知识点2切削加工与轴类零件外圆表面的加工重难点
单元二项目二【轴类零件外圆表面的车削加工】
二、提高外圆表面车削生产率的措施
• 目前，提高外圆车削生产率可采取如下几方面措施： • (1)机床方面 在成批或大量生产时，常采用仿形加
工。所谓仿形加工是指利用机械力使刀具跟随靠模的形 状移动而加工出所需要的工件。 • (2)刀具方面 采用新型刀片材料，进行高速切削；采 用强力切削车刀，加大切削深度和进给量，进行强力切 削等等。在大批量轴类零件生产中，特别是对于多阶梯 轴可采用多把刀具同时参与车削，形成复合工步，从而 大大提高生产率。
《机械制造工艺与装备》单元二
项目二 轴类零件外圆表面的车削加工
• 4) 改进刀具几何角度
• 1．选较大主偏角
75°——90°之间。
• 2．选较大前角
15° ——30 °。
• 3．车刀前刀面应磨有1.5—3mm的断屑槽。
• 4．选较小后角
4 °—— 6°。
• 5．选负刃倾角
-3 °—— -10°
• 6．小刀尖圆弧半径，小于0.3mm。
《机械制造工艺与装备》单元二
项目二 轴类零件外圆表面的车削加工
单元二 轴类零件加工
项目二 轴类零件外圆表面的车削加工
《机械制造工艺与装备》单元二
项目二 轴类零件外圆表面的车削加工
一、车削加工的各加工阶段
• 轴类零件外圆表面的车削加工一般可划分为粗车、半精 车、精车和精细车四个加工阶段。
• 粗车的目的是改变毛坯的不规则形状，提高生产率，精 度为IT12~IT10。
• 1）改进工件的装夹 方法
• 在车削细长轴时，一般 采用一夹一顶的装夹方 法，同时在卡盘的卡爪 下垫上直径大约是4mm的 钢丝。
《机械制造工艺与装备》单元二
项目二 轴类零件外圆表面的车削加工
轴类零件外圆的加工方法
轴类零件外圆的加工方法以轴类零件外圆的加工方法为题，我们将探讨一下外圆加工的一些常见方法和技术。
外圆加工是机械加工中常见的一种加工方式，适用于各种轴类零件的制造过程中。
下面将从车削、磨削和切削等方面介绍外圆加工的方法。
一、车削方法车削是一种常见的加工方法，适用于加工直径较大的轴类零件。
在车床上进行车削加工时，可以采用外圆车削、内圆车削和螺纹车削等方式。
其中，外圆车削是加工外圆的主要方法。
外圆车削的基本原理是将工件装夹在车床上，通过刀具的旋转和进给的运动，将工件表面的金属层逐渐削除，从而得到所需的外圆形状。
外圆车削可以采用粗车和精车两道工序，先进行粗车，再进行精车，以提高加工精度和表面质量。
二、磨削方法磨削是通过砂轮和工件之间的相对运动，将工件表面的金属层逐渐磨除，从而得到所需的外圆形状。
磨削加工可以分为粗磨和精磨两个阶段，通过不同颗粒大小和硬度的砂轮进行磨削，以达到不同的加工要求。
粗磨是在加工前期采用粗颗粒的砂轮进行磨削，以去除工件表面的毛刺和粗糙度。
精磨是在加工后期采用细颗粒的砂轮进行磨削，以提高工件的尺寸精度和表面质量。
三、切削方法切削加工是通过刀具与工件之间的相对运动，将工件表面的金属层逐渐切削掉，从而得到所需的外圆形状。
切削加工可以采用车削切削、铣削切削和车铣复合切削等方式。
车削切削是通过车床上的刀具进行切削加工，根据工件的形状和加工要求选择合适的刀具进行切削。
铣削切削是通过铣床上的刀具进行切削加工，将刀具按照预定的路径进行旋转和进给运动，从而形成所需的外圆形状。
车铣复合切削是将车床和铣床的功能进行组合，通过车床上的主轴旋转和铣床上的进给运动，实现对外圆形状的加工。
总结：以上是轴类零件外圆的加工方法，包括车削、磨削和切削等多种方式。
在实际加工过程中，根据工件的形状、尺寸和加工要求选择合适的加工方法，以确保外圆加工的精度和质量。
此外，还需要注意刀具的选择、刀具的磨损与更换、加工参数的控制等方面的问题，以提高加工效率和质量。
车轴类零件外圆表面常见的加工误差与控制
车轴类零件外圆表面常见的加工误差与控制姓名：王新青：6工种：数控加工等级：数控铣高级工培训单位：技师学院鉴定单位：技师学院年月日容摘要：该论文主要针对在机械加工中车外圆时常会遇到的加工误差，进行分析；并采用相应的措施对其加工误差进行控制，以保证零件的加工质量。
关键词：机械加工车床外圆表面加工误差外圆表面常见的加工误差与控制由于在机械加工中工件受到外力、力、工艺装置、环境因素及人为因素等影响，不可避免的会出现加工误差。
而加工误差总是最终的反映到零件的已加工表面上，如果加工误差超过了零件的技术要求就将会出现报废现象，这样就会增加加工成本，降低总加工效率，经济性也会随之降低，这样的现象是我们所不期望的，我们也不希望出现报废现象。
当出现质量问题时，我们就要对其分析原因提出解决、改进的措施，以提高零件的加工质量、提高劳动生产率、提高零件的经济效益。
在机械加工中加工外圆表面时一般常会出现的加工误差有：腰鼓形圆柱度误差、马鞍形圆柱度误差、锥形圆柱度误差、毛坯误差复映、直线度误差和同轴度误差等。
一、腰鼓形圆柱度误差1.基本形式：两端小中间大，如图1所示：图1腰鼓形圆柱度误差2.形成原因：腰鼓形圆柱度误差一般来说主要的出现在细长轴的加工中。
在加工细长轴的过程中，由于机床的刚度远远大于工件的刚度，所以变形主要来源于工件的变形。
工件在加工中受到外力的综合作用下发生弯曲，从而造成加工误差，所以减小此类加工误差，主要的是要降低工件在加工过程中所受的外力。
工件在加工过程中所受的外力一般有三个方面分别有：（1）一方面是工件在加工外圆时，刀具给工件的切削力分力Fp（背向力），如图2所示。
图2受力分析（2）另一方面是工件在加工外圆时，刀具切削力分力Ff（轴向切削力）给工件的压迫，造成工件不稳定弯曲。
（3）另一方面是由切削热引起的工件热胀伸长，当尾座使用的又是刚性顶尖时，工件就会受到约束无法伸长，而造成弯曲。
综合上述的三方面因素，工件在外力作用下发生弹性变形而出现变形“让刀”现象，在工件的全长上切削时背吃刀量由大到小，在由小变大（如图3所示），最终使工件产生腰鼓形圆柱度误差。
外圆表面
33
20
特点：精度可达IT5～IT3，Ra0.1～0.008 μ m。可提 高形状精度，但不能提高位置精。研磨剂由磨料和研磨 液混合而成。磨料一般为氧化铝和碳化硅磨粒或磨粉。 研磨液则起调和磨料及润滑作用，一般用煤油、汽油。 研具材料常采用铸件。余量，一般不超过0.01～0.03mm， 要求研磨前道工序肯有较高的精度，较小的表面粗糙度。
适用于淬火钢以外的各种金属
5
粗车—半精车—磨削
IT7～IT6
0.8～0.4
6
粗车—半精车—粗磨—精磨 粗车—半精车—粗磨—精磨—高精度 磨削 粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨
IT6～IT5
0.4～0.2
使用于淬火钢、未淬火钢、钢铁等，不宜加工 强度低、韧性大的有色金属
7
IT5～IT3
0.1～0.008
粗车—半精车—精车—精细车（研磨） IT6～IT5
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序 号 1 粗车
加工方法
公差等级 IT13～IT11
表面粗糙度Ra(μm)
适用范围
50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 0.02～0.025
2 3 4
粗车—半精车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车—精车—抛光（滚压）
IT10～IT9 IT7～IT6 IT7～IT6
25
26
4 滚压 滚压是冷压加工方法之一，属无屑加工。滚压加工 是利用金属产生塑性变形从而达到改变工件的表面性能、 获得工件尺寸形状的目的。 外圆表面的滚压加工一般可用各种相应的滚压工具， 例如滚压轮（图 6.8a）、滚珠（图6.8b）等在普通卧室 车床上对加工表面在常温下进行强行滚压，使工件金属 表面产生塑性变形，修正金属表面的微观几何形状，减 小加工表面粗糙度值，提高工件的耐磨性、耐蚀性和疲 劳强度。例如经滚压后的外圆表面粗糙度可达Ra0.630.16 μ m，硬化层深度0.2-0.05 μ m，硬度提高20%-40%。
《机械制造工艺与装备》课程标准
机械制造工艺与装备》课程标准
、课程基本情况
《机械制造工艺与装备》是我校机械加工相关专业的核心课程，是一门专业技术基础课。
课程研究的对象是贯穿于零件加工和产品装配两个阶段的机械产品制造工艺。
课程包含的知识和涉及的范围很广，需要多门学科的支持，同时又和生产实际紧密联系。
课程的重点是机械制造工艺过程的分析和研究，即对由机床、刀具、夹具和工件组成的整个机械加工工艺系统进行分析和研究，从而了解研究产品质量的因素，以及提高产品质量的工艺措施。
课程指导思想是在保证产品质量的前提下实现高效生产率和良好的经济效益。
二、课程内容
三、学时分配（总计96学时）
四、项目知识点
五、项目重点及难点
六、基本要求
七、任务目标
课程的教学目的是使学生系统地掌握机械产品的加工制造以及装配检测的基本理论和基础知识；培养学生的工艺分析、夹具设计、装配技术与检测等方面的专业技能；了解机械制造中的新工艺、新技术及发展动向等。
从而为培养合格的专业技术应用型人才奠定基础。
八、参考教材
《机械制造工艺学》朱焕池主编，机械工业出版社。
《机械制造工艺与装备》第二版，劳动和社会保障部教材办公室组织编写，中国劳动社会保障出版社。
《机械制造工艺与装备》，高级技工学校机械类教材编审委员会组织编写，中国劳动出版社。
第三章外圆表面加工
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外圆磨削方式
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• 提问:
上述中心磨削法是以轴的中心孔作定位基 准,它是怎样使该轴旋转的?在上图中 代表什 么?
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• 问题
车削细长轴时,常采用哪些措施增加工件的刚性,提 高加工质量?
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答:
支承刚度好,刚度差的工件也可采 用较大的切削用量进行磨削
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容易实现工艺过程的自动化
前工序的形状误差会影响磨削的加工精 度,且不能改善加工表面与工件上其它表 面的位置精度,并有一定的棱圆度误差产
生,圆度误差一般不小于0.002mm
所能加工的工件有一定局限,不 能磨带槽的, 其加工余量很大且不均匀,荒车 可以切除大部分余量,减少其形 状和位置偏差,为保证后续加工 的加工精度作准备
粗车
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中小型铸锻件可直接进行粗车
粗车的主要任务是采用较大的背吃 刀量、较大的进给量和中等切削速 度,迅速切除毛坯上多余的金属层, 尽可能提高生产率
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• 问题:
磨削为什么能加工淬硬的材料?为什么磨削工件的 精度高、表面粗糙度低?
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答:
因为
1）磨床的结构刚性好;
2）砂轮切入运动机构可以精密调节,因而可精密控制切削 深度ap ;
3)砂轮的磨粒微细、锐利、分布稠密且高速运动,每一磨 粒只从工件表面切下极薄的一层切屑。
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机械制造与自动化专业《知识点2切削加工与轴类零件外圆表面的加工》
名词术语1．前刀面：车刀头的上外表，切屑沿着前刀面流出。
2．主后刀面：车刀与工件被切削加工面相互作用和相对的刀面。
3．副后刀面：车刀与工件已加工面相对的刀面。
4．主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。
它担负着主要切削任务，又称主刀刃。
5．副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。
它担负着少量的切削任务，又称副刀刃。
6．刀尖：主切削刃与副切削刃的交点。
实际上刀尖是一段圆弧过渡刃。
图 1 1～6名词术语图解图 2 7～9名词术语图解7．基面：通过切削刃上选定点，并与该点切削速度方向垂直的平面。
8．切削平面：通过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。
9．正交平面：通过切削刃上选定点同时垂直于基面和切削平面的平面。
10．前角γ0：在正交平面内，前刀面和基面间的夹角。
11．主后角α0：在正交平面内，主后刀面和切削平面间的夹角12．副后角α0′：在副正交平面内，副后角是副后刀面与切削平面间的夹角。
13．主偏角 r：主偏角为主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。
14．副偏角 r′：副偏角是副切削刃在基面上的投影与进给方向相反方向的夹角。
15．刃倾角λs：刃倾角是主切削刃与基面的夹角。
16．楔角β0 ：楔角是正交平面内前刀面与后刀面间的夹角。
楔角影响刀头的强度。
17．刀尖角εr：刀尖角是主切削刃和副切削刃在基面上的投影夹角。
18．主运动：切除工件的外表，使之转变为切屑，从而形成工件新外表的运动，称为主运动。
19．进给运动：使新的切削层不断投入切削的运动，称为进给运动。
图3 10～17名词术语图解图4 18～22名词术语图解2021深度〔a/2〔㎜〕式中:d w—工件待加工外表的直径，〔㎜〕；d m—工件已加工外表的直径，〔㎜〕。
:工件每转一圈，车刀沿进给方向移动的距离，见图2-9所示，它是衡量进给运动大小的参数。
：主运动的线速度称切削速度，它是指车刀在单位时间内车削工件外表的理论展开直线长度假定切屑无变形或收缩。
8.2 轴类零件外圆表面的加工(掌握)
滚压加工适用于承受高压应力、交变载
荷零件的加工,是一种无切屑的光整加工方 法,它可以加工外圆表面、内孔和平面等不 同表面,常在精车或粗磨后进行,是一种生产 率比较高的加工方法。
滚压后工件的外圆表面公差等级为 IT8、 IT7,表面粗糙度值Ra为1. 6- 0.1µm;内孔表面 公差等级为 IT9 -IT7,表面粗糙度值Ra为1.6 ~0·l µm。
5.精细车
工件公差等级为 IT7、IT6,表面粗糙度值 Ra为 0. 8-0. 2 µm。精细车能获得精确的外 圆表面,往往可作为最终加工工序。
采用高速细车削是加工小型有色金属工
件的主要方法,它比加工钢料和铸铁件能获 得更高的表面质量,其表面粗糙度值 Ra为 0.4-0. 1 µm。在加工大型精确的外圆表面时, 细车能代替磨削 。
尾座顶尖改用有弹性自动伸缩的活顶尖,可
使工件因受切削热产生线膨胀时能向后移 动,避免热膨胀引起的弯曲变形 。 选用三个 支承块的跟刀架,可增加工件的刚性,平衡切 削时产生的径向力,減小切削振动和工件变 形误差 。
(3) 改变进给方向 由于细长轴左端固定在卡 盘内,右端可伸缩,因此采用反向进给时,工件 受拉力,不易产生弹性弯曲变形 。 从受力分 析来看,反向进给的平稳性比正向进给好 。
四、 外圆的精密加工
外圆表面的光整加工是用来提高尺寸精 度和表面质量的加工方法 。 它包括研磨、 超精加工、滚压和抛光加工。
1.研磨
研磨常在精车和粗磨后进行。研磨后的 工件的直径尺寸误差为 0. 001- 0. 003 mm,表 面粗糙度值Ra为 0. 1 -0. 006μm,因而,往往又 将研磨作为最终加工方法。 但研磨不能提 高工件表面间的同轴度等相互位置精度。
(4)通当减小背吃刀量和进给量 由于细长轴的 刚性差,因此, 减小背吃刀量和进给量,也能 使背向力变小。
切削加工知识点总结
切削加工知识点总结一、切削加工概述切削加工是指用刀具在工件上进行物质去除的一种加工方法，是制造业中最常见、最重要的加工方式之一。
切削加工分为传统切削加工和非传统切削加工两大类。
传统切削加工以车、铣、钻、镗、磨为代表，主要依靠刀具对工件进行物质去除。
非传统切削加工包括激光切割、电火花加工、超声波加工、高压水射流切割等，主要依靠其他能量对工件进行物质去除。
本文将主要介绍传统切削加工的相关知识点。
二、刀具1. 刀具的分类刀具可按照不同标准进行分类，如按形状分为转动刀具和平动刀具；按用途分为车刀、铣刀、钻头、切削刀片等；按加工工件的特点分为粗加工刀具和精加工刀具等。
2. 刀具的结构刀具由切削部分和刀柄组成，其中切削部分又包括主切削刃和辅切削刃。
刀柄用于连接和固定刀具，同时也需要具有足够的刚度和强度。
3. 刀具材料刀具的材料选择非常重要，一般需具备较高的硬度、耐磨性和热稳定性。
常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硅和金刚石等。
三、切削原理1. 切削力切削力是指刀具在切削过程中对工件所施加的力，其大小和方向受刀具的切削角度、进给量、转速、材料性能等因素影响。
合理控制切削力对降低切削振动、提高表面质量和延长刀具寿命非常重要。
2. 切屑形成在切削过程中，金属材料被刀具切除后形成的薄膜状物质称为切屑。
切屑的形成方式及类型取决于刀具的切削角度、刀具材料、工件材料和切削参数等。
合理的切削参数可以调整切屑的形成方式，在一定程度上影响切削效率和工件表面质量。
3. 切削温度切削过程中，由于切削热的激发，会导致刀具和工件的温度升高。
合理的切削冷却和润滑能有效地降低切削温度，并有效地减小材料变形、提高表面质量、延长工具寿命。
四、切削参数1. 主切削角主切削角是刀具主要切削刃与工件表面法线之间的夹角。
刀具的主切削角大小影响着切削加工的效率、刀具寿命以及工件的表面质量，不同的材料和加工情况需要选用不同的主切削角。
2. 副切削角副切削角是刀具次要切削刃与工件表面的法线之间的夹角。
车削外圆的常见问题及解决方法
车削外圆的常见问题及解决方法1 绪论论文分析了车削外圆加工的常见问题，能够有效解决车削外圆加工中岀现的表面拉毛、表面粗糙、出现波纹、直径时大时小、质量不精准等问题，着重解决车削外圆的表面质量达不到要求的问题，对车削外圆的加工方式中所岀现的问题，完善并使其发展，促进我国机械制造业的发展，为我国机械制造业的繁荣发展解决一个障碍。
1.1 本课题设计的背景在19 世纪后期，随着汽车工业的发展，美国迅速超过英国成为了机床工业第一强国。
运用自动化技术，首先研制出了各种由机、电、液控制的高效自动化机床。
由于航空制造业复杂零件的制造和特殊材料的加工需求，麻省理工学院(MIT)研制出世界第一台数字控制机床，并进行了大量的原理性和应用性技术试验。
总的来说，我国机床行业现在正高速发展。
从产值来看，已经位于世界前列，如我国的沈阳机床厂和大连机床厂位于世界机床企业前十五强。
但从类型上来说，我国取得主要发展进步的为中低档机床，而高档机床市场则主要被国外占领。
中国机床工业的设计、制造、使用、创新能力，尚处于低中档水平。
当今的中国机床、功能部件、控制系统、刀具和测量，在精度、可靠性、稳定性、耐用性上，与国外先进水平差距仍然存在，这也是大量进口国外高档NC机床的根本原因。
机床是制造及修理一切机器的机器，在制造业中具有举足轻重的地位。
用机床生产的产品技术水平可以反映一个国家机械工艺的技术水平，机床工具工业被誉为机械工业的“总工艺师” 。
一方面，随着尖端科技的不断发展，以航空航天、汽车为代表的高科技领域对复杂零件的性能要求不断提高，产品更新换代速度越来越快，对先进制造机床的要求也不断提高，对发展未来机床的需求愈加迫切。
另一方面，随着加工零件要求的不断提高，机床上的加工工具、工艺方法、工艺装备以及检测、控制方法等也在不断发生革新，促使机床结构及控制系统不断改进和发展。
在机械制造业中，在卧式车床(如CA6140上车削外圆是最基本，最普通的一种加工形式。
外圆表面的加工方法
外圆磨削
.磨削的工艺特点 精度高、表面粗糙度小(外圆IT7~IT5、表面粗糙度Raμm) 堵塞 自锐性 背向力大、磨削温度高
二、外圆磨削 3.工件装夹 外圆表面磨削一般在外圆磨床或无心外圆磨床上进行，也可采用砂带磨床磨削。 在外圆磨床上磨削工件外圆时，轴类零件常用顶尖装夹，其方法与车削时基本相同，但磨床所用顶尖不随工件一起转动。
横磨法生产效率高，适用于成批或大量生产中，磨削长度短、刚性好、精度低的外圆表面及两侧都有台肩的轴颈。若将砂轮修整成形，也可直接磨邻之间有5~15mm的搭接，每段上留有0.01~0.03mm的精磨余量，精磨时采用纵磨法。这种磨削方法综合了纵磨和横磨法的优点，适用于磨削余量较大（余量0.7~0.6mm）的工件。
外圆磨削
外圆磨削方法 综合磨法
二、外圆磨削 2.外圆磨削方法
④深磨法
磨削时，采用较小的纵向进给量（1~2mm/r）和较大的吃刀深度（0.2~0.6mm）在一次走刀中磨去全部余量。为避免切削负荷集中和砂轮外圆棱角迅速磨钝，应将砂轮修整成锥形或台阶形，外径小的台阶起粗磨作用，可修粗些；外径大的起精磨作用，修细些。深磨法可获得较高精度和生产率，表面粗糙度值较小，适用于大批大量生产中，加工刚性好的短轴。
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹 ⑤花盘弯板
5.1外圆表面加工 一、外圆车削 1.工件的装夹
⑤花盘弯板
1外圆表面加工 外圆车削 工件的装夹 附件
2.外圆车削方法
粗车
半精车
精车
切削用量
ap
大
很小
f
较大
很小
vc
低
高速或低速
刀具角度
γo
小
大
αo
小
第3章金属切削加工方法与设备外园表面加工
—主轴Ⅵ
② 车削螺纹传动链
CA6140卧式车床能够车削米制、英制、模数制和径节制4种标准螺纹， 还能够车削大导程、非标准和较精密的螺纹，这些螺纹可以是左旋的也可以 是右旋的。
表3-3
各种标准螺纹的螺距参数及其与螺距、导程的换算关系
螺纹种类
螺距参数
螺距/mm
导程式/mm
米制
螺距P/mm
P=P
L=KP
26
Ⅴ
80 20
正常螺蚊导程
50
Ⅳ
50
80
Ⅲ
20
44 44Ⅷຫໍສະໝຸດ Ⅸ2658
（右螺蚊）
33
Ⅹ
25
25
33
（左螺蚊）
（扩大螺蚊导程）
（（116600米模4300 英数 11制径97007500螺节蚊螺）蚊）
25 36
(M3
开)
Ⅻ
基
XIV
25 36
Ⅻ
（米制及模数螺蚊）
中心钻类型
① 不带护锥中心钻（A型） ② 带护锥中心钻（B型）
③ 弧形中心钻（R型）
带螺纹中心孔（C型）加工
3.3外圆表面的磨削加工及设备
3.3.1磨床 1.磨床的主要类型及应用范围 应用范围:
磨床可以加工各种表面。凡是车床、钻床、镗床、铣床、 齿轮和螺纹加工机床等加工的零件表面，都能够在相应的 磨床上进行磨削精加工。此外，还可以刃磨刀具和进行切 断等，
模数制 英制
径节制
模数m/mm
Pm=m
Lm=KPm=Km
La=KPa=25.4K/ La=KPa=25.4K/
a
a
La=KPa=25.4K/a
径节DP（牙/in）
项目二任务二【轴类零件外圆表面的车削加工】
(1)机床方面在成批或大量生产时，常采用仿形加工。所谓仿形加工是指利用机械力使刀具跟随靠模的形状移动而加工出所需要的工件。
(2)刀具方面采用新型刀片材料，进行高速切削；采用强力切削车刀，加大切削深度和进给量，进行强力切削等等。在大批量轴类零件生产中，特别是对于多阶梯轴可采用多把刀具同时参与车削，形成复合工步，从而大大提高生产率。
2）采用跟刀架
跟刀架有两个或三个支承爪两种形式，采用三爪支承的跟刀架车削细长
轴能大大提高工件的刚性；防止工件弯曲变形和抵消加工时径向切削分力的影响;减少振动和工件变形。但使用跟刀架时，支承工件的两个支承块对零件的压力要适当，否则，会影响加工精度。
3）采用反向进给
车削细长轴时改变进给方向，使中滑板由车头向尾座移动，如下图所示，即为反向进给车削。这种情况下，刀具施加于工件上的轴向力变为尾座，工件已加工部位受轴向拉伸，轴向变形则可以由尾座弹性顶尖来补偿，减少了工件的弯曲变形。
使学生掌握车削加工的各加工阶段和细长轴的外圆表面的车削时常采用的措，并熟悉提高外圆车削生产率的措施。
情感目标
增强学生的探索精神，提高其学习兴趣。
教学重点
车削加工的各加工阶段。
教学难点
细长轴的外圆表面的车削时常采用的措施。
教材分析
本任务主要讲述了轴类零件外圆表面的车削加工的主要内容，内容不多，但是很重要，是后续内容的基础和铺垫。授课时可用图片和视频提高学生学习兴趣，激发其学习热情，从而提高学生的学习效率。来自课 程机械制造工艺与装备
课 题
授课日期
任务二
轴类零件外圆表面的车削加工
授课班级
教学方法
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轴类零件加工都有哪些工艺难点？
轴类零件加工都有哪些工艺难点？轴类零件加工都有哪些工艺难点？1、零件的定位与其夹装在零件加工的工艺过程中，工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率，，合理选择工件的定位基准有着十分重要的意义。
定位基准选择的好坏不仅对零件加工质量有很大的影响，还能提高生产效率。
工件的定位与基准应与设计基准一致，防止过定位。
所选择的定位基准应能保证定位准确可靠。
2、选择刀具及切削用量数控刀具的选择和切削用量的确定不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类，程式设计人员必须确定每道工序的切削用量，合理安排刀具的排列顺序。
3、确定走刀顺序和路线在数控加工前还需合理选择对刀点，并确定走刀路线。
对刀点可设在被加工零件上，但必须是基准位或已精加工过的部位。
走刀路线包括切削加工轨迹，刀具运动到切削起始点，刀具切入切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹。
确定走刀路线主要在于规划好粗加工及空行程的走刀路线。
用作精基准的表面要首先加工出来；对于连杆、箱体、支架、底座等零件，应先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。
4、数控加工程式的编制数控机床采用右手笛卡儿直角座标系，程式设计原点应选在容易找正，并在加工过程中便于检查的位置，一般轴类零件的程式设计零点选在其加工面的回转轴线与端面交点处。
数控程式设计一般分为两种，一种是手工程式设计，另一种是自动程式设计。
手工程式设计是由分析零件图，确定工艺过程，数值计算，编写零件加工程式单，程式的输入和检验都是由工人完成的；自动程式设计是用计算机编制数控加工程式的过程。
总而言之，对数控加工工艺的推广和应用是国机械制造业的一次巨大的变革，有效地促进了当前机械制造水平的发展，为国工业发展提供了高质量、高保障、高生产效率的机械产品，为社会经济发展带来了很好的促进作用。
在轴类零件的数控车削加工中，应该掌握每一个细节，分析并解决好每一个难点，这样才能更有效的保证工件质量，要充分运用和发挥数控技术的特点，才能带来更多的效益。
轴类零件的外圆表面加工
第二章 轴类零件加工
②强力磨削就是采用较高的砂轮速度，较大的 强力磨削就是采用较高的砂轮速度， 磨削深度和较小的进给量， 磨削深度和较小的进给量，直接从毛坯或实体材 料上磨出加工表面。可代替车削和铣削， 料上磨出加工表面。可代替车削和铣削，但强力 磨削时磨削力和磨削热比高速磨削显著增加， 磨削时磨削力和磨削热比高速磨削显著增加，要 加固砂轮防护罩，增加冷却液，供应和防止飞溅， 加固砂轮防护罩，增加冷却液，供应和防止飞溅， 合理选择砂轮。 合理选择砂轮。 2）、增大磨削面： ）、增大磨削面： ）、增大磨削面 ①、宽砂轮磨削 一般外圆磨削砂轮宽度仅 左右， 有50mm左右，而宽砂轮磨削是通过加大砂轮宽度 左右 依轴件磨削长度决定），成倍提高了生产率。 ），成倍提高了生产率 （依轴件磨削长度决定），成倍提高了生产率。
第二章 轴类零件加工
1）、细长轴左端缠有一圈钢丝，用三爪卡盘 ）、细长轴左端缠有一圈钢丝， ）、细长轴左端缠有一圈钢丝 夹紧，减少接触面积， 夹紧，减少接触面积，使工件在卡盘内能自由调 位置。 位置。 2）、尾架顶尖改成弹性顶尖，当工件因切削 ）、尾架顶尖改成弹性顶尖， ）、尾架顶尖改成弹性顶尖 热发生线膨胀伸长时，顶尖能自动后退。 热发生线膨胀伸长时，顶尖能自动后退。
第二章 轴类零件ห้องสมุดไป่ตู้工
实现无心磨削的方法有：贯穿法（ 实现无心磨削的方法有：贯穿法（纵向送进 磨削，工件从磨轮与导轮之间通过）、 ）、切入法 磨削，工件从磨轮与导轮之间通过）、切入法 横向送进磨削）。 （横向送进磨削）。 无心磨削的特点： 无心磨削的特点：
第二章 轴类零件加工
加工精度IT6级，表面粗糙Ra为0.8~0.2um， 加工精度 级 表面粗糙 为 ， 生产率很高，原因是采用宽砂轮磨削，磨削效率 生产率很高，原因是采用宽砂轮磨削， 高，加工时工件依靠本身外圆表面定位和利用切 削力夹紧，又是连续依次加工，因此节省了时间， 削力夹紧，又是连续依次加工，因此节省了时间， 但无心磨削难于保证工件的相互位置精度，此外， 但无心磨削难于保证工件的相互位置精度，此外， 有键槽和带有纵向平面的轴也不能采用无心磨削 加工。 加工。 ）、提高外圆生产率的措施 提高外圆生产率的措施： （二）、提高外圆生产率的措施： 精密锻造 毛坯余量大大减少 磨削加 工所占的比例越来越大。 工所占的比例越来越大。 提高磨削生产率的途径有两个方面； 提高磨削生产率的途径有两个方面；
知识点切削加工与轴类零件外圆表面的加工课件
外圆表面的精密加工主要有研磨加工、超精加工和抛光 等。
八、外圆表面的精密加工
1.研磨
研磨是利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精 密加工方法。研磨有平面研磨、外圆研磨、内圆研磨、螺纹研磨等。研 磨精度可达IT5左右，表面粗糙度Ra值可小到0.1～0.01m，研磨余量约 为0.005～0.02mm。是最常用的光整加工方法。 （1）研磨原理 研磨时，在研具与工件被研表面间加研磨剂，研具是用 比工件软的材料制造而成的。在一定压力下，研具与工件作复杂的相对 运动。研磨剂中的磨料会嵌入研具表面，在相对运动中对已经精细加工 过的工件表面进行微量切削，切除的金属层极薄，约为0.01～0.1m。 此外，研磨过程中还伴随有化学作用，即研磨剂可使工件表面形成很薄 的氧化膜，凸起的氧化膜被磨粒刮掉，再生成氧化膜，再被刮去，加之 研磨运动复杂，运动轨迹不重复，工件表面得到均匀地加工，不平的凸 起一次次被切除，表面粗糙度便逐渐减小。
1．切削运动 切削加工时，刀具与工件之间的相对运动， 称为切削运动。切削运动按其在切削中所起的 作用不同，可分为主运动和进给运动。 ⑴主运动 ⑵进给运动 2．切削用量 切削速度、进给量和背吃刀量，称为切削用量 三要素。合理地选择切削用量能有效地提高生 产效率，它也是调整机床、计算切削力、时间 定额及核算工序成本等所必需的参量。
图1-25 拉毛(划伤或划痕)缺陷
八、外圆表面的精密加工
精密加工是指在一定发展时期，加工精度和表面质量达 到较高程度的加工工艺。当前是指零件的加工精度为1～ 0.1μm，表面粗糙度Ra值为0.1～0.008 μ m的加工技术， 主要指研磨、珩磨、超精加工和抛光等。如果从广义上看， 它还包括刮削、宽刀细刨和金刚石刀具切削加工等。
图1-22 无心外圆磨削加工方法示意图
轴类零件外圆表面加工
第二章 轴类零件加工
4）、自动停止切削阶段： ）、自动停止切削阶段： ）、自动停止切削阶段 表面粗糙度Ra可达 可达0.08~0.01um，∵运动复 表面粗糙度 可达 ， 磨擦抛光过程。 杂，能由切削过程 磨擦抛光过程。 ）、研磨 研磨： （三）、研磨： 尺寸与形状精度可达1~3um以下，表面粗糙度 以下， 尺寸与形状精度可达 以下 Ra为0.16~0.01um是精密零件的终加工方法。 是精密零件的终加工方法。 为 是精密零件的终加工方法 分为机械研磨和手工研磨两种。 分为机械研磨和手工研磨两种。 研磨用的研具是采用比工件软的材料（ 研磨用的研具是采用比工件软的材料（如巴氏 合金）制成。研磨时， 合金）制成。研磨时，部分磨粒悬浮于工件与研 具之间，部分磨粒则嵌入研具表面， 具之间，部分磨粒则嵌入研具表面，利用工件与 研具的相对运动，磨粒就切掉很薄的一层金属。 研具的相对运动，磨粒就切掉很薄的一层金属。
滚压加工的目的有三种: 滚压加工的目的有三种
第二章 轴类零件加工
①、以强化零件为主（加压力大，变形层深）；
②、以降低表面粗糙度和提高硬度为主； 以降低表面粗糙度和提高硬度为主； ③、以获得表面形状为主（如滚花、滚轧齿 以获得表面形状为主（如滚花、 轮等）。 轮等）。 2、特点： 、特点： 1）、滚压对前工序要求：Ra不低于 ）、滚压对前工序要求： 不低于 不低于5um，压 ）、滚压对前工序要求 ， 前表面洗净，滚压后表面粗糙度Ra为 前表面洗净，滚压后表面粗糙度 为 0.63~0.16um； ； 2）、滚压能使表面粗糙度下降，强化零件表 ）、滚压能使表面粗糙度下降 ）、滚压能使表面粗糙度下降， 其形状精度及位置精度主要取决于前道工序； 面，其形状精度及位置精度主要取决于前道工序；
第二章 轴类零件加工
机械制造与自动化专业《知识点2切削加工与轴类零件外圆表面的加工课件》
七、外圆外表的常规加工
2磨削加工
〔3〕在无心外圆磨床上磨削外圆外表的方法 无心磨削时，工件的中心必须高于导轮和砂轮的中心连线，使工件与 砂轮、导轮间的接触点不在工件同一直径上，从而使工件上某些凸起外 表在屡次转动中能逐次磨圆，防止磨出棱圆形工件〔图1-21〕。
图1-21 无心外圆磨削加工原理图
七、外圆外表的常规加工
八、外圆外表的精密加工
2超精加工 超精加工是用极细磨料的油 石，以恒定压力〔5～20MPa〕 和复杂相对运动对工件进行 微量切削，以降低外表粗糙 度为主要目的的精密加工方 法。超精加工外圆如图1-28 所示
图1-28 超精加工
工件以较低的速度作旋转运动3，油石一方面以12～25Hz的频率、1～ 3mm的振幅作往复振动1，一方面以0.1～0.15mm / r的进给量作纵向 进给运动2。油石对工件表面的压力，靠调节上面的压力弹簧来实现。 在油石与工件之间注入具有一定粘度的切削液，以清除屑末和形成油 膜。
1．切削运动
切削加工时，刀具与工件之间的相对运动，称为切削运动。切削运动按 其在切削中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。
⑴主运动
⑵进给运动
2．切削用量
切削速度、进给量和背吃刀量，称为切削用量三要素。合理地选择切削 用量能有效地提高生产效率，它也是调整机床、计算切削力、时间定额 及核算工序本钱等所必需的参量。
八、外圆外表的精密加工
1研磨 研磨是利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄外 表层的精密加工方法。研磨有平面研磨、外圆研磨、内圆 研磨、螺纹研磨等。研磨精度可达IT5左右，外表粗糙度Ra 值可小到01～，研磨余量约为0005～。是最常用的光整加 工方法。
〔1〕研磨原理 研磨时，在研具与工件被研外表间加研磨剂， 研具是用比工件软的材料制造而成的。在一定压力下，研 具与工件作复杂的相对运动。研磨剂中的磨料会嵌入研具 外表，在相对运动中对已经精细加工过的工件外表进行微 量切削，切除的金属层极薄，约为001～。此外，研磨过程 中还伴随有化学作用，即研磨剂可使工件外表形成很薄的 氧化膜，凸起的氧化膜被磨粒刮掉，再生成氧化膜，再被
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《机械加工工艺方案设计与实施》学习情境一砂轮架主轴加工工艺方案制订与实施——切削加工与轴类零件外圆表面的加工重难点及学习指南第 1 页解决方法 重难点学习指南参考资料1．外圆车刀的几何角度及选用（1）车刀的组成车刀由刀体与刀头两部分组成。
刀体用来装夹，刀头是切削部分，用来切削工件。
切削部分通常由三面、两刃、一尖组成，见图2-1所示)。
1）前刀面：车刀头的上表面，切屑沿着前刀面流出。
2）主后刀面：车刀与工件被切削加工面相互作用和相对的刀面。
3）副后刀面：车刀与工件已加工面相对的刀面。
4）主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。
它担负着主要切削任务，又称主刀刃。
5）副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。
它担负着少量的切削任务，又称副刀刃。
6）刀尖：主切削刃与副切削刃的交点。
实际上刀尖是一段圆弧过渡刃。
图2-1 车刀的组成《金属切削原理与刀具》、《机加工艺方案设计与实施》、《车工工艺与技能》、《车工技能实训》第 2 页（2）车刀的辅助平面为了确定车刀的几何角度，选定三个辅助平面作为标注、刃磨和测量车刀角度的基准。
它由基面、切削平面和正交平面三个相互垂直的平面构成，见图2-2a)。
● 基面：通过切削刃上选定点，并与该点切削速度方向垂直的平面。
● 切削平面：通过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。
● 正交平面：通过切削刃上选定点同时垂直于基面和切削平面的平面。
（a ）车刀辅助平面 （b ）车刀的几何角度 图2-2 车刀辅助平面及几何角度（3）车刀的几何角度及选择角 度定 义作 用选择第 3 页前角0γ在正交平面内，前刀面与基面间的夹角。
影响刃口的锋利程度和强度，切削变形和切削力。
前角增大，能使刃口锋利，切削省力，排屑顺利；前角减小，增加刀头强度和改善刀头的散热条件。
粗加工时，为提高刀具强度，应取较小的0γ；精加工时，0γ取较大值；加工塑性材料时，为减少变形，应取较大的0γ；加工脆性材料和较硬材料时，为提高刀具强度，应取较小的0γ。
主后角0α在正交平面内，主后刀面和切削平面间的夹角。
减小主后刀面与加工表面的摩擦后角0α的选择原则是在保证刀具有足够的散热性能和强度，刀具锋利和减少与工件摩擦，一般不宜过大。
在加工塑性材料时，为了减少摩擦应取大些后角0α。
，加工脆性材料时，应取小些后角0α。
高速钢刀具后角0α一般可在6。
～l2。
之间选取。
硬质合金刀具可在2。
～l2。
之间选取，粗车时3。
～6。
，精车时6。
～l2。
副后角0α′ 副正交平面上，副后刀面与切削平面间的夹角减小车刀副后刀面与已加工表面的摩擦。
一般副后角磨成与后角相等。
第 4 页主偏角r κ 基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角改变主切削刃和刀头的受力及散热情况。
在机床一刀具一夹具刚度允许的范围内，主偏角r κ应尽量小些，一般可在45。
～75。
之间选取，但在车细长轴时为了减少工件弯曲和振动采用较大主偏角r κ，一般可在75。
～90。
之间选取，车台阶轴时则取90。
副偏角r κ′ 在基面上，副切削刃的投影与进给方向相反方向的夹角减小副切削刃和工件已加工表面的摩擦，以及工件表面光洁度及刀具散热情况。
副偏角'r κ一般可在10。
～l5。
之间选取。
刃倾角s λ在切削平面内，主切削刃与基面的夹角控制排屑方向，并影响刀头强度。
精加工时， s λ＞0，刀尖位于主切削刃上最高点，使切屑排向待加工表面。
粗加工时，s λ＜0 ，刀尖位于主切削刃上最低点，刀尖强度增加，切屑排向已加工表面。
一般s λ=－5～5°。
2.外圆车刀的刃磨（1）砂轮的选用砂轮的选用如图2-3。
（2）砂轮机的正确使用1)在磨刀前，要对砂轮机进行安全检查。
如防护罩壳是齐全；有托架的砂轮，其托架与砂轮之间的间隙为3㎜左右。
2）磨刀时，尽可能避免在砂轮侧面上刃磨。
3）砂轮磨削表面须经常修整，使砂轮没有明显的跳动。
若有跳动一般可用金刚石砂轮刀进行修整。
4）砂轮要经常检查，如发现砂轮有裂纹或太小，要及时更换。
5）重新装夹砂轮后，要进行检查，经试转后才可使用。
6）刃磨结束后，应及时关闭砂轮机电源。
图2-3 砂轮机及砂轮的选用碳化硅砂轮，适用于硬质合金车刀的刃磨氧化硅砂轮，适用于高速钢和碳素工具钢车刀的刃磨第 6 页（3）刃磨姿势➢ 人站立在砂轮机的侧面，以防砂轮碎裂时，碎片飞出伤人； ➢ 两手握刀的距离放开，两肘夹紧腰部，以减小磨刀时的抖动；➢ 磨主、副后刀面时，车刀要放在砂轮的水平中心，刀尖略向上翘约3°～8°，车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。
当车刀离开砂轮时，车刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂轮碰伤；➢ 磨后刀面时，刀杆尾部向左偏过一个主偏角的角度；磨副后刀面时，刀杆尾部向右偏过一个副偏角的角度； ➢ 修磨刀尖圆弧时，通常以左手握车刀前端为支点，用右手转动车刀的尾部。
（4）刃磨步骤 （如图2-4）第 7 页磨90°、45°等外圆车刀刃磨口诀：粗磨先磨主后面，杆尾向左偏主偏；刀头上翘3～8 度，形成后角摩擦减；接着磨削副后面，最后刃磨前刀面； 前角前面同磨出，先粗后精顺序清；精磨首先磨前面，再磨主后副后面；修磨刀尖圆弧时，左手握住前支点； 右手转动杆尾部，刀尖圆弧自然成；面平刃直稳中求，角度正确是关键；样板角尺细检查，经验丰富可目测。
（5）车刀角度的检验方法1）目测法 观察车刀角度是否符合要求，切削刃是否锋利，表面是否有裂痕和其他不符合切削要求的缺陷。
2）量角器、样板测量法 对于角度要求高的车刀，用量角器或样板进行检查。
3.外圆锥面的车削车削短圆锥体时，只要把小滑板按图纸要求转动一个圆锥半角α/2，使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可。
因此，车削前必须要确定小滑板转动角度的大小和方向。
（1）小滑板转动角度的计算在图纸上一般标注的是锥度，见图2-8，没有直接标注出圆锥半角α/2的，则必须经过换算。
换算原则上是把图a)磨主后刀b)磨副后刀c)磨前刀面 和断屑槽d)磨过渡刃 e)磨负倒棱 f)研磨刀图2-4 刃磨车刀的方法与步骤第 8 页纸上所标注的其它参数或角度，换算成圆锥素线与车床主轴轴线的夹角α/2(称圆锥半角)，α/2就是车床小滑板应该转过的角度，见图2-5。
图2-5 转动小滑板车削外圆锥面根据被加工零件给定的已知条件，可应用下面公式计算：tan(α/2)=(D -d)/2L=C/2 其中：C=(D-d)/L 式中：α/2—圆锥半角；D —圆锥大端直径；d —圆锥小端直径；L —圆锥长度；C —锥度。
应用公式(3-4)计算圆锥半角α/2必须查三角函数表，比较麻烦。
因此在实际应用中，当圆锥半角α/2较小，在1°～13°之间，可用乘上一个常数的近似方法来计算。
大滑板大拖板 中滑板 小滑板第 9 页即： α/2=常数×(D-d)/L小滑板转动角度1°～13°近似公式常数可以从表2-1中查得。
如果α/2<6°时可用下面近似公式计算，即：α/2≈28.7°×L dD -或α/2≈28.7°C车削常用工具圆锥和专用标准锥度时小滑板转动角度见表2-2。
表2-1 小滑板板角度近似公式常数表C Ld D 或-常 数 备 注 0.10～0.20 28.6°本表适用α/2在8°～13°之间。
6°以下的常数值为28.7°0.20～0.29 28.5° 0.29～0.36 28.4° 0.36～0.40 28.3° 0.40～0.4528.2°表2-2 车削常用圆锥和专用标准锥度时小滑板转动角度名称 锥度C 小滑板转动角度(α/2) 名称 锥度C 小滑板转动角度(α/2) 莫氏圆锥0 1：19.212 1°29′27″ 常用专用标准锥度1：4 7°07′30″ 1 1：20.047 1°25′43″ 1：5 5°42′38″ 2 1：20.020 1°25′50″ 1：7 4°05′08″ 3 1：19.992 1°26′16″ 1：10 2°51′45″ 4 1：19.254 1°29′15″ 1：12 2°23′09″ 51：19.0021°30′26″1：151°54′33″第 10 页6 1：19.180 1°29′36″ 1：16 1°47′24″ 米制圆锥41：201°25′56″1：20 1°25′56″ 61：30 0°57′17″ 801：50 0°34′28″ 100 1：100 0°17′11″ 120 1：200 0°08′36″ 160 7：24 8°17′50″ 2007：643°07′40″（2）小滑板转动方向的确定车削顺锥圆锥体(左端大右端小)时，小滑板应按逆时针转动。
反之，车削倒锥(又称背锥)圆锥体时，小滑板按顺时针转动。
（3）转动小滑板车削圆锥体的方法(1)转动小滑板 将小滑板转盘上的螺母松开，把转盘转至所需要的圆锥半角(α／2)的刻度上，然后固定转盘上的螺母、。
如果角度不是整数，例如：α／2=2°51′，转到3°～2°30′之间，然后用试切法逐步找正。
(2)调整小滑板镶条的松紧 如调得过紧，手动进给时费力，移动不均匀；调得过松，造成小滑板间隙太大。
两者均会使车出的锥面粗糙度值较大且母线不平直的工件。
(3)确定小滑板行程 工作行程应大于圆锥加工的长度。
将小滑板后退至工作行程的起始点，然后试移动一次，以检查工作行程是否足够。
(4)粗车圆锥体 粗车时应找正圆锥的角度，留精车余量0.5㎜。
(5)精车圆锥体 提高工件转速，双手缓慢均匀地转动小滑板手柄精车圆锥体至尺寸。
注意：若小滑板转动角度不精确（略大或略小），加工结果会怎样？（如图2-6）(a) 小滑板转动角度略大于α／2 (a) 小滑板转动角度略小于α／2图2-6 小滑板转动角度不精确（D为设计尺寸，D′为实际加工所得尺寸）（4）圆锥尺寸的控制方法(1)控制大端直径尺寸车削圆锥体时，大端直径可用游标卡尺或千分尺测量来控制。
(2)控制小端直径尺寸当锥度已找正，而小端尺寸还未能达到要求时，须再车削。
这时可通过界限套规来控制小端尺寸(图2-7)。
具体方法是：用界限套规与工件锥体配合，量出界限套规台阶中心到工件小端面的距离a，再用车刀刀尖在工件小端直径处对刀，接着移动小滑板(床鞍不动)，使车刀离开工件端面一个a的距离，最后移动床鞍使车刀同工件端面接触，这时虽然没有移动中滑板，但车刀已经切入一个需要的深度。