制作榔头杆的学习任务八

学习目标

（1）能独立阅读生产任务单，明确工时、加工数量等要求，了解所加工零件的用途、功能和分类。

（2）能根据榔头杆图样和加工要求，查阅相关资料计算图样中的未知尺寸，明确加工技术要求，编制加工工艺，制定加工工步。

（3）能识别常用刀具材料，根据零件材料和形状特征，通过查阅切削手册和刀具手册合理选择刀具。

（4）能根据榔头杆要求和现场条件，查阅相关资料，确定符合加工技术要求的工量夹具及辅件、切削液。

（5）能应用刀具角度知识，说明车刀角度参数的含义、表示方法及对切削性能的影响。能在刀具几何角度示意图中用规范的标识符号，标注出相应角度，并在实物中判别其位置。

（6）能根据刀具的材料选择合适的砂轮，按照规范的刃磨方法，安全地刃磨外圆车刀、槽刀、三角形螺纹车刀。

（7）能正确地装夹外圆车刀、槽刀、三角形螺纹车刀。

（8）能规范装夹滚花刀以及麻花钻，确保刀具设备安全，并根据加工要求，运用适当对刀方法，正确对刀，对榔头手柄进行加工。

（9）能严格按照车床操作规程操作车床，按工步切削榔头杆。能根据切削状态调整切削用量，保证正常切削。能适时检测，保证精度。

（10）能进行自检，判断零件是否合格。

（11）能按车间管理和产品工艺流程的要求，正确放置榔头杆零件并进行质量检验和确认。

（12）能按产品工艺流程和车间要求，进行产品交接并规范填写交接班记录表。

（13）能按国家环保相关规定和车间要求，正确处置废油液等废弃物。

（14）能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行反思总结，能与他人合作，进行有效的沟通。

（15）能正确保养游标卡尺、千分尺、百分表、万能角度尺等量具。

学习目标

榔头杆的制作内容结构如图8-1 所示。

图8-1　榔头杆的制作内容结构

学习任务描述

我班组受钳工车间委托，需要加工一批榔头杆，来料加工，数量为30件，需要在10 天内完成交付。要求前期与客户沟通，明确榔头杆的功能和使用要求；分析图纸（见图8-2）完成知识储备；准备本次任务所需工量刃具；填写榔头杆手柄所需工艺卡；能够按照7S 要求完成榔头杆的加工，并按照产品质量检测报告完成质检分析，提交订单。

扫码观看榔头杆的任务描述

图8-2　榔头杆

学习准备

一、车刀的类型及其几何参数

1. 车刀的种类和用途

车削时，需根据不同的车削要求选用不同种类的车刀，常用的焊接车刀及与其车削内容相同的先进硬质合金不重磨刀，见表8-1。

表8-1　车刀的种类和应用

续表

2. 左车刀和右车刀的判别

按进给的方向不同，车刀可分为左车刀和右车刀两种，其判别方法见表8-2。

表8-2　车刀按进给方向的分类和判别

续表

3. 车台阶轴常用的车刀

台阶轴是机器中最常用的零件之一，他由外圆柱面，端面，台阶，倒角，槽和中心孔等结构要素构成。车削台阶轴时，除了保证图样上标注的尺寸精度和表面粗糙度和公差要求。

常用车刀的主偏角有45°、75°和90°等几种，其应用见表8-3。

表8-3　三种车刀的应用

二、车刀切削部分的几何要素

1. 车刀的组成部分

车刀由刀头（或刀片）和刀柄两部分组成。刀头担负切削工作，故又叫切削部分；刀柄用来把车刀装夹在刀架上。

2. 车刀切削部分的几何要素

由表8-4 可以看出，车刀刀头由若干刀面和切削刃组成。

表8-4　刀切削部分的几何要素

三、测量车刀角度的三个基准坐标平面

为了测量车刀的角度，需要假想3 个基准坐标平面。

1. 基面Pr

通过切削刃上某选定点，垂直于该点主运动方向的平面称为基面，如图8-3 所示。对于车削，一般可认为基面是水平面。

图8-3　基面和切削平面

2. 切削平面Ps

削刃上某选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。其中，选定点在主切削刃上的为主切削平面P，选定点在副切削刃上的为副切削平面P′，如图8-4 所示。切削平面一般是指主切削平面。对于车削，一般可认为切削平面是铅垂面。

图8-4　切削平面

3. 正交平面Po

通过切削刀上的某选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面；也可以认为正交平面是指通过切削刃上的某选定点，垂直于切削刃在基面上投影的平面。通过主切削刃上p 点的正交平面简称为主正交平面P。，通过副切削刃上p′点的正交平面简称为副正交平面P，如图8-5 所示。正交平面一般是指主正交平面对于车削，一般可认为正交平面是铅垂面。

图8-5　主正交平面和副正交平面

四、车刀切削部分的几何参数

1. 车刀切削部分的几何参数

车刀切削部分有6 个独立的基本角度：主偏角kr、副偏角k′r、前角γo、主后角a。，副后角a′和刃倾角rs，还有两个派生角度：刀尖角εr 和契角β（见表8-5）。

表8-5　车刀切削部分的角度及其主要作用和初步选择

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2. 车刀部分角度正、负值的规定

车刀切削部分的基本角度中，主偏角kr 和副偏角K′r 没有正、负值的规定，但前角γo、后角αo 和刃倾角λs 有正、负值的规定。

（1）车刀前角和后角正、负值的规定车刀前角和后角分别有正值、零度和负值3 种（见表8-6）。

表8-6　车刀前角和后角正负值的规定

（2）车刀刃倾角有正值、零度和负值3 种情况（见表8-7），它影响排出切屑情况、刀尖强度和冲击点先接触车刀的位置

表8-7　车刀刃倾角

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3. 车台阶轴用车刀几何参数的选择

车削工件，一般分粗车和精车两个阶段。粗车和精车的目的不同，对所用车刀的要求也存在着较大差别。要根据不同的加工阶段和工件的结构特点，选择车刀和车刀的几何参数（见表8-8）。

表8-8　选择粗，精车刀几何参数的一般原则

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五、车刀的刃磨

1. 砂 轮

磨车刀之前，首先要根据车刀材料来选择砂轮的种类，否则将达不到良好的刃磨效果。刃磨车刀的砂轮大多采用平形砂轮，精磨时也可采用杯形砂轮，如图8-6 所示。

图8-6　砂轮

按磨料不同，常用的砂轮有氧化铝砂轮和碳化硅砂轮两类，其性能及用途见表8-9。

表8-9　砂轮的种类和用途

2. 车刀刃磨步骤

刃磨车刀时，操作者应站立在砂轮机的侧面，以防砂轮碎裂时碎片飞出伤人，还可防止砂粒飞入眼中。双手握车刀，两肘应夹紧腰部，这样可以减小刃磨时的抖动。

刃磨时，车刀应放在砂轮的水平中心，刀尖略微上翘3°～8°，车刀接触砂轮后应做左右方向的水平移动。车刀离开砂轮时，刀尖需向上抬起，以免砂轮碰伤已磨好的切削刃。

操作提示

（1）要充分认识越是简单的高速旋转设备就越危险。刃磨时必须戴防护眼镜，操作者应站立在砂轮机的侧面，一台砂轮机以一人操作为好。

（2）如果砂粒飞入眼中，不能用手去擦，应立即去医务室清除。

（3）使用平形砂轮时，应尽量避免在砂轮的侧面上刃磨。

（4）刃磨高速工具钢车刀时，应及时冷却，以防止切削刃退火，导致车刀硬度降低。刃磨硬质合金焊接车刀时，不能浸水冷却，以防止刀片因骤冷而崩裂。

（5）刃磨时，砂轮旋转方向必须沿刃口向刀体方向转动，以免使切削刃出现锯齿形缺陷。

（6）磨刀时不能用力过大，以免打滑伤手。

以图8-7 所示的90°硬质合金焊接车刀为例，刃磨车刀的方法见表8-10。

图8-7　90°硬质合金焊接车刀

表8-10　90°车刀的刃磨步骤

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3. 车刀的装夹

（1）装夹车刀的要求。

将刃磨好的车刀装夹在方刀架上，这一操作过程就是车刀的装夹。车刀装夹正确与否，直接影响车削能否顺利进行和工件的质量。装夹车刀时要符合表8-11 中的要求。

扫码观看90°车刀、切槽刀的刃磨

表8-11　装夹车刀的要求

（2）中心孔。

用一夹一顶和两顶尖装夹工件，必须先在工件一端或两端的端面上加工出合适的中心孔，如图8-8 所示。

图8-8　钻中心孔

① 中心孔的类型。

GB/T 145—2001《中心孔》规定中心孔有A 型（不带护能）、B 型（带护锥）、C 型（带护锥和螺纹）和R 型（弧形）4 种，其类型、结构和用途等内容见表8-12。

表8-12　中心孔的类型、结构和用途

② 钻中心孔方法。

a. 校正尾座中心 启动车床，使主轴带动工件回转。转移尾座，使中心钻接近工件端面，观察中心钻头部是否与工件回转中心一致，校正并紧固尾座。

b. 切削用量的选择和钻削 由于中心钻直径小，钻削时应取较高的转速（一般取900～1 120 r/min），进给量应小而均匀（一般为0.05～0.2 mm/r）。手摇尾座手轮时切勿用力过猛，当中心钻钻出入工件后应及时加切削液冷却、润滑。中心孔钻好后，中心钻在孔中应稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形状精度和表面质量。

4. 台阶轴的车削

（1）车削时工件上形成的表面。

车削时，工件上会形成已加工表面、过渡表面和待加工表面（见图7-15）。

（2）切削用量三要素。

切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，是背吃刀量、进给量和切削速度三者总称，故把这三者称为切削用量的三要素，见表8-13。

表8-13　切削用量

（3）切削用量的选择。

合理选择切削用量，是指在车刀角度确定后，合理确定背吃刀量、进给量和切削速度三个参数值以便在车削时充分发挥车床、车刀的效能，在保证工件质量的前提下，尽可能提高生产效率。切削用量的选择原则见表8-14。

表8-14　切削用量的选择

5. 台阶轴的车削车削外圆

将工件装夹在卡盘上做旋转运动，车刀装夹在刀架上使之接触工件并做相对纵向进给运动，即可车出外圆。

（1）车外圆的步骤（见表8-15）。

表8-15　车外圆的步骤

扫码观看外圆柱面的加工

（2）车削端面（见表8-16）。

表8-16　车削端面

（3）车削台阶。

车削台阶时，不仅要车削台阶的外圆，还要车削端面。因此，车削台阶时既要保证外圆和端面的尺寸精度，还要保证端面与工件轴线的垂直度要求。车台阶时，通常选用90°车刀（偏刀）。车削台阶的方法见表8-17。

表8-17　车削台阶

六、切断与切槽

车削时，把棒料或工件切成两段（或数段）的加工方法叫切断。一般采用正向切断法，即车床主轴正转，车刀横向进给进行车削。

切断的关健是切断刀的几何参数、切断刀的刃磨质量和切削用量的选择。

1. 切断刀的种类

扫码观看外圆槽的加工

切断刀（见图8-9）根据材料等有不同的分类方法，其种类和特点见表8.18。

图8-9　硬质合金切断刀

表8-18　切断刀的种类和特点

由于高速车削会产生很大的热量，为防止刀片脱焊，在开始车削时就应充分浇注切削液。

高速切断时，如果硬质合金切断刀的主切削刃采用平直刃，那么切屑宽度和槽宽应相等，容易堵塞在槽内而不易排出。为使排屑顺利，可把主切削刃两边倒角或磨成“人”字形。(www.xing528.com)

2. 切断刀的刃磨

车槽与切断是车工的基本操作技能之一，能否掌握好，关键在于刀具的刃磨。刀具刃磨质量的高低，直接关系到加工是否顺利。

要刃磨出高质量的切断刀，必须掌握正确的刃磨方法。在刃磨切断刀两侧副后面时，必须使两副切削刃、两副后角和两副偏角对称，刃磨难度较大。刃磨切断刀的步骤见表8-19。

表8-19　刃磨切断刀

刃磨切断刀时容易出现的问题及正确要求见表8-20。

表8-20　刃磨切断刀出现的问题

3. 车槽时的质量分析（见表8-21）

表8-21　车槽时的质量分析

续表

七、知识拓展

轴类零件的装夹可通过扫描右边二维码观看。

任务实施

扫码观看轴类零件的装夹

一、零件工艺分析

1. 阅读生产任务单（见表8-22），明确加工任务

表8-22　生产任务单

续表

（1）请根据生产任务单，明确完成的数量和时间，正确填写在下面。

榔头杆的完成数量：________件；材料________。

榔头杆的完成日期：________年________月________日

（2）描述接受工作任务单的流程。

（3）想一想，在生活中什么场合能见到类似榔头杆的零件？请举例说明。

2. 识读零件图

榔头杆的零件图如图8-1 所示。

（1）生产任务单和图样中明确加工的材料为45 号钢，请问45 号钢的属于什么材料？属于什么钢？含碳量多少？说一说按钢的含碳量的分类。

（2）图中尺寸的含义，尺寸公差是多少？

（3）图中表面粗糙度符号含义是什么？谈谈表面粗造度符号都有哪些？有什么样的检测方法？

（4）图样中槽2×1 有什么作用？它是用什么刀具来加工的？

3. 识读工艺卡（见表8-23）

表8-23　工艺卡

（1）从工艺卡记录中可以看出，传动轴从下料到完成共有6 个工序，查阅资料回答什么叫工艺？什么叫工序？

（2）根据工艺卡记录，车削工序中，用到车刀，请完成下面内容。

① 填写表8-24 中刀具的用途。

表8-24　车刀的用途

续表

② 根据切削性能不同，常用的车刀材料有哪两大类？特点是什么？

（3）请在以下位置1∶1 抄绘传动轴零件图。

二、工量夹刃具的准备

1. 填写工量刃具清单，领取工量刃具

（1）观察表8-25 中的工量具，查阅资料完成表中图样的工量具的用途和选用场合。

表8-25　常用工量具

（2）在教师指导下，结合工艺卡，填写工量刃具清单（见表8-26）。

表8-26　工量刃具清单

2. 刃具、量具准备

（1）观察领取的车刀，以90°硬质合金车刀为例，分析表8-27 中的车刀，查阅相关资料完成下面的内容。

表8-27　90°硬质合金车刀

① 在图8-10 中填写90°外圆车刀结构。

图8-10　车刀的结构（一）

② 结合图8-11 完成下面的题目。

图8-11　车刀的结构（二）

前角γo：__________与__________的夹角，在_______面中测量。

主后角αo：_________与________的夹角，在_______面中测量。

主偏角κr：__________与________的夹角，在_______面中测量。

副偏角κ′r：_________与________的夹角，在_______面中测量。

刃倾角λs：__________与_________的夹角，在_______面中测量。

③ 对照实物看图8-11，说明90°外圆车刀的主要几何角度含义并指出图中各角度值。

前角：

主后角：

主偏角：

副偏角：

刃倾角：

（2）修磨车刀常用的砂轮有哪几种？本任务刃磨车刀的刀柄与切削部分别需采用哪种砂轮？

（3）判断图8-12 中样板分别用于测量90°车刀的哪些角度。

图8-12　用样板测量车刀角度

三、榔头杆的加工

1. 填写领料单，并领取材料

（1）以情景模拟的形式，体验到材料库领取材料，并完成表8-28。

表8-28　领料单

（2）如何判断毛坯料尺寸是否够余量车削？检查毛坯料尺寸有什么意义？

2. 制定加工步骤（见表8-29）

表8-29　工序卡

续表

3. 榔头杆的粗车

本工序环节，把φ20×95 mm 的毛坯按榔头杆的粗车工序图粗车成型。

由于传动轴粗车后还要进行精车，直径尺寸应留0.8～1 mm 的半精车余量，台阶长度留0.5 mm 的半精车余量。因此，对工件的精度要求并不高，在选择车刀和切削用量时应着重考虑提高劳动生产率方面的因素。

（1）计算下面各题，将计算结果与工序卡中已给出的切削三要素作比较。

① 如图8-13 所示，车削时，在1 min 内工件相对刀具转动560 转，而工件的直径是φ30 mm，求车刀的切削速度（m/min）。

图8-13　车削示意

② 在CY6140 型卧式车床上车削φ30 mm 的外圆，选择切削速度为45 m/min，主轴转速是多少？最终在车床上选取的主轴转速又是多少？

③ 进给量是衡量________运动大小的参数，用符号f 表示，单位符号为mm/r。根据进给方向的不同，进给量又分两种，如图8-14 所示。

图8-14　进给运动

图8-14（a）中沿车床床身导轨方向的进给量是指________进给量，图8-14（b）中垂直于车床床身导轨方向的进给量是指________进给量。

④ 计算下列两题，比较计算结果，想一想为什么。

a. 如图8-15 所示，已知工件待加工表面直径为φ29 mm，现一次进给车至直径为φ21 mm，求背吃刀量。

图8-15　车轴

（b）如图8-16 所示，已知工件待加工表面直径为φ21 mm，现一次进给车至直径为φ28 mm，求背吃刀量。

图8-16　车孔

（2）根据工序中工步内容，正确装夹工件，你知道装夹工件的正确姿势吗？请判断图8-17中的姿势是否正确。

图8-17　装平工件

正确姿势

（3）车削端面时首先要正确安装刀具，使刀尖与主轴中心等高，除图8-18 车刀对中心的方法外，还有哪些方法？

图8-18　车刀对中

（4）找出图8-19 中的装刀错误，这样装刀在车削时会出现什么情况？

图8-19　车刀装夹常见错误

四、榔头杆的精加工

本工序加工目的主要为零件的钳加工做准备，采用两顶尖进行加工。

（1）在机床上完成加工，并将加工过程中出现的问题记录下来，分析问题写出改进措施。

（2）请描述自己在加工过程中，如何保证加工精度，及如何完成分类放置工件和传动轴的首检工作。

（3）加工完毕后，按照图纸要求进行自检，正确放置零件，并进行产品交接确认。按照国家环保相关规定和车间要求，整理现场，正确处置废油液等废弃物。按车间规定填写交接班记录。

五、榔头杆的加工过程

（1）根据表8-30 中的图例和说明，填写所缺内容。

表8-30　榔头杆加工过程

续表

（2）在机床上完成加工，并将加工过程中出现的问题记录下来，并分析问题写出改进措施。

（3）请描述自己在加工过程中，如何保证加工精度，及如何完成分类放置工件和传动轴的首检工作。

（4）加工完毕后，按照图纸要求进行自检，正确放置零件，并进行产品交接确认；按照国家环保相关规定和车间要求，整理现场，正确处置废油液等废弃物；按车间规定填写交接班记录。

操作提示

（1）车削时应先启动车床，后进刀，车削完毕时先退刀再停止车床，否则容易损坏。

（2）车削外圆时应进行试刀和试测量，才可合理控制尺寸。

（3）在车床保养时，必先关闭电源，以免出现安全事故。

（4）当车至台阶面时，变纵向进给为横向进给，移动中滑板由里向外慢慢精车台阶平面，以确保其对轴线的垂直度要求。

（5）台阶端面与圆柱面相交处要清角（清根）。

（6）车削开始前，应手摇手轮使床鞍左右移动全行程，检查有无碰撞现象。

（7）车床保养后，必须按车间要求放置物资。

六、榔头杆的测量及误差分析

1. 检测工件

对加工完成的传动轴进行检测，并把测出的结果填入表8-31 中。

表8-31　榔头杆检测

注：时间定额为120 min；超过5 min 扣10 分；超过15 min 不合格。

2. 误差分析

根据检测传动轴结果进行误差分析，将分析结果填写在误差分析表中（见表8-32）。

表8-32　榔头杆零件同轴度误差分析

七、总结与评价

1. 个人及小组评价

把个人制作好的传动轴进行分组展示，再由小组推荐代表作必要的介绍。在展示的过程中，以组为单位进行评价。评价完成后，根据其他组成员对本组展示的成果评价意见进行归纳总结，并完成表8-33 中的项目.

表8-33　小组展示评价

2. 教师评价

教师对展示的作品分别作评价。

（1）找出个组的优点进行点评。

（2）对在展示过程中各组的缺点进行点评，提出改进方法。

（3）对学生在整个任务完成中出现的亮点和不足进行点评。

3. 填写任务评价表

表8-34　学习任务过程评价

评价与分析

表8-35　任务评价

参照评价标准：

1. 课堂活动中积极参与，与小组成员团结协作，学习效果好。90～100 分。

2. 能较好参与课堂活动，团结合作，学习效果较好。60～80 分。

3. 遵守课堂纪律，与小组同学相互配合，10～50 分。

4. 总分为小计分的均分加上其他加分。