课题一夹一顶装夹车外圆阶台Word格式文档下载.docx
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2、一夹一顶装夹定位原理
两个或两个以上支承点重复限制同一个自由度，称为过过位。
用一夹一顶方式装夹工件，当卡盘夹持部分较长时，卡盘限制了四个自由度
，
，后顶尖限制了两个自由度
，重复限制了两个自由度
。
为了消除过定位，卡盘夹持部位应较短，只限制两个自由度
，后顶尖限制两个自由度
，是不完全定位。
过定位对工件的定位精度有影响，一般要消除过定位。
只有工件的定位基准、夹具的定位元件精度很高时，方可允许过定位存在。
三、所用的夹具、量具、工具
（一）所用的夹具
1、三爪卡盘
三爪卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件安装后一般不需要校正。
但若工件较长，工件离卡盘较远部分的旋转中心不一定与车床主轴旋转中心重合，这时工件就需校正。
如三爪卡盘使用时间较长而精度下降后，工件的加工部位精度要求较高时，也需要进行校正。
三爪卡盘装夹工件方便，省时，但夹紧力较小，所以适用于装夹外形较规则的中小型零件，如圆柱形、正三边形、正六边形工件等。
三爪自动定心卡盘规格有：
150mm、200mm、250mm。
三爪自动定心卡盘四爪卡盘结构图
2、四爪卡盘
四爪卡盘的四个卡爪各自独立运动，因此工件安装后必须将工件的旋转中心校正到与车床主轴的旋转中心重合，才能车削。
四爪卡盘校正工件比较麻烦，但夹紧力较大，所以适用于安装大型或形状不规则的工件。
四爪卡盘可装夹成正爪和反爪两种形式。
反爪可以装夹直径较大的工件。
3、后顶尖
后顶尖有固定顶尖和活顶尖两种。
（1）、固定顶尖
固定顶尖刚性好，定心准确，但与工件中心孔之间产生滑动摩擦而发热过多，容易将中心孔或顶尖烧坏。
因此死顶尖只适用于低速加工精度要求较高的工件。
（2）、活顶尖
活顶尖将工件与中心孔的滑动摩擦改为顶尖内部轴承的滚动摩擦，能在很高的转速下正常工作，克服了死顶尖的缺点，因此应用日益广泛。
但活顶尖存在一定的装配积累误差，以及当滚动轴承磨损后，会使顶尖产生径向摆动，从而降低了加工精度。
固定后顶尖活顶尖
（二）所用的量具
常用的量具有游标卡尺和千分尺：
1、游标卡尺
游标卡尺的规格按测量范围分为：
0～125mm；
0～150mm；
0～200mm；
0—300mm；
0～500mm；
300～800mm；
400～1000mm；
600～1500mm；
800～2000mm等。
测量工件尺寸时，应按工件的尺寸大小和尺寸精度要求选用量具。
游标卡尺适用于中等精度（1T10～ITl6）尺寸的测量和检验。
1、正爪2、反爪3、主尺4、旋紧螺钉5、副尺6、长度测杆
游标卡尺
2、千分尺
千分尺的规格按测量范围分为：
0～25、25～50、50～75、75～100、100～125mm等。
使用时按被测工件的尺寸选用。
千分尺是一种精密量具，它的测量精度为0.01mm，比游标卡尺高，而且比较灵敏。
因此，对于加工精度要求较高的工件尺寸，要用千分尺来测量。
千分尺的结构
（三）所用的工具
常用的工具有：
找正盘、卡盘板手和压刀板手、垫片、螺丝刀、油右、油枪等。
找正盘卡盘板手压刀板手
油枪内六方板手螺丝刀
四、切削加工刀具
1、所用刀具的刃磨
下面以90˚外圆刀，作纵向走刀为例，介绍车刀的刃磨方法：
（1）90˚外圆车刀的几何特点
1）、90˚外圆车刀第一个特点是：
一尖、两刃、三面、六角度
外圆刀有三个刀面即前刀面、主后面、副后面。
前刀面与主后面相交形成主切削刃，与副后面相交形成副切削面，两个切削刃相交就构成了刀尖。
同时，刀具有6个独立的角度（前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角），刃磨每一个面时，要控制两个相互独立的角度，而且，这两个角度必须同时磨出。
磨前刀面时控制前角和刃倾角，磨主后面时控制主偏角和主后角，磨副后面时控制副偏角和副后角。
2）、第二个特点是，无论从哪一个刀面上看，刀尖都处于最突出的位置。
由于前角的影响主切削刀比前刀面上其它部位高，由于刃倾角的影响（一般情况下，刃倾角为正）所以，在前刀面上刀尖是处于最高的位置。
从主后面看，由于主后角的影响，主切削刃要比主后面的其它部分靠左，刀尖由于主偏角的影响（主偏角一般为93˚）要比主切削刃其它部位靠左。
所以，在主后面上，刀尖处于最靠左的位置。
从副后面上看，由于副后角的影响，副切削刃要比副后面其他部位靠前，由于副偏角的影响，刃尖比副切削刃上其它部位靠前，所以，在副后面上，刀尖处于最靠前的位置。
综上所述，无论从哪一个刀面上看，刀尖都处于最突出的位置。
这就保证了在切削时只有刀尖先接触工件，而后刀具的其它部位才能接触工件。
只有这样，才能保证切削的顺利进行。
（2）刃磨方法
1）、刃磨前刀面
刃磨时，操作者应站在砂轮的侧面，两脚自然分开，与肩同宽，上臂自然下垂，左手握住刀头，右手握住刀杆尾部，两手分开尽可能远（这样磨削时不容易晃动），使刀杆水平，主切削刃朝上（便于操作者观察磨削情况）。
使刀头处远离主切削刃的一边先接触砂轮，然后刀具沿刀杆轴线转动（从右往左看为顺时针转动），逐步使前刀面贴到砂轮的侧面，进行磨削。
转动角度的大小，决定了前角刃磨的大小，如果前刀面磨削的多，靠近主切削刃处磨的少，则前角大，反之则前角小。
转动合适的位置后不再转动，保持该角度，然后调整刃倾角。
其方法是右手握住刀杆往前移，即使刀杆在水平面内逆时针转动（注意此时刀杆仍在水平面内，且前角不变），如果靠近刀杆处磨的多，头尖部分磨的少，则刃倾角大，反之，则刃倾角小。
转动合适位置后，停止转动，保持刀具所处的角度不变，使刀具在水平面内平行于砂轮轴线左右移动，均匀磨削，防止砂轮表面的不平整而把刀刃磨成曲线。
磨削过程中要随时停下来，观察其磨削的角度是否正确。
如果角度不合适要及时调整，角度调整合适后再继续刃磨，直到将整个刀面磨好为止。
其它两个面的磨削与此类似
2）、磨削主后面
右手拿住刀头部分，左手拿住刀杆的尾部，使刀杆水平，主切削刃朝上。
刀杆沿轴线转动调整主后角，左手前移增大主偏角。
3）、磨削副后面
左手拿刀头部分，右手拿刀杆部分，使副切削刃朝上，此时刀杆不再水平，刀头高刀尾低，刀头刀尾相差越大，则其副后角越大。
刀尾向右移，则增大副偏角。
4）、磨过渡刃
将三个刀面磨好后，需要磨过渡刃，方法是右手握住刀头部分，左手握住刀杆尾部，使刀杆与砂轮轴线成45˚夹角。
前刀面朝上，两后刀面的交线下部轻轻接触砂轮，然后慢慢使刀尾部上移，将两后面相交的棱线磨去即可。
注意不要将刀尖磨低，过渡刃宽度不大于0.5毫米。
5）、磨卷削槽
磨卷削槽需用砂轮笔将砂轮修成所需要的形状，左手握住刀头部分，右手握住刀杆尾部，前刀面对准砂轮，下部轻轻接触砂轮的尖角处，使主切削刃平行于砂轮侧面，且离开磨削部位1～3毫米的距离，使刀具上下平动将槽磨好。
然后，再修磨主后面和副后面，达到要求。
6）、用油石精磨
为了减少各刀面和刀刃的表面粗糙度，要用加机油的油石贴平各刀面进行精磨，将砂轮的痕迹磨平。
但要注意不要把刀刃磨钝。
2、车刀的安装
为了使车刀在工作时能保持合理的切削角度，必须正确地安装车刀。
安装车刀时应注意下列事项：
1）、车刀刀尖应与车床的主轴轴线等高，可根据尾座顶尖的高度来对刀。
2）、车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。
3）、车刀刀杆伸出不宜过长，一般伸出长度不超过刀杆厚度的2倍，否则易使刀杆刚性减弱，切削时产生振动。
4）、刀杆下面的垫片应平整，并与刀架对齐，一般不超过2～3片，太多则夹紧时高度会降低且不容易垫平。
5）、车刀刀杆应尽量靠左。
6）、车刀安装要牢固，一般用两个螺钉交替拧紧。
7）、装好刀具后，应检查当车刀在工件的加工极限位置时，车床上有无相互干涉或碰撞的可能。
车刀的安装
五、中心孔、中心钻
1、中心孔的分类
用顶尖安装工件，必须先在工件端面钻出中心孔。
国家标准规定中心孔有A型（不带保护锥）、B型（带保护锥）和C型（带螺纹）三种。
（1）、A型中心孔
由圆锥孔和圆柱孔两部分组成。
圆锥孔一般为60º
（重型工件用90º
），它与顶尖锥面配合，起到定中心的作用并且承受工件重量和切削力；
圆柱孔可储存润滑油，并可防止顶尖头触及工件，保护顶尖锥面和中心孔的锥面配合贴切，以达到正确定心。
精度要求一般的零件采用A型。
（2）、B型中心孔
是在A型中心孔的端部再加120º
的圆锥倒角，用以保护60º
锥面不致碰毛，并使工件端面容易加工。
B型中心孔适用于精度要求较高，工序较多的工件。
（3）、C型中心孔
是在B型中心孔的60º
锥孔后加一短圆柱孔（保证攻螺纹进不碰毛和60º
锥孔），后面有一内螺纹。
当需要把其它零件轴向固定在轴上时，可采用C型中心孔。
中心孔的尺寸以圆柱孔直径d为标准。
d的大小根据工件重量或按国家标准来选用直径。
A型中心孔B型中心孔C型中心孔
2、中心钻
直径6毫米以下的中心孔通常用中心钻直接钻出。
常用的中心钻是用高速钢制成的。
A型不带保护锥B型带保护锥
3、中心钻折断的原因
钻中心孔时，由于中心钻切削部分的直径很小，承受不了过大的切削力，稍不注意，就会使中心钻折断。
中心钻折断的原因有以下几点：
（1）、中心钻轴线与工件旋转中心不一致，使中心钻受到一个附加力而折断；
（2）、工件端面没车平，或中心留有凸头，中心钻不能正确定心而折断；
（3）、切削用量选用不合适，如工件转速过低而中心钻进给太快使中心钻折断；
（4）、中心钻磨损以后，钻孔进强行钻入工件也会使中心钻折断；
（5）、没有浇注充分的切削液或没及时清除切屑，影响顺利排屑，以使切屑堵塞在中心孔内而挤断中心钻；
六、一夹一顶装夹车外圆、阶台实例
1、工艺分析：
1）、工件外圆直径尺寸公差较小，表面质量要求达到Ra1.6um、3.2um，有形位公差要求。
2）、工件需调头加工，伸出长度较长，加工部位刚性较差，端部必须用后顶尖顶持；
3）、根据装夹结构，机床尾座容易与主轴轴线产生偏移，加工中外圆容易产生圆柱度误差；
4）、工件有同轴度和圆柱度要求，在工件装夹时，需进行找正，达到图样要求。
5）、根据加工部位结构及精度要求，应选择90º
外圆右偏刀粗、精车刀加工外圆，控制长度尺寸；
选择45º
硬质合金车刀倒角。
6）、粗加工完以后，调头精加工时，为了避免夹伤工件已加工表面，需垫铜皮进行保护，同时进行找正，达到加工要求。
7）、根据加工部位尺寸精度，可选择游标卡尺测量长度，选择千分尺测量直径；
8）、检查工件外圆的圆度、圆柱度，以检验机床的加工精度。
9）、分析加工中存在的不足，加工精度达不到的原因。
2、技术参数
1）、课题名称：
一夹一顶精车外圆、阶台；
2）、45#钢，Φ43mmx205mm；
3）、课题时间：
分钟
4）、练习内容：
精加工外圆、阶台，控制长度尺寸和外圆尺寸精度，一夹一顶装夹，找正。
5）、不允许用锉刀、砂布修整加工表面；
6）、锐角倒钝；
3、切削用量
切削用量是指切削速度
、进给量f和背吃刀量ap。
三者又称为切削用量三要素。
（1）、切削速度
（m／min）
切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。
计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。
主运动为旋转运动时，切削速度由下式确定
式中d——工件的最大直径（mm）；
n——工件的转速（r／min）。
（2）、进给量f
工件每转一周，刀具在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm／r。
（3）、背吃刀量
（mm）
刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称为背吃刀量。
外圆车削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离。
式中dw——工件上待加工表面直径（mm）；
dm——工件上已加工表面直径（mm）。
根据加工精度合理选择切削用量如下表：
序号
加工内容
加工刀具
主轴转速
吃刀深度
走刀量
备注
1
切断
切断刀
500r/min
4mm
0.15mm/r
硬质合金
2
粗车
90º
外圆粗车刀
700
2~3mm
0.3mm/r
3
钻中心孔
Φ3mm中心钻
800r/min
1.5mm
0.2mm/r
高速钢
4
精车
外圆精车刀
100r/min
0.4mm
0.08mm/r
4、加工步骤、工艺卡：
工艺过程卡片
零件名称
第页
图号
共页
场地
材料
45钢
加工数量
工序
工种
工步
设备
工具
加工内容及技术条件
量具
刀具
夹具
CA6140
三爪卡盘
下料：
Φ43mmx205mm；
检查
检查毛坯规格尺寸是否达到加工要求；
热
箱式电炉
调质处理HRC23~28；
检查工件综合性能，弯曲变形情况；
5
找正盘
粗车刀
三爪夹持工件Φ45mm外圆，工件伸出50mm，观察工件旋转情况，如跳动较大，需找正，车端面；
6
钻
中心钻
钻夹头
钻Φ3mm中心孔；
7
装夹工件外圆约长30mm，端部用后活顶尖顶持，粗车工艺外圆，直径留1mm~1.5mm精加工余量；
8
调头
装夹工艺外圆,车另一端面,控制总长,端面留1mm精加工余量；
9
10
一夹一顶装夹，粗车工件右端Φ35mm、Φ30mm外圆，直径留1mm精加工余量，长度留0.5mm余量；
11
千分尺
精车刀
精车Φ35mm外圆至尺寸，精车长度至尺寸；
精车Φ30mm外圆至尺寸，精车长度至尺寸；
12
倒角
45º
车刀
倒角2x45º
至尺寸；
13
千分尺卡尺
检查各外圆、长度、表面质量是否达标注要求；
14
铜皮
垫铜皮，找正；
15
工件冷却到常温，精车Φ40mm外圆至尺寸，控制长度至尺寸；
16
车
17
检查各外圆、长度、倒角、表面质量是否达标注要求
18
卸件
卡板板手
整量工具、量具、刀具，清理卫生；
工件有形位公差同轴度和圆柱度要求，在工件装夹时，需百分表进行找正，达到图样要求。
用找正盘找正百分表找正
5、加工、应用技巧：
（1）、工件安装
1）、装夹工件时，困采用一夹一顶装装夹方式，当夹持工件较长时，会产生过定位，影响加工精度，所以工件装夹部位尽可能要短，避免重复限制工件的自由度。
2）、工件端部顶持时，先不要把工件夹紧，给工件一个向尾座移动的力，使工件中心孔与顶尖接触，此时，摇动尾座前行，顶持工件向床头位移，然后再把工件夹紧。
此种装夹方法，有利于工件端部中心孔中心线与顶尖轴线重合，提高同轴度精度。
3）、工件调头加工时，为保证同轴度公差，工件不要直接用卡盘夹持精车外圆，应采用一夹一顶装夹，使工件伸出较长，来减小三爪卡盘定位误差，达到图样要求。
4）、为了减小工件热变形，减小刀具磨损，加工时，最好采用冷却。
（2）径向尺寸控制
径向尺寸加工，主要难度是径向尺寸、形位公差和表面质量三者要同时达到标注要求，加工中三者兼顾对于操作者提出了比较高的技能程度。
径向尺寸超差，主要原因是中拖板刻度盘没有消除间隙或对刀试车时，试车削量大小估值不正确，使中拖板刻度盘进刀产生误差。
加工径向尺寸时，首先要消除中拖板间隙。
进刀时，先摇动中拖板逆时针旋转退刀，再按顺时针旋转，带动刀具进刀，以消除中拖板间隙。
中拖板消除间隙的操作
消除中拖板刻度值进刀估值大小的不正确性，在精加工时（如直径上留有0.5mm精加工余量，第一刀加工约0.25mm，）试车对刀后，让中拖板在整数刻度上，加工完第一刀后，在主轴旋转状态下，中拖板不要退刀，让刀具沿纵向退刀。
停主轴，测量直径尺寸，再按实际的余量进中拖板刻度。
主要是避免试车削量大小估值不正确，使中拖板刻度盘进刀产生误差。
千分尺的测量方法：
1）、选用与零件尺寸相适应的千分尺，如被测零件的基本尺寸是40mm，则应选用25～50mm的千分尺
2）、测量工件时，擦净工件的被测表面和尺子的两测量面，左手握尺架，右手转动微分筒，使测杆端面和被测工件表面接近（见图a）
3）、再用右手转动棘轮，使测微螺杆端面和工件被测表面接触，直到棘轮打滑，发出响声为止，读出数值（见图b）
4）、测量外径时，测微螺杆轴线应通过工件中心（见图c）
5）、测量小型工件时，用左手握工件，右手单独操作（见图d）
6）、退出尺子时，应反向转动微分筒，使测微螺杆端面离开被测表面后，再将尺子退出（见图e）
a）b）c）
d）e）
图千分尺测量方法
（3）长度控制
长度尺寸超差，主要是大、小拖板没有消除间隙或长度基准应用不合理。
长度尺寸控制，消除大、小拖板间隙方法同中拖板。
长度基准应用不合理，主要是加工长度时，不能使长度基准统一，造成长度误差积累过大而超差。
再者，不能允分利用小拖板刻度值精度较高的优点，盲目进刀，造成长度超差。
控制长度时，大拖板消除间隙，刻度调零，带动刀具在工件表面上刻出线痕，留有精加工余量。
粗加工长度,最后,把端面加工成一个表面,此时,刀具在轴向不要移动,停主轴,进行长度测量,根据长度余量,再利用小拖板微进给进行精加工，控制长度。
对于长度较短时，也可用小拖板直接控制长度。
测量时,最好用端面作为长度上的统一基准。
（4）断屑措施
粗加工时，主要存在的问题是不能断屑，造成铁屑缠绕到工件或刀具上，影响正常切削或使刀刃损坏。
而影响断屑最主要的原因是断屑槽的宽度和走刀速度。
粗加工时，合理刃磨断屑槽的宽度和形式，使之与切削用量相匹配。
（5）正确测量
测量前，验正量具的精度，工件处于衡温下，擦干净被测量面，使量具与工件垂直，最好在工件上读出正确数值，避免在拿下量具时变动而影响正确读数。
6、加工中注意事项：
1）、加工中产生带状切屑，缠绕到工件或刀具上，使刀刃损坏或划伤已加工表面；
2）、圆柱度超差或同轴度超差；
3）、加工表面达不到规定的质量；
4）、顶尖支顶过紧，工件容易发热、变形，顶尖支顶过松，工件产生轴向窜动和径向跳动，切削时易振动，会造成圆度超差，同轴度受影响等缺陷。
5）、工件在顶尖上装夹时，应保持中心孔清洁和防止碰伤；
6）、为了增加切削时的刚性，在条件许可的前提下，尾座套筒不宜伸出过长。
7）、合理选择切削用量，合理选择、刃磨刀具角度和断屑槽；
8）、检查刀具磨损程度，急时进行修磨；
9）、进行尾座调整，使尾座中心线与主轴轴线重合；
7、车外圆、阶台时，产生废品的原因及预防方法：
（1）、毛坯尺寸车不到规定的尺寸：
1）、毛坯加工余量不够；
2）、工件弯曲没有校直；
3）、工件装夹没有校正；
预防方法：
1）、车削前，必须先检查毛坯是否有足够的加工余量；
2）、长棒料必须先校直后才能加工；
3）、工件装夹后，必须先校外圆后再加工；
（2）、尺寸精度达不到的原因：
1）、操作者粗心大意，看错尺寸或刻度盘使用不当；
2）、车削盲目进刀，没有正确试切削；
3）、量具本身有误差或测量不正确；
4）、由于切削热的影响，工件尺寸发生变化；
1）、车削前，必须先看清图样上的尺寸和技术要求，正确使用刻度盘；
2）、根据加工余量算出吃刀深度，进行试切削，然后修正吃刀深度；
3）、量具使用前，必须先检查和校正零位，正确掌握测量方法；
4）、不能在工件温度较高时测量、加工，应使工件处于衡温状态；
（3）、产生锥度的原因：
1）、工件安装悬臂较长，车削时因切削力的影响使前端让开，产生锥度；
2）、刀具中途逐渐磨损；
3）、尾座偏移，中心线与主轴轴线一不重合；
1）、尽量减少工件伸出长度，以增加刚性；
2）、选用合适的刀具材料，或降低切削速度；
3）、调整尾座，使尾座中心线与主轴轴线重合；
（4）、产生椭圆的原因：
1）、毛坯余量不均匀，切削中吃刀深度发生变化；
1）、分粗、精加工；
（5）、车阶台时，阶台不垂直的原因：
1）、车刀装得歪斜，使主切削刃与工件轴线不垂直；
2）、加工时，刀具产和让刀或向里扎刀，造成端面出现凹凸不平，使阶台与工件轴线不垂直；
1）、正确装刀，必须使刀具刀杆中心线或主切削刃与主轴轴线垂直；
2）、刀具装夹要牢固，防止刀具松动；
（6）、表面粗糙度达不到要求的原因：
1）、车床刚
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