車(chē)工工藝學(xué)（第六版）課件：車(chē)復(fù)雜工件

車(chē)復(fù)雜工件§7-1在花盤(pán)上裝夾工件§7-2車(chē)偏心工件§7-3車(chē)曲軸§7-4車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸§7-5車(chē)薄壁工件常見(jiàn)的復(fù)雜工件a)對(duì)開(kāi)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(pán)上裝夾工件一、常用的車(chē)床附件常見(jiàn)的復(fù)雜工件a）對(duì)開(kāi)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(pán)花盤(pán)是一個(gè)鑄鐵大圓盤(pán)，盤(pán)面上有很多長(zhǎng)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(pán)盤(pán)面上，花盤(pán)可以直接安裝在車(chē)床主軸上，其盤(pán)面必須與車(chē)床主軸軸線垂直?且盤(pán)面平整，表面粗糙度值Ra≤1.6μm。2.角鐵角鐵又稱(chēng)為彎板，是用鑄鐵制成的車(chē)床附件，通常有兩個(gè)相互垂直的表面。角鐵上有長(zhǎng)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(guò)磨削或精刮削，以確保角度準(zhǔn)確且接觸性能良好。通常角鐵與花盤(pán)一起配合使用。3.方箱方箱又稱(chēng)方筒，是用鑄鐵制成的具有6個(gè)工作面的空腔正方體或長(zhǎng)方體，其中一個(gè)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(zhǎng)方筒。

方箱用于復(fù)雜工件平行度和垂直度誤差的檢驗(yàn)及劃線時(shí)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(gè)螺孔或圓柱孔，以便用螺釘把V形架固定在花盤(pán)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(pán)背面的T形槽中不能轉(zhuǎn)動(dòng)，其長(zhǎng)度也可以根據(jù)裝夾要求做成長(zhǎng)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(zhǎng)度不同的各種規(guī)格。它的上面銑有腰形長(zhǎng)槽，用來(lái)安插螺栓，并使螺栓在長(zhǎng)槽中移動(dòng)，以調(diào)整夾緊力的位置。7.平墊鐵平墊鐵安裝在花盤(pán)或角鐵上，可作為工件的定位基準(zhǔn)平面或?qū)蚱矫妗?.平衡鐵在花盤(pán)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(huì)引起振動(dòng)而損壞車(chē)床的主軸和軸承。因此，必須在花盤(pán)偏重的對(duì)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(pán)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(pán)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(pán)（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(pán)2.在花盤(pán)上裝夾十字孔工件在花盤(pán)上裝夾十字孔工件的方法１—花盤(pán)２—Ｖ形架３—Ｖ形壓板４—工件三、在花盤(pán)上保證幾何公差要求的方法1.對(duì)于幾何公差要求高的工件，其定位基準(zhǔn)面必須經(jīng)過(guò)平面磨削或精刮削，基準(zhǔn)面要求平直，從而保證其與花盤(pán)的定位基準(zhǔn)面接觸良好。2.花盤(pán)的定位基準(zhǔn)面的幾何公差，要小于工件幾何公差的1/2。因此，花盤(pán)平面最好在本身車(chē)床上精車(chē)出來(lái)。3.要防止工件因夾緊力過(guò)大而變形。4.在花盤(pán)上裝上工件以后，必須經(jīng)過(guò)平衡。5.車(chē)床主軸間隙不得過(guò)大，導(dǎo)軌必須平直，以保證工件的幾何公差?！?-2車(chē)偏心工件偏心工件ａ)偏心軸ｂ)偏心套一、車(chē)削偏心工件的方法1.在兩頂尖間車(chē)偏心軸在兩頂尖間車(chē)偏心軸2.在四爪單動(dòng)卡盤(pán)上車(chē)偏心工件在四爪單動(dòng)卡盤(pán)上車(chē)偏心工件3.在三爪自定心卡盤(pán)上車(chē)偏心工件在三爪自定心卡盤(pán)上車(chē)偏心工件１—三爪自定心卡盤(pán)２—墊片３—偏心工件墊片厚度可用以下近似公式計(jì)算：x

=1.5e+k

k≈1.5ΔeΔe

=e-e測(cè)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(fù)值按實(shí)測(cè)結(jié)果確定，mm；Δe——試切后的實(shí)測(cè)偏心距誤差，mm；e測(cè)——試切后的實(shí)測(cè)偏心距，mm。4.在雙重卡盤(pán)上車(chē)偏心工件在雙重卡盤(pán)上車(chē)偏心工件１—四爪單動(dòng)卡盤(pán)２—三爪自定心卡盤(pán)３—偏心工件４—平衡鐵5.在花盤(pán)上車(chē)偏心工件在花盤(pán)上車(chē)偏心套１—定位塊２—壓板３—偏心套４—花盤(pán)6.在偏心卡盤(pán)上車(chē)偏心工件偏心卡盤(pán)１—絲杠２—底盤(pán)３—偏心體４—方頭螺栓５—三爪自定心卡盤(pán)６、７—測(cè)量頭7.在專(zhuān)用偏心夾具上車(chē)偏心工件（1）用偏心夾具車(chē)偏心工件用專(zhuān)用偏心夾具車(chē)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(pán)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(cè)量1.在兩頂尖間用百分表測(cè)量在兩頂尖間測(cè)量偏心距2.在Ｖ形架上用百分表間接測(cè)量在Ｖ形架上間接測(cè)量偏心距§7-3車(chē)曲軸曲軸實(shí)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(qiáng)度提高。2）鍛造毛坯應(yīng)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行超聲波或磁粉探傷以及動(dòng)平衡試驗(yàn)。二、曲軸的加工特點(diǎn)1.由于曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅細(xì)長(zhǎng)，又有多個(gè)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(guò)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?，使被加工部位的軸線和車(chē)床主軸軸線重合。3.單拐曲軸的車(chē)削與較長(zhǎng)偏心軸的車(chē)削方法基本相同，采用中心孔定位，在兩頂尖間裝夾。4.對(duì)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(chē)床，而且車(chē)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(chē)削中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?。三、?chē)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(cè)量曲軸偏心距的測(cè)量五、偏心工件和曲軸的車(chē)削質(zhì)量分析§7-4車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸一、使用中心架支撐車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸1.中心架直接支撐在工件中間用中心架支撐車(chē)細(xì)長(zhǎng)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(guò)渡套筒支撐車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸用過(guò)渡套筒支撐車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸ａ)示意圖ｂ)過(guò)渡套筒1—中心架支撐爪2—過(guò)渡套筒3—工件4—調(diào)整螺釘ｂ)二、使用跟刀架支撐車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸跟刀架的使用１—細(xì)長(zhǎng)軸２—車(chē)刀３—跟刀架４—支撐爪２個(gè)和３個(gè)支撐爪跟刀架的比較ａ)２個(gè)支撐爪的跟刀架ｂ)３個(gè)支撐爪的跟刀架三、減小工件的熱變形伸長(zhǎng)工件熱變形伸長(zhǎng)量可按下式計(jì)算：ΔL=αLLΔt式中ΔL——工件熱變形伸長(zhǎng)量，mm；αL——材料的線膨脹系數(shù)，(1/℃)。L——工件全長(zhǎng)，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(dòng)夾緊和反向進(jìn)給車(chē)削浮動(dòng)夾緊和反向進(jìn)給車(chē)削１—卡盤(pán)２—細(xì)長(zhǎng)軸３—彈性回轉(zhuǎn)頂尖3.加注充分的切削液車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，無(wú)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(zhǎng)，延長(zhǎng)車(chē)刀的使用壽命。4.保持刀具鋒利保持刀具鋒利可以減少車(chē)刀與工件之間的摩擦發(fā)熱。四、合理選擇車(chē)刀的幾何參數(shù)1.車(chē)刀的主偏角是影響背向力的主要因素，在不影響刀具強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量增大車(chē)刀主偏角，以減小背向力，從而減小細(xì)長(zhǎng)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(xì)長(zhǎng)軸精車(chē)刀五、合理選擇切削用量六、細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削質(zhì)量分析細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削難度大，極易出現(xiàn)廢品。因此應(yīng)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行加工質(zhì)量分析，以避免產(chǎn)生廢品，車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)廢品的產(chǎn)生原因和預(yù)防方法見(jiàn)表7-4。車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)若已出現(xiàn)了彎曲、竹節(jié)形、多棱形和振紋等質(zhì)量問(wèn)題，必須先進(jìn)行修整，消除缺陷后才能繼續(xù)車(chē)削?！?-5車(chē)薄壁工件一、薄壁工件的加工特點(diǎn)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(huì)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(dòng)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(chē)和精車(chē)兩個(gè)階段粗車(chē)時(shí)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(huì)影響工件的最終精度；精車(chē)時(shí)夾緊力可稍小些，一方面夾緊變形小，另一方面精車(chē)時(shí)還可以消除粗車(chē)時(shí)因切削力過(guò)大而產(chǎn)生的變形。2.合理選擇刀具的幾何參數(shù)精車(chē)薄壁工件時(shí)，要求刀柄的剛度高，車(chē)刀的修光刃不宜過(guò)長(zhǎng)（一般取0.2~0.3mm），刃口要鋒利。3.增加裝夾接觸面積使用開(kāi)縫套筒或特制的軟卡爪，增大裝夾時(shí)的接觸面積，使夾緊力均布在薄壁工件上，因而夾緊時(shí)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?yán)咴黾庸に嚴(yán)叻乐贡”诠ぜ冃危薄に嚴(yán)撸病”诠ぜ?.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(chē)薄壁工件時(shí)切削用量的選擇四、車(chē)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(chē)削脆性材料薄壁工件時(shí)車(chē)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