畸形工件车削实例练习课件.ppt

1、一、基础知识一、基础知识 所谓畸形工件，是指结构复杂，外形所谓畸形工件，是指结构复杂，外形不规则及特殊型面的零件。不规则及特殊型面的零件。1结构复杂畸形工件的安装找正结构复杂畸形工件的安装找正（1）尽可能使定位基准与设计基准重合。）尽可能使定位基准与设计基准重合。（2）尽可能在一次装夹中完成全部或大部）尽可能在一次装夹中完成全部或大部分加工表面，以免更换基准产生定位误差。分加工表面，以免更换基准产生定位误差。（3）定位基准要有足够的面积，并且尽可）定位基准要有足够的面积，并且尽可能接近被加工表面，以增加加工时的刚性和能接近被加工表面，以增加加工时的刚性和稳定性，减小装夹和切削时的变形。稳定性，

2、减小装夹和切削时的变形。（4）当零件表面不需要全部加工时，应选用）当零件表面不需要全部加工时，应选用非加工表面作定位基准，但不能重复使用；当非加工表面作定位基准，但不能重复使用；当零件表面需要全部加工时，应选择余量最小的零件表面需要全部加工时，应选择余量最小的表面作为定位基准，以保证足够的加工余量。表面作为定位基准，以保证足够的加工余量。（5）为便于装夹，可根据需要增加辅助基）为便于装夹，可根据需要增加辅助基准。准。2外形不规则畸形件的加工特点外形不规则畸形件的加工特点（1）外形不规则零件在单件或小批量生产）外形不规则零件在单件或小批量生产中，多采用四爪卡盘、花盘、角铁和可调角中，多采用四爪卡

3、盘、花盘、角铁和可调角铁等通用工具。铁等通用工具。（2）畸形零件由于外形不规则，装夹后可）畸形零件由于外形不规则，装夹后可能产生偏重，应在对应的位置装平衡块使之能产生偏重，应在对应的位置装平衡块使之平衡。平衡。（3）车削不完整的圆弧形或扇形加工时，）车削不完整的圆弧形或扇形加工时，为了便于测量和保持平衡，两个零件应相为了便于测量和保持平衡，两个零件应相对装夹，单件加工时，应在对面装夹测量对装夹，单件加工时，应在对面装夹测量块。块。（4）为了便于工件找正，需借助主轴、角）为了便于工件找正，需借助主轴、角铁等作为测量辅助基准，安装测量芯轴与百铁等作为测量辅助基准，安装测量芯轴与百分表，并用块规配合

4、，进行间接比较测量。分表，并用块规配合，进行间接比较测量。（5）如果用已加工表面装夹工件，则应在）如果用已加工表面装夹工件，则应在该表面垫上铜、铝等软质金属，以免压伤该表面垫上铜、铝等软质金属，以免压伤其表面。其表面。（6）精车工序前，零件要预先车好测量基）精车工序前，零件要预先车好测量基准，以便精车时装夹、找正和测量。准，以便精车时装夹、找正和测量。（7）车削畸形件时，切削用量应适当降低，）车削畸形件时，切削用量应适当降低，以防切削抗力和切削热使工件移动或变形。以防切削抗力和切削热使工件移动或变形。3特殊型面畸形件的加工特点特殊型面畸形件的加工特点 在普通车床上车削特殊型面畸形工件在普通车床

5、上车削特殊型面畸形工件的特点如下。的特点如下。（1）改变刀具的运动轨迹）改变刀具的运动轨迹（2）改变刀具几何形状）改变刀具几何形状（3）增添辅助工具）增添辅助工具4双手控制法车削特殊型面畸形件双手控制法车削特殊型面畸形件 所谓双手控制法，是指一手摇动中溜所谓双手控制法，是指一手摇动中溜板手柄，另一手摇动小溜板（或大溜板）板手柄，另一手摇动小溜板（或大溜板）手柄，两手配合协调，使刀尖的运动轨迹手柄，两手配合协调，使刀尖的运动轨迹和零件的型面曲线相符合，车削出图样要和零件的型面曲线相符合，车削出图样要求的曲面型工件。求的曲面型工件。双手控制法适用于单件小批生产带有回双手控制法适用于单件小批生产带有

6、回转体特殊型面的工件。转体特殊型面的工件。复杂型面的分型有以下三条原则。复杂型面的分型有以下三条原则。（1）所加工的整个复杂型面无论分成多少）所加工的整个复杂型面无论分成多少个简单型面，其测量基准都应保持一致，并个简单型面，其测量基准都应保持一致，并与整体型面的基准面相重合。与整体型面的基准面相重合。（2）对于既有直线又有圆弧的型面曲线应）对于既有直线又有圆弧的型面曲线应先车削直线部分，后车削圆弧部分；对于既先车削直线部分，后车削圆弧部分；对于既有凸圆弧又有凹圆弧的型面曲线，应先车凸有凸圆弧又有凹圆弧的型面曲线，应先车凸圆弧部分，后车凹圆弧部分。圆弧部分，后车凹圆弧部分。（3）当整个型面中有两

7、个和两个以上转接）当整个型面中有两个和两个以上转接圆弧时，应根据两圆弧之间直线段的长短来圆弧时，应根据两圆弧之间直线段的长短来决定其车削顺序。决定其车削顺序。5跑表法车削畸形件跑表法车削畸形件 所谓跑表法，就是双手联动按百分表所谓跑表法，就是双手联动按百分表控制刀具运动轨迹车削型面的方法。控制刀具运动轨迹车削型面的方法。图图12.4为跑表法加工内抛物线型面零为跑表法加工内抛物线型面零件的示意图。件的示意图。图图12.2 12.2 抛物线形零件抛物线形零件图图12.3 12.3 跑表法加工外抛物线型面零件跑表法加工外抛物线型面零件11工件工件 22样板样板 33表杆表杆 44对刀样板对刀样板 5

8、5支架支架 66尾座尾座 77车刀车刀图图12.4 12.4 跑表法车削内抛物线型面零件跑表法车削内抛物线型面零件11零件零件 22刀具刀具 33表杆表杆 44样板样板 55支架支架 66尾座尾座 应用跑表法车削特殊型面零件必须掌握应用跑表法车削特殊型面零件必须掌握以下原则。以下原则。（1）为了避免在车削中造成误差，固定样）为了避免在车削中造成误差，固定样板的支架应细致地调整，以保证样板基面和板的支架应细致地调整，以保证样板基面和主轴轴线平行（或垂直），底面与水平面平主轴轴线平行（或垂直），底面与水平面平行。行。（2）百分表的零位要靠双手控制，但是很）百分表的零位要靠双手控制，但是很难使百分表

9、的指针始终处于零位，一般情况难使百分表的指针始终处于零位，一般情况下允许指针在下允许指针在 0.15mm范围内摆动。范围内摆动。（3）样板的制造精度应适当地提高，作为）样板的制造精度应适当地提高，作为跑表依据的校对样板，其工作表面的厚度跑表依据的校对样板，其工作表面的厚度应适当增加（加至应适当增加（加至58mm），以保证百），以保证百分表测头能够平稳地移动。分表测头能够平稳地移动。（4）车刀刀尖必须和主轴中心等高，且刀）车刀刀尖必须和主轴中心等高，且刀尖圆弧半径应同百分表测头圆弧半径相同，尖圆弧半径应同百分表测头圆弧半径相同，以减少型面在加工过程中的积累误差，即切以减少型面在加工过程中的积累误

10、差，即切点变化误差。点变化误差。（5）刀具起点和百分表头的起点应保持一）刀具起点和百分表头的起点应保持一致，避免错位；并应消除中溜板及小溜板的致，避免错位；并应消除中溜板及小溜板的间隙，车削过程中尽量由高点向低点进给。间隙，车削过程中尽量由高点向低点进给。6用成型刀车削畸形件用成型刀车削畸形件（1）成型刀的种类）成型刀的种类 普通成型刀。这种成型刀跟普通车刀相普通成型刀。这种成型刀跟普通车刀相似。似。棱形刀。这种刀由刀头和刀杆两部分组棱形刀。这种刀由刀头和刀杆两部分组成。成。圆形成型刀。这种成型刀做成圆轮形，圆形成型刀。这种成型刀做成圆轮形，也安装在弹性刀杆上。也安装在弹性刀杆上。图图12.6

11、 12.6 成型刀成型刀11前刀面前刀面 22刀刃刀刃 33端面齿端面齿图图12.7 12.7 圆形成型刀的后角圆形成型刀的后角（2）成型刀的进刀方式）成型刀的进刀方式 车削时，刀具沿工件径向进给，这是车削时，刀具沿工件径向进给，这是最常使用的一种进刀形式，如图最常使用的一种进刀形式，如图12.8所示。所示。车削时，刀具从工件被加工表面的切车削时，刀具从工件被加工表面的切线方向进给，如图线方向进给，如图12.9所示。所示。斜向进刀即进给方向与工件回转轴线斜向进刀即进给方向与工件回转轴线既不垂直又不平行，而是斜成某一角度进既不垂直又不平行，而是斜成某一角度进给，如图给，如图12.10所示。所示。

12、图图12.8 12.8 径向进刀形式径向进刀形式图图12.9 12.9 切向进刀形式切向进刀形式 图图12.10 12.10 斜向进刀形式斜向进刀形式（3）成型刀刀具材料的选择）成型刀刀具材料的选择 一般成型刀的材料是根据被加工零件一般成型刀的材料是根据被加工零件的型面和被加工零件的材料不同来确定。的型面和被加工零件的材料不同来确定。（4）成型刀刀具角度的选择）成型刀刀具角度的选择 由于成型刀的主切削刃是一条曲线，由于成型刀的主切削刃是一条曲线，所以应着重研究其前角和后角如何选择。所以应着重研究其前角和后角如何选择。成型刀的前角可根据工件材料性质按成型刀的前角可根据工件材料性质按表表12.1选

13、取。选取。工工 件件 材材 料料前前 角角 f f碳碳 钢钢 b b0.49 GPa0.49 GPa10102020 b b=0.490.490.78 GPa0.78 GPa10101515 b b=0.7840.7841.176 GPa1.176 GPa0 01010铸铸 铁铁HBHB1501501515HB 150HB 1502002001212HB 200HB 2002502508 8铜、铝铜、铝黄黄 铜铜0 01010青青 铜铜0 01010紫紫 铜、铝铜、铝0 01010表表12.112.1 高速钢成型车刀前角选择范围高速钢成型车刀前角选择范围（5）成型样板刀）成型样板刀 在制造成型

14、刀时，对高精度的截形尺在制造成型刀时，对高精度的截形尺寸精度，可利用投影仪等来检验。寸精度，可利用投影仪等来检验。成型刀样板的工作面形状与成型刀截成型刀样板的工作面形状与成型刀截形吻合。形吻合。（6）成型刀的安装）成型刀的安装 成型刀的加工精度，不仅决定于刀具成型刀的加工精度，不仅决定于刀具截形设计与制造精度，而且还与刀具的安截形设计与制造精度，而且还与刀具的安装精度有关。装精度有关。如图如图12.15所示正装径向成型刀，在安所示正装径向成型刀，在安装调整时应达到下列主要要求。装调整时应达到下列主要要求。图图12.15 12.15 成型车刀的安装位置成型车刀的安装位置 计算基准点计算基准点1

15、位于工件中心位置上。位于工件中心位置上。安装后应获得符合设计要求的进给前角安装后应获得符合设计要求的进给前角和进给后角。和进给后角。棱形成形刀的安装定位基准平面棱形成形刀的安装定位基准平面KK和和圆形成形刀的轴线应平行于工件回转轴线。圆形成形刀的轴线应平行于工件回转轴线。（7）成型刀的切削特点）成型刀的切削特点 成型刀刀刃宽度大，在径向进给时将成型刀刀刃宽度大，在径向进给时将产生较大的切削力，容易引起振动。产生较大的切削力，容易引起振动。7用立体靠模车畸形件用立体靠模车畸形件（1）同轴立体靠模装置。）同轴立体靠模装置。图图12.15所示为用于车削圆周曲面的同所示为用于车削圆周曲面的同轴立体靠模

16、装置，靠模和工件彼此之间无轴立体靠模装置，靠模和工件彼此之间无相对运动，而是同车床主轴一起旋转。相对运动，而是同车床主轴一起旋转。图图12.16 12.16 车削圆周曲面的立体靠模装置车削圆周曲面的立体靠模装置11弹簧弹簧 22靠模靠模 33滚轮滚轮 44工件工件 55芯轴芯轴 66滚轮支架滚轮支架 图图12.17所示为车削凸轮曲面和不规则所示为车削凸轮曲面和不规则曲面零件的同轴立体靠模装置。曲面零件的同轴立体靠模装置。其主导进给为纵向，随动进给为横向。其主导进给为纵向，随动进给为横向。图图12.17 12.17 车削凸轮曲面的立体靠模装置车削凸轮曲面的立体靠模装置11靠模靠模 22滚轮滚轮

17、33导桥导桥 44工件工件 55弹簧弹簧（2）分轴同步立体靠模装置。）分轴同步立体靠模装置。图图12.18所示为车削曲面形轴的分轴立所示为车削曲面形轴的分轴立体靠模装置。体靠模装置。其结构特点是在主轴上装有齿轮其结构特点是在主轴上装有齿轮1，通，通过齿轮过齿轮2与齿轮与齿轮3把主轴的转动传给立体靠把主轴的转动传给立体靠模模7，因齿轮，因齿轮3与靠模同轴，且齿轮与靠模同轴，且齿轮1和和3的的齿数相等，因此靠模齿数相等，因此靠模7与主轴和工件的转速与主轴和工件的转速和方向均相同。和方向均相同。图图12.18 12.18 分轴同步立体靠模装置分轴同步立体靠模装置1 1、2 2、33齿轮齿轮 44支架

18、支架 55靠模支架靠模支架 66靠模轴靠模轴 77立体靠模立体靠模 88滚轮滚轮 99导桥导桥 1010弹簧弹簧 1111辅助刀架辅助刀架8椭圆轴、孔的加工方法椭圆轴、孔的加工方法（1）椭圆轴的旋风车削。）椭圆轴的旋风车削。图图12.19为旋风车削椭圆轴的示意图。为旋风车削椭圆轴的示意图。（2）椭圆孔的镗削。）椭圆孔的镗削。图图12.19 12.19 椭圆轴的旋风车削法椭圆轴的旋风车削法11工件工件 22车刀车刀 33固定螺钉固定螺钉 44旋风盘旋风盘 55旋风轴旋风轴 66旋风体旋风体图图12.20 12.20 椭圆孔的镗削装置椭圆孔的镗削装置11轴瓦轴瓦 2 2支架支架 3 3底板底板 4

19、4万向接头万向接头 55工件工件 66镗刀镗刀 77镗杆镗杆 88轴瓦轴瓦 9 9支架支架 10 10自锁螺母自锁螺母 1111底板底板 加工椭圆轴、孔时，要抓住加工椭圆轴、孔时，要抓住3个关键。个关键。刀具作旋转，而工件不能转动，否则加刀具作旋转，而工件不能转动，否则加工出来的轴、孔仍是圆柱形状。工出来的轴、孔仍是圆柱形状。刀具旋转轴线与工件轴线的交点，必须刀具旋转轴线与工件轴线的交点，必须在刀具旋转平面内，否则车出的椭圆产生在刀具旋转平面内，否则车出的椭圆产生中心偏移或不符合图样要求。中心偏移或不符合图样要求。刀具旋转轴线与工件轴线的夹角刀具旋转轴线与工件轴线的夹角 必须必须调整准确，否则

20、车出的椭圆不符合图样要调整准确，否则车出的椭圆不符合图样要求。求。二、畸形工件车削实例练习二、畸形工件车削实例练习【练习练习12.1】滚轮的车削。图滚轮的车削。图12.22所示为所示为滚压机上使用的滚压薄壁零件的成型滚轮。滚压机上使用的滚压薄壁零件的成型滚轮。材料为材料为CrWMn，生产类型为单件小批量，生产类型为单件小批量生产。生产。图图12.22 12.22 滚轮滚轮1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）粗车）粗车 170mm、130mm外圆和锥台，外圆和锥台，留余量留余量34mm。（2）钻镗孔）钻镗孔 50 0.02mm及孔及孔 52mm各留各留34mm。（3）热

21、处理（调质）热处理（调质T235）。）。（4）半精车外圆形面及内孔和端面各留余）半精车外圆形面及内孔和端面各留余量量0.20.3mm。（5）热处理。淬火）热处理。淬火4245 HRC。（6）平磨两端面，保证尺寸）平磨两端面，保证尺寸180 0.1mm及及平行度平行度0.01mm。（7）精车孔）精车孔 50 0.02mm及及 52mm至图样要求。至图样要求。（8）以孔）以孔 50 0.02mm及左端面为定位基准，芯及左端面为定位基准，芯轴安装，车削右端面外圆轴安装，车削右端面外圆 1300.02mm、台阶、台阶及锥体，使其符合图及锥体，使其符合图12.23（a）分型样板）分型样板1。（9）车削右

22、端）车削右端R5圆弧槽和两边圆弧槽和两边R1转接部转接部分，使其符合图分，使其符合图12.23（b）分型样板）分型样板2。（10）车削锥体。台阶和外圆之间的转接）车削锥体。台阶和外圆之间的转接圆弧圆弧R2，使其符合分型样板，使其符合分型样板3；同时；同时分型样板分型样板3也起到了校对端面、外圆、也起到了校对端面、外圆、台阶和锥体这四者位置的作用。台阶和锥体这四者位置的作用。（11）车削左端外圆）车削左端外圆 130 0.02mm，使其，使其符合分型样板符合分型样板4，并保证左右相等。，并保证左右相等。（12）按照车右端形面的顺序依次将左端）按照车右端形面的顺序依次将左端形面车成，并符合分型样板

23、形面车成，并符合分型样板1、2、3。（13）用细砂布和金相砂纸对整个型面进）用细砂布和金相砂纸对整个型面进行抛光修正，使其完全符合整型样板行抛光修正，使其完全符合整型样板5。【练习练习12.2】拨叉零件的车削。拨叉零件的车削。图图12.24 12.24 拨叉拨叉1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）铸：铸造钢件毛坯并人工时效。）铸：铸造钢件毛坯并人工时效。（2）车：四爪卡盘装夹并找正，粗车）车：四爪卡盘装夹并找正，粗车 mm孔及一端面，孔留余量孔及一端面，孔留余量1.52mm；调；调头找正车另一端面，两端面对称各留余量头找正车另一端面，两端面对称各留余量0.5mm。0.

24、023045（3）热处理：淬火）热处理：淬火3840 HRC。（4）车：四爪卡盘装夹并找正，精车）车：四爪卡盘装夹并找正，精车 mm内孔及端面内孔及端面B至图样要求。至图样要求。0.023045（5）磨：平磨另一端面至图样要求。）磨：平磨另一端面至图样要求。（6）车：以孔及端面）车：以孔及端面B定位，用花盘按图定位，用花盘按图12.25所示装夹找正，并安装测量块，低速所示装夹找正，并安装测量块，低速粗车粗车 mm圆弧，留精车余量圆弧，留精车余量0.51mm。0.02032R（7）车：装夹找正同上，用硬质合金车刀）车：装夹找正同上，用硬质合金车刀高速精车高速精车 mm圆弧至图样要求。圆弧至图样要

25、求。0.02032R图图12.25 12.25 拨叉零件的加工方法拨叉零件的加工方法11花盘花盘 22芯轴芯轴 33定位器定位器 44工件工件 55测量块测量块【练习练习12.3】反射镜座的车削。图反射镜座的车削。图12.26所所示为反射镜座零件，材料为示为反射镜座零件，材料为45钢，单件生钢，单件生产。产。图图12.26 12.26 反射镜座反射镜座1工艺分析工艺分析2车削加工的工艺和步骤车削加工的工艺和步骤（1）用四爪卡盘夹持）用四爪卡盘夹持 40外圆的毛坯面，按外圆的毛坯面，按抛物面找正。抛物面找正。车右端面；车右端面；钻通钻通 18mm孔；孔；粗车内、外抛物面，留放余量粗车内、外抛物面

26、，留放余量12mm；用镗孔倒角刀给用镗孔倒角刀给 18mm工艺通孔左端倒工艺通孔左端倒内圆锥角内圆锥角60。（2）调头用四爪卡盘，一夹一顶装夹工件，）调头用四爪卡盘，一夹一顶装夹工件，车外圆车外圆 40mm、38mm至至 42mm。（注意。（注意四爪夹持力要小，活顶尖顶力要大）四爪夹持力要小，活顶尖顶力要大）（3）用软三爪夹持）用软三爪夹持 42mm外圆，并使大外圆，并使大端面靠紧（或靠平行）卡盘平面。端面靠紧（或靠平行）卡盘平面。粗镗内孔粗镗内孔 mm，留放余量，留放余量0.51mm；车端面，倒车端面，倒2 45角。角。（4）调头用三爪卡盘夹持）调头用三爪卡盘夹持 42mm外圆。外圆。精车内抛物面（用跑表法加工，见图精车内抛物面（用跑表法加工，见图12.4）。）。精镗孔精镗孔 mm至图样要求。（用弹至图样要求。（用弹簧卡钳测量）簧卡钳测量）0.030240.03024（5）工件以）工件以 mm孔及左端面为基准，孔及左端面为基准，使用夹持在卡盘上的台阶芯轴安装工件。使用夹持在卡盘上的台阶芯轴安装工件。用双手联动操作车削外形面。用双手联动操作车削外形面。（6）使用样板透光法检测。（见图）使用样板透光法检测。（见图12.1和和图图12.23）0.03024