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(共33张PPT)
任务一　 　 　 　 用转动小滑板法车圆锥
任务二　 　 　 　 用偏移尾座法车圆锥
任务三　 　 　 　 铰 内 圆 锥
模块四 加工圆锥面
模块四 加工圆锥面
圆锥在机械制造业中应用广泛，圆锥配合具有配合紧密、自动定心、自锁性好、装拆方便、互换性好等优点，常用于机床主轴、尾座锥孔、圆锥齿轮、顶尖、工具和刀具锥柄等。如下图所示。
图4-1 常见圆锥零部件示例
a) 主轴锥孔与顶尖的配合 b) 车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合
c) 圆锥齿轮 d) 顶尖 e)锥形主轴 f) 锥套 g ) 铣刀
模块四 加工圆锥面
圆锥面配合的主要特点：当圆锥角较小（在3°以下）时，可以传递很大的转矩；同轴度较高，能做到无间隙配合。
圆锥的加工主要在车床上完成。在车床上加工圆锥面的方法主要有转动小滑板法、偏移尾座法、铰内圆锥法、仿形法、宽刃刀法等。
模块四 加工圆锥面
任务一 用转动小滑板法车圆锥
学习目标
1．掌握用转动小滑板法车圆锥。
2．掌握对称圆锥、配套圆锥的车削技巧。
3. 掌握用万能角度尺和圆锥量规检测圆锥的方法。
工作任务
把φ65mm×100mm毛坯车成如图所示的锥体。
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相关知识
一、圆锥加工的主要计算
锥度
圆锥半角
大端直径
小端直径
圆锥长度
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例 计算图 ４ － ２ 中的圆锥半角和小端直径
解 ｄ ＝ Ｄ － ＣＬ ＝ ６０ － １１５ × ７２ ｍｍ ＝ ５５. ２ ｍｍ
α２≈ ２８. ７°Ｃ ＝ ２８. ７° × １/15 ≈ １. ９１３°
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二、转动小滑板法车圆锥及其特点
车圆锥前，将小拖板旋转一个与工件圆锥半角（α/2）相同的角度（小拖板转角），车削时，双手转动小拖板手柄控制小拖板进给，使车刀移动轨迹与工件轴线成α/2角（即与所要加工的圆锥素线平行）。
车外锥
车内锥
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转动小滑板法车圆锥的特点：
1）因受小滑板行程限制，只能加工圆锥角大但锥面不长的工件。
2）同一工件上加工不同角度的圆锥时调整方便。
3）只能手动进给，劳动强度大，表面粗糙度较难控制。
转动小滑板法操作简便，角度调整范围广，适用于单件、小批量生产。
三、转动小滑板法车圆锥的技术要点
1．确定小滑板的转向和转角（α/2）
车外圆锥和内圆锥工件时，如果圆锥大端直径靠近主轴，圆锥小端直径靠近尾座方向，小滑板应逆时针方向转动一个圆锥半角α/2；反之，则应顺时针方向转动一个圆锥半角α/2。
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方向：逆时针
角度：30°
A面外锥车削
方向：逆时针
角度：42°32 ′
小滑板转向和转角示例
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B面背锥车削
方向：顺时针
角度：50°
C面内锥车削
方向：顺时针
角度：50°
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2、调校小滑板角度的常用方法
（1）用样件和百分表调校
如果待加工的工件已有样件或标准塞规，可采用百分表校正小滑板转角 。如下图所示。样件或圆锥塞规用两顶尖安装，把小滑板试转动一个所需的圆锥半角(a/2)；然后在刀架上安装一磁座百分表，使百分表的测头垂直接触样件（必须对准样件
中心）。转动小滑板手柄带动百分表移动，若百分表指针摆动为零，则锥度已经校正。否则需调整小滑板转角至百分表指针摆动为零即可。
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（2）直接用百分表调校
在刀架上安装一磁座百分表，使百分表的测头垂直接触尾座套筒（套筒伸出一定长度），把小滑板试转动一个所需的圆锥半角(α/2)，转动小滑板手柄带动百分表移动，如右图所示，移动距离（以小滑板刻度折算）为圆锥素线长度（或其倍数），若百分表指针摆动量为圆锥工件的大小端直径之差的1/2，则锥度已经校正。否则需继续调整小滑板转角。
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3、转动小滑板车圆锥的基本操作
小滑板间隙的调整
小滑板导轨与镶条间的配合间隙应调整合适，过紧或过松都会使车出的锥面表面粗糙度值增大，且圆锥的素线不直。小滑板导轨与镶条间的配合间隙过紧，手动进给费力，小滑板移动不均匀。
配合间隙过松，则小滑板间隙太大，车削时刀纹时深时浅。
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圆锥角度的初调与试车图示：
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操作步骤：
1）按圆锥大端直径（加余量1mm）和圆锥长度车出圆柱。
2）用扳手将小滑板下面的转盘螺母拧松。
3）把转盘按转向转至需要的圆锥半角α/2，锁紧转盘螺母。圆锥半角α/2的值通常不是整数，其小数部分目测估计，大致对准后再通过试车逐步校正。初调时小滑板转角应大于计算值10′~20′，但不能小于计算值，角度偏小会使圆锥素线车长而难以修整，如上图所示，图a为转动角度大于圆锥半角α/2的情况，图b为小于圆锥半角α/2的情况，图c为等于圆锥半角α/2的情况。
4）中滑板控制背吃刀量，双手均匀转动小滑板手柄控制进给
进行试车。
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四、圆锥的检测
1、角度和锥度的检测
（1）用万能角度尺检测
万能角度尺如图所示。它可以测量0°~320°范围内的任意角度。
万能角度尺的结构
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万能角度尺的读数方法与游标卡尺的读数方法相似。游标万能角度尺的分值一般分为2＇和5＇两种，分度值为2＇的角度尺最常用。
万能角度尺测量工件角度的方法示例
测量角度：0°~50°
测量角度：50°~140°
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测量角度：230°~320°
测量角度：
140°~230°
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（2）用角度样板检测
角度样板属于专用量具，常用于批量生产，以减少辅助时间。
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（3）用涂色法检验
对于标准圆锥或配合精度要求较高的圆锥工件，通常使用圆锥量规检测（图4-8）。圆锥套规用于检测外圆锥，圆锥塞规用于检测内圆锥。
圆锥套规
圆锥塞规
图4-8 圆锥套规和圆锥塞规
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在工件圆锥面上三等分涂上显示剂（红丹油剂或粉笔等）
将套规套入工件，稍加推力并将套规转动半圈左右
取下套规，观察工件表面显示剂的被擦情况。若显示剂全长擦痕均匀，表明圆锥接触良好，锥度正确；如圆锥大端显示剂被擦，小端未被擦，说明圆锥角大了；反之，则说明圆锥角小了。
以检测外圆锥为例，涂色法检测步骤如下：
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用圆锥套规检验外圆锥时，要求工件和套规的表面清洁，工件外圆锥面的表面粗糙度Ra值小于3.2μm且表面无毛刺。
检验内圆锥使用圆锥塞规，其检验方法与外圆锥基本相同，显示剂应涂在圆锥塞规上。
2、圆锥尺寸的检测与控制
当锥度已经找正，可用界限量规控制尺寸。
圆锥界限量规的端面分别有一个台阶（或刻线），台阶
的长度m（或刻线之间的距离m）就是圆锥大小端直径的公
差范围，如图4-8所示。用界限量规控制尺寸方法示例见表4
－5。
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或αp=a×
内容 图示 说明
车圆锥时尺寸测量与背吃刀量的控制 用中滑板
调整背吃刀量 1、测出圆锥量规台阶（刻线）到工件小端面的距离为a（如图a所示），用下试计算背吃刀量：
αp=atan
2、移动中、小滑板，使刀尖轻触工件圆锥小端外圆表面后移动床鞍退出。
3、中滑板按αp值进刀，移床鞍使车刀轻触工件端面。
4、小滑板手动进给精车圆锥面至尺寸，如图b所示。
表4－5 用界限量规控制尺寸的方法
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内容 图示 说明
车圆锥时尺寸测量与背吃刀量的控制 用移动床鞍法调整背吃刀量 根据测出的长度a，使车刀轻触工件小端处外圆表面，然后移动小拖板，使车刀离开工件端面一个距离a（如图a所示），再移动大拖板使车刀与工件端面轻触，此时车刀已切入一个需要的切削深度ap 。小滑板手动进给精车圆锥面至尺寸，如图b所示。
续表
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任务实施：用转动小滑板法车圆锥
一、准备工作
1.工件毛坯
毛坯尺寸：φ65mm×100mm；材料：45钢；数量：1件。
2.工艺装备
普通车床、45°车刀、90°粗车刀、90°精车刀、三爪自定心卡盘、活扳手、0.02 mm／(0~150) mm的游标卡尺、50~75mm的千分尺、万能角度尺、铜皮。
二、操作步骤
1.粗、精车左端各表面
1）三爪卡盘夹毛坯外圆，伸出长度为25mm左右。
2）车平端面A。
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表4-7 车锥体的操作步骤
操作步骤 操作步骤内容
一、粗、精车左端各表面 1、三爪卡盘夹毛坯外圆，伸出长度为25mm左右。
2、车平端面A。
3、粗、精车外圆φ52mm×18mm至尺寸要求
4、倒角C1
二、车右端各表面 1、用铜皮包住φ52mm外圆，夹住15mm左右，校正并夹紧。
2、车端面B，保证总长96mm。
3、粗、精车φ60mm外圆至尺寸要求。
4、粗车外圆锥：小滑板逆时针转动（圆锥半角为α/2=
）粗车外圆锥。
5、用万能角度尺检查圆锥角，并把小滑板转角调整准确。
6、精车外圆锥至要求。
7、倒角。
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注意事项：
1．车圆锥时，车刀刀尖中心高必须装准，以避免产生双曲线（圆锥素线的直线度）误差。
2．车外圆锥前所加工的圆柱直径一般应按圆锥大端直径放余量l mm左右。
3．注意消除小滑板间隙。小滑板不宜过松，以防圆锥表面车削痕迹粗细不一。
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4．粗车时，背吃刀量不宜过大，应先校正锥度，以防将工件车小而报废。一般留精车余量0. 5 mm。
5.在转动小滑板角度时，初始应稍大于圆锥半角（ ），然后逐步校正。当小滑板的角度需要微小调整时，只需把紧固螺母稍松一些，用左手拇指紧贴在小滑板转盘与中滑板底盘上，沿小滑板所需找正的方向用铜棒轻敲，凭手指感觉微调量。
6．车刀切削刃要始终保持锋利。两手应尽可能匀速并连续转动小滑板手柄控制进给。
7．用万能角度尺测量锥度时，测量边应通过工件中心。
8．防止活扳手在紧固小滑板螺母时打滑而伤手。
9. 用圆锥量规检测时，量规和工件表面须擦干净；涂色要薄而均匀，转动量应在半圈以内，不可来回旋转。
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知识链接
配套圆锥和对称圆锥的车削
1．配套圆锥的车削
为了保证内、外锥面的良好配合，车配套圆锥时，关键在于小滑板在同一调整位置状态下完成内、外锥面的车削。车削时，先把外锥体车削正确，这时不要变动小滑板的角度，然后用下述方法车削内圆锥面：
配套圆锥
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1）反装车刀法
只需把车孔刀反装，使切削刃向下，即可车削圆锥孔，由于小滑板角度不变，因此可以获得正确的圆锥配合表面。
外圆锥车削
内圆锥车削
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2）车刀正装法
采用与一般内孔车刀弯头方向相反的车刀，如下图所示。车刀正装，使车刀前面向上，刀尖对准工件回转中心。车床主轴反转。车刀相对工件的切削位置与车刀反转法时的切削位置相同。
弯头方向相反的锥孔车刀
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2．对称圆锥的车削
对于左右对称的圆锥孔工件，一般也可以用上述方法来保证精度。先把外端圆锥孔车削正确，不变动小滑板的角度，把车刀反装，摇向对面，再车削里面的圆锥孔。此方法操作方便，不但能使两对称圆锥孔锥度相等，而且工件不需卸下，两锥孔可获得很高的同轴度。(共14张PPT)
任务一　 　 　 　 用转动小滑板法车圆锥
任务二　 　 　 　 用偏移尾座法车圆锥
任务三　 　 　 　 铰 内 圆 锥
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模块四 加工圆锥面
圆锥在机械制造业中应用广泛，圆锥配合具有配合紧密、自动定心、自锁性好、装拆方便、互换性好等优点，常用于机床主轴、尾座锥孔、圆锥齿轮、顶尖、工具和刀具锥柄等。如下图所示。
图4-1 常见圆锥零部件示例
a) 主轴锥孔与顶尖的配合 b) 车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合
c) 圆锥齿轮 d) 顶尖 e)锥形主轴 f) 锥套 g ) 铣刀
模块四 加工圆锥面
圆锥面配合的主要特点：当圆锥角较小（在3°以下）时，可以传递很大的转矩；同轴度较高，能做到无间隙配合。
圆锥的加工主要在车床上完成。在车床上加工圆锥面的方法主要有转动小滑板法、偏移尾座法、铰内圆锥法、仿形法、宽刃刀法等。
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任务三 铰内圆锥
学习目标
1．了解圆锥铰刀的结构组成。
2．了解铰锥孔的方法。
工作任务
将锥体加工成莫氏锥套。
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相关知识
对于直径较小、精度要求较高的内圆锥面，用车刀车削时因刀杆刚度低，难以达到要求。可选择用锥形铰刀铰削的方法。用铰削方法加工的内圆锥面，精度比车削加工的高，表面粗糙度Ra值可达到1.6~0.8μm。
圆锥铰刀
精铰刀
粗铰刀
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二、铰锥孔的方法及注意事项
1.铰削锥孔的方法
根据锥孔直径大小、锥度大小和精度高低不同，铰内圆锥面有以下三种加工工艺方法：
1）钻→车→铰内锥面
当内圆锥的直径和锥度较大，且有较高的位置精度时，可以先钻底孔，然后粗车成锥孔，并在直径上留铰削余量0.1~0.2mm，再用铰刀铰削。
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2）钻→铰内锥面
当内圆锥的直径较小时，可先钻底孔，然后用锥形粗铰刀铰锥孔，最后用精铰刀铰削成形。
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3）钻→扩→铰内锥面
当内圆锥的长度较长，余量较大，有一定的位置精度要求时，可以先钻底孔，然后用扩孔钻扩孔，最后用粗铰刀、精铰刀铰孔。
模块四 加工圆锥面
切削速度一般为5m/min以下，进给要均匀。进给量应根据锥度大小选取，锥度大，进给量要小些，反之可以大些。如铰莫氏锥孔时，钢件进给量一般为0.15~0.3mm/r，铸铁件进给量一般为0.3~0.5mm/r。
铰内圆锥面时，必须浇充分的切削液，以减小表面粗糙度Ra值。铰钢件可以使用乳化液或切削油，铰合金钢和低碳钢可以使用植物油，铰铸件可以使用煤油或柴油。
2.铰内圆锥面时的注意事项
1）铰削时，铰刀轴线必须与主轴轴线重合，最好将铰刀装在浮动夹头上采用浮动铰削，以免因轴线偏斜而引起工件孔径扩大。
2）内圆锥的精度和表面质量是由铰刀的切削刃保证的，因而铰刀刀刃必须很好保护，不准碰毛，使用前
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要先检查刀刃是否完好；铰刀磨损后，应在工具磨床上修磨（不要用油石研磨刃带）；铰刀用毕要擦干净，涂上防锈油，并妥善保管。
3）铰削时要求孔内清洁，无切屑及较小的表面粗糙度Ra值；在铰孔过程中应经常退出铰刀，清除切屑，并加注充足的切削油冲刷孔内切屑，以防止由于切屑过多使铰刀在铰孔过程中卡住，造成工件报废。
4）铰削时，车床主轴只能正转，不能反转，否则会使铰刀切削刃损坏。
5）铰削中若碰到铰刀锥柄在尾座套筒内打滑旋转，必须立即停车，绝不能用手抓，以防划伤手；铰削完毕后，应先退铰刀后停车。
6）铰削时，手动进给应缓慢而均匀。
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任务实施
一、准备工作
1.工件毛坯
按图4-5检查半成品尺寸；材料：45钢；数量：1件。
2.工艺装备
普通车床；端面车刀、φ16mm麻花钻、φ18.8mm麻花钻、中心钻、软卡爪、三爪自定心卡盘、百分表、0.02 mm／(0~150) mm的游标卡尺、莫氏3号圆锥形粗铰刀、莫氏3号圆锥形精铰刀、莫氏3号圆锥塞规。
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二、操作步骤
具体操作步骤见下表。
工序步骤 操作步骤内容
一、车端面 1、用软卡爪装夹φ52mm外圆，找正并夹紧
2、车端面，保证总长94mm
3、倒角C1
二、钻孔 1、钻中心孔
2、钻φ16mm通孔
3、按内锥面小端直径，用φ18.8mm麻花钻扩孔
三、铰孔 1、用莫氏3号锥粗铰刀铰削内孔
2、用莫氏3号锥精铰刀铰削内孔(共26张PPT)
任务一　 　 　 　 用转动小滑板法车圆锥
任务二　 　 　 　 用偏移尾座法车圆锥
任务三　 　 　 　 铰 内 圆 锥
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模块四 加工圆锥面
圆锥在机械制造业中应用广泛，圆锥配合具有配合紧密、自动定心、自锁性好、装拆方便、互换性好等优点，常用于机床主轴、尾座锥孔、圆锥齿轮、顶尖、工具和刀具锥柄等。如下图所示。
图4-1 常见圆锥零部件示例
a) 主轴锥孔与顶尖的配合 b) 车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合
c) 圆锥齿轮 d) 顶尖 e)锥形主轴 f) 锥套 g ) 铣刀
模块四 加工圆锥面
圆锥面配合的主要特点：当圆锥角较小（在3°以下）时，可以传递很大的转矩；同轴度较高，能做到无间隙配合。
圆锥的加工主要在车床上完成。在车床上加工圆锥面的方法主要有转动小滑板法、偏移尾座法、铰内圆锥法、仿形法、宽刃刀法等。
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学习目标
1．掌握常用工具圆锥的特点和应用。
2．掌握用偏移尾座法车圆锥。
3．了解宽刃刀车圆锥、仿形法车圆锥的方法。
工作任务
将φ40mm×335mm的毛坯车成莫氏4号圆锥棒。
任务二 用偏移尾座法车圆锥
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相关知识
一、常用标准工具圆锥
常用标准工具圆锥有莫氏圆锥和米制圆锥两种。
1．莫氏圆锥
莫氏圆锥是机械制造业中应用最为广泛的一种，如车床上的主轴锥孔、顶尖锥柄、麻花钻锥柄和铰刀锥柄等都是莫氏圆锥。莫氏圆锥号有0、1、2、3、4、5、6七个号，其中最小的是0号，最大的是6号。莫氏圆锥号码不同，其尺寸和锥度均不相同，莫氏圆锥常用参数见表4-6。
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表4-6 莫氏圆锥的常用参数
号数Morse No. 锥度C 圆锥角α 圆锥半角α/2 tan（α/2）
Morse No.0
Morse No.1
Morse No.2
Morse No.3
Morse No.4
Morse No.5
Morse No.6 1:19.212=0.052 05
1:20.047=0.049 88
1:20.020=0.049 95
1:19.922=0.050 20
1:19.254=0.051 94
1:19.002=0.052 63
1:19.180=0.052 14 0.026
0.024 9
0.025
0.025 1
0.026
0.026 3
0.026 1
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2．公制圆锥
公制圆锥有7个号码，即4号、6号、80号、100号、120号、160号和200号。号码代表圆锥的大端直径，其锥度固定不变，即C=1:20；如100号米制圆锥的大端直径D=100mm，锥度C=1：20。米制圆锥的优点是锥度不变。
除了常用的莫氏圆锥和公制圆锥等工具圆锥外，还经常遇到各种专用的标准圆锥。
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二、用尾座偏移法车圆锥
偏移尾座法适用于加工锥度小、锥形部分长的外圆锥工件。
采用偏移尾座法车圆锥，需将工件装夹在两顶尖之间，把尾座上滑板偏移（横向）一个距离S后，使工件回转轴线与车床主轴轴线相交，并使其夹角等于工件圆锥半角α/2。由于刀具轨迹与主轴轴线平行，故车出的工件就成了圆锥，如下图所示。
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尾座偏移量S的近似计算公式：
式中S—— 尾座偏移量，mm；
D—— 圆锥大端直径，mm；
d—— 圆锥小端直径，mm；
L—— 圆锥长度，mm；
L0—— 工件总长，mm；
C—— 锥度。
2.工件的装夹
在工件两中心孔内加润滑脂，用两顶尖装夹工件。工件在两顶尖之间的松紧程度，以手不用力能拨动工件，而工件无轴向窜动为宜。
1．尾座偏移量S的确定
用偏移尾座法车圆锥时，尾座的偏移量不仅与圆锥长度L有关，而且还与两顶尖之间的距离（近似看做工件全长L0）有关。
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3.尾座偏移的方法
1)利用尾座刻度偏移
偏移时，先松开尾座紧固螺母，然后用六角扳手转动尾座上层两侧内六角螺钉（根据正、倒锥确定向里或向外），按尾座刻度把尾座上层移动一个S距离。最后拧紧尾座紧固螺母。一般车床的尾座上都有刻度。
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在刀架上夹持一端面比较平整的铜棒，摇动中滑板手柄，使铜棒端面与尾座套筒接触，记下此时中滑板刻度值，根据计算所得偏移量S算出中滑板应转过的格数移动中滑板，注意消除中滑板丝杠的间隙影响，然后偏移尾座，使尾座套筒与铜棒端面接触为止。
2)利用中滑板刻度偏移
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3)利用百分表偏移
将百分表固定在刀架上，使百分表测头与尾座套筒接触 （百分表应位于通过尾座套筒轴心线的水平面内，且百分表测量杆垂直于套筒表面），然后偏移尾座。当百分表指针转动至一个S值时，把尾座固定。用此方法偏移尾座比较准确。
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4)利用锥度样件偏移
先将锥度量棒或试件装夹在两顶尖之间，在刀架上固定一百分表，使百分表测量头与量棒或试件锥面接触。百分表的测量杆要垂直于量棒或试件表面，且测头位于通过量棒或试件轴线的水平面内。然后偏移尾座，纵向移动床鞍，使百分表在两端的读数一致后，再将尾座固定。使用这种方法时，必须选用与工件等长的锥度量棒或试件，否划车出的锥度不准确。
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4、车圆锥的方法
1）粗车外圆锥面
确定好切削用量，粗车外圆锥面。此时，可以采用自动进给。检测圆锥角度的方法与转动小滑板法车外圆锥面检测方法一样。若锥度C偏大，则反向偏移尾座，即减小尾座偏移量S；若锥度C偏小，则同向偏移尾座，即增大尾座偏移量S。反复调整试车，直至圆锥角度找正为止，然后粗车外圆锥面，留0.5~1mm精车余量。
2）精车外圆锥面
利用计算法或移动床鞍法确定切削深度ap，自动进给精车外圆锥面至尺寸。
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5. 偏移尾座法车圆锥的特点
1）适宜加工锥度小、精度不高、锥体较长的工件，因受尾座偏移量的限制，不能加工锥度大的工件。
2）可以采用纵向自动进给，使表面粗糙度Ra值减小，工件表面质量较好。
3）顶尖在中心孔中是歪斜的，因而接触不良，顶尖和中心孔磨损不均匀，故可采用球头顶尖或R形中心孔。
4）不能加工整锥体或内圆锥。
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R形中心孔
任务实施
一、准备工作
1.工件毛坯
检查毛坯尺寸：φ40mm×335mm；材料：45钢；数量：1件。
2.工艺装备
普通车床，45°车刀、90°粗车刀、90°精车刀、中心钻、三爪自定心卡盘、活动顶尖、活扳手、内六角扳手、0.02 mm／(0~150) mm的游标卡尺、25~50mm的千分尺、莫氏4号圆锥套规。
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二、操作步骤
表4-9 偏移尾座法车莫氏4号锥棒的操作步骤
工序步骤 操作步骤内容
一、车一端端面，钻中心孔 1、三爪夹毛坯外圆，伸出长度为30mm左右，车平端面；
2、钻中心孔。
二、粗车外圆 一夹一顶装夹（夹持长度30mm左右），粗车外圆至φ35，长度尽长。
三、车另一端面，取总长，钻中心孔 1、工件调头，夹φ35外圆，找正；
2、以端面A为基准，车端面取总长330mm；
3、钻中心孔。
四、车外圆 1、在两顶尖间装夹工件；
2、车外圆φ34mm至尺寸；
3、车两端外圆至尺寸φ32mm ，长80mm。
模块四 加工圆锥面
五、车一端外圆锥 1、根据偏移量偏移尾座；
2、粗车并检测锥度，修正偏移量；
3、精车锥面至尺寸；
4、倒角C1。
六、车另一端外圆锥 1、调头装夹；
2、粗车并检测锥度，调整尾座偏移量；
3、精车锥面至尺寸；
4、倒角C1。
续表
模块四 加工圆锥面
注意事项
1.粗车时，进刀不宜过深，检测并找正锥度，以防止工件报废；精车圆锥面时，ap和f都不能太大，否则影响锥面加工质量。
2.随时注意两顶尖间松紧和前顶尖的磨损情况，以防止工件飞出伤人。
3.偏移尾座时，应仔细、耐心调整，熟练掌握偏移方向。
4.若工件数量较多，其长度和中心孔的深浅、大小必须一致，否则会使加工出的工件锥度不一致。
模块四 加工圆锥面
知识链接：
一、用宽刃刀车圆锥
用宽刃刀车圆锥，实质上属于成形法车削，即用成形刀具对工件进行加工。
宽刃刀车圆锥适用于车削锥面较短、圆锥直径较大、圆锥精度要求不高的圆锥工件。
使用宽刃刀车圆锥时，要求机床具有较高的刚度，以免车削时引起震动。
1.对宽刃刀的刃磨与装夹要求
宽刃锥孔车刀一般选用高速钢车刀，前角γo取20°~30°，后角αo取8°~10°，刃倾角应为零度。切削刃必须刃磨平直，与刀柄底面平行，且与刀柄轴线夹角为圆锥半角αo/2。
模块四 加工圆锥面
在装夹车刀时，切削刃应与工件回转中心等高，把主切削刃与主轴轴线的夹角调整到与工件的圆锥半角αo /2相等。
模块四 加工圆锥面
2.用宽刃刀车圆锥的方法
1）先用车孔刀粗车内锥面，留精车余量。
2）换宽刃车刀精车，将宽刃车刀的切削刃伸入孔内，长度大于锥长，采用横向进给的方法加工出内圆锥。
3）车削时，应用切削液，可使车出的内锥面的表面粗糙度Ra值达到1.6μm。
用宽刃刀车外圆锥时，车床、刀具和工件等组成的工艺系统必须具有较高的刚度，而且背吃刀量应小于0.l mm，切削速度宜低些，否则容易引起振动。
当工件的圆锥面长度大于切削刃长度时，可以采用多次接刀的方法，但接刀处必须平直。
模块四 加工圆锥面
仿形法车圆锥是刀具按照仿形装置（靠模）进给对工件进行加工的方法。在卧式车床上安装一套仿形装置，该装置能使车刀做纵向进给的同时，又做横向进给，从而使车刀的运动轨迹与圆锥面的素线平行，加工出所需的圆锥面。
二、用仿形法（靠模法）车圆锥
基本原理
模块四 加工圆锥面
1-底座
2-靠模板
3-连接板
4-滑块
5-靠模体
6、7、11-螺钉
8-挂脚
9-调节螺母
10-拉杆
靠模结构
模块四 加工圆锥面
仿形法车外圆锥面的特点：
1）调整锥度准确、方便，生产率高，因而适用于批量生产。
2）中心孔接触良好，又能自动进给，因此车出的圆锥表面质量好。
3）靠模装置角度调整范围较小，一般适用于车削圆锥半角αo /2<12°的工件。(共21张PPT)
模块三 加工套类零件
任务一 麻花钻的刃磨
任务二 钻孔和扩孔
任务三 车孔和铰孔
模块三 加工套类零件
如果加工的套类工件给的是实心毛坯，则必须先钻出孔，然后根据孔的精度要求，选择不同的加工方法去完成。如要加工上图工件的孔，其合理的加工工艺为：钻孔→扩孔→车孔→铰孔。
机器零件中，通常称带孔的零件为套类零件。如下图所示的衬套就属套类零件。
模块三 加工套类零件
要将φ55mm×103mm的实心毛坯按衬套加工工序图加工，其中，孔的加工可用钻削的方法即可满足要求。钻削大孔由于切削力大，钻削时难度大，所以通常分两次或三次钻出，即先钻出小孔，然后再通过扩孔完成。根据图中所示孔的尺寸，结合练习，可考虑先钻出φ16的孔，然后再扩至φ22 mm。
钻孔常用的刀具是麻花钻。车工必须掌握麻花钻的刃磨技术。
模块三 加工套类零件
任务一 麻花钻的刃磨
学习目标
1、掌握麻花钻的几何形状。
2、掌握麻花钻的刃磨和基本修磨方法。
工作任务
刃磨φ18、φ22的标准麻花钻。
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一、麻花钻的组成和几何要素
1．麻花钻的组成
相关知识
直柄麻花钻
锥柄麻花钻
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麻花钻的结构组成及作用
麻花钻的组成部分 工作部分 颈部 柄部
切削
部分 导向部分
作用 主要起切削作用 在钻削过程中能起到保持钻削方向、修光孔壁的作用，也是切削的后备部分 直径较大的麻花钻在颈部标有麻花钻的直径、材料牌号和商标，直径小的麻花钻没有明显的颈部 麻花钻的夹持部分，装夹时起定心作用，钻削时起传递转矩的作用；
有莫氏锥柄(见图b)和直柄（见图a）两种；
锥柄麻花钻的直径见表3-2，直柄麻花钻的直径一般为0.3~16mm。
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2.麻花钻工作部分的几何要素
结构要素 定义及作用
前面（螺旋槽面） 构成切削刃、排出切屑和通切削液
主切削刃 前面与主后面的交线称为主切削刃，担负着主要的钻削任务。麻花钻有两条对称的主切削刃
主后面 麻花钻钻顶的螺旋圆锥面称为主后面
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。横刃太短会影响麻花钻的钻尖强度，横刃太长会影响定心精度，增大轴向切削力
副后面（棱边） 起减小钻削时麻花钻与孔壁之间的摩擦的作用
麻花钻工作部分的结构组成见下表
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麻花钻切削刃上不同位置处的螺旋角、前角和后角的变化
图a
图b
图c
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角度 螺旋角 前角 后角
符号 β γ0 α0
定义 螺旋槽上最外缘的螺旋线的切线与麻花钻轴线之间的夹角，见图a 基面与前面间的夹角，外缘处前角见图b，钻心处前角见图c 切削平面与后面的夹角。
变化规律 麻花钻切削刃上的位置不同，其螺旋角β、前角γ0和后角α0也不同
自外缘向钻心逐渐减小 自外缘向钻心逐渐减小，并且在钻心至d/3范围内为负前角 自外缘向钻心逐渐增大
变化范围 18°～30° -30°～+30° 8°～12°
麻花钻的螺旋角、前角和后角的定义及变化规律
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麻花钻顶角的大小对切削刃和加工的影响
顶角 2kr>118° 2kr=118°（标准顶角） 2kr<118°
图示
>118° 凹形切削刃
118°直线形切削刃
<118°凸形切削刃
两主切削刃的形状 凹曲线 直线 凸曲线
对加工的影响 顶角大，切削刃短，定心差，钻出的孔容易扩大；同时前角增大，切削省力 适中 顶角小，切削刃长，定心好，钻出的孔不容易扩大；同时前角减小，切削力增大
适用钻削材料 较硬材料 中等硬度材料 较软材料
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二、麻花钻的刃磨
1.麻花钻的刃磨要求
（1）麻花钻的两主切削刃应对称，即两条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.麻花钻的刃磨质量对加工的影响 （见下表）
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刃磨情况 刃磨正确 刃磨不正确
顶角不对称 切削刃长度不等 顶角不对称且切削刃长度不等
图示
钻削情况 钻削时，两条主切削刃同时切削，受力平衡，切削刃磨损均匀 钻削时，只有一条主切削刃在切削，受力不平衡，钻头较快磨损 钻削时，麻花钻的工作中心由O—O移到Oˊ— Oˊ，切削不均匀，钻头很快磨损 钻削时，两条主切削刃受力不平衡，而且麻花钻的工作中心由O—O移到Oˊ— Oˊ，使钻头很快磨损
对钻孔质量的影响 钻出的孔质量好 钻出的孔易扩大和倾斜 钻出的孔径扩大 钻出的孔不仅孔径扩大，而且还会产生台阶
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任务实施
一、准备工作
1．钻头
φ12mm左右的废钻头1支，φ18mm、φ22mm的麻花钻各1支。
2．工艺装备
砂轮机、粒度号为46#~60#的白色氧化铝砂轮、油石、万能角度尺
二、操作方法步骤
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选择高速钢麻花钻φ18mm
先检查砂轮表面是否平整，如有不平或跳动现象，须先对砂轮进行修整。
1、选择麻花钻
2、修整砂轮
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3、刃磨标准麻花钻的方法
（1）将麻花钻主切削刃置于与砂轮面平行的位置，使麻花钻的轴线与砂轮圆周素线在水平面内的夹角约等于1/2顶角（即59°），钻尾向下倾斜。
（2）右手握住麻花钻前端并作为支点，左手握钻尾。以麻花钻前端的支点为圆心，钻尾做上下摆动，并略带旋转。为保证在麻花钻近中心处磨出较大的后角，还应做适当的右移运动。
（3）当一条主切削刃刃磨后，将麻花钻转过180°，刃磨另一条主切削刃。
麻花钻的刃磨位置
刃磨方法
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检测麻花钻
1、用目测法检查
目测时，将麻花钻垂直竖在与眼睛等高的位置上，观察两条主切削刃的长短、两钻尖的高低、后角等。由于视觉差异，开始往往会感觉到左尖高右尖低，故应将麻花钻转过180°再观察，看是否仍然是左刃高右刃低；经反复观察、刃磨，直到两刃基本对称。
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2、用万能角度尺检查
检查时，只需将基尺贴在麻花钻的棱边上，直尺置于钻头主切削刃上，测量其切削刃的长度和角度，如下图所示。然后将麻花钻转过180°，对另一主切削刃用同样的方法检查即可。
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3、麻花钻的基本修磨
麻花钻的基本修磨：修短横刃和增大横刃处的前角。通常直径为5 mm以上钻头的横刃需修磨。
修磨时，麻花钻轴线在水平面内与砂轮侧面左倾约15°角，在垂直平面内与刃磨点的砂轮半径方向约成55°角。修磨后应使横刃长度为原长的1/5~1/3。
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刃磨麻花钻时的注意事项
1．只刃磨麻花钻的两个主后面，但要保证后角、顶角、横刃斜角等刃磨角度同时正确。
2．麻花钻刃磨技术要求高、难度大，建议先用废旧麻花钻进行练习。
3．麻花钻主切削刃的位置应略高于砂轮中心平面，以免磨出负后角。
4．钻尾做上下摆动，并略带旋转。注意不能摆动太大而高出水平面，以防止磨出负后角；也不能转动过多，以防将另一条主切削刃磨坏。
5．刃磨另一条主切削刃时，要保持原来的位置和姿势，采用相同的刃磨方法才能使磨出的两条主切削刃对称。
操作提示
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6．不要把一条主切削刃刃磨好后再刃磨另一条主切削刃；而应该两条主切削刃经常交替刃磨，边刃磨边检查，随时修正，直至达到要求为止。
7．用力要均匀，防止用力过大而打滑伤手。
8．不要由刃背磨向刃口，以免使麻花钻刃口退火或变为锯齿状。
9．刃磨时，需注意磨削温度不应过高，要经常在水中冷却麻花钻，以防退火而降低麻花钻硬度，影响正常切削。(共58张PPT)
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任务一 麻花钻的刃磨
任务二 钻孔和扩孔
任务三 车孔和铰孔
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如果加工的套类工件给的是实心毛坯，则必须先钻出孔，然后根据孔的精度要求，选择不同的加工方法去完成。如要加工上图工件的孔，其合理的加工工艺为：钻孔→扩孔→车孔→铰孔。
机器零件中，通常称带孔的零件为套类零件。如下图所示的衬套就属套类零件。
模块三 加工套类零件
要将φ55mm×103mm的实心毛坯按衬套加工工序图加工，其中，孔的加工可用钻削的方法即可满足要求。钻削大孔由于切削力大，钻削时难度大，所以通常分两次或三次钻出，即先钻出小孔，然后再通过扩孔完成。根据图中所示孔的尺寸，结合练习，可考虑先钻出φ16的孔，然后再扩至φ22 mm。
钻孔常用的刀具是麻花钻。车工必须掌握麻花钻的刃磨技术。
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任务三 车孔和铰孔
学习目标
1．掌握通孔车刀、盲孔车刀的刃磨和应用。
2．掌握内沟槽车刀和端面槽刀的刃磨和应用。
3．掌握车孔的关键技术。
4．了解软卡爪的制作方法。
5．掌握常用心轴的设计和制作。
6．掌握几何精度误差的测量。
7. 掌握铰孔的方法。
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工作任务
将衬套半成品加工至成品。
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相关知识
一、内孔车刀
1、内孔车刀的种类及应用
根据不同的加工情况，内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀两种 。
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内容 图例 说明
车孔刀的种类及几何角度 通孔车刀 通孔车刀的几何形状与75°外圆车刀相似，为了减小径向切削力，防止振动，主偏角应取较大值，一般kr取60°~75°；副偏角krˊ取15°~30°。为防止车孔刀后面和孔壁的摩擦，又不使后角磨得太大，一般磨成两个后角，αo1取6°~12°，αo2取30°左右。
盲孔车刀 盲孔车刀用来车盲孔或台阶孔，切削部分的几何形状基本上与偏刀相似，主偏角kr大于90°，一般取92°~95°。车盲孔时，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，否则就无法车平盲孔的底平面。车台阶孔时，只要车刀与孔壁不碰即可。
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整体式车孔刀
机械夹固式通孔车刀
机械夹固式盲孔车刀
内孔车刀的类型和结构。
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2、内孔车刀的刃磨
内孔车刀的刃磨步骤：
粗磨前刀面
粗磨主后刀面
粗磨副后刀面
粗、精磨前角并控制刃倾角
精磨主后刀面
副后刀面
修磨刀尖圆弧
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二、内沟槽刀和端面槽刀
1．内沟槽刀和端面槽刀的结构及应用
内沟槽刀与切断刀的几何形状相似，只是装夹方向相反，且在内孔中车槽。
加工小孔中的内沟槽车刀做成整体式。
在大直径内孔中车内沟槽的车刀可做成车槽刀体，然后装夹在刀柄上使用，由于内沟槽通常与孔轴线垂直，因此要求内沟槽车刀的刀体与刀柄轴线垂直，装夹内沟槽车刀时，应使主切削刃与内孔中心等高或略高，两侧副偏角必须对称。
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内沟槽的加工方法
宽度较小和要求不高的内沟槽，可用主切削刃宽度等于槽宽的内沟槽车刀采用直进法一次车出。
要求较高或较宽的内沟槽，可采用直进法分几次车出。粗车时，槽壁和槽底留精车余量，然后根据槽宽、槽深进行精车。
若内沟槽深度很浅，宽度很大，可用内孔粗车刀先车出凹槽，再用内沟槽车刀车沟槽两端垂直面。
若是内V形槽，一般先用内沟槽刀车出直槽，然后用内成形车刀车削成形。
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端面直槽
在端面上车直槽时，端面直槽车刀的几何形状是外圆车刀与内孔车刀的综合。其中刀尖a处副后面的圆弧半径R必须小于端面直槽的大圆弧半径，以防止左副后面与工件端面槽的孔壁相碰。
装夹端面直槽车刀时，应注意使其主切削刃垂直于工件轴线，以保证所车出直槽的底面与工件轴线垂直。
端面直槽车刀
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T形槽
车T型槽比较复杂，可以先用端面直槽刀车出直槽，再用外侧弯头车槽刀车外侧沟槽，最后用内侧弯头车槽刀车内侧沟槽。
为了避免弯头刀与直槽侧面的圆弧相碰，应将弯头刀刀柄侧面磨成弧形。另外，弯头刀的切削刃宽度应等于槽宽a，L则应小于b，否则弯头刀无法进入槽内。
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燕尾槽
燕尾槽的车削方法与T形槽相似，也是采用三把刀分三步车出。
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2．内沟槽刀及端面槽刀的刃磨
1）刃磨内沟槽刀及端面槽刀与刃磨外圆车槽刀时的方法基本相同。
其刃磨顺序是：
粗磨前面
粗磨主、副后面
精磨前面
精磨主、副后面
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2）刃磨内沟槽车刀应注意切削刃的平直以及角度、形状的正确与对称。
3）刃磨硬质合金车槽刀时不能用力过猛，以防止刀片烧结处产生高热脱焊，使刀片脱落。
4）刃磨车槽刀时，通常先将左侧副后面磨出即可，切削刃宽度的余量应放在车刀右侧磨出。
5）在刃磨车槽刀的副切削刃时，刀头与砂轮表面的接触点应放在砂轮边缘上，轻轻移动并仔细观察和修整副切削刃的直线度。
6）刃磨圆弧轴肩槽车刀时，左手握住刀头前端为支点，右手转动刀柄尾部，使刀头成圆弧状，并用样板检查后不断修整。
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3. 控制内沟槽深度和位置的方法
内容 图例 说明
控制内沟槽的深度 1.摇动床鞍与中滑板，将内沟槽车刀伸入孔中，使主切削刃与孔壁刚好接触，此时中滑板的刻度线在“0”位（即横向起始位置）。
2.根据内沟槽的深度计算出中滑板的进给格数，并在终止进给时相应的刻度位置用记号笔做出标志或记下该刻度值。
控制内沟槽的轴向尺寸 1.移动床鞍和中滑板，使内沟槽车刀的左刀尖与工件端面轻轻接触，将床鞍刻度盘的刻线对准“0”位（即纵向起始位置）。
2.内沟槽轴向尺寸的小数部分用小滑板刻度控制，也要将小滑板刻线调整到“0”位。
3.用床鞍和小滑版刻度控制内沟槽车刀进入孔的深度，即内沟槽的位置尺寸L与内沟槽车刀主切削刃宽度b之和，即L+b。
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三、车孔的关键技术
车孔的关键技术是提高内孔车刀的刚度和解决排屑问题。
1.提高内孔车刀刚度的措施和控制排屑的方法
增加车刀的刚性——尽量增加刀柄的截面积
内孔车刀的刀头位于刀柄最上面，刀柄截面积较小，仅为孔截面积的1/4左右。
内孔车刀的刀尖位于刀柄的中心线上，这样刀柄的截面积可达到最大程度
内孔车刀的后面如果刃磨成一个大后角，刀柄的截面积必然减小。
将内孔车刀刃磨成两个后角，或将后面磨成圆弧状，则既可防止内孔车刀的后面与孔壁产生摩擦，又可使刀柄的截面积增大。
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增加车刀的刚性——减小刀柄伸出长度
刀柄伸出越长，车刀的刚度越低，容易引起振动。刀柄的伸出长度只要略大于孔深即可，这样有利于使刀柄以最大刚度的状态工作。
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控制切屑流向——前排屑内孔车刀
车通孔或精车孔时要求切屑流向待加工表面（前排屑），为此，需采用正值刃倾角的内孔车刀 。
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控制切屑流向——后排屑
车盲孔时采用负值刃倾角，使切屑向孔口方向排出 。
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2.车孔时的切削用量
内孔车刀的刚度较差，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αp应比车外圆的小些；进给量f比车外圆时一般小20%~40%；切削速度vc比车外圆时低10%~20%。
3.车台阶孔和盲孔
车台阶孔的方法 ：
1）车直径较小的台阶孔时，由于观察困难，尺寸精度不易控制，操作步骤是：粗车小孔→精车小孔→粗车大孔→精车大孔。
2）车直径大的台阶孔时，在便于测量和观察小孔的前提下，操作步骤是：粗车大孔→粗车小孔→精车小孔→精车大孔。
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3）车孔径相差较大的台阶孔时，最好先使用主偏角kr=85°~88°的车刀进行粗车，再用盲孔车刀精车至要求。如果直接用盲孔车刀车削，背吃刀量不可太大，否则刀尖容易损坏。
4）车孔深度的控制
①在刀柄上划线痕；
②装夹内孔车刀时安装限位铜片；
③利用床鞍和小滑板刻度控制孔深；
④用游标深度尺测量控制。
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车盲孔的方法
l．车端面，钻中心孔；
2.钻底孔。选择比孔径小1.5~2 mm的钻头先钻出底孔，其钻孔深度从麻花钻顶尖量起，并在麻花钻上刻线痕做记号。然后用相同直径的平头钻将底孔扩成平底，底平面处留余量0.5~1mm；
3．粗车孔和底平面，留精车余量0.2~0.3mm；
4.精车孔和底平面至要求。
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平头钻的刃磨
1．刃磨平头钻时，应使两条主切削刃平直，横刃要短，后角不宜过大，外缘处前角要修磨得小些，否则容易引起扎刀现象，还会使孔底产生波浪形，甚至使钻头折断；
2．加工盲孔的平头钻最好采用凸形钻心以获得良好的定心效果。
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用内径百分表的测量内孔
内径百分表是用对比法测量孔径，因此使用时应先根据被测量工件的内孔直径，用千分尺将内径表对准“零”位后，方可进行测量，取最小值为孔径的实际尺寸。
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四、保证套类零件形位精度的方法
1．尽可能在一次装夹中完成车削
图3-14 尽可能在一次装夹中完成车削
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2．以外圆为基准保证位置精度
在加工外圆直径很大、内孔直径较小、定位长度较短的工件时，多以外圆为基准来保证工件的位置精度。采用软卡爪来装夹工件是常用的方法。
软卡爪的形状及制作方法如图所示，车削夹紧工件的软卡爪的内限位台阶时，定位圆柱应放在卡爪的里面，并用卡爪底部将其夹紧。
焊接式软卡爪
车软卡爪内限位台阶
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3．以内孔为基准保证位置精度
1）实体心轴
不带台阶的实体心轴又称小锥度心轴。
其锥度C=l ：1000~1：1500，这种心轴的特点是制造容易、定心精度高，但轴向无法定位，承受切削力小，工件装卸时不太方便。
模块三 加工套类零件
台阶心轴其配合圆柱面与工件孔保持较小的间隙配合，工件靠螺母压紧，常用来一次装夹多个工件。若装上快换垫圈，则装卸工件就更加方便，但其定心精度较低，只能保证0. 02 mm左右的同轴度公差。
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2）胀力心轴
胀力心轴是依靠自身材料的弹性变形所产生的胀紧力来胀紧工件。胀力心轴的圆锥角最好为30°左右，最薄部分的壁厚可为3~6 mm。为了使胀力均匀，其槽可做成三等分。长期使用的胀力心轴可用65Mn弹簧钢制成。胀力心轴装卸方便，定心精度高，故应用广泛。
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五、几何精度误差的测量
1、孔的形状误差的测量（见下表）
项目 方法
圆度误差 孔的圆度误差可用内径百分表检测。测量前应先用千分尺将内径百分表调到零位，测量时将测量头放人孔内，在垂直于孔轴线的某一截面内各个方向上测量，百分表读数最大值与最小值之差的一半即是该截面的圆度误差
圆柱度误差 孔的圆柱度误差可用内径百分表在孔全长的前、中、后各位置测量若干个截面，比较各个截面的测量结果，取所有读数中最大值与最小值之差的一半，即是孔全长的圆柱度误差
模块三 加工套类零件
2.跳动和方向误差的测量
1）径向圆跳动误差的测量
一般的套类工件以内孔作为测量基准，测量时，先把工件套在精度很高的小锥度心轴上，再把心轴安装在两顶尖之间，然后用百分表检测工件的外圆柱面。百分表在工件回转一周中所得的读数差就是该测量截面上的径向圆跳动误差。沿轴向在若干不同截面上进行测量，所得的各读数差中的最大值就是工件的径向圆跳动误差 。
模块三 加工套类零件
对某些外形比较简单而内部形状比较复杂的套筒．不能装夹在心轴上测量径向圆跳动误差时，可把工件放在v形架上并轴向定位，以外圆为基准来测量。
测量时，把杠杆式百分表的测杆圆头接触内孔表面，转动工件，观察百分表指针跳动情况。百分表在工件旋转一周中的读数差就是工件的径向圆跳动误差。
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2）轴向圆跳动误差的测量
套类工件端面圆跳动误差的检测方法：先把工件装夹在精度较高的小锥度心轴上，然后把杠杆式百分表的圆测头靠在需要测量的端面上。转动心轴，百分表在工件回转一周中所得的读数差就是工件的端面圆跳动误差。
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3）端面对轴线垂直度的测量
测量端面垂直度误差时必须经过两个步骤：首先要测量端面圆跳动误差是否合格，如果符合要求，再测量端面对轴线的垂直度误差。
测量垂直度误差时，可把工件装夹固定在V形架的小锥度心轴上，并放置在精度很高的平板上，然后先找正心轴的垂直度，再用杠杆式百分表从端面的最里一点往外拉出，百分表指示的读数差就是端面对内孔轴线的垂直度误差 。
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六、铰刀及其铰孔方法
1．铰刀
1）铰刀的分类
铰刀按动力来源不同可分为机用铰刀和手用铰刀。机用铰刀的有直柄和锥柄两种。铰孔时由于车床尾座定向，因此机用铰刀工作部分较短，主偏角较大，标准机用铰刀的主偏角为15°。手用铰刀的柄部做成方榫形，以便套入铰杠铰削工件。手用铰刀工作部分较长，主偏角较小，一般为40′~4°。
铰刀按切削部分材料分有高速钢和硬质合金铰刀。
直柄
锥柄
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2）铰刀的组成及各部分作用
手用铰刀
锥柄铰刀
铰刀的刃齿数一般为4~10齿，为了便于测量直径，应采用偶数齿。
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柄部 用来夹持和传递转矩。
颈部 在铰刀制造和刃磨时起空刀作用。
工作部分 引导部分l1 是铰刀开始进入孔内的导向部分，其导向角一般为45°。
切削部分l2 担负主要切削工作，其切削锥角较小，因此铰削时定心好，切屑薄。
修光部分
l3 修光部分上有棱边，它起定向、碾光孔壁、控制铰刀直径和便于测量等作用。
倒锥部分
l4 可减小铰刀与孔壁之间的摩擦，还可防止产生喇叭孔和孔径扩大。
铰刀各部分的作用
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3）铰刀的选择
铰刀的基本尺寸与孔基本尺寸相同。铰刀的公差是根据孔的精度等级、加工时可能出现的扩大量或收缩量及允许铰刀的磨损量来确定的。一般可按下面的计算方法来确定铰刀的上、下偏差：
上偏差=2/3被加工孔公差
下偏差=1/3被加工孔公差
4）铰刀的装夹
在车床上铰孔时，一般将机用铰刀的锥柄插入尾座套筒的锥孔中，并调整尾座套筒轴线与主轴轴线相重合，同轴度应小于0.02mm，但对一般精度的车床要求其主轴轴线与尾座轴线非常精确地在同一轴线上是比较困难的，为保证工件的同轴度，常采用浮动套筒。
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铰刀通过浮动套筒插入主体的孔中，利用套筒与主体、轴销与套筒之间存在一定的闻隙而产生浮动。铰削时，铰刀通过微量偏移来自动调整其轴线与孔轴线重合，从而消除由于车床尾座套筒锥孔与主轴同轴误差而对铰孔质量的影响。
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2.铰孔方法
1）铰孔余量的确定
铰孔前，一般先车孔或扩孔，并留出铰削余量，余量的大小直接影响铰孔质量。余量太小，往往不能把前道工序所留下的加工痕迹铰去。余量太大，切屑挤满在铰刀的齿槽中，使切削液不能进入切削区，增大表面粗糙度值或使切削刃负荷过大而迅速磨损，甚至崩刃。 铰削余量一般为：0.08~0.15，高速钢铰刀取小值，硬质合金铰刀取大值。
2）切削用量的选择
铰削时的背吃刀量是铰削余量的一半。
铰削时，切削速度越低，表面粗糙度值越小。铰削钢件时，其切削速度vc≤5 m/min，铰削铸铁时，其切削速度vc≤8m/min。
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铰削时，由于切屑少，而且铰刀上有修光部分，进给速度可快些。铰削钢件时，选用进给量f=0.2~1. 0 mm/r；铰削铸铁时，进给量f=0.4~1. 5 mm/r。粗铰用大值，精铰用小值。铰削盲孔时，进给量f=0.2~0.5 mm/r。
3）切削液的选择
铰孔时，切削液对孔径和孔的表面粗糙度有一定的影响。 （见下表）
切削液 孔径变化情况 表面粗糙度Ra值
水溶性切削液（如乳化液） 实际孔径最小 小
油类切削液（机油、柴油、煤油） 比使用个乳化液铰出的孔稍大，而煤油比机油铰出的孔大 中
干铰 最大 大
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根据切削液对表面粗糙度的影响和铰孔实验证明，铰孔时必须加注充分的切削液。铰削钢件及韧性材料时，可用乳化液、极压乳化液；铰削铸件及脆性材料时，可采用煤油作为切削液。铰削青铜或铝合金工件时，可用L - FD -2轴承油或煤油。
4）铰孔的操作方法
①摇动尾座手轮，使铰刀引导锥轻轻进入孔口，深度约1~2mm。
② 启动机床，加注充分的切削液，双手均匀摇动手轮均匀地进给，当铰刀的工作部分的3/4超出孔末端时，即反向转动尾座手轮，将铰刀从孔内退出。注意铰刀退出时工件不能反转或停止转动。
铰通孔
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①启动机床，加切削液，摇动尾座手轮进行铰孔，当铰刀端部与孔底接触后会对铰刀产生轴向抗力，手动进给当感觉到轴向抗力明显增加时，表明铰刀端郜已到孔底，应立即将铰刀退出。
②铰较深的不通孔时，切屑排出比较困难，通常中途应退刀数次，用切削液和刷子清除切屑后再继续铰孔。
铰盲孔
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任务实施
一、准备工作
1.工件毛坯
按图检查经过扩孔后的半成品，看其尺寸是否留出余量，形状位置精度是否达到要求。
2.工艺装备
普通车床、前排屑通孔车刀、后排屑盲孔车刀、45°车刀、装夹式内沟槽车刀、R4mm圆弧轴肩槽车刀、半径样板、90°粗车刀、90°精车刀、铰刀、浮动套筒、三爪自定心卡盘、软卡爪、胀力心轴、活扳手、弹簧内卡钳、宽度为8mm的样板、钩形游标深度尺、0.02 mm／(0~150) mm的游标卡尺、0~25mm和25~50mm的千分尺、内径百分表、φ25H7的塞规、90°角尺以及切削液。
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二、操作步骤
1.刃磨刀具
1）修整砂轮
2）刃磨前排屑通孔车刀和后排屑通孔车刀
3）刃磨内沟槽刀和R4mm的轴肩槽刀
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2.车孔
1）装夹前排屑通孔车刀、后排屑盲孔车刀、45°车刀。
2）装夹工件：为防止车孔时工件轴向移动，以及便于多次装夹，可利用φ45 mm×69 mm的外圆部分作为限位台阶，装夹衬套后粗车孔，如下图所示。
3）用45°车刀车平端面。
4）用前排屑通孔车刀将φ22mm孔车至φ24mm
5）用后排屑盲孔车刀车φ44mm×6.3mm至尺寸，分粗、精车。
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3.车内沟槽和轴肩槽
1）将工件拆下，用软卡爪装夹φ54mm外圆，如下图所示。
2）将刀架上的刀具拆下，装内沟槽刀、90°粗车刀、R4mm的轴肩槽刀。
3)车φ28 mm×8 mm的内沟槽，按左图所示的加工顺序 。
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4）先粗车内沟槽，槽壁和槽底留精车余量0. 5 mm，注意槽距的位置和偏差；精车φ28 mm×8 mm的内沟槽时，同时保证内沟槽的位置尺寸30.5 mm。
5）扳转车90°粗车刀至工作位置，将φ44 mm外圆车削至φ43 mm。
6）车R4mm的圆弧轴肩槽，同时操纵中、小滑板，车R4mm的圆弧轴肩槽至符合要求，如图所示。
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4.半精车内孔
1）将工件拆下，为防止车孔时工件轴向移动，可利用φ43mm的外圆端面作为限位台阶。
2）装夹前排屑通孔车刀、90°精车刀。
3）半精车孔：留铰削余量0.08~0.12mm，确定半精车孔孔径，半精车孔径至要求。
5.铰孔
1）选择铰刀：根据孔径公差0.021mm，可确定铰刀基本尺寸为25mm，上偏差为0.021×2/3=0.014mm，下偏差为0.021×1/3=0.007mm；将铰刀的莫氏锥柄装入浮动套筒的内锥面，再装入尾座套筒内。
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2）铰孔：移动尾座，在铰刀前端离工件端面约5~10 mm处锁紧尾座；摇动尾座手轮，让铰刀的引导部分轻轻进入孔口，深度约为1~2 mm。启动车床，主轴低速转动，浇注充分的切削液，双手摇动尾座手轮均匀进给至铰刀工作部分的3/4处时，立即反向摇动尾座手轮，将铰刀从孔内退出；用内径百分表测量孔径，并检测表面粗糙度Ra值是否小于1.6μm。若达到φ25H7和Ra≤1.6μm的要求，继续双手摇动尾座手轮均匀进给，手动进给量约为0. 80 mm/r，直到铰削完毕；让车床停止回转，反向摇动尾座手轮将铰刀从孔内退出。
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6.精车端面
1）扳转90°精车刀至工作位置。
2）用90°精车刀机动进给车φ54 mm的左端面，使端面表面粗糙度和端面圆跳动达到要求。同时保证φ44 mm台阶孔的长度为6 mm。
7.倒角
旋转90°精车刀，使副切削刃与工件端面成45°，紧固车刀，倒角Cl mm。
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8.精车外表面
1）拆下工件，卸下卡盘。
2）装夹胀力心轴。
3）装夹工件：擦净工件的内孔及端面，将衬套轻轻套入胀力心轴上，并使端面靠紧；用扳手拧紧锥堵的方榫，胀紧工件。
4）精车φ53 mm的外圆。
5）精车φ42 mm的外圆。
6）精车φ53 mm的右端面。
7）定总长。
8）倒角C1：φ53mm右端倒角、φ42mm的外圆右端倒角、φ25H7的内孔右孔口处倒角。
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操作提示
1）车孔时中滑板进、退方向与车外圆相反；车内沟槽与在外圆上车槽的横向进给方向相反，需小心并判断准确。
2）车内沟槽时，中滑板刻度已到槽深尺寸时不要马上退出内沟槽车刀，应稍作停留，可使槽底经主切削刃修整后降低表面粗糙度值。
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三、质量分析
套类零件加工产生废品的原因及预防措施见下表
废品种类 产生原因 预防方法
尺寸不对 测量不准确
铰刀直径不对
产生积屑瘤
工件热胀冷缩
铰削余量大 1. 仔细测量，并进行试车
2. 仔细测量铰刀尺寸，根据孔径尺寸要求研磨铰刀
3. 选择合理的切削速度
4. 应使工件冷却后再精车，加注切削液
5. 正确选择铰削余量
内孔有锥度 刀具磨损
刀柄刚度低，产生让刀
主轴轴线歪斜 延长刀具寿命，采用耐磨刀具
尽量选择大截面刀柄，增加刚度
检查车床精度
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废品种类 产生原因 预防方法
内孔不圆 孔壁薄，装夹产生变形
主轴椭圆，轴承间隙大
工件加工余量与材料组织不均匀 1、选择合理的装夹方法
2、检修机床
3、增加半精加工工序，使精车余量尽量减小、均匀
内孔不光 车刀磨损
车刀几何角度不合理
切削用量选择不合理
铰孔余量不合理
刀具振动 重新刃磨车刀
合理选择刀具角度
合理选择切削用量
选择适当的铰孔余量
加粗刀柄并降低切削速度
续表(共25张PPT)
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任务一 麻花钻的刃磨
任务二 钻孔和扩孔
任务三 车孔和铰孔
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如果加工的套类工件给的是实心毛坯，则必须先钻出孔，然后根据孔的精度要求，选择不同的加工方法去完成。如要加工上图工件的孔，其合理的加工工艺为：钻孔→扩孔→车孔→铰孔。
机器零件中，通常称带孔的零件为套类零件。如下图所示的衬套就属套类零件。
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要将φ55mm×103mm的实心毛坯按衬套加工工序图加工，其中，孔的加工可用钻削的方法即可满足要求。钻削大孔由于切削力大，钻削时难度大，所以通常分两次或三次钻出，即先钻出小孔，然后再通过扩孔完成。根据图中所示孔的尺寸，结合练习，可考虑先钻出φ16的孔，然后再扩至φ22 mm。
钻孔常用的刀具是麻花钻。车工必须掌握麻花钻的刃磨技术。
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任务二 钻孔和扩孔
学习目标
1．掌握钻孔的方法。
2．掌握用麻花钻扩孔的方法。
3．了解扩孔钻和锪孔钻。
工作任务
按衬套加工工序图要求加工，孔的加工工序为：先钻φ16mm孔，然后扩孔。
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相关知识
一．麻花钻的装拆
直柄麻花钻的装夹与用钻夹头装夹中心钻的方法基本相同。
锥柄麻花钻的装夹如图所示。如果麻花钻的锥柄与尾座套筒锥孔的规格不相同，可增加一个（或多个）合适的莫氏过渡锥套后插入尾座锥孔中。
麻花钻的锥柄与尾座套筒锥孔的规格相同，可直接将麻花钻插人尾座套筒的锥孔中。
过渡锥套
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拆卸莫氏过渡锥套中的麻花钻时，可用楔铁插入腰形孔，敲击楔铁就可把钻头卸下
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二．钻孔时的切削用量
（1）背吃刀量αp
钻孔时的背吃刀量为麻花钻的半径，即：
αp=d/2
式中αp——背吃刀量，mm；
d——麻花钻的直径，mm。
（2）进给量f
在车床上钻孔时的进给量通常是用手转动车床尾座手轮来控制的。转动尾座手轮时应缓慢均匀。
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（3）切削速度vc
钻孔时的切削速度vc可按下式计算：
式中vc——切削速度，m/min；
d——麻花钻的直径，mm；
n——车床主轴转速，r/min。
用高速钢麻花钻钻钢料时，切削速度一般取vc=15~30 m/min；钻铸铁时，取vc=10~25 m/min；钻铝合金时，取vc=75~90 m/min。
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三．钻孔时切削液的选用（见表3-8）
在车床上钻孔属于半封闭加工，切削液很难进入到切削区域，因此，钻孔时对切削液要求也比较高。在加工过程中，切削液的浇注量和压力也要大一些；同时还应经常退出钻头，以利于排屑和冷却。
麻花钻的种类 被钻削的材料
低碳钢 中碳钢 淬硬钢
高速钢麻花钻 用1%～2%的低浓度乳化液、电解质水溶液或矿物油 用3%～5%的中等浓度乳化液或极压切削油 用极压切削油
硬质合金麻花钻 一般不用，如用可选3%～5%的中等浓度乳化液 用10%～20%的高浓度乳化液或极压切削油
表3-8 钻孔时切削液的选用
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四、钻孔的方法
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，可用与孔径大小相同的麻花钻直接钻出。
（2）麻花钻长度的选择
选用麻花钻长度时，一般应使麻花钻螺旋槽部分略长于孔深；过长则刚性差，过短则排屑困难。
２.钻孔的操作
（1）钻孔前，先将工件端面车平，中心处不允许留有凸台，以利于钻头正确定心。
（2）找正尾座，使钻头中心对准回转中心，否则可能会将孔径钻大、钻偏甚至折断钻头。
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（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，如图所示。先使钻尖接近工件端面，然后控制中滑板，使挡铁逐渐接近并轻触钻头前端，摇动尾座手轮使钻头进给，当钻头定心后即可退出挡铁，继续钻进。
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（4）钻小孔时，可先钻中心孔，再进行钻孔，以便于定心。
（5）对于钻孔径不大的孔，可以用钻头一次钻出，若孔径较大（超过30mm），应采用扩孔的加工方法。
（6）钻孔后需铰孔的工件，由于所留铰孔余量较少，因此钻孔时，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。
（7）钻盲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。常用的控制方法是：钻削开始时，摇动尾座手轮，当麻花钻切削部分切入工件端面时，用钢尺直接测量尾座套筒的伸出长度，钻孔时用套筒伸出的长度加上孔深来控制尾座套筒的伸出量。
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图3-9 钻盲孔时孔深的控制
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五、扩孔的方法
用扩孔刀具扩大工件孔径的方法称为扩孔。孔径大于30的孔一般采用扩孔的方法加工，即先用小直径钻头钻出底孔，再用大直径钻头钻至所要求的孔径。通常第一次选用钻头的直径为孔径的0.5~0.7倍。
常用的扩孔刀具有麻花钻和扩孔钻等。精度要求一般的工件，扩孔用麻花钻，精度要求较高的孔，其半精加工可使用扩孔钻扩孔。扩孔精度一般可达到IT10~IT11，表面粗糙度Ra值达12.5~ 6.3μm。
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1.用麻花钻扩孔
用麻花钻扩孔时，由于横刃不参加工作，轴向切削力小，进给省力；但因外缘处的前角较大，容易将钻头拉出，使钻头在尾座套筒里打滑，因此，扩孔时应将钻头外缘处的前角修磨小些，并对进给量适当的控制，不要因为钻削轻松而盲目的加大进给量。
图3-10 用麻花钻扩孔
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2.用扩孔钻扩孔
扩孔钻有高速钢扩孔钻和硬质合金扩孔钻两种。
高速钢扩孔钻
镶硬质合金扩孔钻
高速钢扩孔钻外形图
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扩孔钻在自动车床和镗床上用得较多，它的特点主要有：
（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）扩孔钻一般有3~4个刀齿，周边的棱边数量增多，导向性比麻花钻好，可以校正孔的轴线偏差，使其获得较正确的几何形状。
（3）扩孔时可避免横刃引起的不良影响，提高了生产率，如图所示。
图3-12 用扩孔钻扩孔
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任务实施
一、准备工作
1.工件毛坯
毛坯尺寸：φ55mm×103mm；材料：45钢；数量：1件
2.工艺装备
普通车床、砂轮机、划针盘、钻夹头、B2 mm/6.3 mm的中心钻、90°粗车刀、φ18、φ22mm的麻花钻各1支、莫氏过渡锥套、0.02 mm／(0~150) mm的游标卡尺、10%-15%的乳化液。
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二、钻孔加工工艺与操作步骤
1.夹毛坯外圆，伸出长度约75mm，用划针找正并夹紧。
2.车平端面，钻中心孔。
3.将外圆粗车至φ49mm×69mm。
4.安装φ18钻头钻孔至尺寸要求。
5.拆出φ18钻头，安装φ22钻头扩孔至尺寸要求。
6.将φ49mm×69mm外圆车至φ45mm×69mm。
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1．将麻花钻装入尾座套筒中，找正麻花钻轴线与工件旋转轴线相重合，否则可能会将孔钻大、钻偏甚至使麻花钻折断。
2．钻孔前，工件中心处不允许留有凸头，否则会影响麻花钻定心，甚至会使麻花钻折断。
3. 起钻时进给要慢，待麻花钻切削部分全部进入工件后才可正常钻削。
4. 钻孔时，如果麻花钻刃磨正确，切屑会从两螺旋槽均匀排出。如果两条主切削刃不对称，切屑会从主切削刃高的螺旋槽向外排出。据此可卸下钻头，将较高一边的主切削刃磨低一些，以免影响钻孔质量。
钻孔及扩孔时的注意事项
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5．必须浇注充分的切削液，以防止麻花钻过热而退火。
6. 必须经常退出麻花钻清除切屑，防止切屑堵塞而使麻花钻被“咬死”或折断。
7．工件即将钻穿时进给量要小，以防止麻花钻被“咬住”。
8．扩孔前应先将钻头外缘处的前角修小。
9．扩孔时，由于麻花钻的横刃不参加切削，进给力Ff减小，进给省力，故可采用比用麻花钻钻孔时大一倍的进给量。
10. 在扩孔时应适当控制手动进给量，不要因为钻削轻松而盲目地加大进给量。
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三、钻孔时的质量分析
钻孔时的质量分析见下表。
废品种类 产生原因 预防措施
孔歪斜 1．工件端面不平或与轴线不垂直
2. 尾座偏移
3．麻花钻刚度低，初钻时进给量过大
4．麻花钻顶角不对称 1.钻孔前车平端面，中心不能有凸台；
2.调整尾座轴线与主辅轴线同轴；
3.选用较短的麻花钻或用中心钻先钻导向孔；初钻时进给量要小，钻削时应经常退出麻花钻，待清除切屑后再钻；
4.正确刃磨麻花钻
孔直径扩大 1.麻花钻直径选错 2.麻花钻主切削刃不对称
3.麻花钻未对准工件中心 1.看清图样，仔细检查麻花钻直径
2.仔细刃磨，使两条主切削刃对称
3.检查麻花钻是否弯曲，钻夹头，钻套是否装夹正确
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知识链接
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。圆锥形锪钻有60°、90°和120°等几种，如下图所示。60°和120°锪钻用于锪削圆柱孔直径d>6.3mm的中心孔的圆锥孔和护锥，90°锪钻用于孔口倒角或锪沉头螺钉孔。锪内圆锥时，为减小表面粗糙度，应选取进给量f≤0.05mm/r，切削速度vc≤5m/min。
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锪钻实物图
锪60°内圆锥
锪120°护锥(共25张PPT)
选用及刃磨车刀
粗车台阶轴
精车台阶轴
车槽（切断）
任务一
任务二
任务三
任务四
台阶轴是机器中最常用的零件之一，如图2—1所示。
图2—1 台阶轴
1—倒角 2—端面 3—台阶 4—外圆 5—沟槽 6—中心孔
任务二 粗车台阶轴
会正确使用一夹一顶装夹台阶轴。
掌握后顶尖的选用和使用方法。
掌握中心孔的类型和钻中心孔的方法。
会正确选择粗车时的切削用量。
会调整、校正尾座中心。
能按照加工工艺粗车台阶轴。
了解切削力对切削加工的影响。
了解切削液的种类、作用，并会合理使用切削液。
图2—14是图2－1的粗车工序图，请将 55mmX178mm的毛坯按图2—14中的尺寸加工。
学习目标
工作任务
图2—14 台阶粗车工序图
图2－14台阶轴粗车工序图的加工工艺概述：
车端面、钻中心孔→车左端台阶外圆→调头车端面，钻中心孔→车右端台阶外圆。
一、一夹一顶装夹方法
如图2—15所示，工件一端用三爪自定心卡盘2夹紧，另一端用后顶尖4支顶的装夹方法称为一夹一顶装夹。为了防止进给力的作用而使工件产生轴向位移，可以在主轴前端锥孔内安装限位支撑1（见图2—15a）,也可利用于工件的台阶进行限位（见图2—15b）。轴向限位后工件的装夹更安全、可靠，能承受较大的进给力。
相关知识
图2—15 一夹一顶装夹
a)用限位支撑限位 b)利用工件的台阶限位
1—限位支撑 2—卡盘 3— 工件 4－后顶尖 5－限位台阶
二、顶尖
一夹一顶所使用的顶尖通常有固定顶尖和回转顶尖两种。
1、固定顶尖
固定顶尖也叫死顶尖，如图2－16a、b所示，其特点是刚度好，定心准确；但顶尖与工件中心孔接触面间为滑动摩擦，容易因发热而将中心孔或顶尖“烧坏”。因此，固定顶尖只适用于低速加工精度要求较高的工件。目前，多使用镶硬质合金的固定顶尖（见图2—16b）。
图2—16 固定顶尖
a)普通固定顶尖 b)硬质合金固定顶尖
2、回转顶尖
回转顶尖也叫活动顶尖，如下图所示。将顶尖与中心孔之间的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩擦，故能在高速运转中正常工作，克服了固定顶尖的缺点，应用广泛。但由于回转顶尖存在一定的装配累积误差，且滚动轴承磨损后会使顶尖产生径向圆跳动，从而会降低定心精度。
三、钻中心孔
1、中心孔和中心钻的类型
国家标准GB/T 145—2001规定中心孔有A型（不带护锥）、B型（带护锥）、C型（带护锥和螺纹）和R型（弧形）4种，其类型、结构及用途见表2—2。
活动顶尖
表2—2 中心孔的类型、结构及用途
类型 A型 B型 C型 R型
结构图
结构说明 由圆锥孔和圆柱孔两部分组成 在A型中心孔的端部再加工一个120°的圆锥面，用以保护60°锥面不致碰毛，并使工件端面容易加工 在B型中心孔的60°锥孔后面加工一短圆柱孔（保证攻制螺纹时不碰毛60°锥孔），并用丝锥加工内螺纹 形状与A型中心孔相似，只是将A型中心孔的60°圆锥面改成圆弧面，这样使其与顶尖的配合变成线接触
类型 A型 B型 C型 R型
结构及作用 圆锥孔 圆锥孔的圆锥角一般为60°，重型工件用75°或90°。与顶尖锥面配合，起定心作用并承受工件的重力和切削力，因此对圆锥孔的表面质量要求较高 在装夹轴类工件时，线接触的圆弧面能自动纠正少量的位置偏差
圆柱孔 1、中心孔的基本尺寸为圆柱孔的直径，它是选取中心钻的依据
2、圆柱孔可储存润滑脂，并能防止顶尖头部触及工件，保证顶尖锥面和中心孔锥面配合贴切，以达到正确定中心的目的
3、圆柱孔直径D ≤6.3mm的中心孔常用高速钢制成的中心钻直接钻出，D＞6.3mm的中心孔常用锪孔或车孔等方法加工
适用
范围 精度要求一般的工件 精度要求较高或工序较多的工件 当需要把其他零件轴向固定在轴上时 轻型和高精度轴类工件
选用中心钻
2.钻中心孔的方法
（1）将钻夹头插入车床尾座锥孔，中心钻装在钻夹头上，如图2－17所示。
（2）校正尾座中心 启动车床，使主轴带动工件回转。移动尾座，使中心钻接近工件端面，观察中心钻尖部分是否与工件回转中心一致，校正并紧固尾座。
图2－17 中心钻的安装
（3）钻削时应尽量选择高的转速，手摇尾座缓慢而均匀进给切削。应尽量浇注切削液，钻够深度后，中心钻在孔中应稍作停留，然后退出，以修光中心孔。
3、 钻中心孔时的质量分析
由于中心钻的直径较小，钻中心孔时极易出现各种问题，其产生原因见表2—3。
表2－3 钻中心孔时容易出现的问题以及产生原因
问题类型 产生原因
中心钻折断 1.中心钻未对准工件回转中心
2.工件端面未车平或中心处留有凸头，使中心钻偏斜，不能准确定心而折断
3.切削用量选择不合适，如转速太低，进给过快
4.磨钝后的中心钻继续使用
5.没有充分浇注切削液或没有及时清除切屑，造成切屑堵塞
中心孔钻偏或钻得不圆 1.工件弯曲未校直，使中心孔与外圆产生偏差
2.夹紧力不足，钻中心孔时工件移位，造成中心孔不圆
3.工件伸出太长，回转时在离心力的作用下易造成中心孔不圆
工件装夹时顶尖不能与中心孔的锥孔贴合 中心孔钻得太深
装夹时顶尖尖端与中心孔底部接触 中心钻修磨后圆柱部分长度过短（中心钻一般不进行人工修磨）
四、粗车时切削用量的选择
1、粗车端面时的背吃刀量ap可根据毛坯余量确定，一般ap取1~4mm。进给量 可取0.3~0.5mm/r。
2、粗车外圆时的背吃刀量ap一般可取3~5mm，进给量 取0.3~0.5mm/r。
3．粗车时的切削速度 一般取50～70m/min。
五、粗车时工件的测量
1、外径的测量
粗车时一般用游标卡尺来测量工件的外径。
2、台阶长度的测量
粗车时台阶的长度可以用钢直尺、游标卡尺或游标深度尺进行测量，如图2－18所示为用钢直尺测量台阶长度。
图2－18 用钢直尺测量台阶长度
任务实施
一、准备工作
1、工件毛坯
材料：45钢。毛坯尺寸： 55mmX178mm。数量：1件。
2、工艺装备
普通车床配三爪自定心卡盘、钻夹头、B6.3的中心钻、回转顶尖、钢直尺、0.02mm/（0~150）mm的游标卡尺。75°硬质合金车刀。
二.车削步骤
台阶轴的粗车步骤见表2－4 。
表2－4 台阶轴的粗车操作步骤
操作步骤 操作步骤内容 简 图
一、车端面 1.三爪夹毛坯外圆，伸出长度约35mm
2.车端面。进给量 =0.4mm/r,车床主轴转速为400r/min，车平即可
二、钻中心孔 1. 擦净钻夹头柄部和尾座锥孔，左手握住钻夹头外套部位，沿尾座套筒轴线方向将钻夹头锥柄用力插入尾座套筒的锥孔中
2.用钻夹头钥匙张开钻夹头的三爪,装入中心钻并夹紧
3.选车床主轴转速1120r/min，缓慢均匀地转动尾座手轮进给钻中心孔
操作步骤 操作步骤内容 简 图
三、车A端台阶外圆 1.一夹一顶装夹（夹持长度约20mm），主轴转速为350r/min，进给量 取0.3mm/r
2.车外圆 51㎜至尺寸要求，长度尽长（分两次进给车削，第一刀车至 52㎜，如圆柱度误差较大则进行尾座调整校正）
3.车外圆 39×89.5㎜至尺寸要求（分三次进给，第一刀车至 45㎜，第二刀车至 40㎜）
尾座调整方法
续表
操作步骤 操作步骤内容 简 图
四、车另一端面，钻中心孔 1．工件调头，夹 51㎜外圆，找正夹紧
2．车端面，取总长
3．钻中心孔
五、车B端台阶外圆 1．一夹一顶装夹，夹持长度约30mm，车外圆 41X49.5㎜至尺寸要求（分三次进给车削，第一刀车至 46㎜，第二刀车至 42㎜）
2．倒角
续表
一夹一顶装夹工件时的注意事项
⒈后顶尖的中心线应与车床主轴轴线重合，否则车出的工件会产生锥度。
⒉在不影响车刀切削的前提下，尾座套筒应尽量伸出短些，以提高刚度，减少振动。
⒊中心孔的形状应正确，表面粗糙度值要小。装入顶尖前，应清除中心孔内的切屑或异物。
⒋当后顶尖用固定顶尖时，由于中心孔与顶尖为滑动摩擦，故应在中心孔内加入润滑脂，以减小摩擦。
⒌顶尖与中心孔的配合必须松紧适合。如果后顶尖顶得太紧，细长工件会产生弯曲变形。对于固定顶尖，会增加摩擦，对于回转顶尖，容易损坏顶尖内的轴承。如果后顶尖顶得太松，则影响定心精度，且车削时易产生振动，甚至会使工件飞出发生事故。
一、切削力
1.切削分力
车削时，刀具作用于工件（或工件作用于刀具）的力叫切削力。切削力可分解成主切削力Fc、背向力Fp和进给力Ff三个分力，如图2－19所示。
图2—19 切削力的分解示意图
知识链接
（1）主切削力Fc（切向力）
车削时，竖直向下作用于车刀的力（压力）叫做主切削力Fc，如图2—20所示，是作用在主运动方向上的切削分力。主切削力Fc是引起打刀和撬坏工件的主要因素。
图2—20 Fc力使车刀弯曲
（2）背向力Fp（切深抗力）
如图2—21 所示，车削时，若刀具没有夹紧，车刀横向进给会受到此力作用而后移（沿工件直径方向），这个力叫背向力Fp。背向力Fp是切削时引起工件变形和振动的主要因素。
（3）进给力Ff 如图2—22 所示，如果车刀仅用一个刀架螺钉旋紧，当纵向进给时，车刀会绕螺钉旋转，这个使车刀转动的力叫做进给力Ff，是作用在进给运动方向上的切削分力。进给力Ff是使工件产生轴向位移的主要因素。
图2—22 Ff力使车刀旋转
图2—21 Fp力使车刀后退
2．影响切削力的主要因素
切削力的大小与工件材料、车刀角度和切削用量等因素有关。
（1） 工件材料 工件材料的强度和硬度越高，车削时的切削 力就越大。
（2） 主偏角κr 从图2—19可以看出，主偏角变化使切削分力FD的作用方向改变，当κr增大时，Fp减小，Ff增大。
（3） 前角 增大车刀的前角，车削时的切削力就减小。
（4） 背吃刀量αp和进给量 一般车削时 ，当f不变，αp增大一倍时，切削力Fc也成倍增大；而当αp不变，f增大一倍时，Fc约增大70%~80%。背吃刀量过大易造成“闷车”现象。
二、切削液
切削液又叫冷却润滑液，是在切削过程中为了改善切削效果而使用的液体。
切削液主要有冷却、润滑、清洗和防锈等作用。车削中常用的切削液主要有乳化液，乳化液是由乳化油加水稀释而成。
使用切削液时应注意：
（1）切削液必须浇注在切削区域（见图2—23），因为该区域是切削热源。
（2）用硬质合金车刀切削时，一般不加切削液。如果使用切削液必须一开始就连续充分地浇注，否则硬质合金刀片会因骤冷而产生裂纹。
（3）控制好切削液的流量。流量太小或断续使用都起不到应有的作用；流量太大则会造成切削液的浪费。
图2—23 切削液浇注的区域
1—切削喷嘴 2—过渡表面
操作提示
加注切削液的方法有浇注法和高压冷却法。浇注法（见图2—24a）是一种简便易行、应用广泛的方法，是一般车床常用的方法。高压冷却法（见图2—24b）是以较高的压力和流量将切削液喷向切削区域，这种方法一般在半封闭加工或车削难加工材料时采用。
图2—24 加注切削液的方法
a)浇注法 b)高压冷却法 1—工件 2—切削液 3—切屑 4—喷嘴(共31张PPT)
选用及刃磨车刀
粗车台阶轴
精车台阶轴
车槽（切断）
任务一
任务二
任务三
任务四
台阶轴是机器中最常用的零件之一，如图2—1所示。
图2—1 台阶轴
1—倒角 2—端面 3—台阶 4—外圆 5—沟槽 6—中心孔
任务三 精车台阶轴
１．掌握用两顶尖装夹工件的方法。
２．会选择精车时的切削用量。
3．掌握用百分表检测台阶轴形状及位置精度的方法。
4．能分析车削轴类工件时产生废品的原因。
5．能采取措施控制工件表面粗糙度。
精车台阶轴
将半成品（已经过粗车的台阶轴）按图2—25加工完成。
学习目标
工作任务
图2—25 台阶轴精车工序图
一、工件用两顶尖装夹
1、装夹形式
用两顶尖装夹工件如图2—26所示，工件由前顶尖和后顶尖定位，用鸡心夹头夹紧并由卡爪带动鸡心夹拨杆和工件同步转动。
图2—26 用两顶尖装夹工件
1—前顶尖 2—鸡心夹头 3—工件 4—后顶尖
相关知识
2、适用场合
适用于轴类工件的精加工或须经多次装夹加工的工件，以及工序较多、车削后还须铣削、磨削等加工的工件。
3、装夹特点
采用两顶尖装夹的特点是装夹方便，不需找正，装夹精度高；缺点是装夹刚度低，影响切削用量的提高。
4、前顶尖
前顶尖分为装夹在主轴锥孔内的前顶尖和在卡盘上车制的前顶尖两种，如图2—27所示。工作时前顶尖随同工件一起旋转，与中心孔无相对运动，不产生摩擦。
图2—27 前顶尖
a) 主轴孔内的前顶尖 b)在卡盘上车制的前顶尖
5、鸡心夹头
用鸡心夹和前顶尖装夹工件时，靠鸡心夹4和螺钉1夹紧工件5一端外圆处，并使夹头上的弯拨杆2伸出工件轴端，夹头的弯拨杆插入拨盘3的凹槽中，通过拨盘来带动工件回转，如图2—28所示。
图2—28 用拔盘带动工件转动
a) 鸡心夹头
1—紧固螺钉 2—拨杆 3—拨盘 4—鸡心夹头 5—工件 6—尾座锁紧手柄
如果是用卡盘夹持的前顶尖，则将鸡心夹弯拨杆贴近卡盘卡爪的侧面，通过卡盘来带动工件回转，如图2－26所示。
二、 精车时工件的检测
1、长度尺寸的测量
可用游标卡尺或游标深度尺测量长度尺寸。
2、外径尺寸的测量
可用千分尺测量外径尺寸。
3、形状、位置精度的检测
在生产现场，常用百分表来检测工件的形位误差。
（1）圆柱度误差的检测 如图2—29所示。
图2—29 工件在V形架上检测圆柱度误差
1— 百分表 2— 被测件 3— V形架
（2）端面圆跳动误差的检测
如图2—30所示。
（3）径向圆跳动误差的检测
如图2—30所示。
图2—30 工件在两顶尖间测量端面
圆跳动和径向圆跳动误差
1,6— 顶尖 2—测量端面圆跳动误差 3—杠杆
式百分表 4—测量径向圆跳动误差 5—工件
三、百分表
百分表是一种指示式量仪，常用的百分表有钟表式和杠杆式两种，如图2—31所示。
图2—31 百分表
a) 钟表式 b) 杠杆式
1—大分度盘 2—小分度盘 3—小指针 4—大指针 5—测量杆 6—测量头 7—球面测杆
1、钟表式百分表
钟表式百分表表面上一格的分度值为0.01mm，常用测量范围有0~3、0~5和0~10mm。
测量时，测量头移动的距离等于小指针的读数（整数部分）加上大指针的读数（小数部分）。
2、杠杆式百分表
杠杆式百分表是利用杠杆齿轮放大的原理制成的，如图2—31b所示，其体积较小，由于杠杆式百分表的球面测杆可以根据测量需要改变位置，因此使用灵活、方便。
杠杆式百分表表面上一格的分度值为0.01mm，测量范围为0~0.8mm。
3、数显百分表
新式的钟表式百分表用数字计数器计数和读数，又称为数显百分表，如图2—32所示。
数显百分表的测量范围为0~30mm，分辨率为0.01mm。其特点是体积小，质量小，功耗小，测量速度快，结构简单，便于实现机电一体化，且对环境要求不高。
图2—32 数显百分表
使用百分表时的注意事项
1、百分表应固定在磁性表座或百分表支架上使用，可以调节百分表的上下、前后、左右位置。如图2—33所示。
图2—33 百分表的装夹方法
a) 固定在磁性表座上 b) 固定在百分表支架上
操作提示
2、测量前，应转动罩壳使表的长指针对准“0”刻线。
3、测量杆的行程不要超过它的示值范围，以免损坏表内零件。
4、提压测量杆的次数不要过多，距离不要过大，以免损坏机件及加剧零件磨损。
5、测量平面或圆形工件时，钟表式百分表的测头应与平面垂直或与圆柱形工件的中心线垂直，如图2—34所示。
6、为避免剧烈振动和碰撞，不要使测量头突然撞击在被测表面上，以防止测杆产生弯曲变形，更不能敲打表的任何部分。
7、严防水、油、灰尘等进入表内，不要随便拆卸表的后盖。百分表使用完毕要擦净放回盒内，使测量杆处于自由状态，以免表内弹簧失效。
图2—34 用百分表检测工件外圆跳
动误差时的测头位置
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一、积屑瘤
用中等切削速度切削钢料或其它塑性金属，有时在车刀前面上近切削刃处牢固地粘着一小块金属，这就是积屑瘤（图2-35所示）。
1、积屑瘤的形成
图2－35 积屑瘤 图2—36 积屑瘤对加工的影响
2、积屑瘤对加工的影响
1）保护刀具 积屑瘤的硬度约为工件材料硬度的2～3倍，好象一个刃口圆弧半径较大的楔块，能代替切削刃进行切削，减少了刀具的磨损。
2）增大实际前角 积屑瘤能使刀具实际前角γ瘤增大至30°～35°（图2—36），因而减少了切屑变形，降低切削力。
3）影响工件表面质量和尺寸精度 积屑瘤通常是不稳定的。它时大时小，时长时灭，在切削过程中，一部分积屑瘤被切屑带走，一部分嵌入工件已加工表面，使工件表面形成硬点和毛刺，表面粗糙度变大。同时，积屑瘤的产生也会改变切削深度，因而影响工件的尺寸精度。
一般来说，积屑瘤对粗加工是有利的；而精加工则应尽量避免其产生。
3、影响积屑瘤的主要因素
切削速度对积屑瘤的形成影响最大。
用中等切削速度（15～30m/min时）切削塑性金属材料时，最易产生积屑瘤。
切削速度达到70m/min以上时，切削温度很高，切屑底层金属变软，磨擦系数明显下降，一般不会产生积屑瘤。
低速切削（5m/min以下），切削温度达不到冷焊温度，不会产生积屑瘤。
由此可见，在精加工时，为了避免产生积屑瘤，减小工件表面粗糙度，采用高速钢车刀低速切削（5m/min以下），或硬质合金车刀高速切削（70m/min以上）可避免和减少积屑瘤的产生。
此外，增大前角γ。，减少进给量f，减小前刀面表面粗糙度值和注入充分的切削液，都可减少积屑瘤的产生。
二、工件表面粗糙度的控制
1、影响表面粗糙度的因素 影响工件表面粗糙度的因素有以下几点：
（1）残留面积
如图2－37所示。这些在已加工表面上未被切去部分的截面积，称为残留面积。残留面积越大，高度越高，则表面粗糙度越大。
图2—37 残留面积
（2）积屑瘤
用中等切削速度切削塑性金属产生积屑瘤后，因积屑瘤既不规则又不稳定，一方面其不规则部分代替切削刃切削，留下深浅不一的痕迹；另一方面一部分脱落的积屑瘤嵌入已加工表面，使之形成硬点和毛刺，表面粗糙度变大。
（3）振动
刀具、工件或机床部件产生周期性的振动会使已加工表面出现周期性的振纹，使表面粗糙度明显变大。
2、减小工件表面粗糙度的方法
（1）减小残留面积高度
车削时，如果因工件表面残留面积（见图2—38a）轮廓清楚（刀痕明显）而造成表面粗糙度大，可采取以下措施去改善：
图2—38 常见表面粗糙度值大的现象
a) 残留面积 b) 毛刺 c) 切屑拉毛 d) 振纹
1）减小主偏角和副偏角 一般情况下，减小副偏角对减小表面粗糙度值效果较明显。
2）增大刀尖圆弧半径
3）减小进给量 进给量 是影响表面粗糙度最显著的一个因素，进给量 越小,残留面积高度H越小。
（2）防止工件表面产生毛刺
工件表面毛刺（见图2—38b）一般是因为积屑瘤而引起的。可用改变切削速度的方法来控制积屑瘤的产生。用高速钢刀车削时，取切削速度 ＜3m/min，并加注切削液；用硬质合金车刀车削时，取切削速度 ＞70m/min。另外应尽量减小车刀前、后刀面的表面粗糙度值。
（3）防止切屑拉毛加工表面
如图2—38c所示。选用正值刃倾角的车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采取卷屑或断屑措施。
（4）防止和消除振纹（见图2—38d）
防止和消除振纹可从以下几方面入手：
（1）机床方面 调整车床主轴间隙，提高回转精度；调整滑板镶条，使间隙小于0.04mm并使其移动平稳、轻便。
（2）刀具方面 合理选择刀具几何参数，保持切削刃光滑和锋利；提高刀具的装夹刚度。
（3）工件方面 提高工件的装夹刚度，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等。
（4）切削用量方面 选用较小的背吃刀量和进给量，改变切削速度。
（5）合理选用切削液，保证充分冷却和润滑
选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。
一、准备工作
1、工件毛坯
图2—14所示经过粗车的半成品。
2、工艺装备
普通车床配三爪自定心卡盘，前、后顶尖，鸡心夹头，0.02mm/（0~150）mm的游标卡尺，25~50mm的千分尺，百分表，45°车刀，90°精车刀。
二、车削步骤
台阶轴精车的操作步骤见表2－5。
任务实施
表2－5 台阶轴的精车操作步骤
工序步骤 操作步骤内容 工序简图
一、修研中心孔（对精度要求很高的工件） 1、用三爪自定心卡盘夹住油石的圆柱部分
2、在两顶尖间装夹已粗车的工件。
3、主轴低速旋转，手握工件分别修研两端中心孔
二、车削前顶尖 1、用活扳手将小滑板转盘上的前、后螺母拧松
2、将小滑板逆时针方向转30°，使小滑板上的基准“0”线与30°刻线对齐，然后锁紧转盘螺母
3、用双手配合均匀且不间断地转动小滑板手柄，手动进给分层车削前顶尖锥面（车刀应对准中心高）
4、再将转盘上的螺母拧松，将小滑板恢复到原来位置后再紧固
修研中心孔
车削前顶尖
精车Ф（50±0.1）㎜外圆
工序步骤 操作步骤内容 工序简图
三、在两顶尖间装夹工件 1、用鸡心夹夹紧台阶轴右端Ф39mm的外圆处，并使夹头的拨杆伸出工件轴端
2、根据工件长度调整好尾座位置并紧固
3、将夹有夹头一端工件的中心孔放置在前顶尖上，并使夹头的拨杆贴近卡盘的卡爪侧面
4、同时用右手摇动尾座手轮，使后顶尖顶入工件中心孔
5、支顶合适后将尾座套筒的固定手柄压紧
四、精车台阶轴的左端 1、选取背吃刀量αp=0.48mm，进给量
= 0.1~0.2mm，转速n=500r/min
2、将90°车刀调整至工作位置，精车
Ф50±0.1mm的外圆，表面粗糙度Ra值达
到3.2 μm
工序步骤 操作步骤内容 工序简图
四、精车台阶轴的左端 1、精车左端Ф40 mm外圆
至尺寸要求 ，长度为50±0.1
mm，表面粗糙度值Rα值达
到3.2μm，圆柱度误差小于
等于0.015mm
2、用45°车刀倒角C1.5mm
倒角
精车Ф40㎜外圆
工序
步骤 操作步骤内容 工序简图
五、精车台阶轴的右端
1.工件调头，用两顶尖装夹（铜皮垫在Ф40mm的外圆处）
2.精车右端外圆Ф38mm，长89.5mm至尺寸要求，表面粗糙度Rα值达到1.6μm，径向圆跳动误差小于等于0.03mm
3. 用45°车刀倒角C1.5mm
精车Ф38 × 89.5mm外圆
操作提示：
⒈鸡心夹必须牢靠地夹住工件，以防止车削时移动、打滑，损坏工件和车刀。
⒉注意安全，防止鸡心夹勾住工作服伤人。
3. 精车台阶时，应在机动进给精车外圆至接近台阶处改动为手动进给。
4. 当车至台阶面时，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，以确保其对轴线的垂直度要求。
轴类工件的车削质量分析
车削轴类工件时，产生废品的原因及预防方法见表2—6。
知识链接
表2—6 车削轴类工件时产生废品的原因及预防方法
废品类型 产 生 原 因 预 防 方 法
尺寸精度达不到要求 ⒈看错图样或刻度盘使用不当
⒉没有进行试车削
⒊量具有误差或测量不准确
⒋由于切削热影响使工件尺寸发生变化
⒌机动进给没有及时关闭，使车刀进给长度超过台阶长度 ⒈看清楚图样的尺寸要求，正确使用刻度盘，看清楚刻度值
⒉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
⒊量具使用前必须检查和调整零位，正确掌握测量方法
⒋不能在工件温度较高时测量
⒌注意及时关闭机动进给；或提前关闭机动进给，再手动进给到所要求的长度尺寸
产生锥度 ⒈用一夹一顶或两顶尖装夹工件时，后顶尖轴线与主轴轴线不重合
⒉用小滑板车外圆时，小滑板的位置不正，即小滑板转盘的基准刻线不对“0”位
⒊用卡盘装夹纵向进给车削时，床身导轨与车床主轴轴线不平行
⒋装夹工件时悬伸较长，车削时因切削力的影响使前端让开，产生锥度
⒌车刀中途逐渐磨损 ⒈车削前必须检查尾座，有偏移则进行调整。
⒉检查小滑板转盘的基准刻线是否对“0”，不对则进行调整
⒊检查车床主轴，其轴线应与床身导轨平行，否则应作调整
⒋尽量减小工件的悬伸长度，或采用后顶尖支顶，以提高装夹刚度
⒌选用合适的刀具材料
废品类型 产 生 原 因 预 防 方 法
圆度超差 ⒈车床主轴间隙太大
⒉毛坯余量不均匀，车削过程中背吃刀量变化太大
⒊工件用两顶尖装夹时，中心孔接触不良，或后顶尖顶得不紧，或前、后顶尖产生径向跳动 ⒈车削前检查主轴间隙，并将其调整合适。如主轴轴承磨损严重，则需更换。
⒉经半精车后再精车。
⒊工件用两顶尖装夹时必须松紧适当，若顶尖产生径向跳动，应及时修复或更换。
表面粗糙度达不到要求 ⒈车床刚度不够，如滑板镶条太松，传动零件（如带轮）不平衡或主轴间隙大引起振动
⒉车刀刚度不够或伸出太长引起振动
⒊工件刚度不够引起振动
⒋车刀几何参数不合理，如选用过小的前角、后角和主偏角等；或车刀严重磨损
⒌切削用量选用不当 ⒈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等）
⒉提高车刀刚度及正确装夹车刀
⒊提高工件的装夹刚度
⒋需用合理的车刀几何参数（如适当增大前角，选择合理的后角和主偏角等）；重磨车刀
⒌进给量不宜太大，精车余量和切削速度应选择恰当
续表(共35张PPT)
选用及刃磨车刀
粗车台阶轴
精车台阶轴
车槽（切断）
任务一
任务二
任务三
任务四
台阶轴是机器中最常用的零件之一，如图2—1所示。
图2—1 台阶轴
1—倒角 2—端面 3—台阶 4—外圆 5—沟槽 6—中心孔
任务四 车槽（切断）
1.了解沟槽的种类。
2.掌握车槽和切断刀的几何参数及刃磨要求。
3. 掌握车槽刀的装夹方法。
4.掌握车沟槽的方法及沟槽的检测。
按图2—39所示的台阶轴车槽工序图，将外沟槽车至要求。
学习目标
工作任务
图2—39 台阶轴车槽工序图
用车削方法加工工件的沟槽称为车槽。
一、沟槽的种类
外圆及轴肩部分的沟槽通常称为沟槽。如图2—40所示。
图2—40 常见的外沟槽
a) 外圆沟槽 b) 45°轴肩槽 c) 外圆端面轴肩槽 d) 圆弧轴肩槽
相关知识
二．车槽（切断）刀
按切削部分的材料不同，车槽刀分为高速钢车槽刀和硬质合金车槽刀两种。
1、高速钢车槽（切断）刀
（1） 高速钢车槽（切断）刀的几何形状（如图2-41所示）
图2—41 片状高速钢车槽（切断）刀
1—前面 2—副切削刃 3—副后面 4—主后面 5—主切削刃
高速钢车槽刀几何参数的选择原则见表2—7。
表2—7 高速钢车槽（切断）刀几何参数的选择原则
角度 符号 作用和要求 数据和公式
主偏角 κr 车槽刀以横向进给为主 κr =90°
副偏角 κr＇ 车槽刀的两个副偏角必须对称，其作用是减小副切削刃与工件已加工表面间的摩擦 取κr＇=1°～1°30′
前角 前角增大能使车刀刃口锋利，切削省力，并使切屑顺利排出 车削中碳钢工件时，取 =20°～30°；车削铸铁工件时，取 =0°～10°
后角 减小车槽刀主后面与工件过渡表面间的摩擦 一般取 =5°～7°
副后角 减小车槽刀副后面与工件已加工表面间的摩擦。考虑到车槽刀的刀头狭而长，两个副后角应取较小 车槽（切断）刀有两个对称的副后角，取 =1°～2°
角度 符号 作用和要求 数据和公式
刃倾角 λs 使切屑呈直线状并自动流出，然后再卷成“宝塔形”切屑，即锥盘旋状切屑，则不会堵塞在工件槽中 通常λs =0°，也可取λs =3°，一般可取左高右低，
主切削刃宽度 a 车狭窄的外沟槽时，将车槽刀的主切削刃宽度刃磨成与工件槽宽相等。对于较宽的沟槽，选择好车槽刀的主切削刃宽度 a，分几次车出 一般采用经验公式计算：
α≈ （0.5～0.6）
式中d — 工件直径，mm
刀头
长度 L 刀头长度要适中。刀头太长容易引起振动，甚至会使刀头折断 一般采用经验公式计算：
L=h+（2～3）mm
式中h为切入深度，切断刀的刀头长度如图2—42所示
续表
例3－１ 切断外径为３６ｍｍ，孔径为１６ｍｍ的空心工件，试计算切断刀的主切削刃宽度和刀头长度。
图2—42 切断刀的刀头长度
a)切断实心工件时 b)切断空心工件时
≈(0.5～0.6）
=(0.5～0.6)
L=h+(2～3)mm=
+(2～3)=12～13mm
=3～6mm
解：　　　　　　　　
为了使切削顺利，在切断刀的弧形前面上磨出卷屑槽，卷屑槽的长度应超过切入深度，但卷屑槽不可过深，一般槽深为0.75～1.5mm，否则会消弱刀头强度。
(2)高速钢弹性车槽（切断）刀
高速钢刀片装夹在弹性刀柄使用，如图2—43所示。
图2—43 弹性车槽（切断）刀及其应用
a)弹性车槽刀 b)应用
（3）高速钢反切刀
反向切断法即工件反转，车刀反装进行切断，如图2—44所示，适用于大直径工件的切断。
图2—44 反切刀及其应用
a)反切刀 b)反切刀的应用
2.硬质合金车槽
（切断）刀
如图2—45所示为硬质合金车槽（切断）刀，为了提高刀头的支撑刚度，常将车槽刀的刀头下部做成凸圆弧形（鱼肚形）。
图2—45 硬质合金车槽（切断）刀
三、车槽（切断）时切削用量的选择
1、背吃刀量αp
车槽时的背吃刀量等于车槽刀主切削刃宽度。
2、进给量 和切削速度
车槽时进给量 和切削速度 的选择见表2—8。
表2—8 车槽时进给量和切削速度的选择参考
刀具材料 高速钢车槽刀 硬质合金车槽刀
工件材料 钢料 铸铁 钢料 铸铁
进给量 （mm/r） 0.05～0.1 0.1～0.2 0.1～0.2 0.15～0.25
切削速度 （m/min） 25～30 15～25 60～0 50～70
四、车槽的方法
1、车精度不高且宽度较窄的沟槽时，可用主切削刃宽度a等于槽宽的车槽刀,采用直进法一次进给车出,如图2—46所示。
图2—46 用直进法车沟槽 图2—47 沟槽的精车
2.车精度要求较高的沟槽时，一般采用两次进给车成。第一次进给车沟槽时，槽壁两侧留有精车余量，第二次进给时用等宽车槽刀修整。也可用原车槽刀根据槽深和槽宽进行精车，如图2—47所示。
3.车削宽度较大的沟槽时，可用多次直进法切割，如图2—48所示，并在槽壁两侧留有精车余量，然后根据槽深和槽宽精车至尺寸要求。
图2—48 宽度较大的沟槽的车削
五、沟槽的检测
1、当沟槽精度要求不高，宽度较窄时，可用游标卡尺测量其直径（见图2—49），用钢直尺测量其槽宽（见图2—50）。
图2—49 用游标卡尺测量沟槽直径
图2—50 用钢尺测量沟槽宽度
2、对于精度要求较低的沟槽，可用钢直尺和外卡钳分别测量其宽度和直径，如图2—51所示。
图2—51 用钢直尺和外卡钳测量矩形沟槽的宽度和直径
3、对于精度要求较高的沟槽，通常用千分尺测量其直径（见图2—52a），并用样板检查其宽度（见图2—52b）。
图2—52 检测精度要求较高的沟槽
a) 用千分尺测量沟槽直径 b) 用样板检查沟槽宽度
六、切断时容易产生的问题及注意事项
1、切断后端面产生凹凸不平的原因
图 2-53 工件端面产生凹凸
（1）切断刀两侧刀尖刃磨或磨损不一致，切断中造成让刀，使工件端面产
生凹凸。
（2）主切削刃与轴线不平行，夹角较大，在切削力作用下刀头偏斜，使切断的工件端面产生凹凸，如图2-53所示。
（3）切断刀安装歪斜，两副偏角不对称，其中一侧副切削刃与工件端面相接触挤压工件端面 ，使切断的工件端面
产生凹凸。
2、切断时产生振动的原因
（1）主轴轴承间隙过大。
（2）切断时转速过高，进给量过小。
（3）切断的棒料过长，在离心力作用下产生振动。
（4）切断刀远离工件支撑点或切断刀伸出过长。
（5）工件刚度不足。
3、切断刀折断的原因
（1）工件装夹不牢固，切断部位远离卡盘夹持处，切断时在切削力的作用下工件被抬起而打断切断刀。
（2切断时排屑不畅而产生堵屑，造成切削部位负荷增大而折断刀头。
（3）切断刀的副偏角和副后角磨得过大，降低了切断刀的强度。
（4）切断刀主切削刃与工件轴线不平行，切断时被挤偏而折断。
（5）切断刀前角过大，切削时进给量过大。
（6）床鞍、中滑板、小滑板间隙过大，切断时产生“扎刀”而折断刀头。
4、不能在一夹一顶装夹中直接切断工件，可在工件将要切断时退出尾座顶尖，将工件折断或拆下工件将其敲断。工件不能在两顶间装夹时切断。
一、选用、刃磨和装夹车槽刀
1、准备工作
工艺装备：砂轮机、粒度号为46#～60#和80#～120#的白色氧化铝砂轮、油石、12mm×4mm的高速钢刀片。
量具：钢直尺、90°角度样板、0.02mm/（0～150）mm的游标卡尺。
2、操作步骤
切槽刀的刃磨与装夹操作步骤见表2－9。
任务实施
2－9 切槽刀的刃磨与装夹
粗磨左侧副后面 粗磨右侧副后面
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
一、选用车槽刀 刀具材料：高速钢刀片，横截面尺寸为12mm×4mm
几何参数：主切削刃宽度α=3mm，刀头长度L=11mm，主偏角=90°，前角 =25°，后角
= 6°，副后角 = 1°30′
二、粗磨车槽刀 1.选择砂轮 选用粒度号为46#～60#、硬度为H～K的白色氧化铝砂轮
2.粗磨两侧副后面 两手握刀，车刀前面向上，同时磨出左侧副后角 =1°30′和副偏角 =1°30′。同理，磨出右侧副偏角和副后角。对于主切削刃宽度，要注意留出0.5mm的精磨余量
3.粗磨主后面 两手握刀，车刀前面向上，磨出主后面，保证后角 =6°
4.粗磨前面 两手握刀，车刀前面对着砂轮磨削表面，粗磨前面和卷屑槽，保证前角 =25°
粗磨主后面 粗磨前面
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
三、精磨车槽刀 1.精磨车槽刀时选用粒度为80#～120#、硬度为H～K的白色氧化铝砂轮
2.修磨主后面，保证主切削刃平直
3.修磨两侧副后面，保证两副后角和两副偏角对称，主切削刃宽度 =3mm（工件槽宽）
4.修磨卷屑槽，保持主切削刃平直、锋利
5.修磨刀尖，可在两刀尖处各磨出一小圆弧过渡刃
四、车槽刀的装夹 1.把刃磨好的车槽刀装夹在刀架上，首先要符合车刀装夹的一般要求，如车槽刀不宜伸出过长等
2.车槽刀的主切削刃必须与工件轴线平行
3.车槽刀的中心线必须与工件轴线垂直，以保证两个副偏角对称。可用90°角尺检查车槽刀的两个副偏角的对称情况
用90 角度尺检查车槽刀的两个副偏角
续表
3、刃磨车槽刀容易出现的问题（见表2－10）
表2—10 刃磨车槽刀时容易出现的问题及正确要求
名称 缺陷类型 后果 正确要求
前
面
卷屑槽太深 刀头强度低，容易使刀头折断
卷屑槽刃磨正确
前面被磨低 切削不顺畅，排屑困难，切削负荷大，刀头易折断
名称 缺陷类型 后果 正确要求
副
后
角
副后角为负值
与工件侧面发生摩擦，不能正常切削
副后角的检查
副后角太大
刀头强度低，车削时刀头易折断
续表
名称 缺陷类型 后果 正确要求
副
偏
角
副偏角太大
刀头强度低，容易折断
副偏角为负值
不能正常车削，切削负荷大
副切削刃不平直
不能车削高台阶的工件
左侧刃磨太多
副偏角刃磨正确
二、车槽
1、准备工作
工件毛坯：精车后的台阶轴，如图2—54所示。
工艺装备：普通车床、三爪自定心卡盘、后顶尖、高速钢
车槽刀。
量具：0.02mm/（0～150）mm的游标卡尺。
2、操作步骤
台阶轴车槽操作步骤见表2－11。
表2－11 台阶轴切槽操作步骤
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
一、装夹工件 1.两顶尖装夹工件，鸡心夹螺钉压工件处垫铜皮
2.选取进给量 =0.15mm/r,将车床主轴转速调整为200r/min
二、对刀 1. 启动车床，左手摇动床鞍手轮，右手摇动中滑板手柄，使刀尖趋近并轻轻接触工件右端面进行对刀，然后横向退刀
2.记住床鞍刻度盘的刻度
对刀
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
三、确定沟槽位置 摇动床鞍手轮，利用床鞍刻度盘的刻度使车刀向左移动90mm，确定沟槽位置
刀具移至沟槽位置
四、试车沟槽 1.转动中滑板手柄，使车刀轻触工件φ50mm外圆，记下中滑板刻度值，或把此位置调至中滑板刻度盘的“0”位，用以作为横向进给的起点
2.算出中滑板的横向进给量，中滑板应进给160格
3.横向进给车削工件2mm左右，横向快速退出车刀
4.停车，测量沟槽左侧槽壁与工件右端之间的距离，根据测量结果，利用小滑板刻度盘相应调整车削位置，直至测量结果符合要求
试车沟槽
续表
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
五、车沟槽 双手均匀摇动中滑板手柄，车外沟槽至φ（34±0.15）mm
车外沟槽
六、倒角 1.将45°车刀调整至工作位置，车床主轴转速为500r∕min。
2.倒角C1.5mm
倒角
续表
操作步骤 操作步骤内容 工序简图
七、检测 1.用游标卡尺测量沟槽的位置尺寸(90 ±0.15 ）mm。
2.用游标卡尺测量沟槽的宽度a=（3 ±0.1) mm
3.用游标卡尺测量沟槽尺寸3mm×2mm。
4.检查倒角C1.5mm
续表
3、车外沟槽时产生废品的原因及预防
车外沟槽时产生废品的原因及预防方法见表2—12。
表2—12 车外沟槽时产生废品的原因及预防方法
废品种类 产生原因 预防方法
沟槽的宽度不正确 1.车槽刀主切削刃刃磨得不正确
2.测量不正确 1.根据沟槽宽度刃磨车槽刀
2.仔细、正确测量
沟槽位置不对 测量和定位不正确 正确定位，并仔细测量
沟槽深度不正确 1.没有及时测量
2.尺寸计算错误 1.车槽过程中及时测量
2.仔细计算尺寸，对留有磨削余量的工件，车槽时必须把磨削余量考虑进去
沟槽槽底一侧直径大，一侧直径小 车槽刀的主切削刃与工件轴线不平行 装夹车槽刀时必须使主切削刃与工件轴线平行
废品种类 产生原因 预防方法
槽底与槽壁相交处出现圆角，槽底中间直径小、靠近槽壁处直径大 1.车槽刀主切削刃不直或刀尖圆弧太大
2.车槽刀磨钝 1.正确刃磨车槽刀
2.车槽刀磨钝后应及时修磨
槽壁与工件轴线不垂直，使内槽狭窄而外口大，呈喇叭形 1.车槽刀磨钝后让刀
2.车槽刀角度刃磨不正确
3.车槽刀的中心线与工件轴线不垂直 1.车槽刀磨钝后应及时刃磨
2.正确刃磨车槽刀
3.装夹车槽刀时应使其中心线与工件轴线垂直
槽底与槽壁产生小台阶 多次车削时接刀不当 正确接刀，或留出一定的精车余量
表面粗糙度达不到要求 1.两副偏角太小，产生摩擦
2.切削速度选择不当，没有加注切削液润滑
3.切削时产生振动
4.切屑拉毛已加工表面 1.正确选择两副偏角的数值
2.选择适当的切削速度，并浇注切削液润滑
3.采取防振措施
4.控制切屑的形状和排出方向
续表(共21张PPT)
选用及刃磨车刀
粗车台阶轴
精车台阶轴
车槽（切断）
任务一
任务二
任务三
任务四
台阶轴是机器中最常用的零件之一，如图2—1所示。
图2—1 台阶轴
1—倒角 2—端面 3—台阶 4—外圆 5—沟槽 6—中心孔
学习目标
1. 能合理选用车台阶轴用的车刀。
2.了解粗、精车的特点及粗、精车刀的区别。
3. 能正确刃磨粗车刀和精车刀。
工作任务
选择车削图2－1台阶轴用的车刀。
任务一 选用及刃磨车刀
一、粗、精车的特点及对粗车刀和精车刀的要求
1．粗车的特点及对粗车刀的要求
选择粗车刀几何参数的一般原则是：
（1）选择75°左右的主偏角，小主偏角车削时容易引起振动，
75°主偏角车刀既能承受较大的切削力，又有利于切削刃散热。
（2）为了增加刀头强度，前角 和后角 应选较小。
（3）刃倾角宜取λs=-3°～0°，以增加刀头强度。
（4）粗车塑性金属（如中碳钢）时，为使切屑能卷曲折断，应磨出断屑槽。断屑槽的尺寸主要取决于背吃刀量和进给量。
（5）应修磨出过渡刃和倒棱，以增加刀尖和刀刃强度。
相关知识
＝（0.5～0.8） ，倒棱前角 ＝-10°～-5°，如图2—3所示。
过渡刃能增加刀尖强度，改善刀尖处的散热条件，使车刀耐用。过渡刃有直线型(图2－2a)和圆弧型(图2－2b)两种。直线型过渡刃通常取过渡刃偏角 ＝0.5～2mm。
为了增加切削刃的强度，在主切削刃上磨出倒棱，倒棱宽度
，过渡刃长度
＝
图2—2 过渡刃
a)直线型 b)圆弧型
图2—3 倒棱
2．精车的特点及对精车刀的要求
精车刀几何参数的选择如下：
（1）取较小的副偏角 ，可减小工件表面粗糙度值。
（2）前角 取较大，使车刀锋利，切削轻快。
（3）后角 取较大些，以减小车刀和工件之间的摩擦。
（4）选用正值刃倾角，即λs=3°~8°，以控制切屑排向工件的待加工表面。
（5）精车塑性金属时，为保证排屑顺利，前面应磨出较窄的断屑槽。
二、车台阶轴常用的车刀
按进给方向的分类和判别方法见表2—1。
（6）为减小工件的表面粗糙度值，可在副切削刃上磨出修光刃。修光刃长度一般取 =（1.2~1.5） ，并应与进给方向平行,如图2—4所示。
图2—4 修光刃
表2-1 车刀的分类和判别
车 刀 右偏刀 左偏刀
45°车刀
（弯头车刀）
75 °车刀
90°车刀
说明 右偏刀的主切削刃在刀柄左侧，由车床的右侧向左侧纵向进给 左偏刀的主切削刃在刀柄右侧，由车床的左侧向右侧进给
1、45°车刀
45°车刀的刀尖角 =90°，刀尖强度和散热性都较好。常用于车削工件的端面及进行45°倒角，有时也用于粗车刚性好的工件外圆，如图2—5所示。
图2—5 45 车刀的应用
1,3,6—右偏刀 2，4，5—左偏刀
2、75°车刀
75°车刀的刀尖角εr＞90°，刀尖强度高，较耐用。 75°右偏刀适用于粗车台阶轴的外圆，如图2—6a所示，也可用于对加工余量较大的铸、锻件外圆进行强力车削；75°左车刀还适用于车削铸、锻件的大端面，如图2—6b所示。
图2—6 75 车刀的应用
a)用75 右车刀车外圆 b)用75 左车刀车端面
用右偏刀车端面时，如果车刀由工件外缘向中心进给，则是用副切削刃车削。当背吃刀量较大时，因切削力的作用会使车刀扎入工件而形成凹面（见图2—7a）。采用由中心向外缘进给车端面，仍利用主切削刃进行车削（见图2—7b），质量易于保证，但背吃刀量应小些。
3、90°车刀
右偏刀主要用于车外圆，也可用于车削余量小的端面和右向台阶。左偏刀一般用于从床头往尾座方向走刀车削外圆和左向台阶、以及车削直径较大、余量较多的端面。
图2—7 车端面
a)右偏刀由外缘向中心进给形成凹面
b)右偏刀由中心向外进给
任务实施
一、选择车刀
车削如图2—1所示的台阶轴时，可选用45°车刀、90°车刀、75°车刀和车槽刀，如图2—8所示。
图2—8 车台阶轴用的车刀
1—45 车刀 2—90 车刀 3—75 车刀 4—车槽刀
（4）刃倾角λs=0°。
（5）断屑槽宽度 =4mm。
（3）后角 = 5°~7°，副后角 =5°~7°。
（2）前角 =15°。
（1）主偏角 =45°，副偏角 =45°。
1、45°硬质合金车刀
如图2—9所示为车钢料用的45°硬质合金车刀，用于车削台阶轴的端面并进行45°倒角，几何参数选择如下：
图2—9 45 硬质合金车刀
（2）后角 =5～9°，副后角 =5～9°。
（1）主偏角 =75°，副偏角 =8°。
2、 75°硬质合金粗车刀
图2—10所示为典型的75°硬质合金粗车刀，用于粗车台阶轴的外圆，几何参数选择如下：
（4）断屑槽宽度LBn=4mm，断屑槽深度CBn=0.6mm。
（3）刃倾角λs= -10°～-5°。
（5）倒棱宽度 =（0.5～0.8） ，倒棱前角 =－5°。
图2—10 典型75 硬质合金粗车刀
3、90°硬质合金精车刀
图2—11所示为车削钢料用的典型90°硬质合金精车刀，又称偏刀。主要用于车削台阶轴的外圆和台阶，其应用如图2—12所示。90°车刀的几何参数选择如下：
（1）主偏角 =90°，副偏角 =6°。
（2）前角 =15°。
（3）后角 =8°~11°，副后角 =8°~11°。
（4）刃倾角λs=5°。
（5）尽量取较窄的断屑槽宽度LBn。
（6）刀尖圆弧rε=0.2~0.4mm 。
（7）倒棱宽度br1=0.5 ，倒棱前角r01=-5°。
图2—11 典型90 硬质合金精车刀 图2—12 90 车刀的应用
4、车槽刀
当工件槽宽较窄时，通常选择主切削刃宽度等于工件槽宽的车槽刀直接车出。
横槽精车刀如图2—13所示，其主要特点为径向前角大，在主切削刃上磨有较大的正值刃倾角（λs＝15°～30°），可保证切屑排向工件待加工表面。应注意的是，用这种车刀车削时只能选用较小的背吃刀量（ ＜0.5mm）。
图2—13横槽精车刀
知识链接
横槽精车刀
二、 选用车刀材料
加工如图2—1所示的台阶轴，工件材料为45钢，车削工件的外圆、台阶和端面时常选用硬质合金车刀 ，粗车时选用P30的硬质合金，半精车时选用P10的硬质合金，精车时选用P01的硬质合金。 车槽或切断时可使用高速钢车刀 ，其牌号为W18Cr4V或W9Mo3Cr4V；也可使用P10的硬质合金。

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