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作者:蒋翎,黎月来

出版社:重庆大学出版社

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车工工艺与技能训练

车工工艺与技能训练试读:

前言

在编写本教材过程中,我们始终坚持以下三个原则:

1.以学生就业为导向,以企业用人标准为依据。在专业知识的安排上,紧密联系培养目标的特征,坚持够用、实用的原则,摈弃“繁难偏旧”的理论知识,同时,进一步加强技能训练的力度,特别是加强基本技能与核心技能的训练。

2.力求反映机械行业发展的现状和趋势,尽可能多地引入新技术、新工艺、新方法、新材料,使教材富有时代感,使教材更加科学和规范。

3.遵从中等职业技术学校学生的认知规律,力求教学内容为学生“乐学”和“能学”。在结构安排和表达方式上,强调由浅入深,循序渐进,强调师生互动和学生自主学习,并通过图文并茂的表现形式,使学生能够比较轻松地学习。

本教材建议授课时数为168学时(机动10学时),主要面向中等职业学校的学生。为了提高学生的动手能力,采用了“项目导向、任务驱动”的编写体例。每个项目分解为若干个任务,每个任务包括“任务描述”“任务分析”“任务实施”“任务小结”等环节,充分体现了“做中学,学中做”的职业教育理念,特别适合初学者自学及中职学校的“理实一体化”教学。

本教材由蒋翎、黎月来担任主编,邓红梅、刘睿、刘磊担任副主编,孙继东、钟富平担任主审。全书分为十个项目,序言、

绪论

、项目一、项目二、项目三、项目四由蒋翎编写,项目五、项目六、项目七、项目八由黎月来编写,项目九由刘睿编写、项目十由邓红梅编写。全书由蒋翎统稿。

本教材在编写过程中,得到了重庆教育管理学校各级领导及机电教学部全体同事、重庆大学出版社的大力支持与帮助,重庆嘉陵川江汽车制造有限公司易刚副总经理、重庆红旗钢圈有限公司邱岭部长、刘金云经理、重庆康明斯发动机有限公司赵丙杰部长、重庆驰骋轻型汽车零部件股份有限公司胡宏伟部长、甲骨文公司彭超经理对全书的编写提出了很多宝贵的建议和意见,在此一并表示衷心感谢。

由于时间仓促及编者水平有限,书中难免存在不妥之处,恳请广大读者批评指正。编者2015年1月绪论

机械制造工业是国民经济的重要组成部分,担负着为国民经济各部门提供技术装备的任务,是技术进步的重要基础。在科学技术飞速发展、高新技术不断涌现的今天,对机械制造工业提出了更新更高的技术要求。少、无切削技术,特种加工,数控加工等发展和应用越来越广泛。但在实际生产中,绝大多数的机械零件仍需要通过切削加工来达到规定的尺寸、形状和位置精度,以满足产品的性能和使用要求。在车、铣、刨、镗、磨、钳、制齿等诸多切削加工专业中,车工是最基本、应用最广泛的专业,在机械制造业中,车床在金属切削机床的配置中约占50%。一、课程的任务与要求

车工技能训练的任务是结合车工工艺学的专业理论,通过技能训练及实践,使学生掌握中级车工操作技能,成为达到国家职业资格四级的车削加工人员。

通过课程学习,应达到如下具体要求:

①能熟练地使用、调整、维护和保养本工种的主要设备。

②能熟练地掌握中级车工的操作技能。

③能正确使用工、夹、刀、量具,能合理地选择切削用量和切削液。

④熟悉安全、文明生产的有关知识,养成安全文明生产的习惯。二、车削的基本内容

车削是工件旋转做主运动,车刀作进给运动的切削加工方法。

在车床上可加工各种不同形状工件上的回转表面,如内、外圆柱、外圆锥面,成形面,各种螺纹面等。此外,还可加工回转体工件的端面、台阶面、进行车槽、切断和表面修饰加工等。三、安全文明生产

坚持安全文明生产是保障生产工人和机床设备的安全,防止工伤和设备事故的根本保证,也是搞好企业经营管理的重要内容之一。它直接影响到人身安全、产品质量和经济效益,影响机床设备和工具、夹具、量具的使用寿命及生产工人技术水平的正常发挥。学生在学习和掌握操作技能的同时,必须养成良好的安全文明生产习惯。对于在长期生产活动中总结得到的实践经验,必须严格执行。

1.安全生产的注意事项

①工作时应穿工作服并做好安全防护。

②工作时,头不能离工件太近,以防切屑飞入眼中。

③工作时必须集中精神,手、身体和衣服不能靠近旋转机件。

④工件和车刀必须装夹牢固,防止飞出伤人。

⑤凡装拆工件、更换工件,测量加工表面及变速时,必须先停车,关急停开关。

⑥车床运转时,不得用手触摸工件表面,严禁用棉纱擦抹转动工件。

⑦清除铁屑要用铁钩,绝不允许用手去拉。

⑧在车床上操作不准戴手套。

⑨毛坯不能伸得太长,以防止受离心力后甩弯伤人。

⑩不准用手去制动卡盘。

⑪不准随意拆装电气设备。

⑫若发现机床、电气设备有故障,应及时报告。

2.安全文明生产的要求

①开车前检查车床各部分机构及防护设备是否完好,各手柄是否灵活,位置是否正确,首次开机主轴应空运转1~2min。

②主轴变速必须先停车,变换进给手柄要在低速进行。

③刀具、量具及工具等放置要稳妥,整齐、合理、便于取用。

④工具箱内应分类摆放物件。

⑤正确使用和爱护量具。

⑥不允许在卡盘或床身导轨上敲击或校直工件。

⑦车刀磨损后应及时刃磨。

⑧批量生产的零件,首件应送检。

⑨毛坯、半成品应与成品分开放置。

⑩图纸、工艺卡应放置在便于阅读的位置。

⑪使用切削液前,应在床身导轨上涂润滑油,若车铸铁时应抹干润滑油。

⑫工作场地周围应保持清洁、整齐、防止摔跤。

⑬工作完毕后,应将所用过的物件擦净归位。四、车削加工工艺守则

车削加工工艺守则是车削前应遵守的基本规则,也是安全、文明生产在操作技能方面的具体要求,在后面各项目的技能训练中和今后的生产实践中应自觉遵守、认真执行。

1.加工前的准备

①操作者接到加工任务后,首先应检查加工所需要的产品图样、工艺规程和有关技术资料是否齐全。

②工具箱应分类摆放物件。精度高的工具应放置稳妥,重物放在下层,轻物放在上层,不可随意乱放。工作场地周围应保持清洁整齐,避免堆放杂物。

③要仔细阅读工艺规程、产品图样及其技术要求,有疑问应找有关人员询问清楚后再进行加工。

④按产品图样或工艺规程复核工件毛坯或半成品是否符合要求,发现问题应及时向有关人员反映,待问题解决后才能进行加工。

2.车刀的装夹

①在装夹各类车刀及其他刀具前,一定要将刀柄等处擦拭干净。

②刀具装夹好后,应利用对刀装置或试车削等手段检查其正确性。

③车刀刀柄不宜伸出太长,一般伸出长度不能超过刀柄高度的1.5倍(车孔、车槽等除外)。

④车刀刀柄中心线应与进给方向垂直或平行,螺纹车刀刀尖角的平分线应与工件轴线垂直。

⑤装夹车刀时,刀柄下面的垫片要少而平,优先用厚的垫片。压紧车刀的螺钉拧紧力要适当,通常不加套管加力。

⑥刀尖高度的调整

a.在车端面、圆锥、螺纹、成形面和切断实心工件时,车刀刀尖应与工件轴线等高。

b.在粗车外圆、精车孔时,车刀刀尖一般应比工件轴线略高。

c.在精车细长轴、粗车孔、切断空心工件时,车刀刀尖一般应比工件轴线低。

3.工件的安装

①工件装夹前应将其定位面、夹紧面以及垫铁和夹具的定位面、夹紧面擦拭干净,并不得有毛刺。

②用三爪自定心卡盘装夹工件进行粗车或精车,若工件直径小于或等于30mm时,其悬伸长度应不大于直径的5倍;若工件直径大于30mm时,其悬伸长度应不大于直径的3倍。

③用四爪单动卡盘、花盘、弯板等装夹不规则或偏重的工件时,必须加平衡铁进行平衡。

④在两顶尖间装夹轴类工件时,应先调整尾座顶尖中心,使其与车床主轴轴线重合。

⑤在两顶尖间加工细长轴时,应使用跟刀架或中心架。在加工过程中要注意调整顶尖的顶紧力,固定顶尖和中心架应注意润滑。

⑥使用尾座时,套筒尽量伸出短些,以减少振动。

⑦车削轮类、套类铸件或锻件时,应按不加工的表面找正,以保证加工后工件壁厚均匀。

4.加工中要注意的基本事项

①图样、工艺卡片应放置在便于阅读的位置,并注意保持其清洁和完整。

②车刀磨损后应及时更换刀头,不允许用钝刀继续车削,以免增加车床的负荷或损坏车床,从而影响工件的表面加工质量和生产率。

③批量生产的工件,首件应送检,在确认合格后方可继续加工,精车完的工件应注意防锈处理。

④毛坯、半成品和成品应分开并整齐有序地放置。半成品、成品应轻拿轻放,严防磕碰伤。

⑤加工铸铁前应擦去导轨上的润滑油并在床身导轨面加防护装置。为了避免表面夹砂、硬化层等损坏刀具,在许可的条件下,背吃刀量应大于夹砂或硬化层深度。粗加工时不用冷却液,可采用低转速,大进给,必要时精加工可加煤油或低浓度润滑液。用冷却液时要经常清洗机床导轨,以免铁屑拉伤床面。

⑥为了保证加工质量并提高生产率,应根据工件材料、精度要求和机床、刀具、夹具等情况,合理选择切削用量。

⑦对有公差要求的尺寸,在加工时应尽量按其中间公差加工。

⑧工艺规程中未规定表面粗糙度要求的粗加工工序,加工后的表面粗糙度Ra值应不能大于25μm,铰孔前的表面粗糙度Ra值应不大于12.5μm,精磨前表面粗糙度Ra值应不大于6.3μm。

⑨粗加工时的倒角、倒圆、槽深等都应按精加工余量加大或加深,以保证精加工后达到设计要求。

⑩图样和工艺规程中未规定的倒角、倒圆尺寸和公差要求按相关标准处理、本工序后无去毛刺工序时,本工序加工产生的毛刺应在本工序去除。

⑪凡下道工序需进行表面淬火、超声波探伤或滚压加工的工件表面,在本工序加工时表面粗糙度Ra值不得大于6.3μm。

⑫在工件的加工过程中应经常检查工件是否松动,以防因松动而影响加工质量或发生意外事故。

⑬当粗、精加工在同一台车床上进行时,粗加工后一般应松开工件,待其冷却后重新装夹。

⑭在切削过程中,若车床、刀具、工件系统发出不正常的声音或已加工表面质量突然下降应立即退刀停车检查。

⑮在批量生产中,必须进行首件检查,合格后方能继续加工。在加工过程中,操作者必须对工件进行自检。

5.加工后的工作

①工件在各工序加工后应做到无屑、无水、无脏物,并在规定的工位器具上摆放整齐,以免磕、碰、划伤等。

②工件暂不进行下道工序加工的或精加工后的工件表面应进行防锈处理。

③凡相关零件成组配合加工的,加工后需做标记(或编号)。

④将所用的工艺装备擦净、归位清理切屑、将机床擦拭干净并按规定擦拭润滑油,将溜板箱移至床尾一端。

⑤下班前若工件不卸下,应在较重的工件下面加支撑,有条件的最好加千斤顶支撑。

⑥按下急停开关后关闭机床总电源。

⑦将工作场地打扫干净。

⑧爱护量具并保持其清洁,擦净,涂油,放入盒内,长期不用应及时归还。所使用的量具必须定期校验,以保持其精度准确。

6.其他要求

①加工完的工件经专职检验员检验合格后,方能转入下道工序。

②产品图样、工艺规程和所使用的其他技术文件要注意保持整洁,严禁涂改。

③工艺装备用完后要擦拭干净并涂好防锈油,放到规定的位置或交还工具库。五、参观实习工厂

通过参观实习工厂,熟悉操作技能训练场地,参观历届同学的实习工件和生产产品,增加学生对所学专业(工种)的感性认识。六、思考与练习

①本课程的任务与要求是什么?

②什么是车削?车床的基本工作内容有哪些?

③简述车削加工安全生产的注意事项及文明生产的要求。

④简述车削过程中车刀装夹、工件安装的要求。

⑤简述车削加工过程中的注意事项。

项目一 安全文明生产

任务一 安全文明生产简介

一、任务描述

坚持安全、文明生产是保障生产工人和设备的安全,防止工伤和设备事故的根本保证,同时也是工厂科学管理的一项十分重要的手段。二、安全文明生产的重要性

安全生产既是一项管理工作、技术工作,同时也直接关系到企业的经济效益和生产效率的提高,影响设备和工、卡、量具的使用寿命和操作工人技术水平的正常发挥。安全、文明生产的一些具体要求是在长期生产活动中的实践经验以及血的教训的总结,要求操作者必须严格执行。三、车床安全操作规程

1.启动前

①检查机床各手柄是否处于正常位置。

②传动带、齿轮安装罩是否装好。

③进行加油润滑。

2.安装工件

①工件要夹正、夹牢。

②工件安装、拆卸完毕后随手取下卡盘扳手。

③安装、拆卸大工件时,应用木板保护床面。

④顶针轴不能伸出全长的1/3以上,一般轻工件不得伸出1/2以上。

⑤装夹偏心物时,要加平衡块,并且每班应检查螺帽的紧固程度。

⑥加长长料时,车头后面不得露出太长,否则应装上托架并有明显标志。

3.安装刀具

①刀具要垫好、放正、夹牢。

②装卸刀具和切削加工时,切记先锁紧方刀架。

③装好工件和刀具后,应进行极限位置检查。

4.启动后

①不能改变主轴转速。

②不能度量工件尺寸。

③不能用手触摸旋转着的工件;不能用手触摸切削。

④切削时要戴好防护眼镜。

⑤切削时要精力集中,不能离开机床。

⑥在加工过程中,使用尾架钻孔、绞孔时,不能挂在拖板上起刀,使用中心架时要注意校正工件的同心度。

⑦使用纵横走刀时,小刀架上盖至少要与小刀架下座平齐,中途停车必须先停走刀后才能停车。

⑧加工铸铁件时,机床上的润滑油要擦拭干净。

5.下班时

①工、夹、量具、附件妥善放好,将走刀箱移至机床尾座一侧,擦净机床、润滑加油、清理场地、关闭电源。

②逐项填写设备使用卡。

③擦拭机床时要防止刀尖、切屑等划伤手,并防止溜板箱、刀架、卡盘、尾座等相碰撞。

6.若发生事故

①立即停车,关闭电源。

②保护现场。

③及时向有关人员汇报,以便分析原因,总结经验教训。四、文明生产的要求

①刀具、量具及工具等的放置要稳妥、整齐、合理,有固定位置,便于操作时取用,用后应放回原处,主轴箱盖上不应放置任何物品。

②工具箱内应分类摆放物件,精度高的应放置稳妥,重物放下层,轻物放上层。

③正确使用和爱护量具。经常保持清洁、用后擦净、涂油、放入盒内,并及时归还工具室。所使用量具必须定期效验,以保证其度量准确。

④不允许在卡盘及床身导轨上敲击或校直工件,床面上不准放置工具或工件。装夹、找正较重工件时,应用木板保护床面。

⑤车刀磨损后,应及时刃磨,不允许用钝刃车刀继续车削,以免增加车床负荷、损坏车床,影响工件表面的加工质量和生产效率。

⑥批量生产的零件,首件应送检。在确认合格后,方可继续加工。精车工件要注意防锈处理。

⑦毛坯、半成品和成品应分开放置。半成品和成品应堆放整齐、轻拿轻放,严防碰伤已加工表面。

⑧图样、工艺卡片应放置在便于阅读的位置,并注意保持其清洁和完整。

⑨使用切削液前,应在床身导轨上涂润滑油。

⑩工作场地周围应保持清洁整齐,避免杂物堆放,防止绊倒。

任务二 车床的结构及附件简介

车床是应用广泛的金属切削机床之一,它的加工范围很广。车床可以车削外圆车端面、切断和切槽、钻中心孔、钻孔、镗孔、铰孔、车削各种螺纹、车削内外圆锥面、车削异形面、滚花以及盘绕弹簧等。一、任务描述

了解车床的结构及附件,卧式车床结构及附件如图1.1所示。图1.1 卧式车床1—主轴箱;2—卡盘;3—刀架;4—冷却液管;5—尾座;6—床身;7—长丝杠;8—光杠;9—操纵杠;10—溜板;11—溜板箱;12—进给箱;13—挂轮箱二、车床结构

1.床头变速箱(简称床头箱)

床头变速箱主要用于安装主轴和主轴的变速机构,主轴前端安装卡盘以夹紧工件。并带动工件旋转实现主运动。为方便安装长棒料,主轴为空心结构。

2.交换齿轮箱(又称挂轮箱)

交换齿轮箱主要用来将主轴的转动传给进给箱,调换箱内齿轮,并和进给箱配合,可以车削不同螺距的螺纹。

3.进给箱(又称走刀箱)

进给箱主要安装进给变速机构。它的作用是把从主轴经挂轮机构传来的运动传给光杠或丝杠,以取得不同的进给量和螺距。

4.溜板箱

溜板箱是操纵车床实现进给运动的主要部分,通过手柄接通光杠可使刀架做纵向或横向进给运动,接通丝杠可车螺纹。包括大拖板、中拖板、小拖板和刀架。(此时摇大拖板)大拖板是纵向车削用的,每格为1mm;(摇中拖板)中拖板是横向车削用和控制被吃刀量,每格为0.05mm;(摇小拖板)小拖板是纵向车削较短工件或角度工件,每格为0.05mm。

5.刀架部分

刀架部分由两层滑板(中、小滑板)、床鞍及刀架体共同组成。用来安装车刀并带动车刀做纵向、横向或斜向运动。

6.尾座

尾座安装顶尖,支顶较长工件,还可安装中心钻﹑钻头﹑铰刀等其他切削刀具。

7.床身

床身用于支撑和连接车床其他部件并保证各部件间的正确位置和相互运动关系。

8.冷却装置

冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切削区域,降低切削温度冲走切屑,润滑加工表面,以提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。三、传动系统

电动机输出动力经皮带轮的传动传给床头变速箱,变换箱外手柄的位置可使主轴得到各种不同的转速。主轴通过卡盘带动工件做旋转运动。此外主轴的旋转通过挂轮箱﹑进给箱﹑丝杠或光杠﹑溜板箱的传动,使拖板带动装在刀架上的刀具沿床身导轨做直线走刀运动,如图1.2所示。图1.2 车床传动路线图四、车床的附件

1.三爪自定心卡盘

三爪自定心卡盘是车床上应用较为广泛的一种通用夹具,主要由外壳体、3个卡爪、3个小锥齿轮、1个大锥齿轮等零件组成,3只卡爪均匀分布在卡盘的圆周上,能同步沿径向移动,实现对工件的夹紧或松开,并能自动定心,以带动工件随主轴一起旋转,实现主运动。安装工件快捷、方便,但是加紧力不如单动四爪卡盘大。一般用于精度要求不是很高,形状规则的中、小工件的安装。卡盘前段是通过连接盘与车床主轴连为一体的。

2.四爪单动卡盘

4只卡爪沿圆周方向均匀分布,卡爪能逐个单独径向移动,夹紧力大,但校正工件位置时麻烦、费时,适于单件、小批量生产中装夹非圆形工件。

3.中心架和跟刀架

在车削细长轴时,为增加工件刚性防止工件振动采用中心架或跟刀架,作为附加支承。五、车床的型号

机床的型号是机床产品的代号,用来表示机床的类别、主要技术参数﹑性能和结构特点。机床型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字,按一定规律组合表示,车床型号如图1.3所示。图1.3 车床型号

任务三 车床的润滑和维护保养

为了保持车床正常运转和延长其使用寿命,应注意日常的维护保养。必要时要进行一级保养,并且车床的摩擦部分必须进行润滑。一、任务描述

车床的润滑和维护保养是机械加工人员必备的工作素养。学习车工首先要从保养设备学起。工作任务为设备10台,每组一台,保养级别为一级保养。二、保养工艺分析

要学会保养车床,首先要了解车床及其构造。

1.车床润滑的几种方式(1)浇油润滑

浇油润滑通常用于外露的滑动表面,如床身导轨面和滑板导轨面等。(2)溅油润滑

溅油润滑通常用于密封的箱体中,如车床的主轴箱,它利用齿轮转动将润滑油溅到油槽中,然后输送到各处进行润滑。(3)油绳导油润滑

油绳导油润滑通常用于车床进给箱的溜板箱的油池中,它利用毛线吸油和渗油的能力,将机油慢慢地引到所需要的润滑处。(4)弹子油杯注油润滑

弹子油杯注油润滑通常用于尾座和滑板摇手柄转动的轴承处。注油时,以油嘴把弹子按下,滴入润滑油。使用弹子油杯的目的是为了防尘防屑。(5)黄油(油脂)杯润滑

黄油杯润滑通常用于车床挂轮架的中间轴。使用时,先在黄油杯中装满工业油脂,当拧紧油杯盖时,油脂就挤进轴承套内,与加机油相比更为方便。使用油脂润滑的另一特点是:存油期长,不需要每天加油。(6)油泵输油润滑

油泵输油润滑通常用于转速高、润滑油需要量大的机构中,如车床的主轴箱一般都采用油泵输油润滑。

2.车床的润滑系统

为了对车床进行正确的润滑,现以CA6140型车床(图1.4)为例来说明润滑的部位及要求。图1.4 CA6140车床

①主轴箱的储油量,通常以油面达到油窗高度为宜。箱内齿轮用溅油法进行润滑,主轴后轴承用油绳导油润滑,车床主轴前轴承等重要润滑部位用往复式油泵供油润滑。

②主轴箱上有一个油窗,如发现油孔内无油输出,则说明油泵输油系统有故障,应立即停车检查断油原因,待修复后才可开动车床。

③主轴箱、进给箱和溜板箱内的润滑油一般3个月更换一次,换油时应在箱体内用煤油洗清后再加油。

④挂轮箱上的正反机构主要靠齿轮溅油润滑,油面的高度可以从油窗孔看出,换油期也是3个月一次。

⑤进给箱内的轴承和齿轮,除了用齿轮溅油法进行润滑外,还可通过进给箱上部的储油池通过油绳导油润滑。因此除了注意进给箱油窗内油面的高度外,每班还要给进给箱上部的储油池加油一次。

⑥溜板箱内脱落蜗杆机构用箱体内的油来润滑,油从盖板中注入,其储油量通常加到这个孔的下面边缘为止。溜板箱内其他机构则用其上部储油池里的油绳导油润滑,润滑油由孔注入。

⑦床鞍、中滑板、小滑板部分、尾座和光杠、丝杠等轴承,靠油孔注油润滑,每班加油一次。

⑧挂轮架中间齿轮轴承和溜板箱内换向齿轮的润滑每周加黄油一次,每天向轴承中旋进一部分黄油。

3.车床的日常清洁维护保养要求

①每班工作后应擦净车床导轨面(包括中滑板和小滑板),要求无油污、无铁屑,并浇油润滑,使车床外表清洁和场地整齐。

②每周要求车床3个导轨面及转动部位清洁、润滑,油眼畅通,油标油窗清晰,清洗护床油毛毡,并保持车床外表清洁和场地整齐等。三、车床的一级保养要求及顺序

车床运行500h后,以学生操作为主,在教师的指导下及实训人员的配合下进行。保养时要按下列顺序进行。

1.主轴箱的保养

①清洗滤油器、使其无杂物。

②检查主轴锁紧螺母有无松动,紧定螺钉是否拧紧。

③调整制动器及离合器摩擦片间隙。

2.交换齿轮箱的保养

①清洗齿轮、轴套,并在油杯中注入新油脂。

②调整齿轮啮合间隙。

③检查轴套有无晃动现象。

3.滑板和刀架的保养

拆洗刀架和中、小滑板,洗净擦干后重新组装,并调整中、小滑板与镶条的间隙。

4.尾座的保养

摇出尾座套筒,并擦净涂油,以保持内外清洁。

5.润滑系统的保养

①清洗冷却泵、滤油器和盛液盘。

②保证油路畅通,油孔、油绳、油毡清洁无铁屑。

③检查油质。保持良好,油杯齐全,油标清晰。

6.电器的保养

①清扫电动机、电气箱上的尘屑。

②电气装置固定整齐。

7.外表的保养

①清洗车床外表面及各罩盖,保持其内、外清洁,无锈蚀、无油污。

②清洗三杠。

③检查并补齐各螺钉、手柄球、手柄。四、车床的润滑保养训练

由教师现场演示车床的一级保养,日常保养(或日保、周保、月保)等保养形式。然后学生进行保养训练。

任务四 车床的手动操纵技能训练

一、任务描述

通过车床的手动操作技能训练,熟悉机床各手柄性能。二、指导学生在开机床前,先检查机床

检查机床各部位、各手柄是否符合要求,各变速手柄是否在空挡位置;操纵杆是否在停止位置;大、中、小拖板是否回位;后尾座套筒是否符合要求;刀架是否锁紧;检查油标油量,油路是否畅通;润滑是否良好等。三、基本功训练

1.动作一纵向手动进给

双手交替均匀连续摇动大拖板车削外圆。具体操作方法为:

左手放在中拖板的左侧,右手放在中拖板的右侧,双手交替均匀连续摇动大拖板,双手在交替的过程中,大拖板手轮是不停地转动的。(注意:在摇动的过程中手臂不能与中拖板产生碰撞)

2.动作二横向手动进给

双手交替均匀连续摇动中拖板车削端面。具体操作方法为:

学生应站立在拖板箱的前面,站立位置以适度为止,双手交替均匀连续摇动中拖板,双手在交替的过程中,中拖板手轮是不停地转动的。

3.动作三纵横向同时进给

双手配合摇动大、中拖板。具体操作方法为:

学生应站立在拖板箱的前面,站立位置以适度为止,左手摇动大拖板,右手摇动中拖板,双手配合快速摇动拖板。由教师喊口令(大拖板向前,中拖板向后。或大拖板向后,中拖板向前等)学生进行训练,以训练学生的反应能力。四、操作内容说明

①床鞍的纵向移动由溜板箱正面左侧的大手轮控制,当顺时针转动手轮时,床鞍向右运动;即向前运动。逆时针转动手轮时,床鞍向左移动,即向后移动。

②中滑板手柄控制中滑板的横向移动和横向进刀量。当顺时针转动手柄时,中滑板向远离操作者的方向移动(即横向进刀),此时为向前移动。逆时针转动手柄时,中滑板向靠近操作者的方向移动(即纵向进刀),此时为向后移动。

③小滑板可做短距离的纵向移动,小滑板手柄顺时针转动,小滑板向左移动,此时为向前移动。小滑板手柄逆时针转动,此时为向后移动。五、操作训练内容

①熟练操作以使床鞍左、右纵向移动。

②熟练操作使中滑板沿横向进退刀。

③熟练操作控制小滑板沿纵向做短距离左、右移动。

④熟练操作双手配合摇动大、中拖板。

⑤熟练操作双手配合均匀连续摇动大拖板。六、尾座的操作训练

1.操作说明

尾座可在床身内侧的山形导轨和平导轨上沿纵向移动,并依靠尾座架上的锁紧螺母使尾座固定在床身上的任一位置。转动尾座右端手轮,可使尾座套筒做进、退移动。

2.操作训练内容

①尾座套筒进、退操作训练,掌握操作方法。

②尾座沿床身向前移动、固定操作训练,掌握操作方法。七、思考与练习

①车床车头箱有什么用途?溜板箱有什么用途?

②车床润滑有哪几种方式?

③简述车床的日常清洁维护保养要求。

④简述车床的一级保养要求及顺序。

项目二 机床的基本知识

在现代机械制造工业中,被制造的机器零件,特别是精密零件的最终形状、尺寸及表面粗糙度,主要是借助金属切削机床加工来获得的,因此机床是制造机器零件的主要设备。它所担负的工作量占机器总制造工作量的40%~60%,它的先进程度直接影响机器制造工业的产品质量和劳动生产率。在如此多的机床里面,普通车床又是最基础,加工范围最广的机床。因此,为了在将来能熟练地掌握普通车床的加工,必须要先了解其基本知识。

任务一 卡盘装拆练习

三爪自定心卡盘是车床上应用最广泛的通用夹具。它用以装夹工件,并带动工件随主轴一起旋转,实现主运动。因此要学会正确使用三爪自定心卡盘。一、任务描述

如图2.1所示,三爪自定心卡盘一个,卡盘扳手一个,内六角扳手一个,平口起子一把,利用现有工具正确装卸卡盘。图2.1 三爪自定心卡盘1—带方孔的小锥齿轮;2—方孔;3—大锥齿轮;4—卡爪;5—平面螺纹;6—螺栓;7—螺母二、工艺分析

当卡盘扳手插入小锥齿轮的方孔中转动时,就带动大锥齿轮旋转。大锥齿轮背面是平面螺纹,平面螺纹又和卡爪的端面螺纹啮合,因此就能带动3个卡爪同时做向心或离心移动。三、加工步骤

加工步骤及工序内容见表2.1。表2.1 加工步骤表序号工序名称工作内容①松去3个定位螺钉,取出3个小拆自定心卡盘零部锥齿轮。1件②松去3个紧固螺钉取出防尘盖板和带有平面螺纹的大锥齿轮装卡盘时,用卡盘扳手的方榫插入小锥齿轮的方孔中旋转、带动大锥齿轮的平面螺纹转动。当平2装3个卡爪的方法面螺纹的螺口转到将要接近壳体槽时,将1号卡爪装入壳体槽内。其余两个卡爪按2号3号顺序装入,装入方法与前相同四、注意事项

①装卡盘时,首先将连接部分擦净,加油确保卡盘安装的准确性。

②卡盘旋上主轴后,应使卡盘法兰的平面和主轴平面贴紧。

③卸卡盘时,在操作者对面的卡爪与导轨面之间放置一定高度的硬木块或软金属,然后将卡爪转至近水平位置,慢速倒车冲撞。当卡盘松动后,必须立即停车,然后用双手将卡盘旋下。

④在主轴上安装卡盘时,应在主轴孔内插一铁棒,并垫好床面护板,防止砸坏床面。

⑤安装3个卡爪时,应按逆时针方向顺序进行,并防止平面螺纹转过头。

⑥装卡盘时,不准开车,以防危险。

任务二 工件装夹找正

找正工件是将工件安装在卡盘上,使工件的中心与车床主轴的旋转中心取得一致的过程。为了保证工件在加工中的精度,必须将工件装夹找正。一、任务描述

工件为φ50mm×30mm,三爪自定心卡盘装夹,镐针一个,铜棒一根,夹持长度为10mm,试用现有工具快速装夹工件,要求同轴度、垂直度控制在0.3mm以内。二、工艺分析

对工件进行装夹找正时,要根据不同的情况使用不同的方法。如果要求精度不是很高,可以使用目测法;如果车削余量较小的工件可以利用划针盘找正法;另外还可以开车进行找正。图2.2 工作校正三、找正步骤

1.目测法

工件夹在卡盘上使工件旋转,观察工件跳动情况,找出最高点,用重物敲击高点,再旋转工件,观察工件跳动情况,再敲击高点,直至工件找正为止。最后把工件夹紧,其基本程序如下:工件旋转→观察工件跳动,找出最高点→找正→夹紧。一般要求最高点和最低点相差1~2mm为宜。

2.使用划针盘找正

车削余量较小的工件可以利用划针盘找正。方法如下:工件装夹后(不可过紧),用划针对准工件外圆并留有一定的间隙,转动卡盘使工件旋转,观察划针在工件圆周上的间隙,调整最大间隙和最小间隙,使其达到间隙均匀一致,最后将工件夹紧。此种方法一般找正精度为0.5~0.15。

3.开车找正法

在刀台上装夹一个刀杆(或硬木块),工件装夹在卡盘上(不可用力夹紧),开车是工件旋转,刀杆向工件靠近,直至将工件靠正,后夹紧。虽然此种方法较为简单、快捷,但必须注意工件夹紧程度,不可太紧也不可太松。四、注意事项

①找正较大的工件,车床导轨上应垫防护板,以防工件掉下砸坏车床。

②找正工件时,主轴应放在空挡位置,并用手搬动卡盘旋转。

③找正时敲击一次工件应轻轻夹紧一次,最后工件找正合格应将工件夹紧。

④找正工件要有耐心,并且细心,不可急躁,并注意安全。

任务三 车床手动操纵训练

车床的手动操作训练是将来熟练进行车床操作的基础,因此对手动操作这部分知识要认真学习,认真训练,做到手脑并用,熟练掌握。一、任务描述

车床在通电情况下,学生手动操作,熟练掌握主轴箱的变速操作训练,溜板部分的操作训练,车床的启动操作,自动进给的操作。二、工艺分析

在正式启动机床之前,要先学会如何启动机床,启动机床以后要学会熟练掌握主轴箱的变速操作、溜板部分的操作、车床的启动进给操作、自动进给的操作等手动操作知识。在正式加工以前,学生还要掌握如何进行车刀的安装,在加工工件的过程中还要掌握切削液的作用和如何使用等知识。三、加工步骤

1.主轴箱的变速操作训练

①不同型号、不同厂家的车床其主轴变速操作不尽相同,具体操作方法详见车床说明书。下面以CA6140型车床介绍主轴变速操作方法。

CA6140型车床变速通过改变主轴箱正面右侧两个叠套的手柄位置来控制。前面的手柄有6个挡位,每个挡位上有4级转速,若要选择其中某一转速可通过后面的手柄来控制。后面的手柄除有两个空挡外,尚有4个挡位,只要将手柄位置拨到其所显示的颜色与前面手柄所处挡位上的转速数字所标示的颜色相同的挡位即可。

主轴箱正面左侧的手柄是加大螺距及螺纹左、右旋向变换的操纵机构。它有4个挡位:左上挡位为车削右旋螺纹,右上挡位为车削左旋螺纹,左下挡位为车削右旋加大螺距螺纹,右下挡位为车削左旋加大螺距螺纹。

②操作训练内容

a.调整主轴箱转速至160r/min、450r/min、1400r/min。

b.选择车削右旋螺纹和选择车削左旋螺纹的手柄位置。

2.溜板部分的操作训练(1)操作说明

①床鞍的纵向移动由溜板箱正面左侧的大手轮控制,当顺时针转动手轮时,床鞍向右运动;逆时针转动手轮时,床鞍向左移动。

②中滑板手柄控制中滑板的横向移动和横向进给量。当顺时针转动手柄时,中滑板向远离操作者的方向移动(即横向进刀);逆时针转动手柄时,中滑板向靠近操作者的方向移动(即横向退刀)。

③小滑板可做短距离的纵向移动。小滑板手柄顺时针转动,小滑板向左移动;逆时针转动小滑板手柄,小滑板向右移动。(2)操作训练内容

①熟练操作使床鞍左、右移动。

②熟练操作使中滑板沿横向进、退刀。

③熟练操作控制小滑板沿纵向做短距离左、右移动。

3.车床的启动操作(1)操作说明

在启动车床前必须检查车床各变速手柄是否处于空挡位置,离合器是否处于正确位置,操纵杆是否处于停止状态。在确认无误后,方可合上车床电源总开关,开始操纵车床。(2)操作训练内容

①做启动车床的操作,掌握启动车床的先后步骤。

②用操纵杆控制主轴正、反转和停车练习。

4.自动进给的操作(1)操作说明

以CA6140车床为例,溜板箱右侧有一个带十字孔的扳动手柄,是刀架实现纵、横向进给和快速移动的集中操纵机构。该手柄扳动方向与刀架运动方向一致,且按下快速按钮时可实现刀架纵、横向快速进给。(2)操作训练内容

①做床鞍左、右两个方向快速纵向进给训练。操作时应注意,当床鞍快速移动到离主轴箱或尾座有足够远时,应立即停止快进,以免床鞍撞击主轴箱或尾座。

②做中滑板前、后两个方向快速横向进给训练。操作时应注意,中滑板不能移动至极限,当中滑板前、后伸出床鞍足够远时,应立即停止快进,避免因中滑板悬伸太长而使燕尾槽导轨受损,影响机床运动精度。

5.车刀的安装训练

车刀必须正确牢固地安装在刀架上,如图2.3所示。图2.3 车刀的安装

安装车刀应注意以下内容。

①刀头不宜伸出太长,否则切削时容易产生振动,影响工件加工精度和表面粗糙度。一般刀头伸出长度不超过刀杆厚度的两倍,能看见刀尖车削即可。

②刀尖应与车床主轴中心线等高。主切削刃与工件中心线垂直,如果主切削刃与工件中心线不垂直,将会导致车刀的工作角度发生变化,主要影响车刀主偏角和副偏角。车刀装得太高,后角减小;车刀装得太低,前角减少,切削不顺利,会使刀尖崩碎。刀尖的高低,可根据尾架顶尖高低来调整。

③车刀底面的垫片要平整,并尽可能用厚垫片,以减少垫片数量。调整好刀尖高低后,至少要用两个螺钉交替将车刀拧紧。

6.切削液的作用、种类及选用(1)作用

①冷却作用。吸收并带走切削区域大量的切削热,以降低刀具和工件的温度,从而提高刀具的使用寿命和零件的加工质量。

②润滑作用。能渗透到刀具、切屑和工件之间,形成润滑膜,减小了刀具、切屑和工件之间的摩擦,减缓刀具的磨损,降低切削热和切削力。

③冲洗作用。冲走粘附在加工表面和刀具上的微小切屑及杂质。

④防锈作用。在金属切削过程中,工件要与环境介质(即切削液组分分解或氧化变质而产生的油泥)等腐蚀性介质接触而产生腐蚀,与切削液接触的机床部件表面也会因此而腐蚀。(2)种类

①乳化液:用乳化油加15~20倍的水稀释而成,主要起冷却作用。黏度小、流动性好,润滑、防锈性能差。

②切削油:主要成分是矿物油,少数采用动物油或植物油,主要起润滑作用。黏度大、流动性差,散热效果稍差,润滑效果好。

常用的切削油是黏度低的矿物油,由于纯的矿物油的润滑效果不理想,通常在其中加入了一定量的添加剂和防锈剂,以提高其润滑性能和防锈性能。(3)选用

在车削过程中应根据加工性质、工艺特点、工件和刀具材料等具体条件来合理选用。

①根据加工性质选用。

a.粗加工应选择乳化液。

b.精加工应选用极压切削油或高浓度极压乳化液。

c.半封闭式加工应选择极压切削油或极压乳化液。

②根据工件材料选用。

a.一般钢件,粗车时选用乳化液;精车时,选用硫化油。

b.铸铁、铸铝等脆性材料,为了避免细小切屑堵塞冷却系统或粘附在机床上,一般不用切削液。但在精车时,采用润滑性好、黏度小的煤油或7%~10%的乳化液。

c.有色金属或铜合金,不宜采用含硫的切削液。

d.镁合金,不能用切削液,以免起火,必要时可以压缩空气冷却。

e.难加工材料(如不锈钢、耐热钢等),应选用极压切削油或极压乳化液。

③根据刀具材料选择。

a.高速钢刀具,粗加工选用乳化液;精加工钢件时,选用极压切削油或高浓度极压乳化液。

b.硬质合金刀具,为避免刀片因骤热而崩裂,一般不用冷却润滑液。

④注意事项。

a.切削开始时就应供给切削液,并连续使用。

b.加注切削液的流量应充分。

c.应浇注在过渡表面、切屑和前刀面接触的区域。

任务四 车削的基本概念和切削用量的计算

一、任务描述

学会切削用量三要素的相关知识,并能正确选用三要素。工件毛坯为φ50mm×100mm,现将工件车削为φ40mm×100mm,切削用量如何选择?然后车削成φ40mm×80mm,切削用量又如何选择?请选择正确的切削用量。二、工艺分析(一)车削的基本概念

1.工件运动

在切削过程中,为了切除多余的金属,必须使工件和刀具做相对的工作运动。按其作用,工作运动可分为主运动和进给运动两种。

①主运动Vс。车削时,工件的旋转运动是主运动。其消耗机床的主要动力,是机床的主要运动,速度较高。

②进给运动Vf。使工件的多余材料不断被去除的工作运动。如车外圆时的纵向进给运动,车端面时的横向进给运动。

③合成运动。由主运动和进给运动合成的运动。

2.工件上形成的表面

车刀切削工件时,会使工件上形成已加工表面、过渡表面、待加工表面,如图2.4所示。图2.4 车削加工时工件的3个表面

①已加工表面。工件上经刀具切削后产生的表面。

②过渡表面。工件上由切削刃形成的那部分表面。

③待加工表面。工件上有待切除的表面。(二)切削用量的基本概念及计算

切削用量:表示主运动及进给运动大小的参数,包括切削速度、进给量、切削深度三要素。合理选择切削用量与提高加工质量和生产效率有着密切的关系。

1.切削深度(ap)

工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离,也就是每次进给时车刀切入工件的深度(单位:mm),如图2.5所示。图2.5 切削深度

车外圆时切削深度可按下式计算:

式中 ap——切削深度,mm;

dw——待加工表面直径;

dm——已加工表面直径。【例1】已知工件直径为95mm,现用一次进给车至90mm,求切削深度。

解:根据公式:。

2.进给量(f)

工件每回转一周车刀沿进给方向移动的距离。它是衡量进给运动大小的参数(单位:mm/r)。

进给量又分为纵进给量和横进给量两种。

①纵进给量。沿车床床身导轨方向的进给量。

②横进给量。垂直于车床床身导轨方向的进给量。

3.切削速度(Vc)

在进行切削加工时,刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度,也可理解为车刀在1min内车削工件表面的理论展开直线长度(但必须假设切屑没有变形或收缩)。它是衡量主运动大小的参数(单位:m/min)。

式中 Vc——切削速度,m/min;

d——工件直径,mm;

n——车床主轴转速,r/min。【例2】车削直径d=60mm的工件外圆,车床主轴转速n=600r/min,求切削速度。

可改写为

解:根据公式得:三、切削用量选择

在实际的加工中,要学会选择切削用量三要素,从而保证加工精度和加工质量。选择方法见上述工艺分析。四、注意事项

在实际生产中,往往是已知工件直径,并根据工件材料、刀具材料和加工要求等因素选定切削速度,再将切削速度换算成车床主轴转速,以便调整机床。五、思考与练习

①工件装夹找正的方法有哪几种?

②简述安装车刀应注意事项。

③简述切削液的作用、种类及选用。

④简述车削加工过程形成哪些表面?

⑤切削用量三要素指的是什么?

项目三 轴类加工

任务一 车削外圆和端面

一、任务描述

毛坯φ50mm×200mm,手动进给车外圆和端面练习(图3.1)。CA6140车床一台,运用所学知识,手动进给完成本工件的加工。图3.1 车削外圆与端面二、工艺分析

本工件比较简单,只需要加工外圆和两个断面即可。但要保证长度达到要求就需要采用粗、精车的方法进行加工。

1.粗精车的概念

车削工件,一般分为粗车和精车。(1)粗车

在车床动力条件允许的情况下,通常采用进刀深、进给量大、低转速的做法,以合理的时间尽快地将工件的余量去掉,因为粗车对切削表面没有严格的要求,不要求工件达到图样要求的尺寸精度和表面粗糙度,只需留出一定的精车余量即可。由于粗车切削力较大,故工件必须装夹牢靠。粗车的另一作用是:可以及时发现毛坯材料内部的缺陷,如夹渣、砂眼、裂纹等,也能消除毛坯工件内部残存的应力和防止热变形。(2)精车

精车是车削的末道工序,为了使工件达到图样或工艺上规定的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。操作者在精车时,通常将车刀修磨得锋利些,车床的转速高一些,进给量选得小一些。

2.用手动进给车削外圆、平面和倒角训练

车平面的方法:开动车床使工件旋转,移动小滑板或床鞍控制进刀深度,然后锁紧床鞍,摇动中滑板丝杠进给、由工件外向中心或由工件中心向外进给车削。

①移动床鞍至工件的右端、用中滑板控制进刀深度、摇动小滑板丝杠或床鞍纵向移动车削外圆,一次进给完毕,横向退刀,再纵向移动刀架或床鞍至工件右端,进行第二、第三次进给车削,直至符合图样要求为止。

②在车削外圆时,通常要进行试切削和试测量。其具体方法是:根据工件直径余量的1/2作横向进刀,当车刀在纵向外圆上进给2mm左右时,纵向快速退刀,然后停车测量,注意横向不要退刀。然后停车测量,如果已经符合尺寸要求,就可以直接纵向进给进行车削,否则可按上述方法继续进行试切削和试测量,直至达到要求为止。

③为了确保外圆的车削长度,通常先采用刻线痕法,后采用测量法进行,即在车削前根据需要的长度,用钢直尺、样板或卡尺控制长度,然后用车刀刀尖在工件的表面刻一条线痕。根据线痕进行车削,当车削完毕后再用钢直尺或其他工具复测。

④倒角。当平面、外圆车削完毕,然后移动刀架、使车刀的切削刃与工件的外圆成45°夹角,移动床鞍至工件的外圆和平面的相交处进行倒角,所谓1×45°是指倒角在外圆上的轴向距离为1mm。

3.刻度盘的计算和应用

在车削工件时,为了正确和迅速地掌握进刀深度,通常利用中滑板或小滑板上刻度盘进行操作。

中滑板的刻度盘装在横向进给的丝杠上,当摇动横向进给丝杠转一圈时,刻度盘也转了一周,这时固定在中滑板上的螺母就带动中滑板车刀移动一个导程,如果横向进给丝杠导程为5mm,刻度盘分为100格,当摇动进给丝杠转动一周时,中滑板就移动5mm,当刻度盘转过一格时,中滑板的移动量为5÷100=0.05mm。使用刻度盘时,由于螺杆和螺母之间配合往往存在间隙,因此会产生空行程(即刻度盘转动而滑板未移动)。所以使用刻度盘进给过深时,必须向相反方向退回全部空行程,然后再转到需要的格数,而不能直接退回到需要的格数。但必须注意、中滑板刻度的进刀量应是工件余量的1/2,如图3.2所示。图3.2 中滑板的刻度盘

4.游标卡尺和千分尺的正确使用(1)游标卡尺

游标卡尺的式样很多,常用的有双面游标卡尺(图3.3)和三用游标卡尺(图3.4)。以测量精度分又分为0.1mm(1/10)精度游标卡尺,0.05(1/20)精度游标卡尺和0.02(1/50)精度游标卡尺。图3.3 双面游标卡尺图3.4 三用游标卡尺

①0.1mm(1/10)精度游标卡尺刻线原理。尺身每小格为1mm,游标刻线总长为9mm,并等分为10格,因此每格为9/10=0.9mm,则尺身和游标相对一格之差为1-0.9=0.1mm,所以它的测量精度为0.1mm。

②0.05mm(1/20)精度游标卡尺刻线原理。尺身每小格为1mm,游标刻线总长为39mm,并等分为20格,因此每格为39/20=1.95mm,则尺身和游标相对一格之差为2-1.95=0.05mm,所以它的测量精度为0.05mm。

③0.02mm(1/50)精度游标卡尺刻线原理。尺身每小格为1mm,游标刻线总长为49mm,并等分为50格,因此每格为49/50=0.98mm,则尺身和游标相对之差为1-0.98=0.02mm,所以它的测量精度为0.02mm。

④游标卡尺读数方法。首先读出游标零线(在尺身上多少毫米的后面),其次看游标上哪一条刻线与尺身上的刻线相对齐;最后将尺身上的整毫米数和游标上的小数加起来,即为测量的尺寸读数。

⑤游标卡尺的使用方法和测量范围。游标卡尺的测量范围很广,可以测量工件外径、孔径、长度、深度以及沟槽宽度等。(2)千分尺

千分尺(或百分尺)是生产中常用精密量具之一,它的测量精度一般为0.01mm,但由于测微螺杆的精度和结构上的限制,因此其移动量通常为25mm,所以常用的千分尺测量范围分别为0~25mm,25~50mm,50~75mm,75~100mm等,每隔25mm为一档规格。根据用途的不同,千分尺的种类很多,有外径千分尺、内径千分尺、内测千分尺、游标千分尺、螺纹千分尺和壁厚千分尺等,它们虽然用途不同,但都是利用测微螺杆移动的基本原理。这里主要介绍外径千分尺,如图3.5所示。图3.5 千分尺结构

千分尺在测量前,必须校正零位,如果零位不准,可用专用扳手调整。

①千分尺的工作原理。千分尺测微螺杆的螺距为0.5mm,固定套筒上刻线距离,每格为0.5mm(分上下刻线),当微分筒转一周时,测微螺杆就移动0.5mm,微分筒上的圆周上共刻有50格,因此当微分筒转一格时(1/50转),测微螺杆移动0.5/50=0.01mm,所以常用千分尺的测量精度为0.01mm。

②千分尺的读数方法。

a.先读出固定套管上露出刻线的整毫米数和半毫米数。

b.看准微分筒上哪一格与固定套管基准线对齐。

c.将两个数加起来,即为被测工件的尺寸。

千分尺刻度如图3.6所示。图3.6 千分尺刻度三、加工步骤

加工步骤及工序内容见表3.1。表3.1 加工步骤表序号工序名称工作内容端面对刀后,通过小滑板控制切1车端面削深度,每次切去1mm外圆对刀后,通过中拖板控制切2车外圆削深度,每次切去1mm,选用中心钻(通常选A型)四、注意事项

①使用游标卡尺测量时,测量平面要垂直于工件中心线,不许敲打卡尺或拿游标卡尺勾铁屑。

②工件转动中禁止测量。

③千分尺要和游标卡尺配合测量,即卡尺量大数,千分尺量小数。

④测量时左右移动找最小尺寸,前后移动找最大尺寸,当测量头接触工件时可使用棘轮,以免造成测量误差。

⑤用前须校对“零”位,用后擦净涂油放入盒内。

⑥不要将卡尺、千分尺与其他工具、刀具混放,更不要将卡尺、千分尺当卡规使用,以免降低精度。

⑦千分尺不允许测量粗糙表面。

任务二 车削多台阶工件

一、任务描述

毛坯φ50mm×200mm,要求加工φ30,φ35,φ40三处外圆并控制长度尺寸,台阶的加工要符合要求。要求用机动进给的方法完成本工件的加,如图3.7所示。图3.7 车削多台阶轴二、工艺分析

在同一工件上有几个直径大小不同的圆柱体连接在一起,像台阶一样,即称为台阶工件,俗称台阶为“肩胛”。台阶工件的车削,实际上就是外圆和平面车削的组合,因此在车削时必须注意兼顾外圆的尺寸精度和台阶长度的要求。

1.台阶工件的技术要求

台阶工件通常和其他零件结合使用,因此它的技术要求一般有以下几点:

①各档外圆之间的同轴度。

②外圆和台阶平面的垂直度。

③台阶平面的平面度。

④外圆和台阶平面相交处的清角。

2.车刀的选择和装夹

车削台阶工件,通常使用90°外圆车刀。

车刀的装夹应根据粗、精车和余量的多少来区别,如粗车时余量多,为了增加切削深度,减少刀尖压力,车刀装夹可取主偏角小于90°为宜。精车时为了保证台阶平面和轴心线的垂直,应取主偏角大于90°。

3.车削台阶工件的方法

车削台阶工件时,一般分粗、精车进行,粗车时的台阶长度除第一挡台阶长度略短些外(留精车余量),其余各挡可车至长度,精车台阶工件时,通常在机动进给精车至近台阶处时,以手动进给代替机动进给,当车至平面时,变纵向进给为横向进给,移动中滑板由里向外慢慢精车台阶平面。以确保台阶平面和轴心线的垂直。

4.台阶长度的测量和控制方法

车削前根据台阶的长度先用刀尖在工件表面刻线痕,然后根据线痕进行粗车。当粗车完毕后,台阶长度已经基本符合要求,在精车外圆的同时,一起控制台阶长度,其测量方法通常用钢直尺检查,如精度较高时,可用样板,游标深度尺等测量。

5.工件的调头找正和车削

根据习惯的找正方法,应先找正近卡爪处工件外圆,后找正台阶处反平面,这样反复多次找正才能进行切削,当粗车完毕时,宜再进行一次复查,以防粗车时发生移位。三、加工步骤

加工步骤及工序内容见表3.2。表3.2 加工步骤表序号工序名称工作内容三爪自定心卡盘夹持,工件伸出1夹紧长度100mm,找正夹紧2对刀各车刀对准中心,装夹牢靠粗、精车端面,达到表面粗糙度3粗、精车端面要求依次粗车φ40mm,φ35mm,4粗车φ30mm外圆,同时控制长度尺寸(外圆及长度均留精车余量)依次精车外圆,同时控制长度5精车尺寸30mm,50mm,80mm6调头倒角及倒钝7检查检查合格后取下工件四、注意事项

①台阶平面和外圆相交处要清角,防止产生凹坑和出现小台阶。

②台阶平面出现凹凸,其原因可能是车刀没有从里到外横向进给或车刀装夹主偏角小于90°,其次是与刀架,车刀,滑板等发生位移有关。

③多台阶工件长度的测量,应从一个基面测量,以防积累误差。

④平面与外圆相交处出现较大的圆弧,原因是刀尖圆弧较大或刀尖磨损。

⑤使用游标卡尺测量时,卡脚应和测量面贴平,以防卡脚歪斜,产生测量误差。

⑥使用游标卡尺测量工件时,松紧程度要合适,特别是用微调螺钉时,尤其注意卡得不要太紧。

⑦车未停稳,不能使用游标卡尺测量工件。

⑧从工件上取下游标卡尺读数时,应将紧固螺钉拧紧,以防副尺移动,影响读数。五、思考与练习

①车削轴类工件常用哪几种车刀?各有什么用途?

②简述粗、精车的概念。

③试述游标读数精度为0.02mm的游标卡尺的读数方法。

④试述千分尺的读数原理。

⑤下图为用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm)测定某圆筒的内径,卡尺上的示数如图所示,可读出圆筒的内径为_____mm。

⑥下图是用螺旋测微器测量3根金属棒直径的示意图,从左到右3根金属棒的直径依次为:_____mm、_____mm、_____mm。

任务三 一夹一顶车削外圆

对于较短的轴类工件通常直接采用三爪自定心卡盘装夹车削就可以了,但对于较长的轴类工件来说,其装夹刚性较差,尤其是较重的工件,装夹稳定性不够,从而影响切削用量的提高,这时通常采用一端夹住另一端用顶尖支撑来安装工件,即一夹一顶安装工件。一、任务描述

长台阶轴加工,材料45号圆钢棒料,数量10件,结构比较简单。根据图纸确定所用机床、夹具和刀具,如图3.8所示。图3.8 长台阶轴二、工艺分析

该零件为长阶台轴类零件,结构形状比较简单,但直接采用三爪自定心卡盘装夹车削,装夹刚性较差,装夹稳定性不够,需采用一夹一顶安装工件才能完成加工。

1.零件图及尺寸公差分析

需要加工的直径尺寸有;长度尺寸有35、90、180;尺寸公差精度要求一般;该轴上表面粗糙度要求一般,为Ra3.2μm。

2.技术分析(1)工艺夹头

采用一夹一顶安装工件,第一步通常需在工件一端车削工艺夹头,以防止工件因切削抗力产生轴向窜动,限位不住而发生危险。该处涉及六点定位原理的相关知识。

相关知识:六点定位原理

在机床上加工工件,要使工件上加工后的各个表面的尺寸及位置精度符合图样或工艺文件所规定的要求,必须在进行切削前就使工件在机床或夹具中占有一个确定的位置,使其相对于刀具或机床的切削运动具有正确的位置。人们将工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。

工件上用来定位的表面,就是确定工件位置的依据,称为定位基准。以轴线(中心要素)为定位基准时,一般以轴的中心孔为基准定位。也可以用内、外圆柱面,内、外圆锥面作为间接定位基准;以平面定位时,与定位元件相接触的平面就是定位基准。

为了了解怎样才能确定工件的位置,怎样定位才能满足加工要求,必须掌握工件的定位原理——六点定位原理。

任何一个未被约束的物体,在空间可以向任何方向移动或转动。

将一个长方形物体置于由0x,0y及0z轴所确定的空间直角坐标系中,如图3.9所示。

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