论文部分内容阅读
摘 要：总结自己从事《车工工艺与技能训练》教学的实践经验，通过对车刀、装夹、工艺排序、检测、产生废品的分析等多方面对轴类零件加工时影响其质量问题进行综合的全面剖析。促使学生车削台阶轴达到一定的技术要求。
关键词：台阶轴;工艺;车刀;质量分析
各种轴是机器中最常见的零件之一。轴类工件一般由圆柱面、台阶、端面和沟槽构成。因为车削轴类零件时，不仅要保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求之外，应该还要注意形状和位置精度的要求。轴类零件的加工是车工教学中的重点，也是车工实践中的最基础工作之一，往往学生在实际操作中不能把握综合原因达到工件的要求。
本文试图从技术的角度就轴类工件所涉及的几个问题与大家共同探讨。
1 车刀对工件的影响
1.1 车刀本身的要求
车削轴类工件时，应该分为粗车和精车两个阶段，每隔阶段对车刀的要求不一样。
1.1.1 粗车刀。粗车刀必须适应粗车时车削深、进给快的特点，同时还要要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。那么就对车刀的几何参数有一定的要求，实践教学中得出：（1）为了增加刀头的强度，前角和后角应小些。但必须注意，前角过小会使切削力增大。（2）主偏角不宜太小，否则容易引起车削时振动。当工件外圆形状许可时，主偏角做好选用75°左右。因为这样刀尖角较大，不仅能承受较大的切削力，而且有利于切削刃散热。（3）粗车时可以选用（-3°～0°）的刃倾角以增加刀头强度。同时，切削排向工件的已加工表面方向，容易使已加工表面出现毛刺，不影响表面粗糙度。（4）粗车时为了增加刀尖强度，主切削刃上应磨有倒棱，倒棱宽度最好在（0.5-0.8）°。（5）为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过度刃。（6）为了使切削能自行折断，应在车刀前面上磨有断削槽。
1.1.2 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，并且车去的余量较小，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。因此精车时对刀的要求提出较高的要求：（1）前角最好大些，这样可使车刀锋利，切削轻快。（2）因为精车对刀尖强度要求并不很高，后角也可以大些，这样可以减少车刀与工件之间的摩擦，提高工件的质量。（3）为了减小工件表面粗糙度，切削不排向工件的已加工表面，应该选择正值的刃倾角。最好是（3°～8°）。
1.2 車削用量的选择
12.1 粗车时选择原则。选择尽可能大的切削深度，最好一次进给加工完毕;选择大的进给量;选择较低的切削速度。
1.2.2 精车时选择原则。精车时选择较高的切削速度，选择较小的进给量，切削深度根据加工精度和表面粗糙度的要求由粗加工后留下的余量确定。
2 轴类工件车削工艺的几种分析
（1）用两顶尖装夹车削轴类零件，至少要装夹3次，即粗车第一端，调头再粗车和精车另一端，最后精车第一端。（2）车短小的工件，一般先车某一端面，这样便于确定长度方向的尺寸。车铸锻件时，最好先适当倒角后再车削，这样刀尖就不容易碰到硬皮而影响刀的质量。（3）轴类工件的基准通常选用中心孔。加工中心孔时，应先车端面后钻中心孔，以保证中心孔的加工精度。（4）车削台阶轴，应先车削直径较大的一端，以避免过早的降低工件刚度。（5）在轴上车槽，一般安排在粗车或半精车之后、精车之前进行。如果工件刚度高或精度要求不高，也可以在精车之后再车槽。（6）工件车削后还需磨削时，只需粗车或半精车，并注意留磨削余量。
3 轴类工件产生废品的原因及预防措施
3.1 轴类工件产生废品的原因：尺寸精度达不到要求，工件产生锥度，圆度超差，表面粗糙度达不到要求。
3.2 如何预防轴类工件产生废品
3.2.1 预防尺寸精度不够的方法。（1）必须看清图样的尺寸要求，正确使用刻度盘，看清刻度值。（2）根据加工余量算出背吃刀量，进行试车削，然后修正背吃刀量。（3）量具使用前，必须检查和调整零位，正确掌握测量方法。（4）不能在工件温度较高时测量;如测量，应掌握工件的收缩情况，或浇注切削液，降低工件温度。（5）注意及时关闭机动进给;或提前关闭机动进给，再用手动进给到长度尺寸。（6）根据槽宽刃磨车槽刀主切削刃宽度。（7）对留有磨削余量的工作，车槽时应考虑磨削余量。
3.2.2 预防产生锥度的方法
（1）车削前必须通过调整尾座找正锥度。（2）必须事先检查小滑板基准刻度线与中滑板的“0”刻线是否对准。（3）调整车床主轴与床身导轨的平行度。（4）尽量减少工件的伸出长度，或另一端用后顶尖支顶，以增加装夹刚度。（5）选用合适的刀具材料，或适当降低切削速度
3.3 如何解除圆度超差
（1）车削前检查主轴间隙，并调整合适。如主轴轴承磨损严重，则需要更换轴承（2）半精车后再精车（3）工件用两顶尖装夹时，必须松紧合适，若回转顶尖产生径向圆跳动，需及时修理或更换。
3.4 如何预防表面粗糙度
（1）消除或防止由于车床刚度不足而引起的振动（如调整车床各部分的间隙）。（2）增加车刀刚度和正确装夹车刀。（3）增加工件的装夹刚度。（4）选用合理的车刀几何参数（如适当增加前角、选择合理的后角和主偏角等）。（5）进给量不宜太大，精车余量和切削速度应选择适当。
4 减小工件表面粗糙度值的方法
生产中过程中因为表面粗糙度的原因达不到技术要求，应观察表面粗糙度值大的现象。找出影响表面粗糙度的主要原因，提出解决的方法。
4.1 减少残留面积高度。（1）减少副偏角对减少表面粗糙度效果较明显。但减少主偏角使背向力增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。（2）增加刀尖圆弧半径。如果机床刚度不足，刀尖圆弧半径过大会使背向力增大而产生振动，反而使表面粗糙值变大。（3）减小进给量。进给量越小，残留面积高度越小。
4.2 避免工件表面产生毛刺。这时可用改变切削速度的方法来控制积屑瘤的产生。如果用高速车刀时应降低切削速度，并加注切削液;用硬质合金车刀时应提高切削速度，避开最易产生积屑瘤的中速区域。
4.3 避免磨损亮斑。磨钝的切削刃将工件表面挤压出亮痕，使表面粗糙值变大，这时应及时更换或重磨刀具。
4.4 防止切削拉毛已加工表面。
4.5 防止和减少振文。（1）调整车床主轴间隙，提高轴承精度;调整滑板楔铁，使间隙小于0.04mm，并使移动平稳轻便。（2）合理选择刀具几何参数，经常保持切削刃光洁和锋利。增加刀具的装夹刚度。（3）增加工件的装夹刚度，例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。（4）选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。
4.6 采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。可以改善切削条件;尤其是润滑性能增强使切削区域金属材料的塑性变形程度下降，从而减小已加工表面的粗糙度值。
参考文献
[1]全国中等职业技术学校机械类通用教材《车工工艺学》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
[2]国家职业资格培训教程《车工》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2003.
[3]全国中等职业技术学校机械类性的那个导向教材《车工工艺与技能训练》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
[4]高职高专规划教材、职业技能鉴定培训教《车工实训》[M].北京：化工工业出版社，2010.
关键词：台阶轴;工艺;车刀;质量分析
各种轴是机器中最常见的零件之一。轴类工件一般由圆柱面、台阶、端面和沟槽构成。因为车削轴类零件时，不仅要保证图样上标注的尺寸和表面粗糙度要求之外，应该还要注意形状和位置精度的要求。轴类零件的加工是车工教学中的重点，也是车工实践中的最基础工作之一，往往学生在实际操作中不能把握综合原因达到工件的要求。
本文试图从技术的角度就轴类工件所涉及的几个问题与大家共同探讨。
1 车刀对工件的影响
1.1 车刀本身的要求
车削轴类工件时，应该分为粗车和精车两个阶段，每隔阶段对车刀的要求不一样。
1.1.1 粗车刀。粗车刀必须适应粗车时车削深、进给快的特点，同时还要要求车刀有足够的强度，能一次进给车去较多的余量。那么就对车刀的几何参数有一定的要求，实践教学中得出：（1）为了增加刀头的强度，前角和后角应小些。但必须注意，前角过小会使切削力增大。（2）主偏角不宜太小，否则容易引起车削时振动。当工件外圆形状许可时，主偏角做好选用75°左右。因为这样刀尖角较大，不仅能承受较大的切削力，而且有利于切削刃散热。（3）粗车时可以选用（-3°～0°）的刃倾角以增加刀头强度。同时，切削排向工件的已加工表面方向，容易使已加工表面出现毛刺，不影响表面粗糙度。（4）粗车时为了增加刀尖强度，主切削刃上应磨有倒棱，倒棱宽度最好在（0.5-0.8）°。（5）为了增加刀尖强度，改善散热条件，使车刀耐用，刀尖处应磨有过度刃。（6）为了使切削能自行折断，应在车刀前面上磨有断削槽。
1.1.2 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，并且车去的余量较小，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。因此精车时对刀的要求提出较高的要求：（1）前角最好大些，这样可使车刀锋利，切削轻快。（2）因为精车对刀尖强度要求并不很高，后角也可以大些，这样可以减少车刀与工件之间的摩擦，提高工件的质量。（3）为了减小工件表面粗糙度，切削不排向工件的已加工表面，应该选择正值的刃倾角。最好是（3°～8°）。
1.2 車削用量的选择
12.1 粗车时选择原则。选择尽可能大的切削深度，最好一次进给加工完毕;选择大的进给量;选择较低的切削速度。
1.2.2 精车时选择原则。精车时选择较高的切削速度，选择较小的进给量，切削深度根据加工精度和表面粗糙度的要求由粗加工后留下的余量确定。
2 轴类工件车削工艺的几种分析
（1）用两顶尖装夹车削轴类零件，至少要装夹3次，即粗车第一端，调头再粗车和精车另一端，最后精车第一端。（2）车短小的工件，一般先车某一端面，这样便于确定长度方向的尺寸。车铸锻件时，最好先适当倒角后再车削，这样刀尖就不容易碰到硬皮而影响刀的质量。（3）轴类工件的基准通常选用中心孔。加工中心孔时，应先车端面后钻中心孔，以保证中心孔的加工精度。（4）车削台阶轴，应先车削直径较大的一端，以避免过早的降低工件刚度。（5）在轴上车槽，一般安排在粗车或半精车之后、精车之前进行。如果工件刚度高或精度要求不高，也可以在精车之后再车槽。（6）工件车削后还需磨削时，只需粗车或半精车，并注意留磨削余量。
3 轴类工件产生废品的原因及预防措施
3.1 轴类工件产生废品的原因：尺寸精度达不到要求，工件产生锥度，圆度超差，表面粗糙度达不到要求。
3.2 如何预防轴类工件产生废品
3.2.1 预防尺寸精度不够的方法。（1）必须看清图样的尺寸要求，正确使用刻度盘，看清刻度值。（2）根据加工余量算出背吃刀量，进行试车削，然后修正背吃刀量。（3）量具使用前，必须检查和调整零位，正确掌握测量方法。（4）不能在工件温度较高时测量;如测量，应掌握工件的收缩情况，或浇注切削液，降低工件温度。（5）注意及时关闭机动进给;或提前关闭机动进给，再用手动进给到长度尺寸。（6）根据槽宽刃磨车槽刀主切削刃宽度。（7）对留有磨削余量的工作，车槽时应考虑磨削余量。
3.2.2 预防产生锥度的方法
（1）车削前必须通过调整尾座找正锥度。（2）必须事先检查小滑板基准刻度线与中滑板的“0”刻线是否对准。（3）调整车床主轴与床身导轨的平行度。（4）尽量减少工件的伸出长度，或另一端用后顶尖支顶，以增加装夹刚度。（5）选用合适的刀具材料，或适当降低切削速度
3.3 如何解除圆度超差
（1）车削前检查主轴间隙，并调整合适。如主轴轴承磨损严重，则需要更换轴承（2）半精车后再精车（3）工件用两顶尖装夹时，必须松紧合适，若回转顶尖产生径向圆跳动，需及时修理或更换。
3.4 如何预防表面粗糙度
（1）消除或防止由于车床刚度不足而引起的振动（如调整车床各部分的间隙）。（2）增加车刀刚度和正确装夹车刀。（3）增加工件的装夹刚度。（4）选用合理的车刀几何参数（如适当增加前角、选择合理的后角和主偏角等）。（5）进给量不宜太大，精车余量和切削速度应选择适当。
4 减小工件表面粗糙度值的方法
生产中过程中因为表面粗糙度的原因达不到技术要求，应观察表面粗糙度值大的现象。找出影响表面粗糙度的主要原因，提出解决的方法。
4.1 减少残留面积高度。（1）减少副偏角对减少表面粗糙度效果较明显。但减少主偏角使背向力增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。（2）增加刀尖圆弧半径。如果机床刚度不足，刀尖圆弧半径过大会使背向力增大而产生振动，反而使表面粗糙值变大。（3）减小进给量。进给量越小，残留面积高度越小。
4.2 避免工件表面产生毛刺。这时可用改变切削速度的方法来控制积屑瘤的产生。如果用高速车刀时应降低切削速度，并加注切削液;用硬质合金车刀时应提高切削速度，避开最易产生积屑瘤的中速区域。
4.3 避免磨损亮斑。磨钝的切削刃将工件表面挤压出亮痕，使表面粗糙值变大，这时应及时更换或重磨刀具。
4.4 防止切削拉毛已加工表面。
4.5 防止和减少振文。（1）调整车床主轴间隙，提高轴承精度;调整滑板楔铁，使间隙小于0.04mm，并使移动平稳轻便。（2）合理选择刀具几何参数，经常保持切削刃光洁和锋利。增加刀具的装夹刚度。（3）增加工件的装夹刚度，例如装夹时不宜悬伸太长，细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。（4）选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。
4.6 采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。可以改善切削条件;尤其是润滑性能增强使切削区域金属材料的塑性变形程度下降，从而减小已加工表面的粗糙度值。
参考文献
[1]全国中等职业技术学校机械类通用教材《车工工艺学》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.
[2]国家职业资格培训教程《车工》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2003.
[3]全国中等职业技术学校机械类性的那个导向教材《车工工艺与技能训练》[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.
[4]高职高专规划教材、职业技能鉴定培训教《车工实训》[M].北京：化工工业出版社，2010.