1、机械加工基础 第2版 主编 王增强 马幼祥正文第四章第四章 车削加工车削加工正文第一节车 床 概 述车床可加工的零件类型如图4-1所示。车削可完成的主要工作如图4-2所示。一、车床型号及其组成以卧式车床C6132(图4-3)为例进行介绍车床。正文图4-1车床加工的零件实例1齿轮坯2圆套3轴4手把5圆锥销6螺钉7支架正文图4-2车床上所能完成的主要工作a)钻中心孔b)钻孔c)铰孔d)攻螺纹e)车外圆f)镗孔(车孔)g)车端面h)车槽i)车成形面j)车锥面k)滚花l)车螺纹正文图4-3C6132卧式车床1主轴箱2进给箱3变速箱4溜板箱5床腿6床身7光杠8丝杠9尾座10刀架正文1.车床的型号金属切削
2、机床型号编制方法(GB/T 153752008)中规定,机床均用汉语拼音字母和数字,按一定规律组合进行编号,以表示机床的类型和主要规格。在卧式车床C6132车床编号中,字母与数字含义如下所示:正文 2.车床的各组成部分及其作用C6132车床各组成部分包括主轴箱、进给箱、溜板箱、光杠和丝杠、刀架、尾座、床身及床腿。其作用如下:(1)主轴箱它又称床头箱(该机床主轴箱采用分离驱动,变速箱设在床腿内部),内装主轴及部分变速齿轮,提供主轴的12种转速。(2)进给箱它内装提供进给运动的变速齿轮,可调整进给量和螺距,并将运动传至光杠或丝杠。(3)溜板箱它与刀架相连,是车床进给运动的操纵箱。(4)床腿它支承床
3、身,并与地基连接。正文(5)床身它是车床的基础零件,用以连接各主要部件并保证各部件之间有正确的相对位置。(6)光杠它将进给运动传给溜板箱,实现自动进给。(7)丝杠它将进给运动传给溜板箱,完成螺纹车削。(8)尾座它安装在床身导轨上,可沿导轨移至所需要的位置。(9)刀架它用来夹持车刀,可做纵向、横向或斜向进给运动。1)床鞍它与溜板箱连接,可带动车刀沿床身导轨做纵向移动。2)中滑板它可带动车刀沿床鞍上的导轨做横向移动。3)小滑板它可沿转盘上的导轨做短距离移动。4)转盘它与中滑板连接,用螺栓紧固。正文图4-4尾座结构1尾座体2底板3压板4调整螺钉5顶尖6、10手柄7套筒8丝杠9螺母11手轮正文图4-5
4、刀架的组成1床鞍2中滑板3小滑板4转盘5方刀架正文二、卧式车床C6132的主要参数C6132车床是一种多用途的车床,可进行中、小型轴类、套类、盘类零件,米制螺纹,寸制螺纹、模数及径节螺纹等零件的加工。正文三、卧式车床C6132的运动车床的运动分主运动、进给运动和辅助运动。1.主运动2.进给运动3.辅助运动正文四、其他常用车床简介1.转塔车床转塔车床的外形如图4-6,其主轴箱和卧式车床的主轴箱相似。转塔车床加工工件的实例如图4-7所示,图4-7a为零件简图,图4-7b为转塔车床加工轴承座零件的工序布置图。正文图4-6转塔车床外形图1主轴箱2横向刀架3转塔刀架4定程装置5、6溜板箱正文图4-7转塔
5、车床加工工件实例a)零件简图b)转塔车床加工轴承座零件的工序布置图1送料并定位2钻中心孔3钻孔4车孔5车外圆、倒角6车槽7套外螺纹8切断正文2.立式车床立式车床用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型和重型零件,如各种机架、壳体及盘类、轮类零件。图4-8是立式车床的外形图,其加工直径比其他立式车床的加工直径小,一般小于1600mm。正文图4-8立式车床外形图1底座2工作台3转塔刀架4垂直刀架5横梁6立柱7侧刀架正文第二节C6132卧式车床传动系统一、机床传动系统的基本知识1.传动链和传动系统图机械传动系统中常用的传动件符号见表4-1。正文表4-1机械传动系统中常用的传动件符号正文2.传动比和
6、转速计算将传动比定义为从动轴与主动轴的转速比,则有i=(4-1)式中 n主主动轴转速;n从从动轴转速;z主主动齿轮齿数;z从从动齿轮齿数。正文图4-9所示传动链中,电动机轴为主动轴,则轴至轴总传动比等于传动链中各级传动比的乘积。其总传动比为i总=i1i2i3i4=(4-2)式中 n5轴的转速;n1轴的转速;正文 i1、i5轴轴的传动比。若电动机转速为1440r/min,则轴每分钟的转速为n5=n1i总=1440r/min=11.25r/min轴上丝杠螺母机构带动刀具的移动速度为vf=n5P=11.254mm/min=45mm/min正文图4-9传动链图例正文3.传动结构式与传动平衡式(1)传动
7、结构式在传动系统中,按其传动链的传动次序,依次用传动轴的轴号与各传动副的结构参数来表明传动路线的表达式,称为传动结构式。n电-(4-3)1)十分清楚地表达出运动的传递顺序及每条传动链的传动路线。2)可明显地看出两轴间的传递关系及传动副的种类和传动比。3)对复杂传动系统的转速级数和每条链的转速计算方便准确。正文(2)传动平衡式传动链的起始和终了的传动件,称为“两端件。n5=n1i1i2i3i4(4-4)正文二、C6132车床传动系统图4-10为C6132车床传动系统图。1.主运动传动系统主运动是由电动机至主轴之间的传动系统来实现的。其传动路线为:电动机变速箱带轮主轴箱主轴。主运动传动链可写正文成
8、:电动机-(主轴)(4-5)正文电动机将输出的转速传入变速箱中的轴,轴和轴上的正文滑移齿轮与轴上的齿轮配合,可输出6种不同的转速;再经过带轮?176mm和?200mm把运动传至主轴箱内。当主轴箱内的内齿轮离合器向右时(如图4-10中所示位置),轴上齿数27的齿轮与轴上齿数63的齿轮啮合,轴上齿数17的齿轮与轴上齿数58的齿轮啮合,主轴可获得6种低转速。若将轴上的内齿轮离合器向左移动与轴上齿数27的齿轮啮合(此时轴上齿数63的齿轮与轴上齿数27的齿轮自动脱开),就可把轴的运动直接传给主轴,使主轴获得6种高转速。这12种转速均可根据电动机的转速和不同传动路线上相啮合的齿轮齿数计算求出。按图4-10
9、中所示的齿正文轮啮合情况,主轴的转速为(=0.98为V型带打滑系数)n主=14400.98r/min=248r/min同理可算出主轴的最高转速为nmax=14400.98r/min=1979.208r/min1980r/min车削加工时,可把切削速度换成主轴的转速,按车床上标出的转速指示牌调整变速手柄和主轴箱内齿轮离合器手柄的位置,直接获得需要的转速。正文2.进给运动传动系统进给运动是由主轴至刀架之间的传动系统来实现的。其传动路线为:主轴交换齿轮箱进给箱光杠或丝杠溜板箱刀架。进给运动传动链可写成:正文主轴-(4-6)正文按车床上标出的各手柄位置,获得所要求加工的螺距(导程)或纵向、横向进给量。
10、转换相应的换向手柄,获得所要求的进给方向及加工右旋、左旋螺纹。操纵相应左边和右边的手轮,可以实现纵向和横向的手动进给。正文三、卧式车床的调整解车床常用到的调整方法。现以C6132卧式车床为例加以介绍。1.中滑板丝杠与螺母间隙的调整图4-11所示为中滑板结构简图,图中丝杠1右端有手柄7,固定在中滑板下的螺母2与丝杠配合,旋转手柄时,螺母前后移动带动中滑板前后移动,实现车刀的切入和退出。螺母套4以其外螺纹与螺母2左端内螺纹配合,内螺纹与丝杠配合,其外螺纹上装有锁紧螺母3,正文该螺母3以其右端面与螺母2左面贴紧,以与螺母套4和螺母2的轴向位置一致,使螺母及螺母套形成一个整体。其特点是,螺母和螺母套在
11、丝杠上的轴向位置可变动。图4-11中滑板结构简图1丝杠2螺母3、5锁紧螺母4螺母套6调节螺钉7手柄正文2.导轨间隙的调整3.尾座轴线与主轴轴线的同轴度调整正文1)不允许在车床工作面及导轨面上敲击物件,床面上不允许放置工具。2)每天或每次更换工件后必须清除切屑,机床每周清扫一次。3)严格按润滑图逐点进行润滑,并经常观察油标、油位,采用规定的润滑油及油脂。4)适时调整轴承和导轨的间隙。5)车床变换速度时必须停车,否则将损坏齿轮或机构;工作时不允许无故四、车床日常维护及安全使用离开机床,离机床前必须停车。正文6)清理车床时,先用毛刷刷去车床上的切屑,再用棉纱擦净车床各部位的油污;刀架移到尾座一端。7
12、)严格遵守车间规定的安全规则,如操作前穿好工作服,戴好工作帽;操作机床不允许戴手套,不准用手刹住转动着的卡盘,不准用手直接清除切屑;工件、刀具必须夹紧可靠等。正文一、工件在车床上的装夹第三节车削加工方法(一)自定心卡盘装夹1.自定心卡盘的构造自定心卡盘的构造如图4-12所示。正文图4-12自定心卡盘的构造a)外形b)构造c)反爪1卡盘体2小锥齿轮3大锥齿轮正文2.自定心卡盘的应用自定心卡盘的夹紧力较小,一般仅适用于夹持表面光滑的圆柱形、六角形截面的工件。自定心卡盘装夹工件的形式,如图4-13所示,它夹持圆棒料比较牢固,一般也无需找正。图4-15所示为端面挡块的形式。图4-15a所示为整体端面挡
13、块正文图4-13自定心卡盘装夹工件的形式a)夹持圆棒料b)利用卡爪反撑内孔c)夹持小外圆d)夹持大外圆e)用反爪夹持大工件正文图4-14铜棒找正法1卡盘2工件3铜棒4刀架正文图4-15端面挡块a)整体端面挡块b)可调端面挡块c)挡块装夹图1螺母2螺杆3支承块4工件正文3.自定心卡盘与车床主轴的连接自定心卡盘与C6132车床主轴连接的结构,如图4-16所示。4.自定心卡盘装夹工件的注意事项1)毛坯上的飞边、凸台应避开三爪的位置。2)卡爪夹持毛坯外圆面长度一般不应小于10mm,不宜夹持长度较短又有明显锥度的毛坯外圆。3)工件找正后必须夹牢。4)夹持棒料和圆筒工件,悬伸长度一般不宜超过直径的34倍,
14、以防止工件弯曲、顶落而造成打刀事故。5)工件装夹后,卡盘扳手必须随即取下,以防开车后扳手撞击床面后“飞出”,造成人身事故。正文图4-16自定心卡盘与车床主轴连接的结构1主轴2螺母3键4三爪后盘正文(二)单动卡盘装夹1.单动卡盘的结构单动卡盘的外形如图4-17所示。正文图4-17单动卡盘正文2.单动卡盘的应用1)用划针盘按工件内、外圆表面找正(图4-18a),按工件已划的加工线找正(图4-18b),这两种方法的定心精度较低,约为0.20.5mm。2)用百分表按工件已精加工过的表面找正(图4-19),其定心精度可达0.020.01mm。用百分表找正轴类工件(图4-19a),工件装夹用单动卡盘。先初
15、找靠卡盘一端的外圆表面,旋转卡盘及调整卡爪,使百分表读数在0.02mm之内;然后移动床鞍,将百分表移至工件另一端,再旋转卡盘并用铜棒敲动此端的外表面,使百分表读数在0.02mm之内;最后,再复找靠卡盘一端的外圆表面和另一端的外圆表面,经过反复多次找正,直至符合要求为止。正文图4-18划针盘找正工件a)按外圆表面找正b)按划加工线找正正文图4-19百分表找正法a)轴类工件找正情况b)盘类工件找正情况1单动卡盘2工件3百分表4刀架正文3)单动卡盘的适用范围。图4-20单动卡盘可装夹工件举例正文(三)顶尖装夹车削轴类工件时,一般用顶尖、卡箍、拨盘装夹工件(图4-21),主轴通过拨盘1带动紧固在轴端的
16、卡箍2使工件转动。正文1.中心孔的作用及结构中心孔是轴类零件在顶尖装夹时的定位基面。使用普通顶尖和半顶尖装夹工件时,必须在工件的两端面上钻出中心孔。中心孔有四种:A型、B型、C型和R型,如图4-22所示。图4-21在双顶尖上装夹工件1拨盘2卡箍3、4顶尖正文图4-22中心孔的形状正文图4-23中心钻及钻中心孔正文图4-24顶尖种类a)固定顶尖b)反顶尖c)回转顶尖2.顶尖的种类正文图4-25校正前、后顶尖同轴a)两顶尖轴线重合b)两顶尖轴线不重合,需调节尾座体1主轴2前顶尖3后顶尖4尾座3.顶尖的安装与校正正文1)调整尾座套筒伸出长度。2)将尾座固定。3)调节工件与顶尖的松紧程度。4)锁紧尾座
17、套筒。5)刀架移至车削行程左端,用手转动拨盘,检查是否碰撞。6)拧紧卡箍螺钉。4.安装工件的步骤先在轴的左端安装卡箍,轻微拧紧卡箍螺钉(图4-21)正文(四)中心架和跟刀架结构及使用1.中心架结构及应用(1)中心架结构中心架结构如图4-26a所示。(2)中心架的使用1)加工细长阶梯轴的外圆,如图4-27a所示。2)加工细长轴或套筒的端面以及端部的内孔和螺纹等,可用卡盘夹持一端,用中心架支承另一端如图4-27b所示。正文图4-26中心架与跟刀架的结构a)中心架b)跟刀架c)三爪支承跟刀架1架座2架盖3支承爪4紧固螺钉5螺母6捏手正文图4-27中心架的应用a)中心架车台阶轴b)中心架支承车端面正文
18、2.跟刀架结构及应用(1)跟刀架的结构跟刀架结构如图4-26b所示,它主要由架座1,两个支承爪3(支承架互相成90)以及垂直方向和侧面各一个紧固螺钉4组成。(2)跟刀架的使用跟刀架主要用于细长光轴的加工,使用跟刀架需先在工件右端车削一段外圆,根据外圆调整两个支承爪的位置和松紧,然后即可车削光轴的全长,如图4-28所示。正文(五)心轴装夹心轴的种类很多,常用的有锥度心轴、圆柱心轴和可胀心轴。1.锥度心轴锥度心轴如图4-29所示2.圆柱心轴圆柱心轴如图4-30所示正文图4-28跟刀架的应用1工件2跟刀架3紧固螺钉正文图4-29锥度心轴1心轴2工件正文3.胀力心轴胀力心轴如图4-31所示图4-30圆
19、柱心轴1工件2心轴3螺母4垫圈正文图4-31胀力心轴1主轴2胀力心轴3工件4螺钉5拉紧螺杆正文(六)花盘及压板、螺栓装夹花盘是安装在车床主轴上的一个大圆盘,其端面有许多长槽,用以穿放螺栓、压紧工件。花盘的端面需平整,且应与主轴轴线垂直。花盘用于安装形状不对称的工件和形状复杂的工件。装夹前需找正花盘端平面。花盘主要用于形状不对称、加工平面对基面有平行度,或者外圆和孔轴线对基面有垂直度要求的工件。如图4-32所示。正文图4-32适合在花盘上安装的零件举例正文图4-33在花盘上装夹工件1平衡块2工件3螺钉槽4螺钉5压板6垫铁7花盘花盘上装夹工件如图4-33所示正文图4-34适合在花盘弯板上安装的工件
20、举例(七)花盘-弯板装夹如图4-34所示适合在花盘弯板上安装的工件举例正文图4-35在花盘弯板上装夹工件1花盘2螺钉槽3平衡块4工件5定位基面6弯板在花盘弯板上装夹工件如图4-35所示。正文车床通用夹具的特点及应用见表4-2。表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文表4-2车床通用夹具的特点及应用正文二、常用车刀的种类与应用(一)车刀的种类常用车刀按照用途的不同,可以分为下列8类,如图4-36所示。1.直头外圆车刀2.4
21、5弯头外圆车刀图4-38所示为45弯头右偏车刀。3.90偏刀图4-39所示为90右偏刀。正文图4-36车刀种类的示意图1直头车刀2弯头车刀390偏刀4螺纹车刀5端面车刀6内圆车刀7成形车刀8车槽刀、切断刀正文图4-37主偏角为75粗车外圆车刀正文图4-3845弯头右偏车刀正文图4-40所示为螺纹车刀。5.端面车刀图4-41所示为端面车刀。4.螺纹车刀正文图4-3990右偏刀a)90外圆粗车刀b)90外圆精车刀正文图4-40螺纹车刀a)高速钢螺纹粗车刀b)高速钢螺纹精车刀c)硬质合金螺纹精车刀d)硬质合金螺纹车刀(内螺纹)正文6.内孔车刀图4-42所示为内孔车刀。图4-41端面车刀正文7.成形车
22、刀图4-43所示为常见的几种成形车刀。8.切断(或车槽)刀图4-44所示是车槽(切断)刀。正文图4-42内孔车刀a)通孔车刀b)盲孔车刀正文图4-43成形车刀a)普通成形车刀b)棱形成形车刀c)圆形成形车刀正文图4-44车槽(切断)刀a)高速钢车槽刀b)硬质合金车槽刀正文(二)车刀的装夹1.一般车刀的装夹正确安装车刀的方法如图4-45所示。2.成形车刀(螺纹车刀)的装夹正文三、车外圆和台阶图4-45正确安装车刀的方法1顶尖2刀尖3垫片正文1.车外圆车外圆是车削中最基本、最常见的加工方法。外圆车削是通过工件旋转和车刀纵向进给运动来实现的。(1)工件装夹常采用自定心卡盘、单动卡盘和两顶尖装夹。图4
23、-46车外圆的车刀及应用a)尖刀车外圆b)45弯头车刀车外圆c)右偏刀车外圆d)圆弧刀车外圆e)左偏刀车外圆f)立式车床上车大外圆正文(2)外圆车刀及应用车外圆的车刀及应用如图4-46所示。(3)外圆车削方法根据尺寸精度和表面质量的要求,车外圆分为粗车和精车。(4)外圆车削方法的应用不同的车削方法,获得的尺寸公差等级和表面质量不同。正文(5)试切作用与方法1)试切的作用。2)试切的方法。图4-47车外圆时的试切步骤a)开车对接触点b)向右退出车刀c)横向进背吃刀量ap1d)纵向切削12mme)退刀、停车、度量f)如未到尺寸,再进背吃刀量ap2正文2.车台阶车台阶与车外圆没有显著的区别,唯需兼顾
24、外圆的尺寸和台阶的位置。根据相邻两圆柱直径之差,台阶可分为低台阶(高度小于5mm)与高台阶(高度大于5mm)两种。低台阶可用90右偏刀车外圆的同时车出台阶的端面,如图4-47所示。高台阶一般与外圆成直角,需用右偏刀分层切削。在最后一次纵向进给后应转为横向退出,将台阶端面精车一次,如图4-48所示。正文在单件生产时,台阶位置用钢直尺控制,用刀尖标尺标记来确定(图4-49a);在成批生产时可用样板控制(图4-49b)。图4-48高台阶车削方法a)多次分层纵向车削b)末次纵向车削后,横向退出车端面正文外圆表面形状精度,如图度、圆柱度,可用千分尺间接检测或用圆度仪检测(图1-10、图1-11);检测直
25、线度时,图4-49台阶位置的确定a)用钢直尺控制b)用样板控制3.外圆表面的检测正文检测外圆表面位置精度,如同轴度、圆跳动时,可把工件安放在振摆仪上,用百分表间接检测(图1-14和图1-15)。正文图4-50用钢直尺和深度游标尺测量长度a)用钢直尺测量长度b)用深度游标尺测量长度正文4.外圆表面车削实例(1)传动轴的车削加工1)零件图样分析。2)传动轴车削过程及方法见表4-3。由表4-3可知,外圆车削采用两顶尖装夹,因此,在车外圆之前要加工出两端的中心孔,为车各外圆准备好定位基准(两端中心孔)。外圆车削分两阶正文段,先粗车各外圆,再半精车外圆,车台阶端面时控制台阶长度。用两顶尖装夹,先车一端外
26、圆,再调头车另一端外圆,经过调头,工件的旋转轴线不变,仍是两端中心孔的连线,因此可保证所加工出的各外圆有较高的同轴度要求。图4-51传动轴正文表4-3传动轴车削过程正文表4-3传动轴车削过程正文题的原因及预防方法见表4-4。表4-4车削外圆常见质量问题及解决方法(2)车削外圆常见质量问题及解决方法车削外圆柱表面时产生质量问正文表4-4车削外圆常见质量问题及解决方法正文(1)细长轴的结构和加工特点1)刚性差。2)热变形大。3)刀具磨损大。(2)细长轴的装夹方法1)两顶尖间安装细长轴工件。5.细长轴车削2)一夹一顶装夹细长轴工件。正文图4-52两顶尖装夹细长轴正文图4-53软爪凸带夹细长轴正文3)
27、一夹一拉装夹细长轴工件。图4-55是拉头的结构。正文图4-54一夹一拉装夹细长轴1拉头2跟刀架支承爪3刀具正文图4-55拉头的结构1工件2拉紧套3钩爪4固定套5深沟球轴承6推力轴承7轴8螺钉9套筒正文4)使用中心架和跟刀架装夹细长轴。中心架的使用 跟刀架的使用:加工细长轴通常采用三爪支承跟刀架(图4-26c)。跟刀架的修磨 跟刀架的调整正文(3)合理选择细长轴精车刀的几何角度1)为减少细长轴的弯曲变形,车刀的主偏角r=8093,以减小径向切削分力。2)为减小切削力,选择大前角o=1530。3)车刀前面应磨有R1.53mm的断屑槽,使切屑卷曲折断。4)采用正的刃倾角,取s=310,使切屑流向待加
28、工表面。5)刃口表面粗糙度值要小(Ra0.4m),经常保持锋利,且能提高车刀寿命。正文6)刀尖圆弧半径r0.3mm,切削刃的倒棱宽度应选得较小,约为进给量的一半(0.5f)。7)车刀的安装。正文(4)精车细长轴切削用量的选择1)采用YT15硬质合金车刀,vc=6080m/min,ap=0.30.5mm,f=0.10.2mm/r。2)采用宽刃车刀进行薄屑精车细长轴工件时:vc=1.5m/min,ap=0.020.05mm,f=1214rmn/r。正文2)锥度。(5)细长轴车削中常见的质量问题及解决办法1)弯曲。3)中凹度。4)竹节形。5)振动波纹。正文图4-56细长轴精车刀a)精车刀b)宽刃精车
29、刀1硬质合金刀片2螺钉3弹性刀夹4刀柄5滚花螺钉正文四、孔的车削车床上加工孔的方法有钻孔、扩孔、铰孔和车孔等。1.钻孔用钻头在实体材料上加工孔的方法,称为钻孔。在车床上钻孔如图4-57所示。直柄钻头用钻卡头夹持,钻夹头装于尾座套筒中(图4-58c)。锥柄钻头装在尾座套筒的锥孔中(图4-58a),如钻头锥柄号数小,可加用过渡锥套(图4-58b)。正文图4-57在车床上钻孔正文图4-58钻头的装夹a)锥柄钻头装夹b)锥套形式c)直柄钻头装夹正文图4-59扩孔钻及扩孔情况a)高速钢扩孔钻b)硬质合金扩孔钻c)车床扩孔情况正文用扩孔钻或钻头扩大孔径的加工方法,称为扩孔(图4-59)。扩孔钻有高速钢扩孔
30、钻和硬质合金扩孔钻两种。扩孔钻在自动车床和镗床上用得较多。它的主要特点是:切削不必自外缘一直到中心,这就避免了横刃所产生的不良影响。由于背吃刀量小,切屑少,钻心粗,刚性好,排屑容易,可增大切削用量。扩孔钻的刃齿比麻花钻多(一般有34齿),导向性好。因此,扩孔可提高生产率,2.扩孔改善孔的加工质量。正文图4-60圆锥形锪钻及其工作情况a)60锪钻b)120锪钻c)锪削工作情况正文3.锪孔用锪削方法加工平底或锥形沉孔,称锪孔。车床常用的是圆锥形锪钻,图4-60所示是圆锥形锪钻及锪孔情况。正文4.铰孔铰孔是在扩孔或半精车孔以后,用铰刀从孔壁上切除微量金属层的精加工方法(图4-61)。铰孔可达到的尺寸
31、公差等级为IT8IT7,表面粗糙度Ra值为1.60.8m,加工余量为0.10.3mm。图4-61铰刀及铰孔情况a)锥柄铰刀b)直柄铰刀c)小孔直柄铰刀d)套式直柄铰刀e)手铰刀f)铰孔工作情况正文(1)铰刀如图4-61a所示,锥柄铰刀直径为1032mm,直柄铰刀(图4-61b)直径为620mm,小孔直柄铰刀(图4-61c)直径为16mm,套式直柄铰刀(图4-61d)直径为2580mm,手铰刀(图4-61e)为直柄,直径为150mm,端部为四方头,以便套上铰杠手动切削。(2)车床铰孔方法1)铰刀的选择与保管。选择铰刀时还需注意,铰刀刃口必须锋利,没有崩刃和毛刺。因此,铰刀必须保管好,工作(刃口)
32、部分用塑料套保护,不允许碰毛。2)调整尾座轴线和使用浮动套筒。正文3)选择合理的铰削用量。4)合理选用切削液。用水溶性(乳化液)切削液,孔的表面粗糙度值较小;用油类切削液,孔的表面粗糙度值次之;干铰则表面粗糙度值最大。因此,铰孔必须加注充分的切削液。5)铰孔前对孔的要求。钻扩铰连用是孔加工的典型方法之一,多用于成批生产,也常用于单件、小批生产中加工细长孔。正文5.车孔车孔是用内孔车刀对已经铸出和钻出的孔做进一步加工,目的是扩大孔径,提高精度,降低表面粗糙度值和纠正原孔的轴线偏斜。车孔可分为粗车、半精车和精车。精车孔可达到的尺寸精度等级为IT8IT7,表面粗糙度Ra值为1.60.8m。正文图4-
33、62车孔加工a)通孔车刀b)盲孔车刀正文1)通孔车刀。2)盲孔车刀。为了节省刀具材料和增加刀杆强度,可以把高速钢或硬质合金做成很小的刀头,装在碳钢或合金钢制成的刀杆上(图4-63),在顶端或上端用螺钉紧固。内孔车刀刀杆有车通孔的(图4-63a)和车盲孔的(图4-63b)两种。车盲孔的刀杆方孔应做成斜的。根据孔径大小及孔的深浅,内孔车刀刀杆可做成几组,以便加工时选择使用。(1)车孔及内孔车刀。正文图4-63车孔刀杆a)通孔刀杆b)盲孔刀杆c)方形刀杆正文(2)工件装夹根据零件结构,可采用自定心卡盘、单动卡盘、花盘和一夹一托等方法。(3)车孔切削用量车孔的切削条件差,所以切削用量要比车同样直径的外
34、圆低10%20%。(4)车孔孔径保证及测量方法当批量小时,车孔可采用试切法达到孔径尺寸公差。正文图4-64可调节刀杆长度的车孔刀a)刀尖位于刀杆中心水平中心线b)刀尖位于刀杆上面c)可调节刀杆伸出长度d)车刀外形正文1)尽量增加刀杆的截面积。2)刀杆的伸出长度尽可能缩短。图4-65一次装夹中加工工件(5)车孔关键技术车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题正文1)在一次装夹中完成内、外圆及端面加工。2)以内孔为基准加工外圆与端面,以保证同轴度和垂直度。3)以外圆为基准加工内孔,以保证同轴度和垂直度。(7)车孔的质量分析车孔时,废品产生的原因及预防措施见表4-5。表4-5废品产生的原因及预防
35、措施(6)保证内孔与外圆同轴度及与端面垂直度的方法正文表4-5废品产生的原因及预防措施正文五、车端面、车槽和切断1.车端面车削工件时,往往采用工件的端面作为测量轴向尺寸的基准,所以对其必须先进行加工。车端面所用的刀具与工件装夹方法有关。当工件用顶尖装夹时,使用如图4-66a所示的端面车刀。正文图4-66用顶尖装夹工件车端面a)端面车刀b)半顶尖装夹工件c)双锥面中心孔正文当工件采用卡盘装夹时,使用图4-67所示的车刀车端面。图4-67用卡盘装夹工件车端面a)45弯头车刀b)右偏刀(由外向中心)c)右偏刀(由中心向外)d)左偏刀正文图4-68车大端面时锁紧床鞍正文车床上可车外槽、内槽与端槽,如图
36、4-69所示。图4-69车槽及车槽刀a)外槽b)外环形槽c)内环形槽d)端槽2.车槽正文3.切断切断一般采用卡盘装夹工件(图4-71),切断处应尽可能靠近卡盘。切断刀主切削刃必须对准工件旋转中心,高于或低于旋转中心均会使工件中心部位形成凸台,易损坏刀头(图4-72)。切断时进给要均匀,即将切断时需放慢进给速度,以免刀头折断。切断时,工件不宜采用两顶尖装夹。切断时,为了使带孔工件不留边缘,防止切下的工件端面留有小凸台,可以将切断刀的主切削刃稍微磨斜些(图4-73)。正文图4-70车槽刀与偏刀结构的对比正文图4-71在卡盘上切断正文图4-72切断刀刀尖应与工件旋转中心等高a)凸台易压坏刀尖b)凸台
37、易顶坏刀尖c)正常正文六、车锥面正文图4-73斜刃切断刀正文图4-74锥面配合的应用实例正文图4-75圆锥的尺寸和参数圆锥角为:,圆锥斜角为/2,大端直径D=d+2Ltan(/2),小端直径d=D-2Ltan(/2),锥度1 5=(D-d)/L=2tan(/2)正文圆锥面的尺寸和参数如图4-75所示。锥面车削方法有:小滑板转位法、尾座偏移法、宽刀法(又称样板刀法)和靠模法四种。1.小滑板转位法小滑板转位法如图4-76所示,当内、外锥面的圆锥角为时,将小刀架扳转/2即可加工。正文(1)小滑板的调整一般可利用刻度转动转盘调整角度,通过试切逐步校正。(2)锥度的校正方法用中滑板上的刻度来确定锥度,其
38、精度不高。如果车削的工件已有样件或标准塞规,则可用百分表来校正其锥度,如图4-77所示。先将样板或标准塞规用两顶尖装夹,小滑板转动一所需角度(=/2),刀架上装一个百分表,其测头与样件垂直接触并对准样件水平中心,移动小滑板观察指针摆动情况,若不动,则锥度已校好。(3)车刀刀尖位置对工件水平中心的方法车圆锥体时必须注意车刀的装夹,务必使车刀刀尖严格对准工件的水平中心,否则车出的圆锥母线不正文是直线,而是双曲线。1)当车削实心圆锥体时,可把车刀刀尖对准端面中心。2)当车圆锥孔时,可采用端面划线的方法,如图4-78所示。图4-76小滑板转位法车内、外锥面a)车外锥面b)车内锥面正文图4-77用百分表
39、校正锥度的方法正文图4-78端面划线对准中心的方法正文图4-79车圆锥面时控制尺寸的方法a)车圆锥体b)车圆锥孔正文(4)车锥体时尺寸控制的方法在车削过程中,当锥度已车准而大小端尺寸还未达到要求时,必须再进行车削,其背吃刀量可用以下方法控制。1)计算法。ap=ltan(/2)(4-8)图4-80移动床鞍控制尺寸的方法a)、b)、c)车圆锥体d)、e)、f)车圆锥孔正文2)移动床鞍法。(5)锥体检验方法1)锥度检验。2)圆锥的尺寸检验。检验工件时,工件的端面位于圆锥量规台阶(或两刻线)之间才算合格。正文图4-81圆锥量规及其使用方法a)圆锥塞规及其使用方法b)圆锥套规及其使用方法正文2.尾座偏移
40、法尾座偏移法如图4-82a所示,只能用来加工轴类零件或安装在心轴上的盘套类零件的锥面。工件或心轴安装在前、后顶尖之间,将后顶尖向前或向后偏移一定距离s,使工件回转轴线与车床主轴轴线的夹角等于工件圆锥斜角/2,当刀架自动或手动纵向进给时,即可车出所需的锥面。此法加工的表面粗糙度Ra值为6.31.6m。1)后顶尖偏移方法如图4-82b所示。2)尾座偏移量的调整。3)偏移尾座法的优缺点及其适用范围。正文图4-82偏移尾座车锥面a)车削方法b)尾座偏移的结构1床身2底座3、6调节螺钉4尾座体5固定螺钉7压板正文图4-83用百分表偏移尾座的方法正文3.靠模法靠模装置如图4-84所示,其底座固定在车床床鞍
41、上,它下面的燕尾导轨与靠模体5上正文图4-84车削锥角小于12的纵向靠模装置1底座2锥度靠模板3丝杠4滑块5靠模体6、7、11螺钉8挂脚9调节螺母10拉杆正文图4-85宽刀车锥体正文4.宽刀法宽刀法如图4-85所示,主要用于成批生产中车削较短的锥面。5.车圆锥时产生误差的原因及预防措施车圆锥时产生误差的原因及预防措施见表4-6。正文七、车成形面手柄、圆球及手轮等零件上的回转表面,称为成形面。成形表面的车削有双向车削法、成形刀法和靠模法。表4-6车圆锥时产生误差的原因及预防措施正文1.双向车削法双向车削法如图4-86所示,先用普通尖刀按成形面形状粗车许多台阶(图4-86a);然后用双手控制圆弧车
42、刀同时做纵向和横向进给,车去台阶峰部并使之基本成形(图4-86b);再用样板检验(图4-86c),并需经过多次车削修正和检验方能符合要求。形状合格后还需用砂纸和砂布做适当打磨。该方法加工的表面粗糙度Ra值可达12.53.2m。正文图4-86普通车刀车成形面a)粗车台阶b)车成形面c)样板检验正文2.成形刀法对于曲面形状较短且较简单的成形面,可以使用成形刀(样板刀)一次车削加工成形(图4-87)。有时为了减少成形刀的材料切除量,可先用尖刀按成形面形状粗车许多台阶,再用成形刀精车成形。该方法的尺寸公差等级可达IT8,表面粗糙度Ra值可达6.3m,并能保证较高的互换性。图4-87用成形刀加工的零件正
43、文3.靠模法靠模法车成形面与靠模法车锥面的原理和方法类似,只要将图4-84中的锥度靠模板2换成成形靠模板即可。正文1.螺纹种类及用途螺纹的应用甚广,可做联接、紧固、传动和调节之用。根据牙型不同,螺纹的种类很多。常见螺纹的种类、牙型、螺距和主要用途见表4-7。八、螺纹车削正文表4-7常用螺纹的种类及主要用途正文各类螺纹,按其旋向有右旋和左旋之分;按线数有单线和多线之分。螺旋线的参数如图4-88所示。图4-88螺纹线的旋向及参数a)右旋螺纹b)左旋螺纹c)三线螺纹正文的夹角。(2)螺旋角为螺纹中径圆柱上螺旋线的切线与螺纹轴线方向的夹角。(3)导程Ph为同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴
44、向距离。(4)螺距P为相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(1)螺纹升角?为螺纹中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线平面正文用最广泛。普通螺纹各部分名称及代号如图4-89所示。图4-89普通螺纹各部分的名称a)普通内螺纹b)普通外螺纹2.车螺纹的技术要求在车床上可加工各种螺纹,其中普通螺纹(又称米制三角形螺纹)应正文普通螺纹的牙型为三角形,牙型角=60,用大写字母D代表内螺纹公称直径,用小写字母d代表外螺纹公称直径,用字母P代表螺距,各参数之间的关系如下(图4-90)螺纹大径(等于公称直径)d=D螺纹小径d1=D1=d-1.08P(4-11)螺纹中径d2=D2=d-0.65P(4-12)
45、牙型高度h1=0.5413P(4-13)车螺纹的技术要求是,必须保证螺纹的牙型和螺距的精度,并使相正文配合的螺纹具有相同的中径,否则将使车出的螺纹不合格或报废。3.螺纹车削方法(1)单线右旋螺纹的车削单线右旋螺纹车削是最基本的方法(图4-91)。图4-90普通螺纹基本牙型正文图4-91单线右旋螺纹车削及对刀方法正文如米制普通螺纹车刀的刀尖角应磨成60,使用样板检查时,应与其配合无缝。2)为了获得准确的螺距,必须保证工件每转一转,车刀准确地移动一个螺距P(单线螺纹)或导程Ph(多线螺纹)。1)为了获得正确的牙型,必须正确刃磨和安装车刀。正文如米制普通螺纹车刀的刀尖角应磨成60,使用样板检查时,应
46、与其配合无缝。2)为了获得准确的螺距,必须保证工件每转一转,车刀准确地移动一个螺距P(单线螺纹)或导程Ph(多线螺纹)。1)为了获得正确的牙型,必须正确刃磨和安装车刀。正文图4-92三角形螺纹车刀的角度正文图4-93螺纹车刀的安装正文图4-94车螺纹的进给系统示意图正文a.螺纹量规如图4-95所示。如果通规(过端)能拧进,而止规(止端)拧不进,则螺纹合格。这种方法除检验中径外,还可同时检验牙型和螺距。图4-95螺纹量规a)测外螺纹的环规b)测内螺纹的塞规3)为了获得合格的螺纹中径d2(或D2),必须准确控制多次进给切削的总背吃刀量。正文图4-96螺纹千分尺及其测量原理a)螺纹千分尺b)测量原理
47、正文图4-97三针测量螺纹中径正文表4-8三针测量螺纹时M值的计算公式4)车削单线右旋螺纹的操作过程。表4-9车螺纹的操作过程正文表4-9车螺纹的操作过程正文表4-9车螺纹的操作过程正文5)车螺纹的方法及操作要领。(2)左旋螺纹的车削车削左旋螺纹时,只需调整换向机构,使主轴正转,丝杠反转,车刀从左向右切削即可。(3)多线螺纹的车削车削多线螺纹时,每一条螺旋槽的车削方法与车单线螺纹完全相同,只是在计算交换齿轮和调整进给箱手柄时,不是按螺距P工而是按导程Ph(Ph=nP)进行调整的。(4)车削螺纹尺寸测量及表面粗糙度值判定正文图4-98用移动小滑板法分线正文九、滚花滚花是在车床上用滚花刀挤压工件,使其表面产生塑性变形而形成花纹的(图4-99)。花纹有直纹和网纹两种,每种又分为粗纹、中纹和细纹。滚花刀如图4-100所示,单轮滚花刀是滚直纹的;双轮滚花刀是滚网纹的,两轮分别为左旋斜纹与右旋斜纹;六轮滚花刀是由三对粗细不等的斜纹轮组成,以备选用。正文图4-99滚花方法正文图4-100滚花刀种类a)单轮滚花刀b)双轮滚花刀c)六轮滚花刀
