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1、阶梯轴类零件加工1、教学目标最终目标：会阶梯轴类零件加工。促成目标：（1）能分析阶梯轴类零件的工艺与技术要求；（2）会拟定阶梯轴加工工艺；（3）会正确使用游标卡尺、千分尺；（4）牢记安全文明生产规范要求。2、工作任务按工艺完成图1-1所示阶梯轴加工。 图1-1阶梯轴3、相关实践知识轴类零件是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械的使用性能和运动精度。轴类零件的主要表面是外圆，车削是外圆加工的主要方法。3.1选择车刀、车床和工件安装方式3.1.1车刀类型与选用（1）车刀的类型；车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具，它可在各种类型的车床上加工外圆、内孔、倒角、切槽与
2、切断、车螺纹以及其它成形面。车刀的类型很多，既可按用途可分，也可按刀具材料，还可按结构分。按用途可大致分：偏刀以90偏刀居多，如图1-2a，用来车削外圆、台阶、端面。由于主偏角大，切削时产生的背向切削力小，故很适宜车细长的轴类工件弯头刀以45弯头刀最为常见，如图1-2b，用来车削外圆、端面、倒角。完成上述加工表面不需转刀架，也不用换刀，可减少辅助时间，提高生产效率。切断刀（切槽刀）如图1-2c，用来切断工件或在工件上加工沟槽。镗刀如图1-2d，用来加工内孔。圆头刀如图1-2e，用来车削工件台阶处的圆角和圆弧槽。螺纹车刀如图1-2f，用来车削螺纹。除此之外，还有端面车刀、直头外圆车刀和成形车刀等
3、等。图1-2车刀种类按材料分： 整体式高速钢车刀如图1-3，这种车刀刃磨方便，刀具磨损后可以多次重磨。但刀杆也为高速钢材料，造成刀具材料的浪费。刀杆强度低，当切削力较大时，会造成破坏。一般用于较复杂成形表面的低速精车。硬质合金焊接式车刀如图1-4所示，这种车刀是将一定形状的硬质合金刀片钎焊在刀杆的刀槽内制成的。其结构简单，制造刃磨方便，刀具材料利用充分，应用十分广泛。但其切削性能受工人的刃磨技术水平和焊接质量影响，且刀杆不能重复使用，材料浪费。可转位车刀用机械夹固的方式将可转位刀片固定在刀槽中而组成的车刀，如图1-5所示。其优点是耐用度高、刀片更换方便、迅速，并可使用多种材料刀片，其缺点是结构
4、复杂、刃磨较难、使用不灵活、一次性投入较大。 图1-5 可转位车刀该传动轴在加工时，采用90偏刀或45偏头硬质合金焊接式车刀；在加工止动垫圈槽和螺纹加工时，可采用切断刀和螺纹车刀。（2）车刀标注角度和工作角度车刀标注角度指刀具在静止参考系中表示的一套角度，主要包括主偏角r、副偏角r、前角0、后角0、刃倾角s、副后角0六个。如图1-6所示主偏角r。它是基面内主切削平面与假定工作平面之间的夹角。副偏角r，它是基面内副切削平面与假定工作平面之间的夹角。前角0。它是正交平面内前面与基面之间的夹角。后角0。它是正交平面内后面与切削平面之间的夹角。刃倾角s。它是主切削平面内主切削刃与基面之间的夹角。副后角
5、0。它是副切削刃的正交平面(即副剖面)内副后面与副切削平面之间的夹角。图1-6 外圆车刀的的基本几何角度刀具的工作角度是刀具在工作时的实际切削角度，它受到切削运动和刀具的安装影响。因此，车刀的工作角度不等于其标注角度。 （3）车刀的安装要求车刀的安装要求；1） 1） 车刀刀尖应与工件中心等高，如图1-7所示为刀尖不对准工件中心的后果。1-7a为刀具安装高低对工作角度的影响。车刀的刀尖高于工件中心，工作前角oe增大，而工作后角oe减小。当刀尖低于工件中心时，角度的变化情况下好相反。如图1-7b为车端面的情况。实际生产中要求车端面、圆锥面、螺纹、成形车削等等高安装，粗车孔、切断空心工件时，刀尖应等
6、高机床主轴线；粗车一般外圆、精车孔、安装时刀尖应等高或稍高工件中心线。2）刀杆偏斜对工作主、副偏角的影响。刀杆偏斜会使车刀的工作主偏角增大，工作副偏角减小。3）车刀装夹在刀架上伸出部分应尽量短以增强其刚性，如图1-8所示。一般车刀伸出长度约为刀杆宽度的11.5倍，下面的垫片数量要尽量少，并与刀架边缘对齐。（4）车刀的材料及选用高速钢：高速钢是含有W、Mo、Cr、V等合金元素较多的合金工具钢，热处理后硬度为6266HRC，抗弯强度约为33GPa，耐热性为600左右。高速钢又可分为普通高速钢、高性能高速钢、粉末冶金高速钢及涂层高速钢。硬质合金：由硬度和熔点很高的碳化物（硬质相，如WC、TiC、Ta
7、C、NbC等）和金属（粘结相，如Co、Ni、Mo等）通过粉末冶金工艺制成的。硬质合金按加工对象和切削时排出切悄形状可分为三类，其中YG主要用于脆性材料，YT用于碳钢类塑性材料，YW用于不锈钢等难加工材料。陶瓷：是以氧化铝或以氧化硅为基体再添加少量金属，在高温下烧结而成。陶瓷刀具有很高的耐磨性和耐热性，良好的抗粘结性和较低的摩擦系数，化学性能稳定。陶瓷刀具在切削时不易粘刀、不易产生切削瘤，但其强度和和抗热冲击性较差，一般用于在高速下精加工硬材料，如氧化铝复合陶瓷适合于中速下切削冷硬铸铁、淬硬钢等；氮化硅基陶瓷宜能进行高速切削，故适宜精加工和半精加工，也可加工5154HRC硬度的镍基合金、高锰钢等难加工材料。金刚石：金刚石的硬度的耐磨性很好，可用于切削硬度高的一些材料，但由于金刚石的耐热度较低，只有700800，故工作温度不能过高。另外，因其易与碳亲合，因此不宜用于加工含碳的黑色金属。立方氮化硼：其硬度与耐磨性仅次于金刚石，有较强的抗粘结能力，与钢的摩擦系数小，适用于高速切削钢材及耐热合金。因其价格高，一般用于加工高硬度材料或超精加工。（5）刀杆截面形状和尺寸的选用。车刀刀杆截面形状有矩形、方形和圆形三种。一般用矩形，切削力较大时采用方形，圆形多用于内孔车刀。刀杆高度H可按车床中心高选择
