關(guān)于“外圓、端面”車削的教學(xué)探析

趙冬陽

摘要：在與時(shí)代需要技能人才的大環(huán)境下，本文以車削加工中最常用的“車削外圓、端面”為例，對(duì)在普通車床上加工的要求，加工過程和方法、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；車削

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

車削加工是機(jī)械工人所具備的基本能力，普通車削加工是學(xué)好數(shù)控車床的第一步，也是機(jī)械加工專業(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、車外圓的方法和過程

將工件安裝在卡盤上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，車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)，便可車出外圓。開動(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削，也可由中心向外緣車削，便可車削端面。

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)合金外圓車刀，接下來的步驟是：

1.車刀安裝（1）車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）車刀刀尖應(yīng)與工件中心等高。車刀刀尖高于工件軸線，會(huì)使車刀的實(shí)際后角減小，車刀后面與工件之間的摩擦力增大。車刀刀尖低于工件軸線，會(huì)使車刀的實(shí)際前角減小，切削阻力增大。刀尖不對(duì)中心，在車至端面中心時(shí)會(huì)留有凸頭。使用硬質(zhì)合金車刀時(shí)，若忽視此點(diǎn)，車到中心處會(huì)使刀尖崩碎。

2.對(duì)刀、進(jìn)刀和車削

（1）啟動(dòng)車床使工件旋轉(zhuǎn)。車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)，使車刀向右離開工件3-5mm。

重點(diǎn)注意：對(duì)刀要輕，一般在實(shí)際對(duì)刀過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。車刀進(jìn)刀后作縱向移動(dòng)2mm左右時(shí)，縱向快退，停車測(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。車削工件一般分為粗車和精車，粗車時(shí)，在車床動(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)速不宜過快，在盡量短的時(shí)間內(nèi)把工件余量車掉，是因?yàn)榇周噷?duì)切削表面沒有嚴(yán)格要求，只需留一定的精車余量即可。由于粗車切削力較大，工件裝夾必須牢靠。粗車的另一個(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。精車是車削的末道加工，為了使工件獲得準(zhǔn)確的尺寸和規(guī)定的表面粗糙度，操作者在精車時(shí)，通常把車刀磨得鋒利一些或選擇精加工的機(jī)加車刀，車床轉(zhuǎn)速選的高一些，進(jìn)給量選的小一些。粗車時(shí)，一般選切削深度為2-5mm，進(jìn)給量為0.3-0.7mm/r；精車時(shí)，一般選切削深度為0.2-1mm，進(jìn)給量為0.1-0.3mm/r。車端面時(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。首先開動(dòng)車床使工件旋轉(zhuǎn)來車削端面，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)給把工件端面車削平整。然后車削外圓，用中滑板控制吃刀量，床鞍縱向進(jìn)給車削，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.接刀車削外圓和控制兩端平行度

工件來料長(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，通常要求在車削工件的第一頭時(shí)，車得長(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削的一端外圓和端平面為基準(zhǔn)，也用劃線盤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)生的問題和注意事項(xiàng)

1.車削端面時(shí)容易出現(xiàn)的問題是工件端面中心留有凸頭，原因是刀尖沒有對(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)生原因是吃刀量過大，車刀磨損，滑板移動(dòng)，刀架和車刀緊固力不足，注意切削三要素的選用和配合，及時(shí)刃磨車刀或者更換機(jī)加車刀刀片，車刀壓緊，刀架鎖緊，避免出現(xiàn)上述問題。

2.車削外圓時(shí)容易出現(xiàn)的問題首先是產(chǎn)生錐度，原因有用小滑板手動(dòng)進(jìn)給車外圓時(shí)，小滑板導(dǎo)軌與主軸中心線不平行；車速過高，在切削過程中車刀磨損；搖動(dòng)中滑板切削時(shí)沒有消除空行程，也就是螺桿和螺母之間的間隙沒有消除等。其次車削外圓時(shí)容易出現(xiàn)表面質(zhì)量不合格，原因是車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)的問題和注意的方面有變換轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)先停車，否則容易打壞主軸箱內(nèi)的齒輪；切削時(shí)應(yīng)先開車，后進(jìn)刀。切削完畢時(shí)先退刀后停車，否則車刀容易損壞；車鑄鐵毛坯時(shí)，由于表面氧化皮較硬，要求盡可能就刀車掉，否則車刀容易磨損。

隨著制造專業(yè)不斷的進(jìn)步和發(fā)展，數(shù)控車削加工已經(jīng)替代了普通車床的加工，但是車工的基礎(chǔ)加工能力是這個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)的前提，不會(huì)基礎(chǔ)能力就無法真正的領(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)開始，希望通過以上探究學(xué)習(xí)能幫助學(xué)生提高基礎(chǔ)能力的學(xué)習(xí)。