车工教学案例3
专业 （工种） 课 题 （项目） 授课班级 数控技术（车工） 项目三 学会加工轴类零件 分课题 授 课 时 间 教师 陈光亚 外圆、端面、台阶的车削 课 时 （1）了解车削加工时切削用量的选择原则。 知识目标 训练目标 （2）了解金属车削的过程。 （3）基本掌握车削过程中表面质量的控制方法。 （4）了解车刀切削时磨损的原因与刀具寿命的含义。 （1）掌握试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。 技能目标 （2）熟练掌握工件找正和安装方法。 （3）掌握零件尺寸的测量方法和对质量进行简单分析。 （1）切削用量的选择原则。 教学重点 （2）车削过程中表面质量的控制方法。 （3）试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。 （4）零件尺寸的测量方法和对质量进行简单分析。 （1）切削用量的选择原则。 教学难点 （2）车削过程中表面质量的控制方法。 （3）试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。 教学对象 分析 该教学对象已进行了为期5周的机械测量和钳焊实习，对生产实习有了一定的感性认识，具备了一定的机械加工基础。 教学环境 车工实习车间共计24台车床，完全满足实习生产要求。 教学方法 讲解、分析、演示示范、练习 （1）本项目学习的重点是掌握一般轴类零件的车削。 教学回顾 （2）教师在设计训练题目时，应遵循由易到难的原则，逐步提高。 （3）学生训练中要特别注重安全与能力的训练。 1
教学过程及教学内容
[课前组织]
1．检查学生出勤情况，填写教学日志。 2．检查学生装束是否整齐
3．讲述要求：纪律、卫生、学习方法、如何作笔记 4．宣布本项目的学习任务与目的要求： 任务一 车削基础知识
（1）了解车削加工时切削用量的选择原则。 （2）了解金属车削的过程。
（3）基本掌握车削过程中表面质量的控制方法。 （4）了解车刀切削时磨损的原因与刀具寿命的含义。 任务二 外圆、端面、台阶的车削
（1）掌握试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。 （2）熟练掌握工件找正和安装方法。
（3）掌握零件尺寸的测量方法和对质量进行简单分析。 [入门指导]
任务一 车削的基础知识
导语：在车削加工时，合理选择切削用量对提高劳动生产率，延长刀具的使用寿命，保证加工质量，降低生产成本有着重要的意义。
一、车削加工时切削用量的选择 1．合理选择切削用量的含义 衡量切削用量是否合理的标准：
①能否保证加工零件的质量要求（主要是加工精度和表面质量） ②在加工系统刚性许可的条件下，是否充分利用了车床功率。
③在保证加工质量和刀具寿命的条件下，是否充分发挥了刀具的切削性能。 2．选择切削用量的原则 （1）切削深度的选择 （2）进给量的选择
（3）切削速度的选择?选择切削速度的一般原则如下
1）车刀材料 使用硬质合金车刀可比高速工具钢车刀的切削速度快。
2）工件材料 切削强度和硬度较高的工件时，因为产生的热量和切削力都比较大，车刀容易磨损，所以切削速度应选得低些。脆性材料如铸铁工件，虽然强度不高，但车削时形成
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崩碎切屑，热量集中在切削刃附近，不易传散。因此，切削速度也应取得低一些。
3）表面粗糙度 要求表面粗糙度值小的工件，如用硬质合金车刀车削，切削速度应取得高些；如用高速工具钢车刀车削，切削速度应取得低些。
4）切削深度和进给量 切削深度和进给量增大时，切削时产生的热量和切削力都较大，所以应适当降低切削速度。反之，切削速度可取高些。
5）切削液 切削时加注切削液可以降低切削区域的温度，并起润滑作用。 3．金属切削过程
（1）金属切削过程与切削的类型 ①金属切削过程 ②切屑类型
切屑的特点及形成原因
（2）积屑瘤的形成以及对加工的影响与预防措施 ①积屑瘤的形成 ②积屑瘤对加工的影响 ③防止产生积屑瘤的措施 （3）切削力、切削热与切削温度 影响切削力的因素 ①零件材料的影响 ②车刀几何角度的影响 ③切削用量的影响 切削热与切削温度
（4）刀具的磨损与刀具寿命 （5）切屑的形状及控制
任务二 外圆、端面、台阶的车削
导语：正确装夹刀具与工件是进行车削加工的前提。车刀装夹得是否正确，直接影响切削的顺利进行和工件的加工质量。即使刃磨了合理的车刀角度，如果不正确装夹，也会改变车刀工作时的实际角度。 ●活动一 学会装夹
1．刀具的装夹
装夹车刀时，必须注意以下几点。
（1）车刀装夹在刀架上，不宜伸出太长。在不影响观察的前提下，应尽量伸出短些。否则切削时刀杆的刚性减弱，容易产生振动，影响工件的表面粗糙度，甚至使车刀损坏。车刀的伸出长度，一般以不超过刀杆厚度的1.5倍为宜。车刀下面的垫片要平整，并应与刀架对齐，而且尽量以少量的厚垫片代替较多的薄垫片，以防止车刀产生振动。
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（2）车刀刀尖应与工件轴线一样高。车刀装得太高，会使车刀的实际后角减小，使车刀后刀面与工件之间的摩擦增大；车刀装得太低，会使车刀的实际前角减小，使切削不顺利。
（3）装夹车刀时，刀杆中心线应跟进给方向垂直，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。
（4）车刀至少要用两个螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流旋紧。旋紧时不得用力过大而损坏螺钉。
2．工件的装夹
（1）在四爪单动卡盘上装夹工件1）四爪单动卡盘的构造
2）四爪单动卡盘的优缺点和应用（2）在三爪自定心卡盘上装夹工件 1）三爪自定心卡盘的构造2）三爪自定心卡盘的优缺点和应用 （3）在两顶尖间装夹工件
对于较长的或必须经过多次装夹才能完成的工件，如长轴、长丝杠的车削，或工序较多，在车削后还要进行铣、磨的工件，为了使每次装夹都能保持其装夹精度（保证同轴度），可以采用两顶尖装夹的方法。因为用两顶尖装夹方便，不需找正，所以装夹精度高。
在两顶尖间装夹工件，必须先在工件的两端面上钻出中心孔。 在车床上钻中心孔的方法是：
1）先把工件夹在卡盘上，尽可能伸出短一些，端面不能留有凸头。 2）缓慢均匀地摇动尾座手轮，使中心钻钻入工件端面。
3）钻到尺寸后，让中心钻原地不动数秒钟，使中心孔圆整后再退出。（4）一夹一顶装夹工件
在两顶尖间装夹工件，刚性较差，因此，车削一般轴类零件，尤其是较重的工件，不能采用两顶尖装夹的方法，而采用一端夹住（用三爪自定心或四爪单动卡盘，并在卡盘内做一限位支承，或夹住工件阶台处，以防止工件轴向窜动），另一端用后顶尖顶住的装夹方法。这种方法比较安全，能承受较大的切削力，因此应用得很广泛。
3．熟悉量具的使用方法（1）钢直尺的规格和使用（2）游标卡尺的使用
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。测量工件的姿势和方法如图所示。
（3）外径千分尺的使用
外径千分尺是车削加工时最常用的一种精密测量仪器，其测量精度可以达到0.01mm。测量工件的姿势和方法如图所示 3．车削台阶轴
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，就叫它为台阶工件。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。故在车削时必须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
4 台阶工件通常与其他零件结合使用， 因此它的技术要求一般有：各挡外 圆之间的同轴度、外圆和台阶平面 的垂直度、台阶平面的平面度以及 外圆和台阶平面相交处的清角。 （2）车刀的选择和装夹如图示 车削台阶时，通常使用90°外
圆偏刀。车刀的装夹应根据粗、精车的特点进行安装。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（一般为85°～90°）。精车时为了保证台阶平面和轴心线垂直，应取主偏角大于90°（一般为93°左右）。
（3）车削台阶工件的方法车削台阶工件，一般分粗、精车进行。车削前根据台阶长度先用刀尖在工件表面刻线痕，然后按线痕进行粗车。粗车时的台阶每档均略短些，留精车余量。精车台阶工件时，通常在机动进给精车外圆至近台阶处时，以手动进给代替机动进给。当车至平面时，然后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，以确保台阶平面垂直轴心线。（4）直径尺寸的控制方法
车削台阶工件，直径尺寸的控制采用对刀——测量——进刀——切削的方法加以保证。 1）对刀 就是让刀尖沿轴向接触工件，纵向退出，轴向略进刀0.6～0.8mm后，纵向切削，再纵向退出（中滑板不动或记下刻度）。
2）测量 就是用游标卡尺或千分尺测量刚才的切削部分。
3）进刀 就是用切削部分的测量值和图样要求进行比较后，用中滑板进刀（粗车时按2～3mm/刀；精车时按0.6～0.8mm/刀）。4）切削 就是用机动/手动的方法进行纵向切削。
（5）台阶长度的测量和控制方法
当粗车完毕时，台阶长度已基本符合要求。在精车外圆的同时，一起把台阶长度车准。其测量方法，通常用钢直尺检查。如精度要求较高时，可用样板，游标深度尺、卡钳等测量。
（6）工件的调头找正和车削
根据习惯的找正方法，应先找正卡爪处工件外圆，后找正台阶处反平面。这样反复多次找正后才能进行车削。当粗车完毕时，宜再进行一次复查，以防粗车时工件发生移位。
4．车削台阶轴时的注意事项
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）车刀没有从里向外横向切削或车刀装夹主偏角小于90°，以及刀架、车刀、滑板等发生移位会造成台阶平面出现凹凸。
3）台阶工件的长度测量，应从一个基准面量起，以防累积误差。 4）刀尖圆弧较大或刀尖磨损会使平面与外圆相交处出现较大圆弧。 5）主轴没有停妥，不能使用量具进行测量。
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