任务三 车削台阶轴 活动一 学会装夹 活动二 车削台阶轴 活动三 车削台阶轴训练 思考与练习

正确装夹刀具与工件是进行车削加工的前提。 1．刀具的装夹 活动一 学会装夹 正确装夹刀具与工件是进行车削加工的前提。 1．刀具的装夹 车刀装夹得是否正确，直接影响切削的顺利进行和工件的加工质量。即使刃磨了合理的车刀角度，如果不正确装夹，也会改变车刀工作时的实际角度。装夹车刀时，必须注意以下几点。 （1）车刀装夹在刀架上，不宜伸出太长。在不影响观察的前提下，应尽量伸出短些。否则切削时刀杆的刚性减弱，容易产生振动，影响工件的表面粗糙度，甚至使车刀损坏。车刀的伸出长度，一般以不超过刀杆厚度的1.5倍为宜。车刀下面的垫片要平整，并应与刀架对齐，而且尽量以少量的厚垫片代替较多的薄垫片，以防止车刀产生振动。

（2）车刀刀尖应与工件轴线一样高。车刀装得太高，会使车刀的实际后角减小，使车刀后刀面与工件之间的摩擦增大；车刀装得太低，会使车刀的实际前角减小，使切削不顺利。 （3）装夹车刀时，刀杆中心线应跟进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。 （4）车刀至少要用两个螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流旋紧。旋紧时不得用力过大而损坏螺钉。

（1）在四爪单动卡盘上装夹工件 1）四爪单动卡盘的构造 四爪单动卡盘有四个各不相关的卡爪1、3、4、5，每个爪的后面有一半瓣内螺纹跟丝杆2啮合，如图3.16所示。丝杆的一端有一方孔，用来安插扳手方榫。用扳手转动某一丝杆时跟它啮合的卡爪就能单独移动，以适应工件大小的需要。卡盘后面配有连接盘，连接盘有内螺纹跟车床主轴外螺纹相配合。

活动一 学会装夹 2）四爪单动卡盘的优缺点和应用 由于四爪单动卡盘的四个卡爪能各自独立移动，因此工件装夹后必须将工件加工部分的旋转轴线找正到与车床主轴旋转轴线重合后才能车削，找正比较麻烦。但四爪单动卡盘的夹紧力大，因退䀚﮳于装夹大型或形状不规则的工件。四爪单动卡盘可装成正爪和反爪两种，反爪用来装夹直径较大的工件。 图3.16 四爪单动卡盘的构造

（2）在三爪自定心卡盘上装夹工件 1）三爪自定心卡盘的构造 活动一 学会装夹 （2）在三爪自定心卡盘上装夹工件 1）三爪自定心卡盘的构造 三爪自定心卡盘的构造如图3.17所示。三爪自定心卡盘也是用连接盘装夹在车床主轴上的。当扳手方榫插入小锥齿轮2的方孔1转动时，小锥齿轮2就带动大锥齿轮3转动。大锥齿轮3的背面是一平面螺纹4，三个卡爪5背面的螺纹跟平面螺纹4啮合，因此当平面螺纹4转动时，就带动三个卡爪5同时作向心或离心移动。 图3.17 三爪自定心卡盘的构造

活动一 学会装夹 2）三爪自定心卡盘的优缺点和应用 三爪自定心卡盘能自动定心，不需花很多时间去找正，装夹效率比四爪单动卡盘高，但夹紧力没有四爪单动卡盘大。这种卡盘不能装夹形状不规则的工件，只适用于大批量的中小型规则零件的装夹，如圆柱形、正三边形、正六边形等工件。 三爪自定心卡盘也可装成正爪和反爪。必须注意，用正爪装夹工件时，工件直径不能太大，一般卡爪伸出卡盘圆周不超过卡爪长度的1/3，否则卡爪跟平面螺纹只有2～3牙啮合，受力时容易使卡爪上的螺纹碎裂。所以装夹大直径工件时退䀚﮳᐀Ī戼撈＜㈀℀E　̎@ڀ隂镩ǚ녈倀꫐ꪂɰ作离心移动，撑住工件内孔来车削。

（3）在两顶尖间装夹工件 对于较长的或必须经过多次装夹才能完成的工件，如长轴、长丝杠的车削，或工序较多，在车削后还要进行铣、磨的工件，为了使每次装夹都能保持其装夹精度（保证同轴度），可以采用两顶尖装夹的方法。因为用两顶尖装夹方便，不需找正，所以装夹精度高。 在两顶尖间装夹工件，必须先在工件的两端面上钻出中心孔。

1）先把工件夹在卡盘上，尽可能伸出短一些，端面不能留有凸头。 2）缓慢均匀地摇动尾座手轮，使中心钻钻入工件端面。 活动一 学会装夹 在车床上钻中心孔的方法是： 1）先把工件夹在卡盘上，尽可能伸出短一些，端面不能留有凸头。 2）缓慢均匀地摇动尾座手轮，使中心钻钻入工件端面。 3）钻到尺寸后，让中心钻原地不动数秒钟，使中心孔圆整后再退出。

（4）一夹一顶装夹工件 在两顶尖间装夹工件，刚性较差，因此，车削一般轴类零件，尤其是较重的工件，不能采用两顶尖装夹的方法，而采用一端夹住（用三爪自定心或四爪单动卡盘，并在卡盘内做一限位支承，或夹住工件阶台处，以防止工件轴向窜动），另一端用后顶尖顶住的装夹方法。这种方法比较安全，能承受较大的切削力，因此应用得很广泛。

台阶轴是机器设备上最常见的零件之一。通过该项目的训练，学会车床的基本操作与切削用量的合理选择。 活动二 车削台阶轴 台阶轴是机器设备上最常见的零件之一。通过该项目的训练，学会车床的基本操作与切削用量的合理选择。 1．选择切削用量 选择切削用量就是根据切削条件和加工要求，确定合理的切削深度、进给量和切削速度。这对保证产品质量、充分发挥车刀、机床的潜力和提高生产效率都有很重要的意义。

（1）切削深度的选择 粗车时，加工余量较多，这时并不要求很小的表面粗糙度值，在考虑机床动力、工件和机床刚性许可的情况下，尽可能选用较大的切削深度，以减少切削次数，提高生产效率。只有当余量较大，不能一次车去时，才考虑分几刀车削。但切削深度不能选得过大，否则会引起振动、“闷车”，甚至损坏车床和车刀。一般是把第一次或头几次的切削深度选得大些，最后留半精车和精车余量。 （2）进给量的选择 进给量的大小受到机床和刃具的刚性和强度、工件精度和表面粗糙度的限制。切削深度选定以后，进给量应选得大些。但是，当进给量太大时，可能会引起机床最薄弱零件的损坏、

刀片碎裂、工件弯曲、加工表面粗糙度值增大等。 活动二 车削台阶轴 刀片碎裂、工件弯曲、加工表面粗糙度值增大等。 粗车时由于工件表面粗糙度值可大些，选取进给量时，在机床、工件、刀具允许的情况下尽量大些；这样可以缩短切削行程时间，提高生产效率。精车时，应考虑工件的表面粗糙度，进给量应选小些。 （3）切削速度的选择 当切削深度和进给量选好以后，切削速度也应选取较为合理的数值。应当做到既能发挥车刀的切削性能，又能发挥车床的潜力，并且保证加工表面质量和降低成本。

选择切削速度的一般原则如下 1）车刀材料 使用硬质合金车刀可比高速工具钢车刀的切削速度快。 2）工件材料 切削强度和硬度较高的工件时，因为产生的热量和切削力都比较大，车刀容易磨损，所以切削速度应选得低些。脆性材料如铸铁工件，虽然强度不高，但车削时形成崩碎切屑，热量集中在切削刃附近，不易传散。因此，切削速度也应取得低一些。 3）表面粗糙度 要求表面粗糙度值小的工件，如用硬质合金车刀车削，切削速度应取得高些；如用高速工具钢车刀车削，切削速度应取得低些。

4）切削深度和进给量 切削深度和进给量增大时，切削时产生的热量和切削力都较大，所以应适当降低切削速度。反之，切削速度可取高些。 5）切削液 切削时加注切削液可以降低切削区域的温度，并起润滑作用。

量具是保证产品质量的常用工具。正确使用量具是保证产品加工精度，提高产品质量的最有效的手段。 （1）钢直尺的规格和使用 活动二 车削台阶轴 2．熟悉量具的使用方法 量具是保证产品质量的常用工具。正确使用量具是保证产品加工精度，提高产品质量的最有效的手段。 （1）钢直尺的规格和使用 钢直尺是简单量具，其测量精度一般在±0.2mm左右，在测量工件的外径和孔径时，必须与卡钳配合使用。 钢直尺上刻有公制或英制尺寸，常用的公制钢直尺的长度规格有150、300、600、1000等四种，如图3.18所示。 图3.18 钢直尺

（a）测量外径 （b）测量长度 （c）测量孔深 （d）测量内径 （e）测量两孔距 活动二 车削台阶轴 （2）游标卡尺的使用 游标卡尺的测量范围很广，可以测量工件外径、孔径、长度、深度以及沟槽宽度等。测量工件的姿势和方法如图3.19所示。 （3）外径千分尺的使用 外径千分尺是车削加工时最常用的一种精密测量仪器，其测量精度可以达到0.01mm。测量工件的姿势和方法如图3.20所示。 图3.19 游标卡尺的使用方法 （a）测量外径 （b）测量长度 （c）测量孔深 （d）测量内径 （e）测量两孔距

活动二 车削台阶轴 图3.20 外径千分尺的使用方法

活动二 车削台阶轴 3．车削台阶轴 在同一工件上，有几个直径大小不同的圆柱体连接在一起像台阶一样，就叫它为台阶工件。俗称台阶为“肩胛”。台阶工件的车削，实际上就是外圆和平面车削的组合。故在车削时必须兼顾外圆的尺寸精度和台阶长度的要求。 （1）台阶工件的技术要求 台阶工件通常与其他零件结合使用，因此它的技术要求一般有：各挡外圆之间的同轴度、外圆和台阶平面的垂直度、台阶平面的平面度以及外圆和台阶平面相交处的清角。 （2）车刀的选择和装夹如图3.21所示 图3.21 车刀的装夹

车削台阶时，通常使用90°外圆偏刀。车刀的装夹应根据粗、精车的特点进行安装。如粗车时余量多，为了增加切削深度，减少刀尖压力，车刀装夹可取主偏角小于90°为宜（一般为85°～90°）。精车时为了保证台阶平面和轴心线垂直，应取主偏角大于90°（一般为93°左右）。

活动二 车削台阶轴 （3）车削台阶工件的方法 车削台阶工件，一般分粗、精车进行。车削前根据台阶长度先用刀尖在工件表面刻线痕，然后按线痕进行粗车。粗车时的台阶每档均略短些，留精车余量。精车台阶工件时，通常在机动进给精车外圆至近台阶处时，以手动进给代替机动进给。当车至平面时，然后变纵向进给为横向进给，移动中滑板由里向外慢慢精车台阶平面，以确保台阶平面垂直轴心线。

（4）直径尺寸的控制方法 车削台阶工件，直径尺寸的控制采用对刀——测量——进刀——切削的方法加以保证。 1）对刀 就是让刀尖沿轴向接触工件，纵向退出，轴向略进刀0.6～0.8mm后，纵向切削，再纵向退出（中滑板不动或记下刻度）。 2）测量 就是用游标卡尺或千分尺测量刚才的切削部分。

（a）用钢直尺测量 （b）用卡钳测量 （c）用游标深度尺测量 （d）用样板测量 活动二 车削台阶轴 3）进刀 就是用切削部分的测量值和图样要求进行比较后，用中滑板进刀（粗车时按2～3mm/刀；精车时按0.6～0.8mm/刀）。 4）切削 就是用机动/手动的方法进行纵向切削。 （5）台阶长度的测量和控制方法 当粗车完毕时，台阶长度已基本符合要求。在精车外圆的同时，一起把台阶长度车准。其测量方法，通常用钢直尺检查。如精度要求较高时，可用样板，游标深度尺、卡钳等测量，如图3.22所示。 图3.22 台阶长度的测量方法 （a）用钢直尺测量 （b）用卡钳测量 （c）用游标深度尺测量 （d）用样板测量

活动二 车削台阶轴 （6）工件的调头找正和车削 根据习惯的找正方法，应先找正卡爪处工件外圆，后找正台阶处反平面。这样反复多次找正后才能进行车削。当粗车完毕时，宜再进行一次复查，以防粗车时工件发生移位。

4．车削台阶轴时的注意事项 1）台阶平面和外圆相交处要清角，防止产生凹坑和出现小台阶。 2）车刀没有从里向外横向切削或车刀装夹主偏角小于90°，以及刀架、车刀、滑板等发生移位会造成台阶平面出现凹凸。 3）台阶工件的长度测量，应从一个基准面量起，以防累积误差。 4）刀尖圆弧较大或刀尖磨损会使平面与外圆相交处出现较大圆弧。 5）主轴没有停妥，不能使用量具进行测量。 6）使用游标卡尺进行测量时，卡脚应和测量面贴平，以防卡脚歪斜产生测量误差。松紧程度要适当，以防过紧或过松造成测量误差；取下时，应把紧固螺钉拎紧，以防副尺移动，影响读数的正确。

5．产生废品的原因及预防方法 产生废品的原因及预防方法如表3.2所示。 表3.2 车削台阶轴时产生废品的原因及预防方法

活动二 车削台阶轴 废 品 种 类 产 生 原 因 预 防 方 法 端面产生凹或凸 活动二 车削台阶轴 废 品 种 类 产 生 原 因 预 防 方 法 端面产生凹或凸 1．用右偏刀从外向中心进给时，床鞍没固定，车刀扎入工件产生凹面 在车大端面时，必须把床鞍的固定螺钉旋紧 2．车刀不锋利、小滑板太松或刀架没压紧，使车刀受切削力作用面“让刀”，因而产生凸面 保持车刀锋利。中、小滑板的镶条不应太松；车刀刀架应压紧 阶台不垂直 1．较低的阶台是由于车刀装得歪斜，使主切削刃跟工件轴线不垂直 装刀时必须使车刀的主切削刃垂直于工件的轴线，车阶台时最后一刀应从阶台里面向外车出 2．较高的阶台不垂直的原因同端面凹凸的原因一样

（1）能合理组织工作位置，掌握正确的操作姿势。 （2）用手动进给均匀移动大拖板、中拖板、小拖板按图样要求车削工件。 活动三 车削台阶轴训练 1．技能训练要求 （1）能合理组织工作位置，掌握正确的操作姿势。 （2）用手动进给均匀移动大拖板、中拖板、小拖板按图样要求车削工件。 （3）掌握正确使用量具的方法。 （4）掌握试刀、试切削的方法，控制外圆尺寸。 （5）遵守操作规程，养成文明生产、安全生产的良好习惯。 2．使用的刀具、量具和辅助工具 外圆车刀、游标卡尺、钢直尺等。 3．技能训练内容 （1）工件图样

活动三 车削台阶轴训练 工件图样如图3.23所示。 图3.23 工件图样

（2）参考步骤 1）粗、半精车 Dh10端面、外圆，留工序余量。 2）调头装夹粗、半精车 dh9端面、外圆，留工序余量。精车 dh9端面、外圆、倒角至尺寸要求。 3）调头装夹，精车 Dh10端面、外圆、倒角至尺寸要求。 4）重复以上操作步骤。

4．评分表 评分表如表3.3所示。 活动三 车削台阶轴训练 表3.3 评 分 表 项目 序 号 考核内容和要求 配 分 评 分 标 准 活动三 车削台阶轴训练 4．评分表 评分表如表3.3所示。 表3.3 评 分 表 项目 序 号 考核内容和要求 配 分 评 分 标 准 检 测 得 分 尺寸公差 1  Dh10 30 超差0.01扣1分；超差0.03以上不得分。 2  dh9 3 Lh8 10 超差0.02扣1分；超差0.06以上不得分。 4 Lh7 其他 5 表面粗糙度Ra6.3 20 Ra>6.3扣2分

2．四爪单动和三爪自定心卡盘的结构是怎样的？ 3．车削外圆时，表面粗糙度达不到要求是什么原因？怎样解决？ 4．控制阶台的长度有哪些方法？ 思考与练习 1．装夹车刀应注意哪些事项？ 2．四爪单动和三爪自定心卡盘的结构是怎样的？ 3．车削外圆时，表面粗糙度达不到要求是什么原因？怎样解决？ 4．控制阶台的长度有哪些方法？