普通机床加工零件

1. 普通机床加工零件 项目三：光轴车削 机电一体化专业（数控方向）

2. 一、本项目任务描述 根据销轴零件工程图要求，以小组或独立工作形式，在普通车床上完成销轴零件加工 一、任务引入

3. 二、本项目教学目标 【技能目标】 1.掌握车床操作加工的基础知识； 2.能正确安装车刀，使用三爪卡盘装夹工件； 3.能正确使用游标卡尺和钢板尺； 4.用普通车床能生产出合格的光轴工件 。 【知识目标】 1.分析销轴零件的结构工艺； 2.车床加工工艺及基本操作的基础知识； 3.CA6140车床的主要结构及作用； 4.车刀的识别及安装； 5.三爪卡盘的装夹； 6.正确使用游标卡尺和钢板尺； 7.加工销轴零件 。 【素质目标】 1.能够培养学生的基本技能能力，同时使学生对专业有一定的理解； 2.通过知识教学的过程培养学生学习能力、方法能力及社交能力。

4. 三、重点、难点及解决办法 重点： 车床的基本操作，光轴零件的加工，量具的使用方法。 难点： 零件结构工艺分析。 解决办法： 1.学生以小组讨论的方式读懂零件图； 2.教师引导和帮助学生进行相关知识结构分析，理解图纸要求的结构难点及关键技巧，制定零件的加工工艺路线； 3.教师示范讲解，学生练习操作，教师与学生，学生与学生互动共同完成销轴车削加工 。

5. 四、教学过程设计 一、零件图分析 该零件为圆杆形光轴 ： 虽是光轴，却又两种配合的要求：轴的两端与连杆孔是过渡配合，而中间部分与滚针轴承配合。工件直径为30mm±0.2mm,总长度为95mm。表面粗糙度R全部为6.3µm。两端倒角均为1×45.毛坯材料为45钢。

6. 四、教学过程设计 二、知识讲解 （一）车削加工 车削加工就是在车床上利用零件的旋转运动和刀具的直线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图样要求的零件。 车削加工是机械加工最为广泛应用的加工方法,车削的主运动为零件旋转运动，刀具直线移动为进给运动，特别适用于加工回转面。由于车削比其他加工方法应用普遍，一般机械加工车间中，车床往往占机床总数的20%～50%，甚至更多。

7. 四、教学过程设计 1.车削的工艺特点 （1）易于保证零件各加工表面的位置精度； （2）生产率较高； （3）生产成本较低 ； （4）适于车削加工的材料广泛。

8. 四、教学过程设计 2．车削加工工艺范围 车削加工是机械加工方法中应用最广泛的方法之一，主要用于回转体零件上回转面的加工，如各轴类、盘套类零件上的内外圆柱面、圆锥面、台阶面及各种成形回转面等。

9. 四、教学过程设计 3．车削加工方法 车削加工一般可分为4种：粗车、半精车、精车和精细车。

10. 四、教学过程设计 （二）车床 1．车床的结构组成 1－主轴箱；2－卡盘；3－刀架；4－后顶尖；5－尾座；6－床身； 7－光杠；8－丝杠；9－溜板箱；10－底座；11－进给箱

11. 四、教学过程设计 （1）主轴箱1 它固定在床身6的左端，内部装有主轴和变速、传动机构。主轴箱的功能是支承主轴，并将动力经变速、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件转动。 （2）尾座5 它装在床身6右端的尾座导轨上，并可沿此导轨纵向调整其位置。尾座的功能是安装作定位支撑用的后顶尖，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。 （3）床身6 床身固定在左床腿和右床腿上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置。 （4）溜板箱9和刀架3 它位于床身6中部，可沿床身导轨作纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，它的功用是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。 （5）进给箱11 它固定在床身6的左前例。送给箱内装有进给运动的变速装置，用于改变进给量。

12. 四、教学过程设计 2．车床的分类 车床的种类很多，按用途和结构的不同，主要分为以下几类： （1）卧式车床   卧式车床的万能性好，加工范围广，是基本的和应用最广的车床。 （2）立式车床   立式车床的主轴竖直安置，工作台面处于水平位置。主要用于加工径向尺寸大，轴向尺寸较小的大型、重型盘套类、壳体类工件。 （3）转塔车床 （4）自动车床和半自动车床 （5） 仿形车床 （6）专门化车床

13. 四、教学过程设计 （三）车刀的几何角度 1.车刀的组成 车刀由切削部分和刀柄(或称刀杆)两部分组成。刀柄是刀具上用于夹持的部分，切削部分是由前刀面、后刀面和切削刃等组成的，起切削作用的部分。

14. 四、教学过程设计 （1）前刀面 即切屑沿其流过的刀具表面。 （2）主后刀面 即与工件上过渡表面（加工表面）相对着的刀具表面。 （3）副后刀面 即与工件上巳加工表面相对着的刀具表面。 （4）主切削刃 即前刀面与主后刀面的相交部位。 （5）副切削刃 即前刀面与副后刀面的相交都位。 （6）刀尖 即主切削刃与副切削刃之间一个较小的连接部位。刀尖可以是主、副切削刃的交点，但大多数刀具在刀尖处磨出圆弧或直线切削刃。具有圆弧切削刃的刀尖，称为圆弧刀尖；具有直线切削刃的刀尖，称为倒角刀尖。

15. 四、教学过程设计 2刀具几何角度 刀具的刀面及切削刃之间的空间位置关系，可以用刀具几何角度表示。为定义刀具角度，采用的一系列坐标平面或测量平面所构成的平面系，称为刀具参考系。 （1）刀具标注系 即定义刀具制造、刃磨和测量时使用的角度的刀具基准系。在刀具标注系中定义的角度，称为刀具标注角度。 （2）刀具工作系 即定义刀具切削过程中的角度的刀具基准系。在刀具工作系中定义的角度，称为刀具工作角度。

16. 四、教学过程设计 刀具标注系主要由下列平面组成 基面 基面是通过切削刃上选定点，且垂直于假定主运动方向的平面。车刀的基面平行于车刀底面。 切削平面 切削平面是通过切削刃上选定点，与切削刃相切，且垂直于基面的平面。 正交平面 正交平面是通过切削刃上选定点，且垂直于基面和切削平面的平面。也可理解为垂直于切削刃在基面上的投影的平面。

17. 四、教学过程设计 3.车刀的标注角度 刀具的标注角度是刀具制造、刃磨和测量的依据。 前角 在正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角。 后角 在正交平面中测量的后刀面与切削平面之间的夹角。 主偏角 在基面中测量的主切削刃在基面的投影与进给运动方向之间的夹角。 刃倾角 在切削平面中测量的主切削刃与基面之间的夹角。 副偏角 在基面中测量的副切削刃在基面的投影与进给运动反方向之间的夹角。 副后角 在副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角。

18. 四、教学过程设计

19. 四、教学过程设计 2.1.2.决策 学生通过分组讨论方式，分析销轴零件尺寸精度、表面粗糙度、毛坯材料、加工批量等，找出销轴零件加工难点，制订实施措施。 指导重点 ： （1）根据销轴零件工程图及技术要求选择合适的机床、加工方法、装夹方式及合理的切削用量； （2）根据图样的精度要求，宜在卧式车床上用外圆车刀车削加工 ； 重点考察学生的分析能力、交流能力及团队协作能力。

20. 四、教学过程设计 2.1.3.计划 1．零件工艺性分析 （1）零件材料：45钢。切削加工性良好，无特殊加工问题，故加工中不需采取特殊工艺措施。刀具材料选择范围较大，高速钢或YT类硬质合金均能胜任。刀具几何参数可根据不同刀具类型通过相关表格查取。 （2）零件组成表面：两端面，外圆及其倒角。 （3）主要表面分析：Ф30外圆表面用于支承连接件，为零件的配合面及工作面。 （4）主要技术条件：Ф30外圆尺寸精度要求：30mm±0.2mm 粗糙度要求Ra6.3µm。它是零件上主要的基准，两端面应与之保持基本的同轴关系。 （5）零件总体特点：长径比达3，为较典型的轴。 重点考察学生识图能力及工艺规划能力。

21. 四、教学过程设计 拟订销轴零件加工步骤： （1）装卡工件毛坯、粗车端面、粗车外圆、精车端面、精车外圆、倒角、预切断、倒角、切断。 （2）检查。

22. 四、教学过程设计 填写工艺文件（工艺过程卡）：

23. 实施 在“学中做” 工作单《光轴零件加工》的引导下，学生完成销轴零件加工 四、教学过程设计

24. 检查 （1） 检查零件的尺寸、表面粗糙度等是否与工程图中的要求相符； （2）检查产品是否合格。 四、教学过程设计

25. 评估 评估总结销轴零件加工步骤是否优化，能否采用其他更优化方法和步骤实现零件加工。 四、教学过程设计

26. 四、教学过程设计

27. 五、教学资源 普通车床及附件、教材、教案、多媒体课件、课程学习任务集、机械加工工艺手册

28. 六、光轴零件加工步骤指导

29. 光轴零件加工步骤 步骤1 选择机床 选用CA6140型卧式车床

30. （1）选择切削用量 粗车时取：Vc=80～100m/min ap=2～4mm f=0.3～0.6mm/r 半精车时取：Vc=100～120m/min ap=1～2mm f=0.2～0.4mm/r 精车时取：Vc=120～130m/min ap=0.1～0.5mm f=0.1～0.2mm/r 光轴零件加工步骤

31. （2）调整机床 ①调整车床主轴转速 主轴转速可以按切削速度计算公式v=ndn/1000算出。然后将车床上的主轴变速调整到和计算出的转速最接近的主轴转速档。 ②调整进给量根据所选定的进给量，从车床的铭牌上查处出进给量手柄位置并进行调整。 ③检查车床有关运动件的间隙是否合适。如床鞍、中、小滑板的硬条的松紧程度，也就是检查滑板移动是否轻快、平稳。 ④检查切削液是否供应正常。 光轴零件加工步骤

32. 光轴零件加工步骤 步骤2 装夹工件 三爪自定心卡盘结构和工件安装

33. 步骤3选择刀具 选用45°端面车刀，90°外圆车刀，3mm切槽刀 光轴零件加工步骤

34. 步骤4 车刀的安装 光轴零件加工步骤

35. 步骤5车削轴 光轴零件加工步骤 零件加工（演示实训）

36. 步骤6 零件检测 1.游标卡尺的正确使用方法 光轴零件加工步骤

37. 步骤6 零件检测 2.螺旋测微器 光轴零件加工步骤

38. 车削加工如图所示的光轴零件 材料：HT200 毛坯：Φ55mm*125铸件棒料 七、做中学任务