關(guān)于“外圓、端面”車(chē)削的教學(xué)探析

趙冬陽(yáng)

摘要：在與時(shí)代需要技能人才的大環(huán)境下，本文以車(chē)削加工中最常用的“車(chē)削外圓、端面”為例，對(duì)在普通車(chē)床上加工的要求，加工過(guò)程和方法、測(cè)量、注意事項(xiàng)等方面做出詳細(xì)的講解和論述。

關(guān)鍵詞：外圓；端面；車(chē)削

中圖分類(lèi)號(hào)：TG51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-3315（2021）6-113-002

車(chē)削加工是機(jī)械工人所具備的基本能力，普通車(chē)削加工是學(xué)好數(shù)控車(chē)床的第一步，也是機(jī)械加工專(zhuān)業(yè)學(xué)生必需掌握的一項(xiàng)基本技能，是學(xué)生走向社會(huì)從事本專(zhuān)業(yè)的前提。所以本篇文章立足現(xiàn)在大部分學(xué)生容易忽視的，機(jī)械加工中最重要的基礎(chǔ)能力為例，以實(shí)際訓(xùn)練為主探究學(xué)習(xí)這個(gè)基礎(chǔ)能力的加工方法和注意事項(xiàng)。

一、實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求

合理組織工作位置，注意操作姿勢(shì)，掌握試切、實(shí)測(cè)的方法車(chē)外圓，掌握調(diào)整機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄位置的方法，練習(xí)接刀車(chē)削外圓和控制兩端平行度的方法，遵守操作規(guī)程，養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)的良好習(xí)慣。

二、車(chē)外圓的方法和過(guò)程

將工件安裝在卡盤(pán)上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，車(chē)刀安裝在刀架上使之接觸工件并作相對(duì)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，便可車(chē)出外圓。開(kāi)動(dòng)機(jī)床使工件旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)小滑板或床鞍，控制切削深度，然后鎖緊床鞍，搖動(dòng)中滑板手柄作橫向進(jìn)給，由工件外緣向中心車(chē)削，也可由中心向外緣車(chē)削，便可車(chē)削端面。

首先是準(zhǔn)備工作，根據(jù)圖樣檢查工件的加工余量，做到車(chē)削前心中有數(shù)，大致確定縱向進(jìn)給的次數(shù)。然后選擇刀具：90°硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀，接下來(lái)的步驟是：

1.車(chē)刀安裝（1）車(chē)刀裝夾在刀架上的伸出部分應(yīng)盡量短，以增加其剛性

伸出長(zhǎng)度約為刀柄厚度的1-1.5倍。車(chē)刀下面墊片的數(shù)量要盡量少（一般為1-2片），并與刀架邊緣對(duì)齊，且至少用兩個(gè)螺釘平整壓緊，以防振動(dòng)。（2）車(chē)刀刀尖應(yīng)與工件中心等高。車(chē)刀刀尖高于工件軸線，會(huì)使車(chē)刀的實(shí)際后角減小，車(chē)刀后面與工件之間的摩擦力增大。車(chē)刀刀尖低于工件軸線，會(huì)使車(chē)刀的實(shí)際前角減小，切削阻力增大。刀尖不對(duì)中心，在車(chē)至端面中心時(shí)會(huì)留有凸頭。使用硬質(zhì)合金車(chē)刀時(shí)，若忽視此點(diǎn)，車(chē)到中心處會(huì)使刀尖崩碎。

2.對(duì)刀、進(jìn)刀和車(chē)削

（1）啟動(dòng)車(chē)床使工件旋轉(zhuǎn)。車(chē)刀刀尖輕輕接觸工件待加工表面，以此作為確定切削深度的零點(diǎn)位置。反向搖動(dòng)床鞍手輪，中滑板手柄不動(dòng)，使車(chē)刀向右離開(kāi)工件3-5mm。

重點(diǎn)注意：對(duì)刀要輕，一般在實(shí)際對(duì)刀過(guò)程中刀具和工件表面接觸0.01-0.03mm之間。確定切削深度的零點(diǎn)位置，此時(shí)中滑板手柄一定不能再動(dòng)。

（2）進(jìn)刀。搖動(dòng)中滑板手柄，使車(chē)刀橫向進(jìn)給，其進(jìn)給量為切削深度。正確地計(jì)算出切削深度ap的值，并計(jì)算出中滑板應(yīng)前進(jìn)幾格。

（3）試切削。試切削的目的是為了控制切削深度，保證工件的加工尺寸。車(chē)刀進(jìn)刀后作縱向移動(dòng)2mm左右時(shí)，縱向快退，停車(chē)測(cè)量。如尺寸符合要求，繼續(xù)切削，如尺寸大，可加大切削深度，若尺寸小，則減小切削深度。

（4）正常切削。通過(guò)試切削調(diào)節(jié)好切削深度便可正常切削。此時(shí)，可選擇手動(dòng)或機(jī)動(dòng)縱向進(jìn)給。車(chē)削工件一般分為粗車(chē)和精車(chē)，粗車(chē)時(shí)，在車(chē)床動(dòng)力條件許可時(shí)，通常要大的切削深度和大的進(jìn)給量，轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快，在盡量短的時(shí)間內(nèi)把工件余量車(chē)掉，是因?yàn)榇周?chē)對(duì)切削表面沒(méi)有嚴(yán)格要求，只需留一定的精車(chē)余量即可。由于粗車(chē)切削力較大，工件裝夾必須牢靠。粗車(chē)的另一個(gè)作用是及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯材料內(nèi)部的缺陷，如夾渣、砂眼、裂紋等，也能消除毛坯工件內(nèi)部殘存的應(yīng)力和防止熱變形等。精車(chē)是車(chē)削的末道加工，為了使工件獲得準(zhǔn)確的尺寸和規(guī)定的表面粗糙度，操作者在精車(chē)時(shí)，通常把車(chē)刀磨得鋒利一些或選擇精加工的機(jī)加車(chē)刀，車(chē)床轉(zhuǎn)速選的高一些，進(jìn)給量選的小一些。粗車(chē)時(shí)，一般選切削深度為2-5mm，進(jìn)給量為0.3-0.7mm/r；精車(chē)時(shí)，一般選切削深度為0.2-1mm，進(jìn)給量為0.1-0.3mm/r。車(chē)端面時(shí)的切削速度隨著工件直徑的減小而減小，計(jì)算時(shí)必須按端面的最大直徑計(jì)算。首先開(kāi)動(dòng)車(chē)床使工件旋轉(zhuǎn)來(lái)車(chē)削端面，移動(dòng)小滑板或床鞍控制吃刀量，然后鎖緊床鞍，搖動(dòng)中滑板進(jìn)給，由工件外向中心進(jìn)給把工件端面車(chē)削平整。然后車(chē)削外圓，用中滑板控制吃刀量，床鞍縱向進(jìn)給車(chē)削，注意要分次試切、測(cè)量，如此多次，直到符合圖樣要求為止。

3.接刀車(chē)削外圓和控制兩端平行度

工件來(lái)料長(zhǎng)度余量較少或一次裝夾不能完成切削的，通常采用調(diào)頭裝夾，再用接刀法車(chē)削。每當(dāng)接刀工件裝夾時(shí)，找正必須從嚴(yán)要求，否則會(huì)造成表面接刀偏差，直接影響工作質(zhì)量。為了保證接刀質(zhì)量，通常要求在車(chē)削工件的第一頭時(shí)，車(chē)得長(zhǎng)一些，調(diào)頭裝夾時(shí)兩點(diǎn)間的找正距離應(yīng)大一些。調(diào)頭接刀車(chē)削的工件，一般表面有接刀痕跡，有損質(zhì)量和美觀，在加工條件許可的情況下，一般不采用此法，但是在特殊情況時(shí)要用這種加工方法，用劃線盤(pán)仔細(xì)找正或者用百分表找正，是能夠達(dá)到要求的。找正工件兩端平行度的方法是以工件先車(chē)削的一端外圓和端平面為基準(zhǔn)，也用劃線盤(pán)找正或者用百分表找正即可。

4.測(cè)量

測(cè)量外徑時(shí)，一般精度尺寸常選用游標(biāo)卡尺，精度要求較高時(shí)則選用千分尺。徑向圓跳動(dòng)的測(cè)量是將工件支撐在車(chē)床上的兩頂尖之間，百分表的測(cè)量頭與工件被測(cè)部分的外圓接觸，并預(yù)先將測(cè)頭壓下1mm以消除間隙，當(dāng)工件轉(zhuǎn)過(guò)一圈，百分表讀數(shù)的最大差值就是該測(cè)量面上的徑向圓跳動(dòng)誤差。按上述方法測(cè)量若干個(gè)截面，各截面上測(cè)得圓跳動(dòng)量中的最大值，就是該工件的徑向圓跳動(dòng)。也可將工件支撐在平板上的v型架上，并在其軸向設(shè)一支撐限位，以防止測(cè)量時(shí)的軸向位移，讓百分表觸頭和工件被測(cè)部分外圓接觸，工件轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，百分表讀數(shù)的最大差值就是該測(cè)量面上的徑向圓跳動(dòng)誤差。按上述方法測(cè)量若干個(gè)截面，取截面上測(cè)得圓跳動(dòng)量的最大值，就是該工件的徑向圓跳動(dòng)。

端面圓跳動(dòng)的測(cè)量是將百分表的測(cè)量頭與所需測(cè)量的端面接觸，并預(yù)先將測(cè)頭壓下1mm，當(dāng)工件轉(zhuǎn)過(guò)一圈，百分表讀數(shù)的最大差值就是該直徑測(cè)量面上的端面圓跳動(dòng)誤差。按上述方法在若干個(gè)直徑處測(cè)量，其端面圓跳動(dòng)量最大值，就是該工件的端面跳動(dòng)誤差。

對(duì)端面的要求是既要與軸心線垂直，又要求平直、光潔。一般可用鋼直尺和刀口尺來(lái)檢測(cè)端面的平面度。測(cè)量端面垂直度時(shí)，首先檢查其端面圓跳動(dòng)是否合格，若符合要求再測(cè)量端面垂直度，對(duì)于精度要求較低的工件，可用90°角尺通過(guò)透光檢查。精度要求較高的工件可將軸支撐在置于平板上的標(biāo)準(zhǔn)套中，然后用百分表從端面中心點(diǎn)逐漸向邊緣移動(dòng)，百分表指示讀數(shù)的最大值就是端面對(duì)軸線的垂直度。還可將軸安裝在三爪自定心卡盤(pán)上，再用百分表仿照上述方法測(cè)量即可。

三、容易產(chǎn)生的問(wèn)題和注意事項(xiàng)

1.車(chē)削端面時(shí)容易出現(xiàn)的問(wèn)題是工件端面中心留有凸頭，原因是刀尖沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)中心，偏高或者偏低，注意裝刀嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心；再者是平面不平有凹凸，產(chǎn)生原因是吃刀量過(guò)大，車(chē)刀磨損，滑板移動(dòng)，刀架和車(chē)刀緊固力不足，注意切削三要素的選用和配合，及時(shí)刃磨車(chē)刀或者更換機(jī)加車(chē)刀刀片，車(chē)刀壓緊，刀架鎖緊，避免出現(xiàn)上述問(wèn)題。

2.車(chē)削外圓時(shí)容易出現(xiàn)的問(wèn)題首先是產(chǎn)生錐度，原因有用小滑板手動(dòng)進(jìn)給車(chē)外圓時(shí)，小滑板導(dǎo)軌與主軸中心線不平行；車(chē)速過(guò)高，在切削過(guò)程中車(chē)刀磨損；搖動(dòng)中滑板切削時(shí)沒(méi)有消除空行程，也就是螺桿和螺母之間的間隙沒(méi)有消除等。其次車(chē)削外圓時(shí)容易出現(xiàn)表面質(zhì)量不合格，原因是車(chē)刀角度不合理或者選擇刀具材料不對(duì)。最后其他會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題和注意的方面有變換轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)先停車(chē)，否則容易打壞主軸箱內(nèi)的齒輪；切削時(shí)應(yīng)先開(kāi)車(chē)，后進(jìn)刀。切削完畢時(shí)先退刀后停車(chē)，否則車(chē)刀容易損壞；車(chē)鑄鐵毛坯時(shí)，由于表面氧化皮較硬，要求盡可能就刀車(chē)掉，否則車(chē)刀容易磨損。

隨著制造專(zhuān)業(yè)不斷的進(jìn)步和發(fā)展，數(shù)控車(chē)削加工已經(jīng)替代了普通車(chē)床的加工，但是車(chē)工的基礎(chǔ)加工能力是這個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的前提，不會(huì)基礎(chǔ)能力就無(wú)法真正的領(lǐng)悟和精益求精的數(shù)控加工，所以中職院校的學(xué)生要想技術(shù)學(xué)的好，就要從基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)開(kāi)始，希望通過(guò)以上探究學(xué)習(xí)能幫助學(xué)生提高基礎(chǔ)能力的學(xué)習(xí)。