车工项目课程设计.docx
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车工项目课程设计
项目1柱体的车削加工
一.项目设计
1.实训目标
⑴掌握外圆与端面的基本车削方法，调头加工与台阶轴的台阶长度控制的车削方法。
⑵掌握掌握外圆刀的刃磨，中心钻的使用及砂轮机的使用。
⑶掌握基本量具的使用方法，重点是游标卡尺的使用。
2.低台阶轴零件图
图1-1低台阶轴
3.准备通知书
表1-1低台阶轴加工准备通知书
序号
名称
主要规格及要求
数量
备注
1
毛坯
Φ40×90mm（橡胶棒）
1/人
根据各班人数准备毛坯数量
2
外圆刀
90°右偏刀
1/车
3
中心钻
A型（D=1.0）
1/车
4
车床扳手
与车床配备
1套/车
5
固定顶尖
柄部为莫氏锥柄
1/车
6
游标卡尺
精度0.02mm
1/车
7
砂轮机
带有氧化铝和碳化硅砂轮
1台
车间配备
二、评分标准（100分）
表1-2低台阶轴加工评分标准
序号
检测项目
评分内容
配分
评分标准
检测结果
得分
1
外圆
Φ30±0.05mm
10
尺寸超差0.02扣1分
Φ34±0.05mm
10
Φ39±0.05mm
10
Φ36±0.05mm
10
2
长度
87±0.1mm
10
30±0.1mm
10
2±0.1mm
10
22±0.1mm
10
3
表面质量
外圆、端面
10
表面光洁程度
4
安全操作
加工过程
10
有无违规操作，重大违规操作扣全部分数
三、理论技能
1.刀具刃磨及使用
⑴砂轮机使用要求
砂轮机是车工常用设备，主要用于刃磨刀具，但是使用砂轮机有一定的危险性，要求学生及老师在使用砂轮机一定要正确操作，以达到安全文明操作，以下是砂轮机使用时出现较为常见的问题提出重点要求。
①安装好的砂轮必须进行5分钟的空转，运转人员站在两侧位置，无明显振动和其它问题时方可投入使用。
②砂轮旋转方向应与轴头螺纹旋转旋向相反，正对砂轮旋转方向不许站人。
③除修整刀具、刃面外，一般不宜用砂轮的侧面磨削，对厚度小于20mm的砂轮，禁止使用其侧面磨削，砂轮的圆表面出现不规整时应及时修理。
④磨削时要牢握工件，并缓慢接近砂轮，用力不可过猛，不准两人同时在同一个砂轮上磨削。
⑤细小工件必须用工具夹持，不准直接用手拿；不准带手套刃磨刀具，头发长的女生必须把头发盘起来。
⑥磨削时必须戴防护眼镜，且不要正对砂轮旋转方向站立，使用砂轮机时，砂轮方向应避开人行道和设备。
以上是砂轮机使用的部分注意事项，详细内容参照实训基地的《砂轮机使用章程》。
⑵刀具使用要求
车刀刃磨的好坏决定加工质量，如果要求获得较高加工质量的零件，必须刃磨好刀具。
刃磨刀具一定要参照各种刀具的几何角度的选择要求进行刃磨；另外要根据个人积累的加工经验、刀具的使用要求进行刃磨刀具，这个需要长期对设备的认知和个人操作的熟练程度而定。
加工过程合理的切削用量尤为重要，影响到的因素包括刀具的使用寿命，加工切削的难易，表面质量的好坏及加工时间的快慢等，车削加工中切削用量的选用原则：
粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度vc；精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，因此，精车时应选用较小的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。
精车的另一个问题是保证加工表面的粗糙度的要求，减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点：
1）合理选用切削用量。
选用较小的切削深度ap和进给量f，可减小残留面积，使Ra值减小。
2）适当减小副偏角Kr′，或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。
3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。
4）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。
低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。
在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查表的方式进行选取。
常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值见表1-3，表1-4。
表1-3车削用量推荐表
表1-4高速钢钻头的切削用量（v：
m/min，f：
mm/r）
⑶车刀安装的方法
①车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，一般为刀杆高度的1.5倍左右。
伸出太长会使刀杆刚性差，易产生振动。
②刀杆中心线应与进给方向垂直。
否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。
③车刀刀尖一般应与工件轴线同高，否则会使实际前角和实际后角发生变化，是切削不能顺利进行。
2.量具使用（游标卡尺的使用）
游标卡尺的使用要求有：
①选择游标卡尺要根据零件的尺寸及相关精度的要求来选择合适的精度与量程。
②使用前要校正零位。
③要掌握正确的测量方法，包括测量的姿势，测量的角度等。
④要深入掌握游标卡尺的刻线原理及读数方法。
3.加工工艺卡（仅供参考）
加工工艺设计是保质保量地完成加工的重要环节，加工工艺的设计方法往往不是一种，基本的要求是在尽可能保证加工质量的基础上选择精简的加工工步，减轻加工过程的难度，提高完工的时间。
本项目的加工工艺卡填写如下：
班级：
编制：
审核：
第页共页
零件图号
1-1
车床加工工艺卡
机床型号
6136
零件名称
低台阶轴
机床编号
01
刀具表
量具表
工具表
1
90°外圆刀
1
游标卡尺（精度0.02）
1
车床扳手
2
2
2
固定顶尖
序号
工艺内容
切削用量
备注
S（r/min）
F（mm/min）
背吃刀量
1
夹持工件，伸出卡爪长度40mm左右。
2
做车床调整工作，例如主轴转速设置，进给速度设置，进给方向及光杆调整正等。
S535
自行调整
根据零件尺寸设定
3
依次加工Φ39±0.05mm，Φ36±0.05mm外圆，包括台阶长度。
4
调头装夹，夹持Φ36±0.05mm外圆。
5
依次加工Φ34±0.05mm，Φ30±0.05mm外圆，包括台阶长度。
S535
自行调整
根据零件尺寸设定
6
保养车床，上交领取的各种工具、量具、工件等
复习题1
一、填空（1分×37=37分）
1、轴类工件按用途的不同，可分为、、和。
2、退刀槽的作用：
。
3、倒角的作用：
。
4、圆弧槽的作用：
。
5、轴类工作的技术要求有：
、、、、。
6、国标规定中心孔有、、、四种型号。
7、顶尖有和两种。
8、粗车刀的选择原则，为增加刀头强度和角应小些，主偏角最好选择度，刃倾角一般选择度。
9、75°车刀的主偏角为度，刀尖角90°。
10、当角尖低于工件轴线时，会使角减小。
11、控制阶台长度的三种方法是、、。
12、车端面时，车刀的刀尖应对准工件中心，否则会。
用偏刀车削阶台时，必须车刀主切削刀与工件轴线之间的夹角或90°，否则会使。
13、切断中碳钢时γ0＝度。
切断铸铁时γ0＝。
切断时副后角一般为度，主偏角为度，副主偏角为度。
二、简答：
（13分）
1、中心钻断的原因有哪些？
2、试述0.02mm精度游标卡尺的刻线原理及记取方法。
项目2外螺纹与沟槽的车削加工
一.项目设计
1.实训目标
⑴主要掌握外螺纹与沟槽的基本车削方法。
⑵掌握基本量具的使用方法，掌握外沟槽具和螺纹刀具的刃磨。
2.螺纹滚花手柄零件图
图2-1螺纹滚花手柄
3.准备通知书
表2-1螺纹滚花手柄加工准备通知书
序号
名称
主要规格及要求
数量
备注
1
毛坯
实训项目1的半成品
1/人
2
外圆刀
90°右偏刀，45°弯头刀
各1/车
3
外沟槽
刃磨成刀宽为5mm
1/车
可以要求学生自行刃磨
4
普通三角外螺纹刀
角度60°
1/车
5
车床扳手
与车床配备
1套/车
6
固定顶尖
柄部为莫氏锥柄
1/车
7
游标卡尺
精度0.02mm
1/车
8
螺纹规和螺纹样板
标准牙型角为60°
1套
二、评分标准（120分）
表2-2螺纹滚花手柄加工评分标准
序号
检测项目
评分内容
配分
评分标准
检测结果
得分
1
外圆
Φ22±0.05mm
10
尺寸超差0.02扣1分
Φ38±0.1mm（滚花）
10
Φ34±0.05mm
10
2
长度
85±0.02mm
10
56±0.02mm
10
8±0.1mm
10
7±0.1mm
10
3
螺纹
M27×2-5g
20
螺距、牙型、牙表面质量
4
倒角
C2、C0.2
10
角度及大小
5
表面质量
外圆、端面
10
表面光洁程度
6
安全操作
加工过程
10
有无违规操作，重大违规操作扣全部分数
三、理论技能
1.沟槽加工
⑴外沟槽的刃磨注意的事项
根据外沟槽的刀刃及角度的特点，刃磨时必须保证刀具各几何角度的大小，主要保证横刃的宽度及横刃的平直性，外沟槽选用时刀宽是很重要的因素，有时根据零件槽体的尺寸要求，可以专一刃磨成需求的刃宽，以减少循环切削的次数。
⑵常见外沟槽的分类：
常见的沟槽体按槽的宽度有宽槽和窄槽之分；按槽的深浅有深槽和浅槽之分；按槽的类别有矩形槽和圆弧槽之分；按槽的位置有外圆槽与端面槽之分；按槽的数目有单槽和多槽之分。
沟槽体的结构不同，选取的加工方案也不同，这是加工槽体必须注意的内容。
另外，内沟槽刀结构与外沟槽刀有区别，内外沟槽刀的相同之处在与刃磨时考虑刀宽及几何角度。
⑶外沟槽的切削方法
车床刀架上安装沟槽刀必须保证横刃与工件的轴线等高（尽可能保证等高，在不是绝对的情况上理解，只能微微偏上轴线），如果出现偏差，容易导致刀具崩刃。
常见矩形单槽的加工路线如图2-11所示，常见矩形多槽的加工路线如图2-12所示。
（a）窄槽的走刀路线（b）宽槽的粗加工路线（c）宽槽的精加工路线
图2-3车削矩形槽的走刀路线图2-4车削多槽的走刀路线
2.螺纹加工
⑴螺纹基本知识
螺纹是常见的用于联接的机械组件。
在数控机床上车削三角螺纹是常见的加工方法，加工时必须使螺纹刀的对称线垂直于圆柱面的轴心线。
螺纹的类型很多，按照牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹（三角形螺纹），管螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹等，除矩形螺纹外，均已标准化，除多数管螺纹采用英制螺纹外，其他均采用米制螺纹。
各螺纹牙型如图2-14所示。
（a）普通螺纹（b）管螺纹（c）矩形螺纹（d）梯形螺纹（e）锯齿形螺纹
图2-5螺纹的牙型
普通螺纹牙型参数有大径、小径、中径、螺距P、导程S、牙高、升角λ和牙型角a等。
在车削中，常常考虑牙高和螺距的相关计算。
刀具刃磨有螺纹样板，根据牙型结构及角度特点进行刃磨。
各参数详细内容在《车工工艺与技能训练》教材中有详细的讲述。
⑵螺纹加工尺寸分析
1）外圆柱面的直径及螺纹小径的确定
车削螺纹时，需要计算实际车削时的外圆直径d轴，螺纹实际小径d小。
车削螺纹规格为M24×2的外螺纹，试计算实际车削时的外圆直径d轴，螺纹实际小径d小。
分析：
①车削螺纹时，由于零件材料会因受车刀挤压而使外径胀大。
因此螺纹加工前柱体的外径因那个比螺纹公称直径小，一般取d轴=d-0.1p。
②在实际生产中，为计算方便，不考虑螺纹车刀的刀尖半径R的影响，一般取螺纹实际牙型高度为h1实=0.65P，螺纹的实际小径d小=d-2h1实=d-1.3P。
解：
已知螺纹规格为M24×2，d=24mm，P=2。
d轴=d-0.1p=24-0.1×2=23.8mm；
d小=d-2h1实=d-1.3P=24-1.3×2=21.4mm
2）内圆柱面的直径及螺纹小径的确定
如图2-16所示，车削螺纹规格为M24×2的内螺纹，内圆柱面的直径D实=D-P=24-2=22mm，牙高h1实=0.65P，内螺纹的小径与内圆柱面的直径D实无关，与螺纹公称直径D有关，螺纹的小径D1=D-2h1实=D-1.3P=24-1.3×2=21.4mm。
图2-16内螺纹
⑶切削用量的选择
1）主轴转速
在车削螺纹时，车床的主轴转速受到螺纹的螺距（导程）的大小，驱动电动机的特性及螺纹插补运算速度等多种因素的影响，所以对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。
车削螺纹规格为M24×2的外螺纹时，主轴转速n≤1200/P-k（保险系统，一般取80）=520r/min。
根据零件材料、刀具等因素，可取小一点，n=400r/min即可。
2）进给速度设置
车床进给速度需要手动调节，调节结合车床上给定的进给表选择组别及导程。
单线螺纹的进给量等于螺距，即F=P；单位mm/r。
多线螺纹的进给量等于导程，即F=S=n×P；n为线数。
3）切削进刀
车削螺纹时，一般采用递减法背吃刀量分配原则，否则会因切削面积的增加，切削力过大而损坏刀具。
用硬质合金刀具车削螺纹时，最后一刀的背吃刀量不能小于0.1mm，否则会影响螺纹的表面质量。
表2-8是常用公制螺纹切削时的进给次数与切削深度推荐值。
在加工时可采用其推荐值。
表2-8常用公制螺纹切削时的进给次数与切削深度推荐值（单位：
mm）
螺距
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
牙深（直径）
2×0.649
2×0.974
2×1.299
2×1.624
2×1.949
2×2.273
切削深度
第一刀切深（直径值）
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
第二刀切深（直径值）
0.4
0.6
0.6
0.7
0.7
0.7
第三刀切深（直径值）
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
0.6
第四刀切深（直径值）
0.16
0.4
0.4
0.4
0.6
第五刀切深（直径值）
0.1
0.4
0.4
0.4
第六刀切深（直径值）
0.15
0.4
0.4
第七刀切深（直径值）
0.2
0.2
第八刀切深（直径值）
0.15
2.量具使用（螺纹规与螺纹样板的使用）
螺纹规与螺纹样板的使用要求有：
螺纹规主要用于测量螺纹螺距及螺纹牙型，选择时注意螺纹规的规格与所加工的螺纹配套。
螺纹样板主要用在刃磨螺纹刀和安装螺纹刀，用于校正螺纹刀具的刃磨角度及螺纹刀具刀架安装。
3.加工工艺卡（仅供参考）
班级：
编制：
审核：
第页共页
零件图号
2-1
车床加工工艺卡
机床型号
6136
零件名称
螺纹滚花手柄
机床编号
02
刀具表
量具表
工具表
1
90°外圆刀
1
游标卡尺（精度0.02）
1
车床扳手
2
45°弯头刀
2
螺纹样板
2
固定顶尖
3
外沟槽
3
螺纹规
3
4
普通三角外螺纹刀
4
4
序号
工艺内容
切削用量
备注
S（r/min）
F（mm/min）
背吃刀量
1
夹持工件，伸出卡爪长度40mm左右。
2
做车床调整工作，例如主轴转速设置，进给速度设置，进给方向及光杆调整正等。
S535
自行调整
根据零件尺寸设定
3
依次加工Φ34±0.02，Φ38±0.02外圆，包括台阶长度。
4
滚花刀滚花。
S60
手动进给
0.5mm
5
调头装夹，夹持Φ38±0.02外圆，要求铜皮包裹，防止夹伤。
自行调整
6
依次加工Φ27，Φ22±0.05槽体，包括台阶长度。
S535
手动进给
根据零件尺寸设定
7
加工M27×2螺纹。
S90
根据螺纹进刀设定
8
保养车床，上交领取的各种工具、量具、工件等。
复习题2
一、填空（1分×21分）
1、普通粗牙三角螺纹代号由和表示，普通细牙螺纹代号由和×。
2、矩形螺纹代号由×表示。
3、梯形螺纹代号、×表示。
4、锯齿形螺纹代号、×表示。
5、低速本削三角反的进刀方法有、、三种。
6、车塑性材料内螺纹反孔径计算Ｄ孔≈，脆性材料Ｄ孔≈。
7、车削多线螺纹的轴向分线有、、三种分线片。
二、名词解释（3×5分）
1、中径d：
2、螺距p：
3、牙形角а：
三、计算（7分）
计算内三角螺纹Ｍ20×2的h、Ｄ2、Ｄ1尺寸。
四、简答（18分）
什么是乱扣？
乱扣的原因是什么？
如何预防？
若车床中丝杆Ｄ＝12mm。
车削螺距为1.5mm的工件，试判断会不会乱扣。
项目3套类零件车削加工（上）
一、项目设计
1.实训目标
⑴主要掌握外螺纹与外沟槽的基本车削方法；主要掌握内螺纹与内沟槽的基本车削方法。
⑵掌握钻孔和镗孔的车削方法。
⑶掌握配合套件的螺纹各种数据计算。
⑷掌握基本量具的使用方法，重点是百分表的使用。
⑸掌握内外外沟槽具和内外螺纹刀具的刃磨。
⑹零件加工难度：
中级。
2.螺纹笔筒套件零件图
件1件2
图3-1螺纹笔筒套件
3.准备通知书
表3-1螺纹笔筒套件加工准备通知书
序号
名称
主要规格及要求
数量
备注
1
毛坯
Φ60×170mm（橡胶棒）
1/车
耗材较大，要求一组完成1套
2
外圆刀
90°右偏刀，45°弯头刀
各1/车
3
内、外沟槽刀
刃磨成刀宽为8mm
各1/车
刀角度或刀宽可以变动，自行刃磨
4
镗刀
平头
1/车
5
普通外三角螺纹刀
角度60°
1/车
6
普通内三角螺纹刀
角度60°
1/车
7
麻花钻
Φ30mm
1个
8
车床扳手
与车床配备
1套/车
9
百分表及支座
磁力支座
1套
测量同轴度
10
游标卡尺
精度0.02mm
1/车
11
螺纹规和螺纹样板
标准牙型角为60°
1套
12
内卡钳
标准件
1套
主要测量内沟槽和深孔内径
二、评分标准（120分）
表3-2螺纹笔筒套件（件1）加工评分标准（70分）
序号
检测项目
评分内容
配分
评分标准
检测结果
得分
1
外圆
Φ58±0.02mm
5
尺寸超差0.02扣1分
2
内圆
Φ44±0.02mm
5
3
长度
75±0.02mm
5
30±0.02mm
5
4
外沟槽
5×2.5mm
10
5
外螺纹
M52×2-5g
15
螺距、牙型、牙表面质量
6
倒角
C1.5
5
倒角的角度及大小
6
同轴度
与件2套件的轴线
10
尺寸超差0.02扣1分
7
表面质量
外圆、内圆
10
表面光洁程度
8
安全操作
包括件2
10
有无违规操作，重大违规操作扣全部分数
表3-3螺纹笔筒套件（件2）加工评分标准（50分）
序号
检测项目
评分内容
配分
评分标准
检测结果
得分
1
外圆
Φ58±0.02mm
5
尺寸超差0.02扣1分
2
内圆
Φ44±0.02mm
5
3
长度
85±0.02mm
5
45±0.02mm
5
4
内沟槽
8×2.5mm
5
5
内螺纹
M52×2-5g
15
螺距、牙型、牙表面质量
6
表面质量
外圆、内圆
10
表面光洁程度
三、理论技能
1.孔的车削基本知识
在车削加工中会遇到各种各样的孔，如：
通孔、盲孔、深孔、锥孔、薄壁空等，通过钻、铰、镗、扩等加工方法加工出不同精度的孔。
⑴刀具的选择
1）钻孔选用麻花钻时，一般应是麻花钻螺旋槽部分略长于孔深，麻花钻过长则刚性差，麻花钻过短则排屑困难，也不宜钻穿孔。
对于孔径较小的内孔，可选用钻头一次性钻出，再进行修整。
对于孔径较大的内孔，可选用直径小于5mm的钻头钻出中心孔，可提高内孔的同轴度。
对于精度不高的内孔，可用麻花钻直接钻出；对于精度要求高的孔，钻孔后还要再经过车削或铰孔才能完成，在选用钻头时应留出下道工序的加工余量。
钻头的选用依据工件的材料，工件上内孔的直径等各种因素进行选择，钻头的直径一般要小于内孔的直径，方便下一步的精车。
2）车内孔时，根据所加工的孔为通孔还是盲孔，选取刀具时应选用合适的通孔镗刀或盲孔镗刀。
通孔镗刀：
车通孔用的普通车刀，为减径向像切削力，以减小刀杆弯曲变形，一般主偏角为45°～75°，常取60°～70°.
盲孔车刀：
车台阶孔和不通孔用的镗刀，其主偏角大于90°，一般取95°.
⑵切削用量的确定
1）用高速钢麻花钻钻钢料时，切削速度一般选Vc=15～30m／min,进给速度约为0.1mm／r,选择转速约200～400r／min；钻铸铁时Vc=75～90m／min,进给速度约为0.1mm／r；扩孔时切削速度可以略高一些。
钻中心孔的主轴转速为1000r／min左右.
2）车内孔时，切削用量与车外圆时大致相同，转速根据粗车与精车的实际情况进行调整，进给量一般比车外圆时略小。
2.孔的车削的装夹与加工
⑴工件的装夹
①铸孔或锻孔毛坯工件，装夹时一定要根据外圆校正，即要保证内孔有加工余量，又要保证与非加工表面的相互位置要求。
②装夹薄壁孔件，不能加得太紧，否则，加工后的工件会产生变形，影响内孔精度。
对于精度要求较高的薄壁孔类零件，在粗加工之后，精加工之前，稍将卡爪放松，但加紧力要大于切削力，再进行精加工。
⑵钻头的装夹
①直柄麻花钻可以用钻头装夹，再将钻头的锥柄插入尾座锥孔内。
②锥柄麻花钻可以直接或用莫氏锥柄插入尾座锥孔内，或者用专用工具安装在四工位的刀架上。
⑶镗刀的安装
①刀杆伸出刀架处的长度应尽可
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