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普通機床加工零件,學習子情境2.2 車削加工階梯軸零件 綿陽職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系,一、本項目任務描述,根據(jù)階梯軸零件工程圖要求，以小組或獨立工作形式，在普通車床上完成階梯軸零件加工,二、本項目教學目標,【技能目標】 1. 學會分析階梯軸零件的結(jié)構(gòu)工藝； 2. 能合理選擇刀具； 3. 能正確安裝車床夾具和找正； 4. 能使用量具，檢測尺寸和形位公差精度； 5. 能用普通車床能生產(chǎn)出合格的簡單軸類工件。 【知識目標】 1．分析階梯軸零件的結(jié)構(gòu)工藝； 2．熟悉車刀種類，車刀幾何參數(shù)，合理選擇車刀加工軸類工件； 3．刃磨車刀； 4．圓錐的基本參數(shù)，計算錐度和角度； 5．加工階梯軸零件； 6．使用量具進行軸類零件的檢測。 【素質(zhì)目標】 1.能夠培養(yǎng)學生的基本技能能力，同時使學生對專業(yè)有一定的理解； 2.通過知識教學的過程培養(yǎng)學生學習能力、方法能力及社交能力。,三、重點、難點及解決辦法,重點： 車刀的選擇，圓錐的基本參數(shù)。 難點： 零件結(jié)構(gòu)工藝分析。 解決辦法： 1.學生以小組討論的方式讀懂零件圖； 2.教師引導和幫助學生進行相關(guān)知識結(jié)構(gòu)分析，理解圖紙要求的結(jié)構(gòu)難點及關(guān)鍵技巧，制定零件的加工工藝路線； 3.教師示范講解，學生練習操作，教師與學生，學生與學生互動共同完成階梯軸車削加工 。,四、教學過程設(shè)計,2.2.1 資訊 一、零件圖分析 該零件為圓桿形臺階軸，零件加工內(nèi)容包括：圓柱面、圓錐面、臺階面、倒角。,四、教學過程設(shè)計,二、知識講解 （一）軸的車削加工方法 1. 端面車削 對工件的端面進行車削的方法叫車端面。常用端面車削時的幾種情況如下圖所示：,,四、教學過程設(shè)計,2.圓柱臺階車削 車臺階軸時，既要車外圓，又要車環(huán)形端面，因此既要保證達到外圓尺寸精度，又要保證臺階長度尺寸。 （1）車削相鄰兩個直徑相差不大的臺階時，可用90°偏刀車外圓，利用車削外圓進給到所控制的臺階長度重點位置，自然得到臺階面。用這種方法車臺階時，車刀安裝后的主偏角必須等于90°,,四、教學過程設(shè)計,（2）如果相鄰兩個臺階直徑相差較大，就要用兩把刀分幾次車出?？上扔靡话眩?0°的刀粗車，然后用一把90°偏刀使安裝后的=93°～95°分幾次清根。清根時應該留夠精車時外圓和端面的加工余量。精車外圓到臺階長度后，停止縱向進給，可根據(jù)進給手柄使車刀慢慢地均勻退出，把端面精車一刀。至此，一個臺階加工完畢。,,,（a） （b）,四、教學過程設(shè)計,3．圓錐面車削 在車床上車削圓錐面的方法有很多種，最常用的方法是轉(zhuǎn)動小滑板法。,,四、教學過程設(shè)計,3．圓錐面車削 （1）小滑板轉(zhuǎn)動角度原則 小滑板轉(zhuǎn)動角度應是圓錐素線與車床主軸軸線夾角，即就是工件圓錐半角，使車刀進給軌跡與所要車削的圓錐素線平行即可。如果圖樣上沒有注明圓錐半角，可計算得出。 （2）找正小滑板角度方法,,四、教學過程設(shè)計,4．其它面加工 切槽時用切槽刀。切槽刀前為主切削刃，兩側(cè)為副切削刃。安裝切槽刀，其主切削刃應平行于工件軸線，主刀刃與工件軸線同一高度。 切窄槽，主切削刃寬度等于槽寬，橫向走刀一次將槽切出。切寬槽，主切削刃寬度小于槽寬，分幾次橫向走刀，切出槽寬；切出槽寬后，縱向走刀精車槽底，切完寬槽。 另外，切斷與切槽的方法很相似。,,四、教學過程設(shè)計,（二）圓錐的基本參數(shù) 1．圓錐的四個基本參數(shù) （1）最大圓錐直徑（D） （2）最小圓錐直徑（d） （3）圓錐長度(L) （4）圓錐半角（α/2）和錐度（C）。 錐度是兩個垂直圓錐軸線截面直徑差與該兩截面問的軸向距離之比，即C=（D—d）/L。,,四、教學過程設(shè)計,由于設(shè)計基準，測量方法等要求不同，在圖樣中圓錐的標注方法也不一致，根據(jù)圓錐的四個基本參數(shù)，只要知道任意三個參數(shù)，即可計算出其他一個位置參數(shù)。,,四、教學過程設(shè)計,2．標準圓錐 常用的標準工具圓錐有米制圓錐和莫氏圓錐兩種。 （1）米制圓錐 米制圓錐共有8個號碼，即4號、6號、80號、100號、120號、140號、160號、200號。它的號碼是指圓錐的大端直徑，錐度固定不變，即C=1：20.圓錐半角α/2=25度56分。 （2）莫氏圓錐 莫氏圓錐是機器制造業(yè)中應用得最廣泛的一種，如車床主軸孔、頂尖、鉆頭柄部及鉸刀柄部等都是用莫氏圓錐。莫氏圓錐分成7個號碼即0、1、2、3、4、5、6，最小的0號最大的6號，每一型號公稱直徑大小分為9.015、12.065、17.78、23.825、31.267、44.399、63.318莫氏圓錐是從英制換算來的。,,四、教學過程設(shè)計,（三）車刀的類型 車刀按其用途不同，可分為外圓車刀，端面車刀，切斷刀，內(nèi)孔車、螺紋車刀和成形車刀等。,,四、教學過程設(shè)計,1．90°外圓車刀及其使用 90°車刀又稱偏刀，按進給方向分右偏刀和左偏刀。,,（a）右偏刀 （b）左偏刀 （c）右偏刀外形,四、教學過程設(shè)計,（1）右偏刀一般采用來車削工件的外圓，端面和右向臺階，因為它的主偏角較大，車外圓時作用于工件半徑方向的徑向切削力較小，不易將工件頂彎。 （2）左偏刀一般用來車削左向價臺和工件的外圓，也適用于車削直徑較大和長度較短的工件的端面。,,,（a）用右偏刀車外圓、臺階和端面 （b）用左、右偏刀車臺階 （c）用左偏刀車平面,四、教學過程設(shè)計,右偏刀也可用來車削平面，但因車削時用副刃切削，如果由工件外緣向中心進給，當切削深度較大時，切削力會使車刀扎入工件，而形成凹面，為防止產(chǎn)生凹面，可改由中心向外緣進給，用主切削刃切削，但切削深度較小，切削余量較大時也可用圖c所示車削。,,,（a）向中心進給產(chǎn)生凹面（b）由中心向外進給（c）用端面車刀車平面,四、教學過程設(shè)計,2．45°車刀及其使用 45°車刀由刀尖角為90°，所以刀頭強度和散熱條件都比90°車刀好，常用于車削工件的端面和進行45°倒角，也可用來車削長度較短的外圓。,,四、教學過程設(shè)計,,3．75°外圓車刀及其使用 75°車刀刀尖角大于90°，刀頭強度好，較耐用，因此適用與粗車軸類工件的外圓以及強力切削鑄鐵、鍛件等余量較大的工件，圖a ；75°左車刀還可以用來車鑄鐵、鍛件的大平面，圖b。,四、教學過程設(shè)計,（四）頂尖裝夾工件 1.頂尖 頂尖的作用是定中心，承受工件的重量和切削力。頂尖分前后頂尖兩類。 （1）前頂尖 擺在主軸孔內(nèi)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的叫前頂尖如圖1-25a所示。前頂尖隨同工件一起轉(zhuǎn)動。與中心孔無相對運動，不發(fā)生摩察。 有時為了準確和方便起見，也可以在三爪自定心卡盤上夾一段鋼材，車60度頂尖來代替前頂尖。如圖1-25b所示。,,四、教學過程設(shè)計,（2）后頂尖 插入車床尾座套筒內(nèi)的叫后頂尖，后頂尖又分固定頂尖和回轉(zhuǎn)頂尖。 固定頂尖的優(yōu)點，定心正確剛性好，缺點是工件和頂尖是滑動摩擦，發(fā)熱較大，過熱時會把中心孔或頂尖燒壞，因此它適用與低速加工精度要求較高的工件。 為了避免后頂尖與工件中心空摩擦，常使用回轉(zhuǎn)頂尖。,,四、教學過程設(shè)計,2.鉆中心孔的方法 工件夾緊后把端面車平，把中心鉆裝夾在鉆夾頭中夾緊，當鉆夾頭的錐柄能直接和尾座套用上的錐孔結(jié)合時，直接裝入便可以使用，如果錐柄小于錐孔，就必須在他們中間增加一個過渡錐套才能結(jié)合上，中心鉆安裝完畢，開車使工件旋轉(zhuǎn)，均勻搖動尾座手輪來移動中心鉆實現(xiàn)進給持鉆到所需的尺寸后，稍停留，使中心孔得到修光和圓整，然后退刀。,,四、教學過程設(shè)計,3.一夾一頂安裝工件 夾、頂安裝工件對質(zhì)量較大，加工余量也較大的工件，如果采用在兩頂尖間安裝的方法來加工，就無法提法提高切削用量，縮短加工時間。此時可采取前端用卡盤夾緊，后端用后頂尖頂住的裝夾方式法。為了防止工件軸向竄動，工件應該軸向定位，即在卡盤內(nèi)部裝個限位支承；也可以利用工件上的合格限位，如圖所示。這種裝夾方法比較安全。能承受較大的軸向切削力。因此應用的很廣泛。,,四、教學過程設(shè)計,2.2.2.決策 學生通過分組討論方式，分析銷軸零件尺寸精度、表面粗糙度、毛坯材料、加工批量等，找出階梯軸零件加工難點，制訂實施措施。 指導重點 ： （1）根據(jù)階梯軸零件工程圖及技術(shù)要求選擇合適的機床、加工方法、裝夾方式及合理的切削用量； （2）根據(jù)圖樣的精度要求，宜在臥式車床上用外圓車刀車削加工 ； 重點考察學生的分析能力、交流能力及團隊協(xié)作能力。,四、教學過程設(shè)計,2.2.3.計劃 1．零件工藝性分析 （1）材料為45鋼，毛坯材料為熱軋圓鋼； （2）Φ35mm為基準外圓； （3）主要尺寸Φ35mm、Φ28mm、Φ20mm表面粗糙度均為Ra1.6um； （4）加工數(shù)量為20件。 重點考察學生識圖能力及工藝規(guī)劃能力。,四、教學過程設(shè)計,2.2.3.計劃 擬訂階梯軸零件加工步驟 ： （1）裝卡工件毛坯、車端面、粗車外圓、精車外圓、倒角、切斷。 （2）檢查。,四、教學過程設(shè)計,填寫工藝文件（工藝過程卡） ：,,,,2.2.4.實施 在“學中做” 工作單《階梯軸零件加工》的引導下，學生完成階梯軸零件加工,四、教學過程設(shè)計,2.2.5.檢查 （1） 檢查零件的尺寸、表面粗糙度等是否與工程圖中的要求相符； （2）檢查產(chǎn)品是否合格。,四、教學過程設(shè)計,2.2.6.評估 評估總結(jié)銷軸零件加工步驟是否優(yōu)化，能否采用其他更優(yōu)化方法和步驟實現(xiàn)零件加工。,四、教學過程設(shè)計,四、教學過程設(shè)計,五、教學資源,普通車床及附件、教材、教案、多媒體課件、課程學習任務集、機械加工工藝手冊,六、階梯軸零件加工步驟指導,階梯軸零件加工步驟,步驟1 選擇機床,選用CA6140型臥式車床,（1）選擇切削用量 粗車時?。篤c=80～100m/min ap=2～4mm f=0.3～0.6mm/r 半精車時取：Vc=100～120m/min ap=1～2mm f=0.2～0.4mm/r 精車時?。篤c=120～130m/min ap=0.1～0.5mm f=0.1～0.2mm/r,,階梯軸零件加工步驟,（2）調(diào)整機床 ①調(diào)整車床主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速可以按切削速度計算公式v=ndn/1000算出。然后將車床上的主軸變速調(diào)整到和計算出的轉(zhuǎn)速最接近的主軸轉(zhuǎn)速檔。 ②調(diào)整進給量根據(jù)所選定的進給量，從車床的銘牌上查處出進給量手柄位置并進行調(diào)整。 ③檢查車床有關(guān)運動件的間隙是否合適。如床鞍、中、小滑板的硬條的松緊程度，也就是檢查滑板移動是否輕快、平穩(wěn)。 ④檢查切削液是否供應正常。,,階梯軸零件加工步驟,階梯軸零件加工步驟,步驟2 裝夾工件,,三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu)和工件安裝,步驟3 選擇刀具 選用45°端面車刀，90°外圓車刀，3mm切槽刀,階梯軸零件加工步驟,步驟4 車刀的安裝,階梯軸零件加工步驟,,步驟5 車階梯軸,階梯軸零件加工步驟,零件加工（演示實訓）,步驟6 零件檢測 1.基本量具的正確使用方法,階梯軸零件加工步驟,,步驟6 零件檢測 2.百分表的使用,階梯軸零件加工步驟,,車削加工如圖所示的傳動軸零件 材料：45鋼 毛坯：Φ40mm250鑄件棒料,七、做中學任務,,