车台阶轴

台阶轴是机器中最常用的零件之一。台阶轴1—倒角2—端面3—台阶4—外圆5—沟槽6—中心孔任务一选用及刃磨车刀任务二粗车台阶轴任务三精车台阶轴任务四车槽任务一选用及刃磨车刀1.能合理选用车台阶轴用的车刀。2.了解粗、精车的特点及粗、精车刀的区别。3.能正确刃磨粗车刀和精车刀。选择车削图台阶轴用的车刀。一、粗、精车的特点及对粗车刀和精车刀的要求1．粗车的特点及对粗车刀的要求选择粗车刀几何参数的一般原则是：（1）选择75°左右的主偏角，小主偏角车削时容易引起振动，75°主偏角车刀既能承受较大的切削力，又有利于切削刃散热。（2）为了增加刀头强度，前角和后角应选较小。（3）刃倾角宜取λs=-3°～0°，以增加刀头强度。（4）粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能卷曲折断，应磨出断屑槽。断屑槽的尺寸主要取决于背吃刀量和进给量。（5）应修磨出过渡刃和倒棱，以增加刀尖和刀刃强度。00a过渡刃能增加刀尖强度，改善刀尖处的散热条件，使车刀耐用。过渡刃有直线型(图2－2a)和圆弧型(图2－2b)两种。直线型过渡刃通常取过渡刃偏角0.5～2mm。，过渡刃长度rkkrb＝½过渡刃a)直线型b)圆弧型＝＝（0.5～0.8）ƒ，倒棱前角＝-10°～-5°。为了增加切削刃的强度，在主切削刃上磨出倒棱，倒棱宽度1rb01倒棱2．精车的特点及对精车刀的要求精车刀几何参数的选择如下：（1）取较小的副偏角，可减小工件表面粗糙度值。（2）前角取较大，使车刀锋利，切削轻快。（3）后角取较大些，以减小车刀和工件之间的摩擦。（4）选用正值刃倾角，即λs=3°~8°，以控制切屑排向工件的待加工表面。r'00a（5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出较窄的断屑槽。（6）为减小工件的表面粗糙度值，可在副切削刃上磨出修光刃。修光刃长度一般取=（1.2~1.5）ƒ，并应与进给方向平行。修光刃＇b二、车台阶轴常用的车刀车刀右偏刀左偏刀45°车刀（弯头车刀）75°车刀车刀的分类和判别车刀右偏刀左偏刀90°车刀说明右偏刀的主切削刃在刀柄左侧，由车床的右侧向左侧纵向进给左偏刀的主切削刃在刀柄右侧，由车床的左侧向右侧进给续表1.45°车刀45°车刀的刀尖角=90°，刀尖强度和散热性都较好。常用于车削工件的端面及进行45°倒角，有时也用于粗车刚性好的工件外圆。r45º车刀的应用1，3，6—右偏刀2，4，5—左偏刀2.75°车刀75°车刀的刀尖角εr＞90°，刀尖强度高，较耐用。75°右偏刀适用于粗车台阶轴的外圆，也可用于对加工余量较大的铸、锻件外圆进行强力车削；75°左车刀还适用于车削铸、锻件的大端面。75º车刀的应用a)用75º右车刀车外圆b)用75º左车刀车端面3.90°车刀右偏刀主要用于车外圆，也可用于车削余量小的端面和右向台阶。左偏刀一般用于从床头往尾座方向走刀车削外圆和左向台阶、以及车削直径较大、余量较多的端面。车端面a)右偏刀由外缘向中心进给形成凹面b)右偏刀由中心向外进给一、选择车刀车台阶轴用的车刀1—45º车刀2—90º车刀3—75º车刀4—车槽刀1.45°硬质合金车刀45º硬质合金车刀45°硬质合金车刀，用于车削台阶轴的端面并进行45°倒角，几何参数选择如下：（1）主偏角=45°，副偏角=45°。（2）前角=15°。（3）后角=5°~7°，副后角=5°~7°。（4）刃倾角λs=0°。（5）断屑槽宽度=4mm。krr'00a0'abnL2.75°硬质合金粗车刀典型75º硬质合金粗车刀典型的75°硬质合金粗车刀用于粗车台阶轴的外圆，几何参数选择如下：（1）主偏角=75°，副偏角=8°。（2）后角=5～9°，副后角=5～9°。（3）刃倾角λs=-10°～-5°。（4）断屑槽宽度LBn=4mm，断屑槽深度CBn=0.6mm（5）倒棱宽度=（0.5～0.8）ƒ，倒棱前角=-5°。rkr'0a0'a1rb1o。3.90°硬质合金精车刀典型90º硬质合金精车刀90º车刀的应用车削钢料用的典型90°硬质合金精车刀又称偏刀。主要用于车削台阶轴的外圆和台阶。90°车刀的几何参数选择如下：（1）主偏角=90°，副偏角=6°。（2）前角=15°。（3）后角=8°~11°，副后角=8°~11°。（4）刃倾角λs=5°。rkr'00a0'a（5）尽量取较窄的断屑槽宽度LBn。（6）刀尖圆弧rε=0.2~0.4mm。（7）倒棱宽度br1=0.5ƒ，倒棱前角r01=-5°。4.车槽刀当工件槽宽较窄时，通常选择主切削刃宽度等于工件槽宽的车槽刀直接车出。横槽精车刀主要特点为径向前角大，在主切削刃上磨有较大的正值刃倾角（λs＝15°～30°），可保证切屑排向工件待加工表面。应注意的是，用这种车刀车削时只能选用较小的背吃刀量（＜0.5mm）。pa横槽精车刀横槽精车刀二、选用车刀材料加工台阶轴，工件材料为45钢，车削工件的外圆、台阶和端面时常选用硬质合金车刀，粗车时选用P30的硬质合金，半精车时选用P10的硬质合金，精车时选用P01的硬质合金。车槽或切断时可使用高速钢车刀，其牌号为W18Cr4V或W9Mo3Cr4V；也可使用P10的硬质合金。任务二粗车台阶轴1.会正确使用一夹一顶装夹台阶轴。2.掌握后顶尖的选用和使用方法。3.掌握中心孔的类型和钻中心孔的方法。4.会正确选择粗车时的切削用量。5.会调整、校正尾座中心。6.能按照加工工艺粗车台阶轴。7.了解切削力对切削加工的影响。8.了解切削液的种类、作用，并会合理使用切削液。下图为台阶粗车工序图，请将55mmX178mm的毛坯按图中的尺寸加工。台阶粗车工序图台阶轴粗车工序图的加工工艺概述：车端面、钻中心孔→车左端台阶外圆→调头车端面，钻中心孔→车右端台阶外圆。一、一夹一顶装夹方法一夹一顶装夹a)用限位支撑限位b)利用工件的台阶限位1—限位支撑2—卡盘3—工件4－后顶尖5－限位台阶二、顶尖1.固定顶尖固定顶尖也叫死顶尖，其特点是刚度好，定心准确；但顶尖与工件中心孔接触面间为滑动摩擦，容易因发热而将中心孔或顶尖“烧坏”。固定顶尖a)普通固定顶尖b)硬质合金固定顶尖2.回转顶尖回转顶尖也叫活动顶尖。将顶尖与中心孔之间的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩擦，故能在高速运转中正常工作，克服了固定顶尖的缺点，应用广泛。但由于回转顶尖存在一定的装配累积误差，且滚动轴承磨损后会使顶尖产生径向圆跳动，从而会降低定心精度。回转顶尖三、钻中心孔1.中心孔和中心钻的类型国家标准GB/T145—2001规定中心孔有A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带护锥和螺纹）和R型（弧形）4种。中心孔的类型、结构及用途类型A型B型C型R型结构图结构说明由圆锥孔和圆柱孔两部分组成在A型中心孔的端部再加工一个120°的圆锥面，用以保护60°锥面不致碰毛，并使工件端面容易加工在B型中心孔的60°锥孔后面加工一短圆柱孔（保证攻制螺纹时不碰毛60°锥孔），并用丝锥加工内螺纹形状与A型中心孔相似，只是将A型中心孔的60°圆锥面改成圆弧面，这样使其与顶尖的配合变成线接触类型A型B型C型R型结构及作用圆锥孔圆锥孔的圆锥角一般为60°，重型工件用75°或90°。与顶尖锥面配合，起定心作用并承受工件的重力和切削力，因此对圆锥孔的表面质量要求较高在装夹轴类工件时，线接触的圆弧面能自动纠正少量的位置偏差圆柱孔1、中心孔的基本尺寸为圆柱孔的直径，它是选取中心钻的依据2、圆柱孔可储存润滑脂，并能防止顶尖头部触及工件，保证顶尖锥面和中心孔锥面配合贴切，以达到正确定中心的目的3、圆柱孔直径D≤6.3mm的中心孔常用高速钢制成的中心钻直接钻出，D＞6.3mm的中心孔常用锪孔或车孔等方法加工续表类型A型B型C型R型适用范围精度要求一般的工件精度要求较高或工序较多的工件当需要把其他零件轴向固定在轴上时轻型和高精度轴类工件选用中心钻续表2.钻中心孔的方法（1）将钻夹头插入车床尾座锥孔，中心钻装在钻夹头上。中心钻的安装（2）校正尾座中心。（3）切削用量的选择和钻削。（4）钻中心孔时的质量分析钻中心孔时容易出现的问题以及产生原因问题类型产生原因中心钻折断1.中心钻未对准工件回转中心2.工件端面未车平或中心处留有凸头，使中心钻偏斜，不能准确定心而折断3.切削用量选择不合适，如转速太低，进给过快4.磨钝后的中心钻继续使用5.没有充分浇注切削液或没有及时清除切屑，造成切屑堵塞中心孔钻偏或钻得不圆1.工件弯曲未校直，使中心孔与外圆产生偏差2.夹紧力不足，钻中心孔时工件移位，造成中心孔不圆3.工件伸出太长，回转时在离心力的作用下易造成中心孔不圆续表问题类型产生原因工件装夹时顶尖不能与中心孔的锥孔贴合中心孔钻得太深装夹时顶尖尖端与中心孔底部接触中心钻修磨后圆柱部分长度过短（中心钻一般不进行人工修磨）四、粗车时切削用量的选择1.粗车端面时的背吃刀量ap可根据毛坯余量确定，一般ap取1~4mm。进给量ƒ可取0.3~0.5mm/r。2.粗车外圆时的背吃刀量ap一般可取3~5mm，进给量ƒ取0.3~0.5mm/r。3．粗车时的切削速度一般取50～70m/min。cv五、粗车时工件的测量1.外径的测量粗车时一般用游标卡尺来测量工件的外径。2.台阶长度的测量粗车时台阶的长度可以用钢直尺、游标卡尺或游标深度尺进行测量。用钢直尺测量台阶长度一、准备工作1.工件毛坯材料：45钢。毛坯尺寸：55mmX178mm。数量：1件。2.工艺装备普通车床配三爪自定心卡盘、钻夹头、B6.3的中心钻、回转顶尖、钢直尺、0.02mm/（0~150）mm的游标卡尺。75°硬质合金车刀。二、车削步骤操作步骤操作步骤内容简图一、车端面1.三爪夹毛坯外圆，伸出长度约35mm2.车端面。进给量ƒ=0.4mm/r,车床主轴转速为400r/min，车平即可台阶轴的粗车操作步骤操作步骤操作步骤内容简图二、钻中心孔1.擦净钻夹头柄部和尾座锥孔，左手握住钻夹头外套部位，沿尾座套筒轴线方向将钻夹头锥柄用力插入尾座套筒的锥孔中2.用钻夹头钥匙张开钻夹头的三爪,装入中心钻并夹紧3.选车床主轴转速1120r/min，缓慢均匀地转动尾座手轮进给钻中心孔续表操作步骤操作步骤内容简图三、车A端台阶外圆1.一夹一顶装夹（夹持长度约20mm），主轴转速为350r/min，进给量ƒ取0.3mm/r2.车外圆51㎜至尺寸要求，长度尽长（分两次进给车削，第一刀车至52㎜，如圆柱度误差较大则进行尾座调整校正）3.车外圆39×89.5㎜至尺寸要求（分三次进给，第一刀车至45㎜，第二刀车至40㎜）尾座调整方法续表操作步骤操作步骤内容简图四、车另一端面，钻中心孔1．工件调头，夹51㎜外圆，找正夹紧2．车端面，取总长3．钻中心孔五、车B端台阶外圆1．一夹一顶装夹，夹持长度约30mm，车外圆41X49.5㎜至尺寸要求（分三次进给车削，第一刀车至46㎜，第二刀车至42㎜）2．倒角续表一夹一顶装夹工件时的注意事项⒈后顶尖的中心线应与车床主轴轴线重合，否则车出的工件会产生锥度。⒉在不影响车刀切削的前提下，尾座套筒应尽量伸出短些，以提高刚度，减少振动。⒊中心孔的形状应正确，表面粗糙度值要小。⒋当后顶尖用固定顶尖时，由于中心孔与顶尖为滑动摩擦，故应在中心孔内加入润滑脂，以减小摩擦。⒌顶尖与中心孔的配合必须松紧适宜。一、切削力1.切削分力车削时，刀具作用于工件（或工件作用于刀具）的力叫切削力。切削力可分解成主切削力Fc、背向力Fp和进给力Ff三个分力。切削力的分解示意图（1）主切削力Fc（切向力）Fc力使车刀弯曲（2）背向力Fp（切深抗力）Fp力使车刀后退（3）进给力FfFf力使车刀旋转2．影响切削力的主要因素（1）工件材料（2）主偏角κr（3）前角（4）背吃刀量αp和进给量f0二、切削液切削液又叫冷却润滑液，是在切削过程中为了改善切削效果而使用的液体。切削液主要有冷却、润滑、清洗和防锈等作用。车削中常用的切削液主要有乳化液，乳化液是由乳化油加水稀释而成。使用切削液时应注意：（1）切削液必须浇注在切削区域，因为该区域是切削热源。切削液浇注的区域1—切削喷嘴2—过渡表面（2）用硬质合金