任务二车细长轴零件.docx

任务二车细长轴零件.docx

《任务二车细长轴零件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《任务二车细长轴零件.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

任务二车细长轴零件

课题

（章节）

任务二车细长轴零件

授课日期

授课班级

教学目标

1．了解车细长轴零件时的特点

2．掌握防止或减少工件热变形的方法

3．学会正确刃磨车细长轴零件的车刀

4．学会车细长轴零件

教学重点

与难点

1．车细长轴零件时的特点

2．防止或减少工件热变形的方法

3．车细长轴零件的注意事项

教具

1．CA6140型卧式车床、附件和砂轮机

2．游标卡尺、千分尺、千分尺、卷尺等量具

3．工件材料45钢，毛坯规格φ15mm×755mm

4．45°外圆车刀、90°外圆车刀和B2.5中心钻等

教学思路

设计

1．本项目按2条思路对车细长轴进行介绍：

（1）开始指出细长轴刚度低而易产生变形振动等缺陷→难以加工→抓住3个关键技术问题。

强调L/d愈大，加工愈困难

（2）接着从使用中心架支撑→跟刀架支撑→解决工件热变形伸长→合理选择车刀几何参数等几个方面，深入浅出地阐明了车细长轴的方法

2．为了让学生增强在车削细长轴时，易产生弯曲、振动、腰鼓形等缺陷的认识，更加重视车削中所出现的问题，总结出车细长轴的特点：

车细长轴的特点

外界因素

产生现象

车削后果

工件受热

弯曲、变形和振动

影响形状精度，卡死工件

背向力

弯曲变形和振动

影响形状精度与表面粗糙度

自重力作用

弯曲和振动

影响表面粗糙度

离心力作用

加剧弯曲和振动

响形状精度与表面粗糙度

3．本项目内容若只采用单一的课堂讲授，教学效果不佳，建议教学时最好用实物（如中心架、跟刀架、细长轴等）；再进一步结合课件、幻灯、模型、挂图进行课堂讲解；然后，到生产车间进行现场装夹、找正等操作演示。

这样难点就得到了较好地突破。

4.出示细长轴，2位同学支撑住两端，让1位学生从中间施一垂直向下的力，中间会向下弯曲。

提问：

如不让细长轴弯曲变形该怎么做？

学生分析得出，在受力点的对面增加一支撑就克服了变形。

通过这个演示把使用中心架支撑车细长轴自然引出。

5．讲解细长轴的内容，着重把握以下几点：

（1）有些细长轴的形状，中间有沟槽或加工表面，这时我们可采用中心架直接支撑在工件中间的方法。

（2）但有些细长轴的结构，中间无沟槽或安装中心架处有键槽、花键等不规则表面时，可采用中心架和过渡套筒支撑车细长轴的方法。

可边讲边用实物给学生演示。

教学过程

教学

步骤

教学内容

师生活动

复习巩固

课题导入

讲授新课

技能训练

课题总结

布置作业

补充材料

1.复习上次课主要学习了中心架和跟刀架的种类，中心架和跟刀架的使用。

播放了中心架和跟刀架的使用的视频。

同学们也进行了相应的练习。

通过讲解和演示及练习，使学生进一步增强对重点内容的认识和理解。

更加深了对中心架和跟刀架的感性认识。

进而激发学生练习的浓厚兴趣。

2.提问1）中心架有哪几种？

2）简述中心架和跟刀架的适用场合。

3）简述使用中心架和跟刀架的注意事项。

3.作业讲评

作业完成情况统计表

班级

应交（本）

实交（本）

缺少（学生姓名）

批阅情况

1.作业是否交齐

2.交作业是否及时

3.作业的答案是否正确，若不正确应给出正确答案

4.书写格式是否符合要求，字体是否认真、工整规范等

5.给作业评出成绩

展示长短不同的细长轴实物,见图18-1，播放车削和应用细长轴零件的视频。

结合课件、幻灯、模型、挂图进行课堂讲解后，再进行现场的找正、装夹和车削演示。

以加深学生对车偏心工件的理解，增强其感性认识。

再出示一根细长轴，2位同学支撑住两端，让1位学生从中间施一垂直向下的力，中间会向下弯曲。

提问：

如不让细长轴弯曲变形该怎么做？

和学生分析得出，在受力点的对面增加一支撑就克服了变形。

通过这个演示把使用中心架和跟刀架支撑车细长轴自然引出。

　　图18-1偏心工件

a）丝杠b）细长轴

一、车细长轴零件时的特点

车细长轴零件时的特点有以下几点：

（1）由于零件的自重引起的细长轴中部下垂，车削时工件旋转，在离心力的作用下使细长轴弯曲变形明显。

（2）车削细长轴时，由于径向切削分力的作用，加剧了工件的弯曲变形，容易产生振动，难以顺利进行车削。

（3）为减小车细长轴时的弯曲变形，常采用中心架或跟刀架增加其刚性，安装要求高，调整不方便，辅助时间长。

（4）车削过程中，一次走刀时间长，且产生的振动加剧了刀具的磨损，从而影响零件的几何形状精度。

（5）车削时，产生的切削热使工件温度升高，导致工件伸长，从而使工件产生弯曲变形，甚至会使工件在两顶尖卡住。

二、防止和减少工件热变形伸长的方法

车细长轴零件时，因车削热使工件温度升高，从而导致工件伸长变形，这种变形叫热变形。

加工细长轴的关键除了正确装夹工件外，还要解决工件热变形伸长的问题。

在车削一般轴类零件时，可不考虑热变形伸长问题。

但是车细长轴零件时，因为工件细长，热扩散性能差，所以一定要考虑热变形对工件的影响。

工件热变形伸长量的计算公式如下：

ΔL=alLΔt

常用金属材料的线膨胀系数al见表18-1。

1、车细长轴零件时，为了防止或减少工件热变形伸长的影响，可采取以下措施：

（1）采用一夹一顶方式装夹细长轴时，先在细长轴左端缠一圈钢丝，再用三爪自定心卡盘夹紧，如图18-7所示，这样就减小了卡盘和工件的接触面积，使工件在卡盘内能自由地变换位置，避免夹紧时形成弯曲力矩，此时在切削过程中产生的热变形伸长也能得到及时调整，不会因卡盘夹紧而产生内应力。

（2）把尾座使用的一般顶尖改成弹性顶尖，如图18-7所示，当工件因切削热发生线膨胀伸长时，顶尖能自动后退，从而避免热膨胀引起的弯曲变形。

（3）改变走刀方向，采用反向进给的方式车削，如图18-7所示，让床鞍由主轴箱向尾座移动，使工件受轴向拉力，不易产生弹性弯曲变形，同时能使工件达到较高的加工精度和较小的表面粗糙度。

（4）车削细长轴时，为了减少由于工件的升温而引起的热变形，不论是低速切削还是高速切削，都必须浇注切削液使工件充分冷却。

（5）正确刃磨车刀，合理选择车刀的几何角度（图18-8）,对减小切削力，减小工件弯曲变形和振动，以及减少切削热的产生具有重要作用。

2、选择车刀几何角度时主要考虑以下几点：

①由于细长轴零件刚性差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素。

因此，车削时，在不影响刀具强度的情况下，应尽量增大车刀主偏角。

车刀的主偏角一般取κr=80°～93°。

②为使切削刃锋利，减少切削力和切削热，应选择较大的前角，一般取γ0=15°～30°。

③车刀前面应磨有R1.5～R3的圆弧形断屑槽，使切削顺利卷曲折断。

④选择正值刃倾角，通常取λs=3°～10°，使切屑流向待加工表面，并可减小切削力，使车刀容易切入工件。

⑤切削刃表面粗糙度值要求在Ra0.4以下，并要保持锋利。

⑥为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（γε＜0.3mm）。

倒棱的宽度也应选得较小，取倒棱宽bγ1=0.5f。

⑦选用红硬性和耐磨性好的刀片材料，如YT15、YT30和YW1等。

3、合理选择切削用量

①粗车时，切削速度vc一般取50～60m/min；进给量f一般取0.3～0.4mm/r；背吃刀量ap一般取1.5～2mm。

②精车时，切削速度vc一般取60～100m/min；进给量f一般取0.08～0.12mm/r；背吃刀量ap一般取0.5～1mm。

三、车细长轴零件的注意事项

（1）选择刚度好的车床作为加工机床。

（2）调整尾座中心，使其与主轴回转中心重合。

（3）细长轴的取料要直，如有弯曲变形的细长轴，必须进行校直后才能车削。

（4）选择精度较高的顶尖支顶工件。

车削过程中，要随时注意顶尖支顶的松紧程度。

检查方法是：

开动车床使工件旋转，用手指捏住顶尖的转动部分，顶尖停止转动；当松开手指时，顶尖又恢复转动，这就说明顶尖松紧适当，如图18-9所示。

（5）粗加工时，应选择好第一次的背吃刀量，将工件毛坯一刀车圆，否则会影响跟刀架的正常工作。

（6）选择较低的切削速度，并减小背吃刀量，同时可适当提高进给量。

（7）车削过程中，必须随时注意支撑爪与工件表面的接触状态以及支撑爪的磨损情况，并根据具体情况作出相应调整。

（8）跟刀架的各支撑爪与工件的接触压力要适当，并随时注意细长轴已加工表面的情况，防止工件出现“竹节形”、“腰鼓形”或振纹等现象。

（9）车削过程中，支撑爪与工件接触处应经常加注润滑油，防止加速磨损支撑爪和损坏工件已加工表面。

（10）为防止工件热变形，应充分浇注切削液进行冷却。

（11）车削完毕的细长轴，必须吊起来，以防弯曲变形。

任务布置：

如图18-10所示，本任务是车细长轴。

零件材料为45钢，毛坯规格为φ15mm×755mm。

工、量、刃具准备：

切削用量选取：

解读评分表：

加工步骤：

1.校正并夹紧工件外圆，车平端面，钻中心孔。

2.在床鞍上安装跟刀架，并修正支撑爪。

3.用一夹一顶的方式在工件上车削跟刀架支撑处的外圆。

4.调整跟刀架支撑爪和工件已加工外圆表面轻轻接触。

5.接刀痕，车全长外圆。

6.按上述③～⑤粗、精加工步重复多次，直到零件加工完毕。

本次课主要学习了车细长轴零件时的特点、防止或减少工件热变形的方法和车细长轴零件的注意事项。

播放了车细长轴零件的视频。

同学们也进行了相应的练习。

通过讲解和演示及练习，使学生进一步增强对重点内容的认识和理解。

更加深了对车细长轴的感性认识。

进而激发学生练习的浓厚兴趣。

希望同学们多动手、多练习，以提高车细长轴零件的熟练程度。

1．简述细长轴车削时的特点。

2．简述装夹细长轴零件的方法。

3．什么叫做热变形？

4．车细长轴时，为防止或减少工件热变形伸长，主要可采取哪些措施？

5．刃磨一把细长轴车刀，如图8所示。

6．观看车细长轴工件视频。

7．车细长轴，如教材图10所示。

零件材料为45钢，毛坯规格为φ15mm×755mm。

车细长轴易产生的缺陷及预防措施

表车细长轴易产生的缺陷及预防措施

废品种类

产生原因

预防方法

竹节形

1．跟刀架支撑爪与工件的接触压力调整不当

2．没有及时调整切削深度

3．没有调整好车床床鞍、滑板的间隙，因而进给时产生让刀现象

1．正确调整跟刀架的支撑爪，不可支顶得过紧

采用接刀车削时，必须使车刀刀尖和工件支撑面略微接触，接刀时切削深度应加深0.01～0.02mm。

这样可避免由于工件外圆变大而引起支撑爪的支撑力变得过大

2．粗车时若发现开始出现竹节形，可调整中滑板手柄，相应增加适量的切削深度，以减小工件外径；或稍微调松跟刀架支撑爪，是支撑力适当减小，以防止竹节的继续产生

3．调整好车床床鞍、滑板的相应间隙，以消除进给时的让刀现象

腰鼓形的形状

1．细长轴刚度低，以及跟刀架支撑爪与工件表面接触不一致（偏高或偏低于工作回转中心），支撑爪磨损而产生间隙

2．当车到工件中间部位是，由于径向切削分力将工件的轴线压向车床回转轴线的外侧，使工件发生弯曲变形，使切削深度逐渐减小，从而形成腰鼓形

1．车削过程中要随时调整跟刀架支撑爪，使支撑爪圆弧面的轴线与主轴回转轴线重合

2．适当增大车刀的主偏角，使车刀锋利，以减少径向切削分力

板书设计

任务二车细长轴零件

一、车细长轴零件时的特点

二、防止和减少工件热变形伸长的方法

1、车细长轴零件时，为了防止或减少工件热变形伸长的影响，可采取以下措施：

2、选择车刀几何角度时主要考虑以下几点：

3、合理选择切削用量

三、车细长轴零件的注意事项

教学附记

通过防止或减少工件热变形的方法和车细长轴零件来进行评价

评价表：

学生每人或每小组一份

要求：

让学生使用中心架和跟刀架车细长轴零件，并进行简单介绍。

包括防止或减少工件热变形的方法和车细长轴零件

评价：

根据完成情况，对每个学生或小组作出客观评，价并填入表格留存