、,100,号、,120,号、,140,号、,160,号、,200,号。它的号码是指圆锥的大端直径，锥度固定不变，即,C=1,：,20.,圆锥半角,/2=25,度,56,分。,（,2,）莫氏圆锥,莫氏圆锥是机器制造业中应用得最广泛的一种，如车床主轴孔、顶尖、钻头柄部及铰刀柄部等都是用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成,7,个号码即,0,、,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,，最小的,0,号最大的,6,号，每一型号公称直径大小分为,9.015,、,12.065,、,17.78,、,23.825,、,31.267,、,44.399,、,63.318,莫氏圆锥是从英制换算来的。,四,、教学过程设计,（三）,车刀的类型,车刀按其用途不同，可分为外圆车刀，端面车刀，切断刀，内孔车、螺纹车刀和成形车刀等。,四,、教学过程设计,1,90,外圆车刀及其使用,90,车刀又称偏刀，按进给方向分右偏刀和左偏刀。,（,a,）右偏刀,（,b,）左偏刀（,c,）右偏刀外形,四,、教学过程设计,（,1,）右偏刀一般采用来车削工件的外圆，端面和右向台阶，因为它的主偏角较大，车外圆时作用于工件半径方向的径向切削力较小，不易将工件顶弯。,（,2,）左偏刀一般用来车削左向价台和工件的外圆，也适用于车削直径较大和长度较短的工件的端面。,（,a,）用右偏刀车外圆、台阶和端面 （,b,）用左、右偏刀车台阶 （,c,）用左偏刀车平面,四,、教学过程设计,右偏刀也可用来车削平面，但因车削时用副刃切削，如果由工件外缘向中心进给，当切削深度较大时，切削力会使车刀扎入工件，而形成凹面，为防止产生凹面，可改由中心向外缘进给，用主切削刃切削，但切削深度较小，切削余量较大时也可用图,c,所示车削。,（,a,）向中心进给产生凹面（,b,）由中心向外进给（,c,）用端面车刀车平面,四,、教学过程设计,2,45,车刀及其使用,45,车刀由刀尖角为,90,，所以刀头强度和散热条件都比,90,车刀好，常用于车削工件的端面和进行,45,倒角，也可用来车削长度较短的外圆。,四,、教学过程设计,3,75,外圆车刀及其使用,75,车刀刀尖角大于,90,，刀头强度好，较耐用，因此适用与粗车轴类工件的外圆以及强力切削铸铁、锻件等余量较大的工件，图,a,；,75,左车刀还可以用来车铸铁、锻件的大平面，图,b,。,四,、教学过程设计,（四）顶尖装夹工件,1.,顶尖,顶尖的作用是定中心，承受工件的重量和切削力。顶尖分前后顶尖两类。,（,1,）前顶尖,摆在主轴孔内与主轴一起旋转的叫前顶尖如图,1-25a,所示。前顶尖随同工件一起转动。与中心孔无相对运动，不发生摩察。,有时为了准确和方便起见，也可以在三爪自定心卡盘上夹一段钢材，车,60,度顶尖来代替前顶尖。如图,1-25b,所示。,四,、教学过程设计,（,2,）后顶尖,插入车床尾座套筒内的叫后顶尖，后顶尖又分固定顶尖和回转顶尖。,固定顶尖的优点，定心正确刚性好，缺点是工件和顶尖是滑动摩擦，发热较大，过热时会把中心孔或顶尖烧坏，因此它适用与低速加工精度要求较高的工件。,为了避免后顶尖与工件中心空摩擦，常使用回转顶尖。,四,、教学过程设计,2.,钻中心孔的方法,工件夹紧后把端面车平，把中心钻装夹在钻夹头中夹紧，当钻夹头的锥柄能直接和尾座套用上的锥孔结合时，直接装入便可以使用，如果锥柄小于锥孔，就必须在他们中间增加一个过渡锥套才能结合上，中心钻安装完毕，开车使工件旋转，均匀摇动尾座手轮来移动中心钻实现进给持钻到所需的尺寸后，稍停留，使中心孔得到修光和圆整，然后退刀。,四,、教学过程设计,3.,一夹一顶安装工件,夹、顶安装工件对质量较大，加工余量也较大的工件，如果采用在两顶尖间安装的方法来加工，就无法提法提高切削用量，缩短加工时间。此时可采取前端用卡盘夹紧，后端用后顶尖顶住的装夹方式法。为了防止工件轴向窜动，工件应该轴向定位，即在卡盘内部装个限位支承；也可以利用工件上的合格限位，如图所示。这种装夹方法比较安全。能承受较大的轴向切削力。因此应用的很广泛。,四,、教学过程设计,2.2.2.,决策,学生通过分组讨论方式，分析销轴零件尺寸精度、表面粗糙度、毛坯材料、加工批量等，找出阶梯轴零件加工难点，制订实施措施。,指导重点：,（,1,）根据阶梯轴零件工程图及技术要求选择合适的机床、加工方法、装夹方式及合理的切削用量；,（,2,）根据图样的精度要求，宜在卧式车床上用外圆车刀车削加工；,重点考察学生的分析能力、交流能力及团队协作能力。,四,、教学过程设计,2.2.3.,计划,1,零件工艺性分析,（,1,）材料为,45,钢，毛坯材料为热轧圆钢；,（,2,）,35mm,为基准外圆；,（,3,）主要尺寸,35mm,、,28mm,、,20mm,表面粗糙度均为,Ra1.6um,；,（,4,）加工数量为,20,件。,重点考察学生识图能力及工艺规划能力。,四,、教学过程设计,2.2.3.,计划,拟订阶梯轴零件加工步骤,：,（,1,）装卡工件毛坯、车端面、粗车外圆、精车外圆、倒角、切断。,（,2,）检查。,四,、教学过程设计,填写工艺文件（工艺过程卡）,：,2.2.4.,实施,在“学中做”工作单,阶梯轴零件加工,的引导下，学生完成阶梯轴零件加工,四,、教学过程设计,2.2.5.,检查,（,1,）检查零件的尺寸、表面粗糙度等是否与工程图中的要求相符；,（,2,）检查产品是否合格。,四,、教学过程设计,2.2.6.,评估,评估总结销轴零件加工步骤是否优化，能否采用其他更优化方法和步骤实现零件加工。,四,、教学过程设计,四,、教学过程设计,五、教学资源,普通车床及附件、教材、教案、多媒体课件、课程学习任务集、机械加工工艺手册,六、阶梯轴零件加工步骤指导,阶梯轴零件加工步骤,步骤,1,选择机床,选用,CA6140,型卧式车床,（,1,）选择切削用量,粗车时取：,Vc=80,100m/min ap=2,4mm f=0.3,0.6mm/r,半精车时取：,Vc=100,120m/min ap=1,2mm f=0.2,0.4mm/r,精车时取：,Vc=120,130m/min ap=0.1,0.5mm f=0.1,0.2mm/r,阶梯轴零件加工步骤,（,2,）调整机床,调整车床主轴转速 主轴转速可以按切削速度计算公式,v=ndn/1000,算出。然后将车床上的主轴变速调整到和计算出的转速最接近的主轴转速档。,调整进给量根据所选定的进给量，从车床的铭牌上查处出进给量手柄位置并进行调整。,检查车床有关运动件的间隙是否合适。如床鞍、中、小滑板的硬条的松紧程度，也就是检查滑板移动是否轻快、平稳。,检查切削液是否供应正常。,阶梯轴零件加工步骤,阶梯轴零件加工步骤,步骤,2,装夹工件,三爪自定心卡盘结构和工件安装,步骤,3,选择刀具,选用,45,端面车刀，,90,外圆车刀，,3mm,切槽刀,阶梯轴零件加工步骤,步骤,4,车刀的安装,阶梯轴零件加工步骤,步骤,5,车阶梯轴,阶梯轴零件加工步骤,零件加工（演示实训）,步骤,6,零件检测,1.,基本量具的正确使用方法,阶梯轴零件加工步骤,步骤,6,零件检测,2.,百分表的使用,阶梯轴零件加工步骤,车削加工如图所示的传动轴零件,材料：,45,钢,毛坯：,40mm250,铸件棒料,七、做中学任务,