学习情境9套类零件车削加工描述

学习情境9——套类零件车削加工描述

第一部分：学习情境9——行动过程及学习内容描述

2. 学习情境9——行动过程与教学内容设计描述

2.1资讯、决策、计划

①分析零件信息：教师布置项目工作任务，引导学生理解零件加工技术要求，学生资讯问题，教师解惑，学生分组讨论，学生填写相应卡片。

②拟定加工顺序，确定工艺装备，选择切削用量：学生在教师引导下学习搜集相关资料，教师听取学生的决策意见，学生填写相应卡片。

③制定工艺规程：学生制定工艺规程及操作加工方案计划，教师审定并关注预期成果。

2.2实施

①编写程序清单，在仿真软件上进行虚拟操作加工

②将程序输入数控车床，校验程序

③检查加工准备

④实际操作加工

2.3检查

学生与教师共同对加工完成的零件质量逐项进行检测，学生在教师的关注指导下填写相应卡片，教师提供规范化技术文档范例供学生参考。

2.9评价

学生分析超差原因，评估任务完成质量，填写小组总结报告，举行小组成果报告会，教师

关注团队合作效果。

通过对以上六个行动过程分析，来设计学习情境9的学习环节。针对学习情境9的具体学习内容，共设计了五个学习环节。

①制定工艺方案

②编制程序、仿真操作加工

③实际操作加工

④零件检测

⑤学习评价

第二部分：学习情境9——套类零件加工工艺知识准备

套类零件是车削加工中最常见的零件,也是各类机械上常见的零件,在机器上占有较大比例,通常起支撑、导向、连接及轴向定位等作用,如导向套、固定套、轴承套等。套类零件一般由外圆、内孔、端面、台阶和沟槽等组成,这些表面不仅有形状精度、尺寸精度和表面粗糙度的要求，而且位置精度要求也有要求。套类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套和长套两大类。它们在加工中，其装夹方法和加工方法都有很大的差别，以下主要介绍短套类。

1、套类零件的特点

（1）零件的主要表面为同轴度要求较高的内、外回转表面。

（2）零件壁厚较薄、易变形。

（3）长度一般大于直径

（4）当用作旋转轴轴颈的支承时在工作中承受径向力和轴向力。

（5）用于油缸或缸套时主要起导向作用。

2、车床上加工孔的方法：

（1）钻孔

利用钻头将工件钻出孔的方法称为钻孔。钻孔的公差等级为IT10以下，表面粗糙度为Ra12.5μm，多用于粗加工孔。在车床上钻孔如图9-1所示，工件装夹在卡盘上，钻头安装在尾架套筒锥孔内。钻孔前先车平端面并车出一个中心坑或先用中心钻钻中心孔作为引导。钻孔时，摇动尾架手轮使钻头缓慢进给，注意经常退出钻头排屑。钻孔进给不能过猛，以免折断钻头。钻钢料时应加切削液。

图9-1 车床上钻孔

钻孔注意事项：

1）起钻使进给量要小，待钻头头部全部进入工件后，才能正常钻削。

2）钻钢件时，应加冷切液，防止因钻头发热而退火。

3）钻小孔或钻较深孔时，由于铁屑不易排出，必须经常退出排屑，否则会因铁屑堵塞而使钻头“咬死”或折断。

4）钻小孔时，车头转速应选择快些，钻头的直径越大，钻速应相应更慢。

5）当钻头将要钻通工件时，由于钻头横刃首先钻出，因此轴向阻力大减，这时进给速度必须减慢，否则钻头容易被工件卡死，造成锥柄在床尾套筒内打滑而损坏锥柄和锥孔。

（2）、镗孔

在车床上对工件的孔进行车削的方法叫镗孔（又叫车孔），镗孔可以作粗加工，也可以作精加工。镗孔分为镗通孔和镗不通孔，如图9-2所示。镗通孔基本上与车外圆相同，只是进刀和退刀方向相反。粗镗和精镗内孔时也要进行试切和试测，其方法与车外圆相同。注意通孔镗刀的主偏角为45o--75o，不通孔车刀主偏角为大于90o。

图9-2 车孔

3、车内孔时的质量分析

（1）尺寸精度达不到要求

1）孔径大于要求尺寸：原因是镗孔刀安装不正确，刀尖不锋利，小拖板下面转盘基准线未对准“0”线，孔偏斜、跳动，测量不及时

2）孔径小于要求尺寸;原因是刀杆细造成“让刀”现象，塞规磨损或选择不当，绞刀磨损以及车削温度过高。

（2）、几何精度达不到要求

1）内孔成多边形：原因是车床齿轮咬合过紧，接触不良，车床各部间隙过大造成的，薄壁工件装夹变形也是会使内孔呈多边形。

2）内孔有锥度在：原因是主轴中心线与导轨不平行，使用小拖板时基准线不对，切削量过大或刀杆太细造成“让刀”现象。

3）表面粗糙度达不到要求：原因是刀刃不锋利，角度不正确，切削用量选择不当，冷却液不充分。

4、一般套类零件的技术要求较高，主要有以下几个方面：

1）直径精度和几何形状精度内孔是套类零件起只承和导向作用的主要表面，它通常与运动着的轴、刀具或活塞配合，其尺寸精度一般为IT7级，形状精度（圆度、圆柱度）控制在直径公差之内，形状精度要求较高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差。进行加工方案选择时可根据这些要求选择最合适的加工方法和加工方案。

2）相互位置精度轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）对于支承轴颈的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的轴，配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动一般为

0.01～0.03 mm,高精度轴为 0.001～0.005mm。此外，内外圆之间的用轴度一般为0.01-0.05mm，孔轴线与端面的垂直度一般取0.02-0.05mm，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。这就要求在一次安装中尽量加工出所有表面与端面。

3)表面粗糙度根据机器精密程度的高低，运转速度的大小，轴类零件表面粗糙度要求也

不相同。支承轴颈的表面粗糙度Ra值一般为0.16～0.63μm，配合轴颈Ra值一般为0.63～2.5μm，一般要求内孔的表面粗糙度Ra为3.2-0.8μm,要求高的孔Ra值达到0.05 μm以上，若与油缸配合的活塞上装有密封圈时其内孔表面粗糙度值Ra为0.4-0.2μm。

5、在加工中结合套类零件的技术要求，工艺制定可采用以下方法。

1）保证位置精度的方法：在一次安装中加工有相互位置精度要求的外圆表面与端面。

2）加工顺序的确定方法：基面先行，先近后远，先粗后精，先主后次，先内后外，即先

车出基准外圆后粗精车各外圆表面，再加工次要表面。

3）刀具的选择：车削套类零件外轮廓时，应选主偏角90°或90°以上的外圆车刀。

切槽刀则根据所加工零件槽宽选择，保证在刀具刚性允许的情况下一把刀具加工出所有槽。

中心钻用于孔加工的预制精确定位，引导麻花钻进行孔加工，减少误差。中心钻是用于轴类等零件端面上的中心孔加工。选择切削轻快、排屑好。中心钻有二种型式：A型：不带护锥的中心钻、B型：带护锥的中心钻，加工直径d=1~10mm的中心孔时,通常采用不带护维的中心钻(A型);工序较长、精度要求较高的工件，为了避免60度定心锥被损坏，一般采用带护锥的中心锥（B型）。

根据零件的形状、精度选择相应尺寸的钻头。

通孔镗刀的主偏角为45o--75o，不通孔车刀主偏角为大于90o。

4）切削用量的选择：在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切

削性能，使切削效率最高，加工成本最低。

粗、精加工时切削用量的选择原则如下：

①粗加工时切削用量的选择原则首先尽可能大的选取背吃刀量；其次要根据机床动力

和刚性等限制条件，尽可能大的选取进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。

②精加工时切削用量的选择原则首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已

加工表面的表面粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能

选取较高的切削速度。

5）量具的选用：数控车削中常用的量具有游标卡尺、千分尺、百分表。游标卡尺是一种中

等精度的量具，可测量外径、内径、长度、宽度和深度等尺寸。可选择用来检测精度要求较