作者：车世明,王庆海
出版社：电子工业出版社
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零部件的机械加工试读：
车削部分毛坯材料循环使用图
引言
一、零件的机械加工
一台机器或机器的组成部件都是由若干零件装配而成的，这些零件是由不同工种的工人分别加工出来的，如铸、锻、车、铣、刨、磨和钳等工种。随着制造技术的发展，尽管某些零件已可由精密铸造或冷挤压等方法成型后直接使用，但绝大部分零件还是离不开金属切削加工。在众多切削加工方法中，车削和铣削仍然是最基本、最常用的加工方法。
1.车削加工
车削加工就是在车床上利用刀具和工件做相对的切削运动来改变毛坯的尺寸和形状，使之成为合格零件的一种金属切削方法，如图0-1（a）所示。车削能加工的表面有圆柱面、圆锥面、成型面和各种螺纹等。图0-1（b）、（c）、（d）所示的轴类零件、套类零件、轮盘类零件等均可在车床上加工。操作车床、进行工件车削加工的人员称为车工。目前在制造业中，车床的配置几乎占到了30%～50%。图0-1 车削加工及完成的零件
2.铣削加工
铣削是以铣刀旋转做主运动，以工件的直线、旋转运动或铣刀的直线运动为进给运动的切削加工方法，如图0-2（a）所示。铣削主要用于加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽（直槽、T形槽、燕尾槽、V形槽）及成型表面等，如图0-2（b）、（c）、（d）、（e）所示；利用分度装置还可加工齿轮、蜗轮和花键轴等零件。
铣工是指操作铣床、进行工件铣削加工的技术工人。在现代机械制造中，铣削的加工量仅次于车削，铣削的应用范围比车削更广，加工内容也更多，铣工是技术性、工艺性很强的重要工种之一。图0-2 铣削加工及完成的零件
二、本课程的性质、任务及教学方法
1.本课程的性质
本课程是机电技术应用专业的支撑性课程。其任务是使学生掌握必备的机械加工（普通车工和铣工）工艺的知识和技能；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备学习后续专业技术的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
2.教学方法
本课程采用行动导向教学法。教学场所应设置集中教学区和分组教学区，配备完成各学习任务所需的加工设备、测量检测工具、技术资料等。
除要求学生按时完成生产加工任务外，还要从操作动作规范、遵守劳动纪律等规章制度、加工精度符合图样规定要求、服从生产车间各项管理（5S管理、看板管理等）等方面进行评价。考核涵盖项目任务全过程，并在考核中注重学生的自评与互评，真正体现以学生为主体的教学宗旨。学习情境一销钉制作销钉由外圆、端面、倒角等组成，如图1-1所示，表面均为回转面，可以在车床上加工完成。要加工出该零件，必须掌握车床的基本操作、工件与车刀的装夹、车外圆、车端面、平倒角及切断等有关知识和操作技能。图1-1 销钉任务1 装夹工件与车刀
任务目标（1）了解车床加工的基本内容、卧式车床主要组成部分及作用、常用车床的类型。（2）熟悉车削运动与工件形成的表面。（3）掌握工艺和车刀装夹方法。
工作任务
如图1-2所示，在CA6140型卧式车床上，只有把工件装夹在三爪卡盘上、把车刀装夹在刀架上，才可能完成对工件的切削加工。本任务要求进行工件和车刀的装夹，并满足有关的要求。图1-2 装夹工件与车刀练习
相关知识
一、车床
1.车床加工的基本内容
车床主要用于加工各种回转表面和回转体的端面，这种工件旋转做主运动，车刀做进给运动的切削加工方法称为车削，如图1-3所示。图1-3 车削及运动
车床加工的基本内容见表1-1。表1-1 车床加工的基本内容续表续表
2.车床的种类与型号
车床按其结构不同可分为：仪表车床，落地及卧式车床，立式车床，回轮、转塔车床，曲轴及凸轮轴车床，仿形及多刀车床，轮、轴、锭、辊及铲齿车床，马鞍车床及单轴自动车床，多轴自动、半自动车床和数控车床等。常用车床如图1-4所示。
车床型号（如CA6140型卧式车床）中各代号的含义如下。
车床的技术参数包括主参数、最大加工距离、主轴转速、进给量等。卧式车床的主参数是床身上最大回转直径，CA6140型卧式车床的床身上最大回转直径为400mm；最大加工距离有750mm、1000mm、1500mm、2000mm四种；主轴转速有24级正转（最高为1400r/min，最低为10r/min）及12级反转（最高为1580r/min，最低为14r/min）；纵向进给量为0.028～6.33mm/r（共24级），横向进给量为0.014～3.16mm/r（共24级）；可车削米制螺纹（螺距为1～12mm）和英制螺纹（14～3牙/in）；电动机功率为7.5kW，转速为1450r/min。图1-4 常用的车床
3.卧式车床主要组成部分及作用
CA6140型卧式车床主要由床身、主轴箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床腿等部分组成，如图1-4（a）所示。（1）床身 支撑和安装车床各部件，床身上面有供刀架及尾座移动导向的导轨。（2）主轴箱 支撑主轴，将电动机的运动传给主轴，内部装有变速传动机构。（3）挂轮箱 将主轴运动传给进给箱，车螺纹时，更换箱中挂轮可以得到不同的进给量。（4）进给箱 带动光杠和丝杠旋转，配合挂轮箱来改变一般车削时的进给量。（5）溜板箱 用来使光杠或丝杠的转动变为刀架的直线自动进给运动。光杠用于一般车削，丝杠用于车螺纹。溜板箱中设有互锁机构，二者不能同时使用。（6）刀架 装夹车刀，使车刀做纵向、横向或斜向进给运动，如图1-5（a）所示。（7）尾座 安装后顶尖以支撑轴类工件，或装上钻头、丝锥、板牙、铰刀等进行切削加工。它可沿导轨做纵向移动，如图1-5（b）所示。（8）床腿 用来支撑床身并与地基连接，床腿内空腔中安装有电动机、开关等电气装置。（9）卡盘 用以装夹工件一起旋转，带动工件转动以实现主运动，如图1-5（c）所示。（10）切削液装置 由切削液泵和切削液管组成。用于浇注切削液降低切削温度、润滑加工表面，提高刀具使用寿命和工件的表面加工质量。图1-5 刀架、尾座、卡盘
二、车削运动与表面
1.车削运动
车削运动可分为主运动和进给运动两种，见表1-2。表1-2 车削运动续表
2.车削时工件上形成的表面
车削时工件上形成三个表面，即已加工表面、过渡表面、待加工表面，见表1-3。表1-3 车削时工件上形成的表面
提示：不同类型的车削加工时，工件上形成的三个表面如图1-6所示。图1-6 车削加工时工件上的三个表面
三、装夹工件
根据工件形状，可选择三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘装夹。圆形工件一般采用三爪自定心卡盘装夹。
三爪卡盘是车床上常用夹具，用以装夹形状规则（如圆柱形、正六边形等）的工件，并带动工件一起旋转，实现主运动。常用三爪卡盘的规格有150mm、200mm、250mm三种规格。
使用时，转动卡盘扳手，三个卡爪同时沿径向运动以夹紧或松开工件，所以三爪卡盘能自动定心。
三爪卡盘有正卡爪和反卡爪两套卡爪，正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件，反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件，如图1-7所示。图1-7 三爪自定心卡盘
任务实施
一、工艺分析
图1-2所示为CA6140型卧式车床，三爪卡盘上装夹工件、刀架上装夹车刀有一定的基本要求，只有满足这些要求，才可能完成对工件的切削加工。
二、操作准备（1）设备 CA6140型卧式车床或同类型车床。（2）刀具 90°车刀、75°车刀、45°车刀、切断刀。（3）毛坯 棒料φ55[1]×135mm。
三、操作步骤
1.准备工作
1）穿戴
工作时，应穿工作服，袖口应扎紧，戴平光眼镜，女工应戴工作帽，头发应塞入帽中，如图1-8所示，操作中不准戴手套或其他首饰品。图1-8 穿戴
2）摆放工具
工具、夹具、量具、刀具，摆放整齐、布局合理，随手可取，如图1-9所示。轻拿轻放，用后保持清洁，分类放入工具柜中，确保精度。图1-9 工具的摆放
2.装夹工件
1）装夹零件
用卡盘扳手将卡爪松开，张开量略大于工件直径，如图1-10（a）所示；右手持稳工件，将工件水平地放入卡爪内，并稍稍转动，使工件在卡爪内的位置合适，左手转动卡盘扳手，如图1-10（b）所示，将卡爪拧紧，待工件夹住后，右手方可松开工件。
警示：为确保安全，将主轴置于空挡位置，如图1-11所示。
小技巧：刚开始不要夹得过紧，以便校正工件；在工件校正后用力夹紧。图1-10 三爪自定心卡盘装夹工件图1-11 空挡位置
2）找正工件
找正工件是使工件的回转中心与车床主轴的回转中心重合，避免出现偏心。
找正工件的方法有目测法、用划线盘法和百分表法，前两种的找正精度较低，后一种的找正精度较高。工件毛坯的找正用前两种方法。（1）目测法 当工件伸出较长或工件有弯曲时用目测法找正，将三爪卡盘慢速旋转，然后慢慢停机，在将停未停的状态下双眼平视工件并目测工件的跳动情况，距离眼目近的跳动点为偏心点，用软于工件的棒、锤等物锤击偏心侧，重复以上操作直至找正，如图1-12（a）所示。（2）划线盘法 在三爪卡盘上装夹已加工表面，有时用划线盘找正。将划针靠近被找正工件表面，把主轴挂到空挡并用手旋转自定心卡盘，同时观察划针与工件表面间隙，间隙小的就是偏心点，也就是锤击点，重复操作直至间隙相同为止，如图1-12（b）所示。图1-12 找正工件
3）夹紧工件
夹紧工件时，双手握在三爪卡盘扳手的外侧，扳手插入扳孔的位置，用力顺时针转动卡盘扳手；用同样的方法换扳孔位置装夹，直至夹紧，如图1-13（a）所示。图1-13 夹紧工件后卸下卡盘扳手
小技巧：如夹紧力不够，可使用卡盘扳手加力杆。
警示：夹紧工件后，要及时卸下卡盘扳手，图1-13（b）是错误的做法。
3.装夹车刀
1）装夹车刀（1）将刀放在正确位置，用刀架扳手压紧，如图1-14所示。
提示：至少要用两个螺钉压紧车刀，并要轮流拧紧。（2）刀尖伸出长度一般不应该超过刀杆厚度的1.5倍，如图1-15所示。（3）调整垫刀片的厚度（垫刀片的片数要尽量少，并与刀架外边缘对齐），车刀刀尖与主轴轴线等高（对于45°外圆车刀应以左侧刀尖为准）。图1-14 车刀装夹方法图1-15 车刀的装夹要求
资料卡：刀尖对准主轴轴线的方法
① 根据车床主轴中心高，用钢直尺（或划线盘）测量装刀，如图1-16所示。
② 用尾座上的顶尖找正车刀刀尖高低，如图1-17所示。图1-16 用钢直尺量中心高图1-17 用尾座顶尖对准中心
警示：车刀夹紧后，要及时卸下刀架扳手。（4）按上述的方法在刀架上装夹3～4把车刀。
2）刀架操作
安装多把车刀时，逆时针转动刀架手柄，刀架可做逆时针转动，以调换车刀；顺时针转动刀架手柄，刀架则被锁紧，如图1-18所示。
四、操作中常出现的问题
以上操作中，容易产生的问题及原因如下。（1）旋转时工件出现摆动。
工件的回转中心与车床主轴的回转中心不重合。（2）工件出现松脱。
工件没有夹紧。（3）车刀装夹错误如图1-19所示。图1-18 调换车刀图1-19 车刀装夹错误
五、评价与分析（见表1-4）
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]