车削轴类零件

2、阶梯轴长度测量及控制方法
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车削阶梯轴时，应准确控制多段阶 台的轴向长度尺寸。其关键是要根据 图样找出正确的测量基推，否则会造 成累积误差过大而产生废品。控制多 段阶台的轴向长度尺寸有以下几种方 法。
（1）．刻线痕 先用钢板尺、样板或卡钳量出阶台的长度尺寸， 再用车刀刀尖在阶台的位置处车刻出细线，然后 进行车削
(4)生产图的分析
• 用三爪卡盘安装，装夹长度为40mm， 外伸75mm。 • 选用硬质合金车刀，右偏刀车端面、 外圆和阶台，45°右弯头刀车削倒角。 • 三个阶台加工余量均为5mm，可暂 定背吃刀量为粗车3mm，半精车 1.5mm，精车0.5mm。进给量为粗车 0.2mm/r，精车0.1mm/r。切削速度为 粗车1.67m/s，精车2.17m/s。
• ４）可以合理的确定机床。例如：粗车可 以在精度低、动力大的机床上进行。精车 在精度高的机床上进行。 • ５）由于精车放在最后，可以避免光洁的 工件表面在多次装夹中碰伤，造成退修、 浪费工时。 • ６）可以及时发现毛坯的缺陷 （如砂眼、 裂缝等）。如果把一个表面精车以后，再 去粗车另一表面，这时如果发现另一表面 有缺陷而必须更换毛坯，那么前面的一切 工作都是白费。
• （3）拨盘和夹头 用双顶尖装夹零件时，零件一般不能由顶 尖直接带动旋转，而需要通过拨盘（或卡 盘）和夹头来带动。
• 四、车刀 • 及其安装 • 车削轴类 • 零件的车刀
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（a）４５°外圆车刀；（b）７５°外圆车刀；（c）９０°外圆车刀 （偏刀）； （d）切断 （槽）刀；（e）机械夹固或外圆车刀；（f）机械夹固式切断刀； （g）可转位外圆车刀
• 上面所说的这几点，都是说明车削零 件时粗精车应该分开。但是，也不 是说每个零件都要这样做。例如，车 削大型而精度要求又不高的零件，由 于安装困难就不必这样做了。 • （３）对于精度要求高的零件，为了 消除内应力，改善零件的机械性能在 粗车以后还要经过调质或正火处理， 这时粗车后应留１.５～２.５ｍｍ余量 （按工艺文件规定)
• • 进给量f——工件每转一周， 车刀在工件上所移动距离， 单位ｍｍ／r。
Dd p 2
• • 切削速度 vc ——工件待加工面在一分钟内 对车刀刃所经过路程，单位ｍ／ｍｉｎ。
vc
Dn
1000
1000 vc n D
• 式中 vc ——切削速度，ｍ／ｍｉｎ； • ｎ———主轴转速，ｒ／ｍｉｎ； Ｄ———待加工面直径，ｍｍ。
3．轴类零件的装夹要求
• 车削加工前，必须将零件放在机床夹 具中定位和夹紧，使零件在整个切削 过程中始终保持正确的位置。根据轴 类零件的形状、大小、精度、数量的 不同，可采用不同的装夹方法。
• （1）在四爪单动卡盘上 装夹 四爪单动卡盘（如图所 示）的卡爪是各自独立运 动的，因此在装夹零件时 必须找正后才可车削，但 找正比较费时。其夹紧力 较大，常用于装夹大型或 形状不规则的零件。四爪 单动卡盘的卡爪可装成正 爪或反爪，反爪用于装夹 较大的零件。
• 七、选择车削步骤的原则 （１）零件根据数量和精度要求的不同，机 床条件的差异，可以有两种不同的加工原则： 即工序集中原则和工序分散原则。工序集中 原则是把第一个零件全部或一端车好以后， 再车第二、三……个零件。工序分散原则是 先车好全部零件的一个或一组表面，然后再 车全部零件的第二、三……个（组）表面。 • 大体说来，当零件的批量较小或只有几个， 加工表面相互位置精度要求较高，或者是重 型零件，而车床的精度和万能性又比较高时， 应采用工序集中原则。反之，应采用工序分 散原则。
• ３）在任何的毛坯中，都有内应力存 在。当表面车去一层金属以后，内应 力将重新分布而使零件发生变形。粗 车时，零件变形很大。如果把某一精 度要求很高的表面，一开始就车到最 后的精度要求，这个表面将由于车削 其他表面而引起的内应力重新分布而 失去原有的精度。虽然精车时也要车 去金属，但由于切屑很薄，内应力所 引起的零件变形很小
• （２）车削零件时，一般总是分粗 车、半精车和精车三个阶段。一般 的规则是：一开始就进行零件各个 表面粗车，只有在全部表面进行粗 车之后，才进行半精车和精车。那 么为什么要这样做呢？理由如下：
• １）在粗车时，由于吃刀量和进给量 较大，所产生的切削力也很大，因此 必须把工件夹紧。但是，这样会使零 件表面夹毛或变形。如果把零件的一 个表面全部车好，那么粗车另一头表 面时，就要把经过精车的表面夹在卡 盘中，结果也会把这个表面夹毛。 • ２）粗车时会产生大量的热，影响零 件的尺寸精度。把粗车和精车分开以 后，使零件在精车之前有冷却的机会。
• （６）如果零件除了车削以外，还要经过 磨削，那么在粗车和半精车以后不再精车 了。但是，在半精车后必须留有磨削余量 。 • （７）车削阶台轴时，一般是先车直径较 大的一端，这样可以保证轴在车削过程中 的刚度。
• （８）在轴上切槽时，一般是在粗车和半精车 以后，精车之前，但必须注意槽的深度。例如， 槽的深度是２ｍｍ，精车之前的余量为０.６ ｍｍ，那么在精车之前切槽时，槽的深度为２ ＋０.６／２＝２.３ｍｍ。如果零件的刚性较 好，或者精度要求不太高，也可以在精车以后 切槽，这样槽的深度就容易控制。 • （９）轴上的螺纹一般是放在半精车以后车削 的，等待螺纹车好以后，再精车各级外圆。因 为车螺纹时，容易使轴弯曲。如果各级轴的同 心度要求不高或轴的刚性不太好，那么螺纹可 以放在最后车削。
车削轴类零件
• 一、轴类零件的种类 轴类零件由圆柱表面、端面、沟槽、阶 台和倒角等组成, 它有光滑轴、阶台轴等几 种。
• 二、轴类零件的特点 轴是各种机器中最常见的零件之一。它的轴向尺寸一 般大于径向尺寸，如图所示。
• ① 圆柱表面：一般用于支承轴上传动零件。 ② 端面和台阶：常用来确定安装零件的轴 向位置。 ③ 沟槽：使磨削或车螺纹时退刀方便，并 使零件装配时有一个正确的轴向位置。 ④ 键槽：主要是周向固定轴上传动零件和 传递扭矩。 ⑤ 螺纹：固定轴上零件的相对位置。 ⑥ 倒角：去除锐边防止伤人，便于轴上零 件的安装。 ⑦ 圆弧：提高强度和减少应力集中，有效 防止热处理中裂纹的产生。
• 根据阶梯轴相邻两圆柱 体直径差值大小，可分 为低阶台和高阶台两种
• 1)低阶台的车削 阶梯 轴的低阶台可以用一次 走刀车出。由于阶台面 应和工件轴线垂直，所 以必须用90°偏刀车削。 装刀时要使刀刃和工件 轴线垂直。
• 2)高阶台的车削 阶梯轴的高阶台要用分层切削 方法进行车削。粗车时先用主偏角Kr＜90 °的车 刀进行车削，再把偏刀的主偏角装成93°～95°， 用几次走刀来完成。在最后一次走刀时，车刀在 纵向进给结束后，用手摇动中滑板手柄，使车刀 逐渐均匀退出，把阶台端面车削一次，这样可以 保证端面与外圆轴线相垂直。
车削轴上外圆、端面、切槽和倒角的方法 • （a）、（b）、（c）车外圆；（d）切槽；（e）车端面；（f）倒角
想一想、试一试！
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么反切法 （刀具反装，工件倒转）可 以消除振动？
•Байду номын сангаас六、切削用量
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切削用量主要是指吃刀量、 进给量和切削速度三个方面： １背吃刀量 p • 待加工面与已加工面之间的 垂直距离。 • 式中 p —吃刀量，ｍｍ； • Ｄ—待加工面直径，ｍｍ； ｄ—已加工面直径，ｍｍ。
• （4）用一夹一顶装夹 用双顶尖装夹零件精度高，但刚性较差，故在车削 一般轴类零件时采用一端用卡盘夹住，另一端用顶 尖顶住的装夹方法，如图所示。为防止切削时产生 轴向位移，可采用限位支承或台阶限位。其中台阶 限位安全，刚性好，能承受较大切削力，故应用广 泛。
• 4．中心孔、顶尖、拨盘和夹头 （1）中心孔 国家标准 GB/T 145—2001 规定中心孔有A 型（不带护锥）、B 型（带护锥）、C 型带 螺孔）和 R 型（弧形）4 种，如图所示。
• ② 后顶尖 后顶尖（如图 所示）有固定顶尖（俗称死 顶尖）和活顶尖两种，使用时将其装入尾 座套筒锥孔内。
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固定顶尖刚性好、定心准，但与中 心孔之间是滑动摩擦，易磨损和烧坏 顶尖。固定顶尖一般用于低速加工精 度较高的零件，当零件细小时可采用 反顶尖。 活顶尖的内部装有滚动轴承，使用 时顶尖部分和零件一起转动，能在高 转速下工作，克服了固定顶尖的缺点， 应用较为广泛，但其刚性较差，滚动 轴承磨损后会有径向跳动，影响加工 精度。
• （2）在三爪自定心卡盘上 装夹 三爪自定心卡盘（如图 所示）的三个卡爪是同步 运动的，能自动定心，装 夹时一般不需找正，故装 夹零件方便、省时，但夹 紧力较小，常用于装夹外 形规则的中、小型零件。 三爪自定心卡盘有正爪、 反爪两种形式，反爪用于 装夹直径较大的零件。
• （3）用双顶尖装夹 • 对于较长的或工序较 多的零件，为保证多 次装夹的精度，采用 双顶尖装夹的方法， 如图 所示。 用双顶尖装夹零件方 便，无需找正，重复 定位精度高，但装夹 前需保证零件总长并 在两端钻出中心孔。
（2）用挡铁定位 在批量生产中，为了 迅速推确地控制多段阶台 的长度，可用块式挡铁定 位控制或用圆盘式挡铁定 位控制使用这种方法可省 去了大量的测量时间，加 工精度可以达到0.1mm～ 0.2mm。为了准确控制工 件的轴向尺寸，用卡盘顶 尖安装工件时，在车床主 轴锥孔内必须装有限位支 承，使工件轴向定位。
（3）利用床鞍刻度盘控制阶台长度尺寸 • 例如CA6140卧式车床床鞍刻度盘每小格等于 纵向进给1mm。根据刻度盘转过的格数，即可以 算出进给长度。这种控制尺寸的方法，长度误差 在0.3mm之内。 • 阶梯轴阶台长度尺寸可以用钢尺、内卡钳和深 度游标卡尺测量。对于批量较大或精度较高的阶 台，可用量规测量，
• （４）在车削短小零件时，一般先把端面 车一刀，这样便于决定长度上的尺寸。对 铸铁件来说，最好先倒一个角，因为铸铁 的外皮很硬，并有型砂，容易磨损车刀。 倒角以后，在精车时，刀尖不会再遇到外 皮和型砂了。
• （５）在两顶针间车削轴类零件，一般至 少要三次安装，即粗车一端，调头再粗车 和精车另一端，最后精车原来一端。
• ① 钻中心孔时，由于中心钻 切削部分直径较小，刚性差， 钻削时要注意转速和进给速 度。 • ② 钻中心孔时要使中心钻轴 线与零件轴线同轴。 ③ 钻中心孔时端面中心不得 留有尖的凸台。 ④ 钻中心孔时要即时清除切 屑，以防止堵塞而使中心钻 折断。
• （2）顶尖 顶尖有前顶尖和后顶尖两种，主要用来定心和承 受零件的重力和切削力。 • ① 前顶尖 前顶尖（如图所示）可直接安装在车床主轴锥孔 中，也可自制成 60°锥角的钢件前顶尖（每次装 夹时必须将锥面再车一下，保证锥面与旋转中心 同轴）。
• 车刀在刀架上伸出长度 车刀的安装方法如图所示。
• （a）正确；（b）伸出太长；（c）伸出太短
• 图示为车刀安装高低的方法，车刀刀尖应 与工件中心等高。
（a）用钢直尺量中心高；（b）根据尾座顶尖安装
想一想、试一试！
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他方法吗？ 如果高于或低于工件中心，将会产生什么 后果？ 片？为什么？
五、车削方法
• 三、轴类零件的技术工艺要求 ① 尺寸精度：主要包括直径和长度尺 寸，要符合图样中的公差要求。 ② 形位精度：包括形状和位置精度， 是保证零件正常使用的必要条件。 ③ 表面粗糙度：表面粗糙度是根据需 要确定的，车削加工一般为 Ra0.8～ Ra12.5。 • ④ 热处理：根据需要，加工前常进行 退火和正火等热处理，精加工前常进 行调质、淬火、氮化等热处理。
八、多阶梯轴类零件的车削
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两个或两个以上的圆柱体组成的具有相同轴心 线的轴称为多阶梯轴。这类零件也可能还具有其 他截面形状的组合，例如花键、圆锥体、正多边 体等，统称为多阶梯轴类零件。
• 1、阶梯轴的切削方法 • 车削阶梯轴实际上是车外圆和车端面的 综合。在车削时应兼顾外圆直径和阶梯轴 长度两个方向的尺寸要求，还要保证阶梯 轴端面与工件轴线的垂直度要求。 • 车削阶梯轴可以纵向进给也可以横向进 给。如果阶梯轴的一段较短(如6mm一 8mm)、可用横向进给车出。如果阶梯轴的 一端较长或表面尺寸要求高，则要用纵向 进给车出。 •