第二单元 轴类工件的车削
轴是机器中最常用的零件之一，一般由外圆柱面、端面、台阶、倒角、过渡圆角、沟槽和中心孔等结构要素构成，如图2—1所示。车削轴类工件时，除了保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求外，一般还应达到一定的形状精度和位置精度要求。
图2—1 台阶轴
1—倒角 2—端面 3—过渡圆角 4—外圆柱面（外圆）
5—沟槽 6—台阶 7—中心孔
项目一 轴类工件车削技术知识
一、学习目标
1．掌握车削轴类工件用车刀及其几何参数的选择原则。
2．了解切断刀、切槽刀的种类，并掌握其刃磨与车削方法。
3．能正确选择轴类工件的装夹方法，能进行简单轴类工件的车削工艺分析。
4．了解中心孔的种类及作用。
5．掌握轴类工件的车削及其测量方法。
6．会分析轴类工件产生废品的原因，能提出预防措施。
二、学习任务
1. 项目任务
本项目的任务是学习轴类工件车削技术知识。
2. 任务流程图
车削轴类工件的车刀→轴类工件的装夹→中心孔及顶尖→轴类工件的检测（游标卡尺和千分尺的识读）→轴类工件的车削工艺及车削质量分析
三、环境设备
学习所需设备、刀具、夹具、量具和材料清单见下表。
分类 | 名称 | 密码锁怎么改密码型号规格 | 数量 | 备注 |
设备及附件 | 卧式车床 | CA6140 | 1 | |
三爪自定心卡盘 | 1 | |||
夹具 | 钻夹头 | 工行信用卡积分兑换 1 | ||
过渡锥套 | 1梅雨季节是几月份 | |||
顶尖 | 2 | |||
鸡心夹头 | 1 | |||
刀具 | 45°车刀 | 硬质合金 | 1 | |
90°安以轩的老公车刀 | 硬质合金 | 1 | ||
75°车刀 | 硬质合金 | 1 | ||
切断刀 | 高速钢、硬质合金 | 1 | ||
量具 | 游标卡尺 | 0.02mm精度 | 1 | |
千分尺 | 0～25mm、25～50mm | 1 | ||
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四、学习过程
1. 车削轴类工件的车刀
（1）车削不同结构要素的车刀
常用的外圆、端面和台阶用车刀的主偏角有45°、75°和90°等几种。
加工不同结构要素的车刀特点与应用见表2—1。
值得注意的是：用右偏刀车端面时，如果车刀由工件外缘向中心进给，则是由副切削刃车削。当背吃刀量较大时，因切削力的作用会使车刀扎入工件而成凹面，如图2—2a所示。为防止产生凹面，可采用由中心向外缘进给的方法，利用主切削刃进行车削，如图2—2b所示，但是背吃刀量应小些。当背吃刀量较大时，也可用图2—2c所示的端面车刀车削。
a） b） c）
图2—2 车端面
a）由外缘向中心进给 b）由中心向外缘进给 c）用端面车刀车端面
（2）车削不同精度的车刀
车削轴类工件一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率，尽快将毛坯上的余量车去；而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。粗车和精车的目的不同，对所用车刀的要求也存在较大差别。
1）粗车刀
粗车刀必须适应粗车时吃刀深和进给快的特点，主要要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。选择粗车刀几何参数的一般原则见表2—2。
表2－1 车刀的特点与应用
车刀类型 | 图 示 | 特点及应用 | 应用图示 |
45° 车刀 | 图示为加工钢料用的典型45°硬质合金车刀。车刀的刀尖角＝90°，刀尖强度和散热性都比90°车刀好。 常用于车削工件的端面和进行45°倒角，也可用来车削较短的外圆 | 1、3、5—45°左车刀 2、4—45°右车刀 | |
75° 车刀 | 图示为加工钢料用的典型75°硬质合金车刀。 车刀刀尖角＞90°，刀尖强度高，较耐用。适用于粗车轴类工件的外圆和对加工余量较大的铸锻件外圆进行强力车削，还适用于车削铸锻件的大端面 | a） b） a）75°右车刀车外圆 b）75°左车刀车端面 | |
90° 车刀 | 左上图为加工钢料用的典型硬质合金精车刀。其刀尖角＜90°，散热条件比前两者差，但应用广泛； 左下图为横槽精车刀。在主切削刃上磨有大的正值刃倾角 （λs=15°～30°），可保证切屑排向工件待加工表面，但这种车刀车削时的背吃刀量应选得较小（ap＜0.5mm＝。右偏刀一般用来车削工件的外圆、端面和右向台阶；左偏刀一般用来车削工件的外圆和左向台阶，也适用于车削直径较大且长度较短的工件的端面。90°车刀因其主偏角较大，车外圆时的背向力Fp较小，所以不易使工件产生径向弯曲 | a） b） c） a）用右偏刀车外圆、台阶和端面 b）用左、右偏刀车台阶 c）用左偏刀车端面 | |
表2—2 粗车刀几何参数的选择原则
项目内容 | 选择原则 | |
1 | 主偏角kr | 主偏角不宜太小，否则车削时容易引起振动。当工件外圆形状许可时，主偏角最好选择75°左右。这样车刀不但能承受较大的的切削力，而且有利于切削刃散热。 |
2 | 前角γ0 和后角a0 | 为了增加刀头强度，前角和后角应选小些。但要注意前角太小反而会增大切削力。前角γ0的大小应根据工件材料、刀具材料和加工性质进行选择，如选用硬质合金车刀车削45钢时γ0一般为15°～20°；后角a0一般为4°～6°。 |
| 个人所得税缴纳标准 3 | 刃倾角λs | 为增加刀头强度，刃倾角取－3°～0°。 |
4 | 倒棱宽度br1与倒棱前角γ01 | 为增加切削刃的强度，主切削刃上应磨有倒棱，如右图所示。倒棱宽度为br1=（0.5～0.8） f，倒棱前角γ01=－10°～－5°。 |
5 | 过渡刃偏角krε（过渡刃） | 为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过渡刃。 采用直线形过渡刃时，其过渡刃偏角krε=1/2kr，过渡刃长度bε=0.5～2mm，如下图所示。 |
6 | 断屑槽 | 粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能自行折断，应在车刀前面上磨有断屑槽。常用的断屑槽有直线形和圆弧形两种，其尺寸大小主要取决于背吃刀量和进给量。 |
2）精车刀
工件精车后需要达到图样要求的尺寸精度和较小的表面粗糙度，并且车去的余量较少，因此要求车刀锋利，切削刃平直光洁，必要时还可磨出修光刃。精车时必须使切屑排向工件的待加工表面。
选择精车刀几何参数的一般原则是：
①为了减小工件表面粗糙度值，应取较小的副偏角kr′或在副切削刃上磨出修光刃。一般修光刃的长度bε′=（1.2～1.5）f。
②前角γ0一般应大些，以使车刀锋利，车削轻快。
③角a0也应大些，以减少车刀和工件之间的摩擦。精车时对车刀强度的要求不高，允许取较大的后角，一般为8°～12°。
④为了使切屑排向工件的待加工表面，应选用正值的刃倾角（一般取λs=3°～8°）。
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