車工工藝學(xué)（第六版）課件：車復(fù)雜工件

車復(fù)雜工件§7-1在花盤上裝夾工件§7-2車偏心工件§7-3車曲軸§7-4車細長軸§7-5車薄壁工件常見的復(fù)雜工件a)對開軸承座b)、c)十字孔工件d)雙孔連桿e)齒輪泵泵體f)偏心凸輪g)曲軸h)環(huán)首螺釘§7-1在花盤上裝夾工件一、常用的車床附件常見的復(fù)雜工件a）對開軸承座b）、c）十字孔工件d）雙孔連桿e）齒輪泵泵體f）偏心凸輪g）曲軸h）環(huán)首螺釘1.花盤花盤是一個鑄鐵大圓盤，盤面上有很多長短不等呈輻射狀分布的T形槽，用于安裝方頭螺栓，把工件緊固在花盤盤面上，花盤可以直接安裝在車床主軸上，其盤面必須與車床主軸軸線垂直?且盤面平整，表面粗糙度值Ra≤1.6μm。2.角鐵角鐵又稱為彎板，是用鑄鐵制成的車床附件，通常有兩個相互垂直的表面。角鐵上有長短不同的通孔，用以安裝連接螺釘。角鐵的工作表面和定位基面必須經(jīng)過磨削或精刮削，以確保角度準確且接觸性能良好。通常角鐵與花盤一起配合使用。3.方箱方箱又稱方筒，是用鑄鐵制成的具有6個工作面的空腔正方體或長方體，其中一個工作面上有V形槽?？筛鶕?jù)需要制作各種規(guī)格的等高方箱及長方筒。

方箱用于復(fù)雜工件平行度和垂直度誤差的檢驗及劃線時支撐工件。方箱各工作面不能有銹跡、劃痕、裂紋、凹陷等缺陷；非工作面應(yīng)清砂、涂漆，棱邊倒角。4.V形架V形架的工作面是一條V形槽?？筛鶕?jù)需要在V形架上加工出幾個螺孔或圓柱孔，以便用螺釘把V形架固定在花盤上或把工件固定在V形架上。5.方頭螺栓方頭螺栓

的頭部做成方形，使其在花盤背面的T形槽中不能轉(zhuǎn)動，其長度也可以根據(jù)裝夾要求做成長短不同的尺寸。6.壓板壓板可根據(jù)需要做成單頭、雙頭和高低長度不同的各種規(guī)格。它的上面銑有腰形長槽，用來安插螺栓，并使螺栓在長槽中移動，以調(diào)整夾緊力的位置。7.平墊鐵平墊鐵安裝在花盤或角鐵上，可作為工件的定位基準平面或?qū)蚱矫妗?.平衡鐵在花盤或角鐵上裝夾的工件大部分是質(zhì)量偏于一側(cè)的，這樣不但影響工件的加工精度，還會引起振動而損壞車床的主軸和軸承。因此，必須在花盤偏重的對面裝上適當(dāng)?shù)钠胶忤F，平衡鐵可以用鑄鐵或鋼制成，但為了減小體積，也可用密度較大的鉛做成。二、在花盤上裝夾工件1.雙孔連桿的裝夾雙孔連桿（1）加工雙孔連桿的第一孔在花盤上裝夾雙孔連桿的方法1—雙孔連桿2、4—方頭螺栓3—壓板5—V形架6—花盤（2）加工雙孔連桿的第二孔用定位圓柱找正中心距的方法1—定位圓柱2—緊固螺母3—主軸錐孔中的定位心軸4—花盤2.在花盤上裝夾十字孔工件在花盤上裝夾十字孔工件的方法１—花盤２—Ｖ形架３—Ｖ形壓板４—工件三、在花盤上保證幾何公差要求的方法1.對于幾何公差要求高的工件，其定位基準面必須經(jīng)過平面磨削或精刮削，基準面要求平直，從而保證其與花盤的定位基準面接觸良好。2.花盤的定位基準面的幾何公差，要小于工件幾何公差的1/2。因此，花盤平面最好在本身車床上精車出來。3.要防止工件因夾緊力過大而變形。4.在花盤上裝上工件以后，必須經(jīng)過平衡。5.車床主軸間隙不得過大，導(dǎo)軌必須平直，以保證工件的幾何公差?！?-2車偏心工件偏心工件ａ)偏心軸ｂ)偏心套一、車削偏心工件的方法1.在兩頂尖間車偏心軸在兩頂尖間車偏心軸2.在四爪單動卡盤上車偏心工件在四爪單動卡盤上車偏心工件3.在三爪自定心卡盤上車偏心工件在三爪自定心卡盤上車偏心工件１—三爪自定心卡盤２—墊片３—偏心工件墊片厚度可用以下近似公式計算：x

=1.5e+k

k≈1.5ΔeΔe

=e-e測式中x——墊片厚度，mm；e——工件偏心距，mm；k——偏心距修正值，其正負值按實測結(jié)果確定，mm；Δe——試切后的實測偏心距誤差，mm；e測——試切后的實測偏心距，mm。4.在雙重卡盤上車偏心工件在雙重卡盤上車偏心工件１—四爪單動卡盤２—三爪自定心卡盤３—偏心工件４—平衡鐵5.在花盤上車偏心工件在花盤上車偏心套１—定位塊２—壓板３—偏心套４—花盤6.在偏心卡盤上車偏心工件偏心卡盤１—絲杠２—底盤３—偏心體４—方頭螺栓５—三爪自定心卡盤６、７—測量頭7.在專用偏心夾具上車偏心工件（1）用偏心夾具車偏心工件用專用偏心夾具車偏心工件ａ)用螺釘緊固工件ｂ)用夾具變形緊固工件１、５—三爪自定心卡盤２、６—偏心夾具３—銅頭螺釘４、７—偏心工件８—狹槽（2）用偏心夾具鉆偏心中心孔用偏心夾具鉆偏心中心孔１—軟卡爪２—緊定螺釘３—偏心夾具４—偏心軸５—中心鉆二、偏心距的測量1.在兩頂尖間用百分表測量在兩頂尖間測量偏心距2.在Ｖ形架上用百分表間接測量在Ｖ形架上間接測量偏心距§7-3車曲軸曲軸實質(zhì)上是形狀比較復(fù)雜的偏心軸，也是一種偏心工件。一、曲軸的技術(shù)要求曲軸的相互位置精度要求曲軸除應(yīng)有較高的尺寸精度、形狀精度和較小的表面粗糙度值外，還應(yīng)具有下列相互位置精度要求：（1）曲柄頸軸線與主軸頸軸線之間的平行度。（2）曲柄頸在圓周上的等分精度。（3）曲柄頸的偏心距精度。2.曲軸的基本技術(shù)要求1）加工鋼質(zhì)曲軸毛坯需經(jīng)鍛制，以使金屬組織致密，強度提高。2）鍛造毛坯應(yīng)進行熱處理（正火或調(diào)質(zhì)處理），球墨鑄鐵鑄造毛坯也應(yīng)進行正火。3）不允許有裂紋、氣孔、砂眼、分層和夾渣等鑄造、鍛造缺陷。4）曲軸的軸頸及其與軸肩的連接圓角須光潔、圓滑，不允許有壓縮、凹坑、磕碰、拉毛、劃傷等現(xiàn)象，以防產(chǎn)生應(yīng)力集中而留下隱患。5）曲軸精加工后應(yīng)進行超聲波或磁粉探傷以及動平衡試驗。二、曲軸的加工特點1.由于曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅細長，又有多個曲拐，剛度較低，而且曲柄頸和主軸頸的尺寸精度、形狀精度要求較高，彼此間的幾何精度要求也較高，因此，曲軸的加工難度較大，工藝過程較復(fù)雜。2.加工曲軸的原理與加工偏心軸、偏心套相同，都是在工件的裝夾上采取適當(dāng)?shù)拇胧贡患庸げ课坏妮S線和車床主軸軸線重合。3.單拐曲軸的車削與較長偏心軸的車削方法基本相同，采用中心孔定位，在兩頂尖間裝夾。4.對于偏心距較大的曲軸，應(yīng)選擇剛度高、抗振性好、重心低的車床，而且車床各部分間隙應(yīng)該調(diào)整得較小，以提高其剛度。5.曲軸兩端的主軸頸尺寸一般較小，不能直接在軸端直接鉆出曲柄頸中心孔；曲軸剛度較低，車削中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧Ｈ?、車削曲軸的工藝措施1.預(yù)留工藝軸頸2.使用偏心夾板裝夾a）用定位鍵定位b）將偏心夾板固定在主軸頸上c）用螺釘定位1—定位鍵2—偏心夾板3—螺栓4—緊定螺釘偏心夾板的形式3.提高曲軸剛度a）增加支撐螺桿支撐b）增加木塊支撐1—支撐螺桿2—曲軸3—曲柄頸4—硬木塊四、曲軸偏心距的測量曲軸偏心距的測量五、偏心工件和曲軸的車削質(zhì)量分析§7-4車細長軸一、使用中心架支撐車細長軸1.中心架直接支撐在工件中間用中心架支撐車細長軸ａ)中心架的結(jié)構(gòu)ｂ)中心架的應(yīng)用１—架體２—調(diào)整螺釘３—支撐爪４—上蓋５—緊固螺釘６—螺釘７—螺母８—壓板ａ)b)2.用過渡套筒支撐車細長軸用過渡套筒支撐車細長軸ａ)示意圖ｂ)過渡套筒1—中心架支撐爪2—過渡套筒3—工件4—調(diào)整螺釘ｂ)二、使用跟刀架支撐車細長軸跟刀架的使用１—細長軸２—車刀３—跟刀架４—支撐爪２個和３個支撐爪跟刀架的比較ａ)２個支撐爪的跟刀架ｂ)３個支撐爪的跟刀架三、減小工件的熱變形伸長工件熱變形伸長量可按下式計算：ΔL=αLLΔt式中ΔL——工件熱變形伸長量，mm；αL——材料的線膨脹系數(shù)，(1/℃)。L——工件全長，mm；Δt——工件升高的溫度，(℃)。1.使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖彈性回轉(zhuǎn)頂尖１—頂尖２—圓柱滾子軸承３—碟形彈簧４—推力球軸承５—滾針軸承2.浮動夾緊和反向進給車削浮動夾緊和反向進給車削１—卡盤２—細長軸３—彈性回轉(zhuǎn)頂尖3.加注充分的切削液車削細長軸時，無論是低速切削，還是高速切削，加注充分的切削液能有效地降低切削區(qū)域的溫度，從而減小工件的熱變形伸長，延長車刀的使用壽命。4.保持刀具鋒利保持刀具鋒利可以減少車刀與工件之間的摩擦發(fā)熱。四、合理選擇車刀的幾何參數(shù)1.車刀的主偏角是影響背向力的主要因素，在不影響刀具強度的前提下，應(yīng)盡量增大車刀主偏角，以減小背向力，從而減小細長軸的彎曲變形。2.為了減小切削力和切削熱，應(yīng)選擇較大的前角，以使刀具鋒利，切削輕快，一般取γo

=15°~30°。3.前面應(yīng)磨有R1.5~3mm的圓弧形斷屑槽，使切屑順利卷曲折斷。4.選擇正值刃傾角，通常取λs

=+3°~+10°，使切屑流向待加工表面。5.為了減小背向力，應(yīng)選擇較小的刀尖圓弧半徑（rε<0.3mm）。6.要求切削刃表面粗糙度Ra≤0.4μm，并保持切削刃鋒利。90°細長軸精車刀五、合理選擇切削用量六、細長軸的車削質(zhì)量分析細長軸的車削難度大，極易出現(xiàn)廢品。因此應(yīng)對細長軸進行加工質(zhì)量分析，以避免產(chǎn)生廢品，車細長軸時廢品的產(chǎn)生原因和預(yù)防方法見表7-4。車細長軸時若已出現(xiàn)了彎曲、竹節(jié)形、多棱形和振紋等質(zhì)量問題，必須先進行修整，消除缺陷后才能繼續(xù)車削。§7-5車薄壁工件一、薄壁工件的加工特點1.因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。2.因工件壁較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難以控制。3.在切削力尤其是背向力的作用下，容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、表面粗糙度、形狀精度和位置精度。二、防止和減小薄壁工件變形的方法1.把薄壁工件的加工分為粗車和精車兩個階段粗車時夾緊力稍大些，變形雖然也相應(yīng)大些，但是由于切削余量較大，不會影響工件的最終精度；精車時夾緊力可稍小些，一方面夾緊變形小，另一方面精車時還可以消除粗車時因切削力過大而產(chǎn)生的變形。2.合理選擇刀具的幾何參數(shù)精車薄壁工件時，要求刀柄的剛度高，車刀的修光刃不宜過長（一般取0.2~0.3mm），刃口要鋒利。3.增加裝夾接觸面積使用開縫套筒或特制的軟卡爪，增大裝夾時的接觸面積，使夾緊力均布在薄壁工件上，因而夾緊時工件不易產(chǎn)生變形。4.應(yīng)用軸向夾緊夾具軸向夾緊夾具１—薄壁工件２—夾具體３—螺母5.增加工藝肋增加工藝肋防止薄壁工件變形１—工藝肋２—薄壁工件6.澆注充分的切削液澆注充分的切削液，可降低切削溫度，減小工件熱變形，是防止和減小薄壁工件變形的有效方法。三、車薄壁工件時切削用量的選擇四、車削脆性金屬材料的薄壁工件1.脆性金屬材料的薄壁工件的變形因素及其消除措施2.車削脆性材料薄壁工件時車刀材料的選擇如果是有色金屬薄壁件，其加工工藝與黑色金屬有著較大的區(qū)別，在刀具的使用上采用與黑色金屬不同的刀具材料，在切削用