车工工艺学与技能训练

课题一钻孔、扩孔和锪孔课题二车孔课题三车内槽、平面槽和轴肩槽课题四铰孔课题五车套类工件综合技能训练第三单元套类工件的加工轴承套套类工件的车削工艺主要是指圆柱孔的加工工艺，圆柱孔的加工比车削外圆要困难得多，有以下几个特点：1.孔加工是在工件内部进行的，观察切削情况较困难。尤其是孔小且深时，根本无法观察。2.刀柄由于受孔径和孔深的限制，不能做得太粗，又不能太短，因此刚度不足。特别是加工孔径小、长度长的孔时，此问题更为突出。3.排屑和冷却困难。4.圆柱孔的测量比较困难。课题一钻孔、扩孔和锪孔一、钻孔用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔。根据形状和用途不同，钻头可分为中心钻、麻花钻、锪钻和深孔钻等。1.麻花钻的组成麻花钻的组成部分a)直柄麻花钻b)锥柄麻花钻（1）柄部麻花钻的柄部在钻削时起夹持定心和传递转矩的作用。麻花钻有直柄和莫氏锥柄两种。直柄麻花钻的直径一般为0.3~16mm。莫氏锥柄麻花钻的直径（2）颈部直径较大的麻花钻在颈部标有麻花钻直径、材料牌号和商标；直径小的直柄麻花钻没有明显的颈部。（3）工作部分工作部分是麻花钻的主要部分，由切削部分和导向部分组成。切削部分主要起切削作用；导向部分在钻削过程中能起到保持钻削方向、修光孔壁的作用，同时也是切削的后备部分。（2）麻花钻工作部分的几何形状麻花钻的几何形状a)麻花钻的角度b)外形图1）螺旋槽麻花钻切削刃上不同位置处的螺旋角、前角和后角的变化2）前面麻花钻的螺旋槽面称为前面。3）主后面麻花钻钻顶的螺旋圆锥面称为主后面。4）主切削刃前面和主后面的交线称为主切削刃，担任主要的钻削任务。5）顶角2κr麻花钻顶角的大小对切削刃和加工的影响6）前角γo麻花钻前角和后角的变化a)靠近外缘处b)靠近钻心处7）后角αo麻花钻后角在圆柱面内的测量8）横刃麻花钻两主切削刃的连接线称为横刃，也就是两主后面的交线，横刃担负着钻心处的钻削任务。9）横刃斜角ψ在垂直于麻花钻轴线的端面投影图中，横刃与主切削刃之间的夹角称为横刃斜角。10）棱边在麻花钻的导向部分特地制出了两条略带倒锥形的刃带，即棱边。2.麻花钻的刃磨要求（1）刃磨要求1）麻花钻的两主切削刃应对称，也就是两主切削刃与麻花钻的轴线成相同的角度，并且长度相等。2）横刃斜角为55°。（2）刃磨不正确的麻花钻对钻孔质量的影响麻花钻的刃磨情况对加工质量的影响3.麻花钻的刃磨方法（1）麻花钻一般由高速钢材料制成，选择白色氧化铝砂轮。（2）用右手握住钻头前端作支点，左手紧握钻头柄部；摆正钻头与砂轮的相对位置，使钻头轴心线与砂轮外圆柱面母线在水平面内的夹角等于顶角的1/2，即κr=59°；同时钻尾向下倾斜1°~2°。麻花钻的刃磨位置（3）以钻头前端支点为圆心，缓慢地使钻头绕其轴线由下向上转动，右手配合左手的向上摆动作缓慢地同步下压运动（略带转动），刃磨压力逐渐增大，磨出主切削刃和后面。（4）当一个后面刃磨后，将钻头转过180°刃磨另一个后面。按此法不断反复，两主后面经常交换磨，边磨边检查，直至达到要求为止。刃磨方法4.麻花钻的修磨（1）修磨横刃通常５ｍｍ以上的横刃需修磨，修磨后的横刃长度为原长的1/5~1/3。一般情况下，工件材料较软时，横刃可修磨得短些；工件材料较硬时，横刃可少修磨些。修磨时，钻头轴线在水平面内与砂轮侧面左倾约15°，在垂直平面内与刃磨点的砂轮半径方向约成55°。横刃修磨方法（2）修磨前面修磨外缘处前面和修磨横刃处前面。修磨外缘处前面是为了减小外缘处的前角；修磨横刃处前面是为了增加横刃处的前角。一般情况下，工件材料较软时，可修磨横刃处前面，以加大前角，减小切削力，使切削轻快；工件材料较硬时，可修磨外缘处前面，以减小前角，增加钻头强度。修磨前面（3）双重刃磨钻头外缘处的切削速度最高，磨损最快，因此可磨出双重顶角，这样可以改善外缘转角处的散热条件，增加钻头强度，并可减小孔的表面粗糙度值。双重刃磨5.麻花钻的检查（1）目测法（2）用角度尺检查目测法检查ａ）刃磨正确ｂ）刃磨错误用角度尺检查6.钻孔时的切削用量（1）背吃刀量ap钻孔时的背吃刀量为麻花钻的半径，即：式中ap——背吃刀量，mm；d——麻花钻直径，mm。（2）切削速度vc可按下式计算：式中vc——切削速度，m/min；d——麻花钻直径，mm；n——车床主轴转速，r/min。（3）进给量f在车床上钻孔时的进给量是用手转动车床尾座手轮来实现的。用小直径麻花钻钻孔时，进给量太大会折断麻花钻。用直径为12~15mm的麻花钻钻钢料时，选进给量F=0.15~0.35mm/r，钻铸铁时进给量可略大些。7.钻孔时切削液的选用钻孔时切削液的选用8.在车床上钻孔（1）麻花钻的选用1）麻花钻直径的选择对于精度要求不高的内孔，可用麻花钻直接钻出；对于精度要求较高的内孔，钻孔后还要再经过车孔或扩孔、铰孔等加工才能完成，在选用麻花钻直径时，应根据后续工序的要求，留出加工余量。一般孔直径在30mm以下的可选择比孔径小2mm的钻头尺寸。2）麻花钻长度的选择选用麻花钻的长度时，应使导向部分（即麻花钻螺旋槽部分）略长于孔深。（2）麻花钻的装夹直柄麻花钻用钻夹头装夹，再将钻夹头的锥柄插入尾座的锥孔中。锥柄麻花钻可直接或用莫氏过渡锥套（变径套）插入尾座锥孔中。直柄麻花钻的装夹锥柄麻花钻的装夹麻花钻用专用工具装夹（3）钻孔方法1）钻孔前，先将工件平面车平。2）找正尾座。3）用细长麻花钻钻孔时，为防止钻头晃动，可在刀架上夹一挡铁，支顶钻头头部，帮助钻头定心。4）用小直径麻花钻钻孔时，钻前先在工件端面上钻出中心孔，再进行钻孔。5）在实体材料上钻孔，孔径不大时可以用钻头一次钻出，若孔径较大（超过30mm），应分两次钻出，即先用小直径钻头钻出底孔，再用大直径钻头钻出所要求的尺寸。6）钻孔后需铰孔的工件，当钻头钻进工件1~2mm后，应将钻头退出，停车检查孔径，防止因孔径扩大没有铰削余量而报废。8）钻不通孔与钻通孔的方法基本相同，只是钻孔时需要控制孔的深度。用挡铁支顶钻头钻不通孔的深度控制（4）钻孔注意事项1）起钻时进给量要小，待钻头切削部分全部进入工件后才可正常钻削。2）钻通孔将要钻穿工件时，进给量要小，以防钻头折断。3）钻小孔或钻较深的孔时，必须经常退出钻头清除切屑，防止因切屑堵塞而导致钻头被“咬死”或折断。4）钻削钢料时，必须充分浇注切削液冷却钻头，以防钻头发热退火。二、扩孔用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法称为扩孔。1.用麻花钻扩孔在实体材料上钻孔时，孔径较小的孔可一次钻出。如果孔径较大（D30mm），则所用麻花钻直径也较大，横刃长，进给力大，钻孔时很费力，这时可分两次钻削。2.用扩孔钻扩孔扩孔钻a）高速钢扩孔钻外形图b)高速钢扩孔钻c)镶硬质合金扩孔钻扩孔钻的主要特点：（1）扩孔钻的钻心粗，刚度高，且扩孔时背吃刀量小，切屑少，排屑容易，可提高切削速度和进给量。（2）扩孔钻的刃齿一般有3~4齿，周边的棱边数量增多，导向性比麻花钻好，可改善加工质量。（3）扩孔时可避免横刃引起的不良影响，提高了生产率。扩孔三、锪孔用锪削方法加工平底或锥形沉孔的方法称为锪孔。车削中常用圆锥形锪钻锪锥形沉孔。锪钻和锪内圆锥a)60°锪钻及其应用b)120°锪钻及其应用技能训练刃磨麻花钻1.刃磨图样2.刃磨注意事项（1）用力要均匀，不能过大，应经常目测磨削情况，随时修正。（2）钻头切削刃位置应略高于砂轮中心平面，以免磨出负后角，致使钻头无法切削。（3）不要由刃背磨向刃口，以免造成刃口退火。（4）应注意磨削温度不应过高，要经常冷却钻头，以防退火降低硬度，降低切削性能。技能训练钻孔1.工件图样衬套2.加工工艺卡片加工工艺卡片技能训练扩孔1.工件图样衬套2.加工工艺卡片加工工艺卡片课题二车孔车孔是常用的孔加工方法之一，既可以作为粗加工，也可以作为精加工，加工范围很广。车孔还可以修正孔的直线度。一、内孔车刀内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀两种。1.通孔车刀车通孔通孔车刀的几何形状基本上与75°外圆车刀相似，为了减小背向力Fp，防止振动，主偏角κr应取较大值，一般取κr=60°~75°，取副偏角κ’r＝15°~30°。前排屑通孔车刀通孔刀柄a)圆刀柄b)方刀柄常用的通孔车刀刀柄有圆刀柄和方刀柄两种。2.盲孔车刀盲孔车刀是用来车盲孔或台阶孔的，切削部分的几何形状基本上与偏刀相似。其主偏角一般取κr=90°~95°。车平底盲孔时，刀尖在刀柄的最前端，刀尖与刀柄外端的距离a应小于内孔半径R，否则孔的底平面就无法车平。车内孔台阶时，只要与孔壁不碰即可。车盲孔后排屑盲孔车刀盲孔圆刀柄二、车孔的关键技术1.解决内孔车刀的刚度问题（1）尽量增加刀柄的截面积车孔时的端面投影图a)刀尖位于刀柄上面b)刀尖位于刀柄中心c)一个后角d)两个后角（2）刀柄的伸出长度尽可能缩短可调节伸出长度的刀柄2.解决排屑问题排屑问题主要是控制切屑流出的方向，精车孔时，要求切屑流向待加工表面（即前排屑），前排屑主要是采用正值刃倾角的内孔车刀。车削盲孔时，切屑从孔口排出（后排屑），后排屑主要是采用负值刃倾角内孔车刀。三、车孔时的切削用量内孔车刀的刀柄细长，刚度低，车孔时排屑较困难，故车孔时的切削用量应选得比车外圆时要小。车孔时的背吃刀量ap是车孔余量的一半，进给量f比车外圆时小20％~40％，切削速度vc比车外圆时低10％~20％。四、车通孔的方法1.车孔刀的安装（1）车孔刀的刀尖应与工件中心等高或比其稍高。（2）刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5~10mm。（3）车孔刀刀柄与工件轴线应基本平行。车孔刀的安装2.车通孔方法车通孔方法五、车台阶孔的方法1.台阶孔车刀的装夹台阶孔车刀的主切削刃应与平面成3°~5°夹角。车台阶内平面时，横向应有足够的退刀余地。台阶孔车刀的装夹2.车台阶孔的方法车直径较小的台阶孔，先粗、精车小孔，再粗、精车大孔。车大的台阶孔，先粗车大孔和小孔，再精车大孔和小孔。为保证台阶尺寸，开始车削时和车台阶外圆相似。机床启动，车刀先在端面用床鞍和小滑板对刀，再在孔壁用中滑板对刀，将滑板刻度调“０”，纵向粗车时每一次都到床鞍同一刻度精车时则车孔径至台阶处后横向退刀，接着小滑板进刀精车台阶长度并使车刀进至刚才车孔径的尺寸。车台阶孔3.车孔深度的控制（1）粗车时常采用的方法1）在刀柄上刻线痕做记号。2）装夹车孔刀时安放限位铜片。3）利用床鞍刻度盘的刻线控制。在刀柄上刻线痕控制孔深用限位铜片控制孔深（2）精车时常采用的方法1）利用小滑板刻度盘的刻线控制。2）用游标深度尺测量控制。用游标深度尺测量控制六、车盲孔（平底孔）的方法1.平头钻扩平孔底锥形（1）用平头钻扩平底孔用平头钻扩平底孔（2）平头钻的刃磨平头钻带凸形钻心的平头钻2.车刀车削孔底锥形开动机床，将车刀在端面用床鞍对“0”后沿孔壁移动到孔壁与锥形的交界处，将车刀横向退出（纵向不动，车刀1），再根据床鞍上刻度距孔深基本尺寸的余量，纵向移动1~1.5mm（车刀2），车刀横向进刀至孔壁（车刀3）；车刀再次横向退出，纵向移动1~1.5mm，横向进刀至孔壁；重复操作，直至孔深留余量0.5mm左右。车刀在端面用床鞍对“０”车刀车平孔底锥形3.车削孔底已车平，将三个滑板对刀，采取和车台阶孔一样的方法车至尺寸。七、套类工件的测量套类工件的测量项目主要包括孔径的测量、几何公差的测量等。1.内卡钳用内卡钳测量孔径2.塞规塞规通端的基本尺寸等于孔的下极限尺寸Lmin，止端的基本尺寸等于孔的上极限尺寸Lmax。用塞规检验孔径时，若通端进入工件的孔内，而止端不能进入工件的孔内，说明工件孔径合格。测量盲孔时，为了排除孔内的空气，常在塞规的外圆上开有通气槽或在轴心处轴向钻出通气孔。用塞规检验孔径a）塞规的形状b）检验孔径1—通端2—手柄3—止端4—工件5—孔径3.内测千分尺测量精度较高、深度较小的孔径时，可采用内测千分尺。内测千分尺及使用1—固定量爪2—活动量爪3—微分筒4.内径千分尺测量大于Φ50mm的精度较高、深度较大的孔径时，可采用内径千分尺。内径千分尺及使用方法a）实物图b）径向位置c）轴向位置5.三爪内径千分尺三爪内径千分尺用于测量Φ6~Φ100m