學習情境2.2車削加工階梯軸零件.ppt
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普通機床加工零件,學習子情境2.2 車削加工階梯軸零件 綿陽職業(yè)技術學院 機電工程系,一、本項目任務描述,根據(jù)階梯軸零件工程圖要求,以小組或獨立工作形式,在普通車床上完成階梯軸零件加工,二、本項目教學目標,【技能目標】 1. 學會分析階梯軸零件的結構工藝; 2. 能合理選擇刀具; 3. 能正確安裝車床夾具和找正; 4. 能使用量具,檢測尺寸和形位公差精度; 5. 能用普通車床能生產(chǎn)出合格的簡單軸類工件。 【知識目標】 1.分析階梯軸零件的結構工藝; 2.熟悉車刀種類,車刀幾何參數(shù),合理選擇車刀加工軸類工件; 3.刃磨車刀; 4.圓錐的基本參數(shù),計算錐度和角度; 5.加工階梯軸零件; 6.使用量具進行軸類零件的檢測。 【素質(zhì)目標】 1.能夠培養(yǎng)學生的基本技能能力,同時使學生對專業(yè)有一定的理解; 2.通過知識教學的過程培養(yǎng)學生學習能力、方法能力及社交能力。,三、重點、難點及解決辦法,重點: 車刀的選擇,圓錐的基本參數(shù)。 難點: 零件結構工藝分析。 解決辦法: 1.學生以小組討論的方式讀懂零件圖; 2.教師引導和幫助學生進行相關知識結構分析,理解圖紙要求的結構難點及關鍵技巧,制定零件的加工工藝路線; 3.教師示范講解,學生練習操作,教師與學生,學生與學生互動共同完成階梯軸車削加工 。,四、教學過程設計,2.2.1 資訊 一、零件圖分析 該零件為圓桿形臺階軸,零件加工內(nèi)容包括:圓柱面、圓錐面、臺階面、倒角。,四、教學過程設計,二、知識講解 (一)軸的車削加工方法 1. 端面車削 對工件的端面進行車削的方法叫車端面。常用端面車削時的幾種情況如下圖所示:,,四、教學過程設計,2.圓柱臺階車削 車臺階軸時,既要車外圓,又要車環(huán)形端面,因此既要保證達到外圓尺寸精度,又要保證臺階長度尺寸。 (1)車削相鄰兩個直徑相差不大的臺階時,可用90°偏刀車外圓,利用車削外圓進給到所控制的臺階長度重點位置,自然得到臺階面。用這種方法車臺階時,車刀安裝后的主偏角必須等于90°,,四、教學過程設計,(2)如果相鄰兩個臺階直徑相差較大,就要用兩把刀分幾次車出。可先用一把<90°的刀粗車,然后用一把90°偏刀使安裝后的=93°~95°分幾次清根。清根時應該留夠精車時外圓和端面的加工余量。精車外圓到臺階長度后,停止縱向進給,可根據(jù)進給手柄使車刀慢慢地均勻退出,把端面精車一刀。至此,一個臺階加工完畢。,,,(a) (b),四、教學過程設計,3.圓錐面車削 在車床上車削圓錐面的方法有很多種,最常用的方法是轉(zhuǎn)動小滑板法。,,四、教學過程設計,3.圓錐面車削 (1)小滑板轉(zhuǎn)動角度原則 小滑板轉(zhuǎn)動角度應是圓錐素線與車床主軸軸線夾角,即就是工件圓錐半角,使車刀進給軌跡與所要車削的圓錐素線平行即可。如果圖樣上沒有注明圓錐半角,可計算得出。 (2)找正小滑板角度方法,,四、教學過程設計,4.其它面加工 切槽時用切槽刀。切槽刀前為主切削刃,兩側(cè)為副切削刃。安裝切槽刀,其主切削刃應平行于工件軸線,主刀刃與工件軸線同一高度。 切窄槽,主切削刃寬度等于槽寬,橫向走刀一次將槽切出。切寬槽,主切削刃寬度小于槽寬,分幾次橫向走刀,切出槽寬;切出槽寬后,縱向走刀精車槽底,切完寬槽。 另外,切斷與切槽的方法很相似。,,四、教學過程設計,(二)圓錐的基本參數(shù) 1.圓錐的四個基本參數(shù) (1)最大圓錐直徑(D) (2)最小圓錐直徑(d) (3)圓錐長度(L) (4)圓錐半角(α/2)和錐度(C)。 錐度是兩個垂直圓錐軸線截面直徑差與該兩截面問的軸向距離之比,即C=(D—d)/L。,,四、教學過程設計,由于設計基準,測量方法等要求不同,在圖樣中圓錐的標注方法也不一致,根據(jù)圓錐的四個基本參數(shù),只要知道任意三個參數(shù),即可計算出其他一個位置參數(shù)。,,四、教學過程設計,2.標準圓錐 常用的標準工具圓錐有米制圓錐和莫氏圓錐兩種。 (1)米制圓錐 米制圓錐共有8個號碼,即4號、6號、80號、100號、120號、140號、160號、200號。它的號碼是指圓錐的大端直徑,錐度固定不變,即C=1:20.圓錐半角α/2=25度56分。 (2)莫氏圓錐 莫氏圓錐是機器制造業(yè)中應用得最廣泛的一種,如車床主軸孔、頂尖、鉆頭柄部及鉸刀柄部等都是用莫氏圓錐。莫氏圓錐分成7個號碼即0、1、2、3、4、5、6,最小的0號最大的6號,每一型號公稱直徑大小分為9.015、12.065、17.78、23.825、31.267、44.399、63.318莫氏圓錐是從英制換算來的。,,四、教學過程設計,(三)車刀的類型 車刀按其用途不同,可分為外圓車刀,端面車刀,切斷刀,內(nèi)孔車、螺紋車刀和成形車刀等。,,四、教學過程設計,1.90°外圓車刀及其使用 90°車刀又稱偏刀,按進給方向分右偏刀和左偏刀。,,(a)右偏刀 (b)左偏刀 (c)右偏刀外形,四、教學過程設計,(1)右偏刀一般采用來車削工件的外圓,端面和右向臺階,因為它的主偏角較大,車外圓時作用于工件半徑方向的徑向切削力較小,不易將工件頂彎。 (2)左偏刀一般用來車削左向價臺和工件的外圓,也適用于車削直徑較大和長度較短的工件的端面。,,,(a)用右偏刀車外圓、臺階和端面 (b)用左、右偏刀車臺階 (c)用左偏刀車平面,四、教學過程設計,右偏刀也可用來車削平面,但因車削時用副刃切削,如果由工件外緣向中心進給,當切削深度較大時,切削力會使車刀扎入工件,而形成凹面,為防止產(chǎn)生凹面,可改由中心向外緣進給,用主切削刃切削,但切削深度較小,切削余量較大時也可用圖c所示車削。,,,(a)向中心進給產(chǎn)生凹面(b)由中心向外進給(c)用端面車刀車平面,四、教學過程設計,2.45°車刀及其使用 45°車刀由刀尖角為90°,所以刀頭強度和散熱條件都比90°車刀好,常用于車削工件的端面和進行45°倒角,也可用來車削長度較短的外圓。,,四、教學過程設計,,3.75°外圓車刀及其使用 75°車刀刀尖角大于90°,刀頭強度好,較耐用,因此適用與粗車軸類工件的外圓以及強力切削鑄鐵、鍛件等余量較大的工件,圖a ;75°左車刀還可以用來車鑄鐵、鍛件的大平面,圖b。,四、教學過程設計,(四)頂尖裝夾工件 1.頂尖 頂尖的作用是定中心,承受工件的重量和切削力。頂尖分前后頂尖兩類。 (1)前頂尖 擺在主軸孔內(nèi)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的叫前頂尖如圖1-25a所示。前頂尖隨同工件一起轉(zhuǎn)動。與中心孔無相對運動,不發(fā)生摩察。 有時為了準確和方便起見,也可以在三爪自定心卡盤上夾一段鋼材,車60度頂尖來代替前頂尖。如圖1-25b所示。,,四、教學過程設計,(2)后頂尖 插入車床尾座套筒內(nèi)的叫后頂尖,后頂尖又分固定頂尖和回轉(zhuǎn)頂尖。 固定頂尖的優(yōu)點,定心正確剛性好,缺點是工件和頂尖是滑動摩擦,發(fā)熱較大,過熱時會把中心孔或頂尖燒壞,因此它適用與低速加工精度要求較高的工件。 為了避免后頂尖與工件中心空摩擦,常使用回轉(zhuǎn)頂尖。,,四、教學過程設計,2.鉆中心孔的方法 工件夾緊后把端面車平,把中心鉆裝夾在鉆夾頭中夾緊,當鉆夾頭的錐柄能直接和尾座套用上的錐孔結合時,直接裝入便可以使用,如果錐柄小于錐孔,就必須在他們中間增加一個過渡錐套才能結合上,中心鉆安裝完畢,開車使工件旋轉(zhuǎn),均勻搖動尾座手輪來移動中心鉆實現(xiàn)進給持鉆到所需的尺寸后,稍停留,使中心孔得到修光和圓整,然后退刀。,,四、教學過程設計,3.一夾一頂安裝工件 夾、頂安裝工件對質(zhì)量較大,加工余量也較大的工件,如果采用在兩頂尖間安裝的方法來加工,就無法提法提高切削用量,縮短加工時間。此時可采取前端用卡盤夾緊,后端用后頂尖頂住的裝夾方式法。為了防止工件軸向竄動,工件應該軸向定位,即在卡盤內(nèi)部裝個限位支承;也可以利用工件上的合格限位,如圖所示。這種裝夾方法比較安全。能承受較大的軸向切削力。因此應用的很廣泛。,,四、教學過程設計,2.2.2.決策 學生通過分組討論方式,分析銷軸零件尺寸精度、表面粗糙度、毛坯材料、加工批量等,找出階梯軸零件加工難點,制訂實施措施。 指導重點 : (1)根據(jù)階梯軸零件工程圖及技術要求選擇合適的機床、加工方法、裝夾方式及合理的切削用量; (2)根據(jù)圖樣的精度要求,宜在臥式車床上用外圓車刀車削加工 ; 重點考察學生的分析能力、交流能力及團隊協(xié)作能力。,四、教學過程設計,2.2.3.計劃 1.零件工藝性分析 (1)材料為45鋼,毛坯材料為熱軋圓鋼; (2)Φ35mm為基準外圓; (3)主要尺寸Φ35mm、Φ28mm、Φ20mm表面粗糙度均為Ra1.6um; (4)加工數(shù)量為20件。 重點考察學生識圖能力及工藝規(guī)劃能力。,四、教學過程設計,2.2.3.計劃 擬訂階梯軸零件加工步驟 : (1)裝卡工件毛坯、車端面、粗車外圓、精車外圓、倒角、切斷。 (2)檢查。,四、教學過程設計,填寫工藝文件(工藝過程卡) :,,,,2.2.4.實施 在“學中做” 工作單《階梯軸零件加工》的引導下,學生完成階梯軸零件加工,四、教學過程設計,2.2.5.檢查 (1) 檢查零件的尺寸、表面粗糙度等是否與工程圖中的要求相符; (2)檢查產(chǎn)品是否合格。,四、教學過程設計,2.2.6.評估 評估總結銷軸零件加工步驟是否優(yōu)化,能否采用其他更優(yōu)化方法和步驟實現(xiàn)零件加工。,四、教學過程設計,四、教學過程設計,五、教學資源,普通車床及附件、教材、教案、多媒體課件、課程學習任務集、機械加工工藝手冊,六、階梯軸零件加工步驟指導,階梯軸零件加工步驟,步驟1 選擇機床,選用CA6140型臥式車床,(1)選擇切削用量 粗車時取:Vc=80~100m/min ap=2~4mm f=0.3~0.6mm/r 半精車時?。篤c=100~120m/min ap=1~2mm f=0.2~0.4mm/r 精車時?。篤c=120~130m/min ap=0.1~0.5mm f=0.1~0.2mm/r,,階梯軸零件加工步驟,(2)調(diào)整機床 ①調(diào)整車床主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速可以按切削速度計算公式v=ndn/1000算出。然后將車床上的主軸變速調(diào)整到和計算出的轉(zhuǎn)速最接近的主軸轉(zhuǎn)速檔。 ②調(diào)整進給量根據(jù)所選定的進給量,從車床的銘牌上查處出進給量手柄位置并進行調(diào)整。 ③檢查車床有關運動件的間隙是否合適。如床鞍、中、小滑板的硬條的松緊程度,也就是檢查滑板移動是否輕快、平穩(wěn)。 ④檢查切削液是否供應正常。,,階梯軸零件加工步驟,階梯軸零件加工步驟,步驟2 裝夾工件,,三爪自定心卡盤結構和工件安裝,步驟3 選擇刀具 選用45°端面車刀,90°外圓車刀,3mm切槽刀,階梯軸零件加工步驟,步驟4 車刀的安裝,階梯軸零件加工步驟,,步驟5 車階梯軸,階梯軸零件加工步驟,零件加工(演示實訓),步驟6 零件檢測 1.基本量具的正確使用方法,階梯軸零件加工步驟,,步驟6 零件檢測 2.百分表的使用,階梯軸零件加工步驟,,車削加工如圖所示的傳動軸零件 材料:45鋼 毛坯:Φ40mm250鑄件棒料,七、做中學任務,,- 配套講稿:
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