如何进行台阶轴的车削？

按照拟定的工艺路线对台阶轴进行车削。

步骤1：用自定心卡盘装夹毛坯

短轴工件在粗加工或没有较高的位置精度要求（如同轴度）时，通常直接用自定心卡盘装夹。自定心卡盘能自动定心，除直径较大、轴向尺寸较小的短轴外，毛坯装夹一般不必找正。

装夹毛坯的步骤如下：

1）张开卡爪，用抹布擦干净自定心卡盘的三个卡爪。

2）将ϕ35mm圆钢一端放在自定心卡盘中，用钢直尺确定圆钢伸出长度为50mm。

3）右手持稳工件，目测使工件轴线与卡爪保持平行。

4）左手将卡盘扳手插入卡盘方孔，顺时针转动卡盘扳手，至右手可以脱开工件，如图2-14所示。

5）操作者双脚站稳，使用扳手加长套管，用腰部转动的力量带动双臂用力拧紧卡盘，如图2-15所示。

6）取下扳手和加长套管，插入卡盘另一个方孔中，继续拧紧卡盘。

图2-14 用自定心卡盘装夹工件

图2-15 双手拧紧卡盘

操作提示：

1）在满足加工需要的情况下，尽量减少工件伸出卡盘的长度。

2）装夹工件时为确保安全，应将主轴变速手柄置于空挡位置。

3）工件夹紧后，马上取下加长套管和卡盘扳手，整齐放回到主轴箱的上面。

步骤2：粗、精车端面

（1）装夹45°车刀车刀装在刀架上的伸出长度一般为刀杆高度的1.5倍；车刀下面的垫片要平整，厚度要均匀，且与刀架边缘对齐，垫片数量应尽可能少，如图2-16所示。

目测法调整刀尖高度与工件回转中心等高，用两个螺钉对车刀进行紧固。紧固前要目测检查，使刀柄中心线与工件轴线垂直。位置正确后，先用手拧紧刀架螺钉，然后再使用专用刀架扳手将前、后两个螺钉轮换拧紧。

图2-16 车刀的安装

操作提示：

刀架扳手不允许加套管紧固螺钉，以防损坏螺钉。

（2）粗车端面台阶轴端面质量要求：车平，保证表面粗糙度值Ra6.3μm。

1）调整车床主轴转速和进给量：选取n=450r/min，f=0.30mm/r。

2）起动车床前进行安全检查，用手转动卡盘一周，检查有无碰撞处，确认无误后，操纵车床使主轴正转。

3）对刀：移动床鞍和中滑板，使45°车刀靠近工件端面，再慢慢移动使刀尖与转动的工件端面刚好相擦，床鞍不动，车刀横向退出。

4）吃刀：用小滑板控制车端面的背吃刀量，取粗车背吃刀量a_p1=0.7mm，顺时针转动小滑板手柄，使小滑板刻度盘转过14小格。

5）走刀：采用机动进给车端面，当车刀快要达到工件中心时，停止机动进给，改为手动进给车至工件中心；也可采用手动进给车端面，双手均匀缓慢转动中滑板手柄，手动作横向进给，车刀由工件外缘向中心车削，如图2-17所示。

6）退刀：当粗车端面结束时，床鞍不动，车刀横向原路退出工件。

图2-17 车端面

图2-18 粗车铸、锻件先倒角

操作提示：

1）如果毛坯表面有硬皮层，车端面前应先倒角，第一刀背吃刀量一定要超过硬皮层，避免刀尖很快被磨损，如图2-18所示。

2）车端面时，刀尖不能超过工件中心，否则会使刀尖折断。

3）若工件端面车削后有凸台，原因是车刀刀尖未对准工件中心，应重新调整刀尖高度，将端面车平。

（3）精车端面

1）调整车床主轴转速和进给量：选取n=450r/min，f=0.10mm/r。

2）吃刀：取精车背吃刀量a_p2=0.3mm，顺时针慢慢转动小滑板手柄，使刻度盘转过6小格。

3）走刀：重复上面粗车端面的操作进行精车端面。

4）退刀：精车端面结束时，先使车刀纵向离开端面，然后车刀斜向退出，主轴停止转动。

5）目测检查端面质量，必须达到要求。

操作提示：

精车端面结束，不允许车刀横向原路退出，避免刀尖划碰已加工的端面。

机动进给车端面小结：起动车床，工件正转→横向机动进给车端面→车至接近工件中心停止机动进给→改用手动进给车至工件中心→退刀→停机。

步骤3：粗、精车ϕ30mm外圆

（1）装夹90°外圆车刀90°外圆车刀的装夹方法与45°车刀的装夹方法相同，要保证刀尖与工件回转中心等高。

（2）粗车ϕ30mm外圆粗车后达到的尺寸要求：直径至ϕ30^+0.30₀mm，长度至50mm。

1）用游标卡尺测量毛坯实际直径，计算总的加工余量（约5mm），根据加工余量确定进刀次数和背吃刀量。粗车ϕ30外圆分两次进给，第一次进给直径车削至ϕ32mm、长度至50mm；第二次进给直径车削至ϕ30^+0.30₀mm、长度至50mm，留出0.3mm的精车余量。

2）调整车床主轴转速和进给量：选取f=0.30mm/r，n=450r/min。

3）刻线痕，确定车削长度。开动车床使工件正转，移动床鞍和中滑板使90°车刀刀尖轻轻与工件端面相擦，中滑板横向退出，用床鞍刻度盘控制床鞍向左移动50mm，即床鞍刻度盘逆时针转过50格（或在主轴停转时用钢直尺确定车刀刀尖到工件端面的距离为50mm），中滑板横向进给使刀尖轻轻接触工件外圆刻出一条线痕。中滑板横向退出，床鞍再向右移动，使车刀纵向退出工件外。

4）粗车第一次进给（直径车削至ϕ32mm，长度至50mm）。

①对刀：使车床主轴正转，将车刀移动至工件外圆以外，使用中滑板向工件外圆移动车刀，当刀尖刚好与工件外圆表面相擦时，如图2-19a所示，纵向退出车刀，如图2_-19b所示。

②吃刀：转动中滑板刻度圈，使零位对准后，横向进给，利用刻度值控制背吃刀量，如图2-19c所示。若取a_p1=1.5mm，中滑板刻度盘应顺时针转过30小格。

③走刀：移动床鞍试切外圆，试切长度约为3mm，如图2-19d所示。

④退刀：中滑板不动，床鞍直接退出，主轴停转。

⑤测量：用游标卡尺测量外径，如图2-19e所示。根据测量尺寸调整背吃刀量，如图2-19f所示，再试切直至尺寸合格。

试切合格后，纵向机动进给车削至刻线痕，使床鞍右移车刀退出，用游标卡尺测量外径尺寸，确定粗车第二次进给的背吃刀量。

图2-19 试切的步骤

a）刀尖接触工件外圆 b）车刀退出 c）调整背吃刀量 d）试切外圆 e）测量试切尺寸 f）根据测量结果调整背吃刀量

5）粗车第二次进给试切（直径车削至ϕ30^+0.30₀mm，长度至50mm，留出0.3mm的精车余量）。

使主轴正转，根据第二次进给的背吃刀量使用中滑板吃刀，机动进给粗车外圆，车刀纵向退出，主轴停转，用外径千分尺测量直径尺寸。

（3）精车ϕ30mm外圆精车后应达到：直径至ϕ30⁰_-0.033mm，长度至50mm，表面粗糙度值Ra3.2μm。

1）调整车床主轴转速和进给量，取n=710r/min，f=0.08mm/r。(www.xing528.com)

2）精车外圆：采用试切的方法控制背吃刀量，保证外圆的尺寸精度。

经对刀、吃刀、走刀、退刀和测量，试切尺寸合格后纵向机动进给车削至刻线痕。精车退刀时应使刀具以斜线方法退出。

操作提示：

精车结束时退刀不许刮碰精车的外圆面。

机动进给车外圆小结：起动车床，工件旋转→试切削→纵向机动进给车外圆→车削至接近需要长度时停止机动进给→改用手动进给车削至长度尺寸→退刀→停机。

步骤4：粗、精车ϕ18mm外圆

（1）粗车ϕ18mm外圆

1）ϕ18mm外圆总的加工余量为（30-18）mm=12mm，粗车分两次走刀。第一次进给：取a_p1=4mm，走刀后直径至ϕ22mm、长度至24.8mm。

2）调整车床主轴转速和进给量：取f=0.30mm/r，n=560r/min。

3）刻线痕，确定台阶长度25mm（床鞍纵向进给刻度盘控制法）。

开动车床，使90°车刀刀尖与工件端面相擦，车刀横向退出，将床鞍刻度调到零位（利用刻度值控制台阶的车削长度，便于记忆）。用床鞍刻度盘控制床鞍向左移动25mm，中滑板作横向移动，使刀尖轻轻接触工件外圆，刻一条线痕，操作时车刀靠近线痕再看刻度值就更方便。用中滑板退刀，床鞍向右移出工件外。

4）第一次粗车ϕ18mm外圆。

①对刀：方法同前面的车外圆对刀方法。

②吃刀：记住中滑板上的刻度值，或转动中滑板刻度圈对准零位，粗车取a_p1=4mm，中滑板刻度盘转过80小格。

③走刀：纵向机动进给车外圆，当车刀纵向机动进给距离刻线痕较近（约3mm）时，停止机动进给，改为手动进给直至接近刻线痕。

④退刀：中滑板手柄不动，向右快速移动床鞍，退出车刀，主轴停转。

⑤测量：用外径千分尺测量外圆直径，用游标卡尺测量台阶长度尺寸。

5）第二次粗车ϕ18mm外圆。根据上面测得的直径尺寸调整第二次进给的背吃刀量，使得第二次走刀后，直径至ϕ18^+0.30₀mm，长度至24.8mm。重复第一次走刀车外圆的动作，完成第二次走刀。

6）测量：用外径千分尺测量外圆直径，用游标卡尺测量台阶长度尺寸。

（2）精车ϕ18mm外圆精车后应达到：直径至ϕ18⁰_-0.027mm，长度至25mm，表面粗糙度值Ra3.2μm。

1）调整车床主轴转速和进给量：取n=900r/min，f=0.08mm/r。

2）试切外圆，尺寸符合图样要求后合上机动进给手柄，精车台阶外圆至离台阶端面1～2mm时，停止机动进给，改用手动进给继续车外圆。当刀尖切入台阶面时，使车刀横向慢慢退出，将台阶面车平，如图2-20所示。

3）检测台阶长度。粗车用钢直尺测量，精车用游标卡尺或深度游标卡尺测量，如图2-21所示。

图2-20 精车台阶外圆和台阶面

图2-21 测量台阶长度

a）用钢直尺测量台阶长度 b）用深度游标卡尺测量台阶长度

4）根据测量结果，如果台阶尺寸没有达到要求，用小滑板刻度控制调整车台阶面的背吃刀量。

5）开车用车刀由外向里均匀地精车台阶面，当刀尖车至外圆与端面的相交处时，车刀先横向退出0.5～1mm，然后移动床鞍纵向退出，停车、测量。

步骤5：在ϕ18mm外圆端面倒角

当工件精车完毕，外圆与端面交界处的锐边要用倒角的方法去除。倒角用45°车刀最方便。若不是45°车刀，则应转动刀架，使车刀的切削刃与工件外圆成45°夹角，如图2-22所示。倒角的大小按图样规定尺寸，倒角C1是指倒角大小为1mm×45°，即倒角在外圆上的轴向长度和径向尺寸均为1mm。图样上未标注的，一般按C0.5倒角。

图2-22 倒角的方法

a）用45°车刀倒角 b）、c）转动刀架进行倒角

1）在ϕ18mm外圆与端面交界处倒角：使主轴正转，移动床鞍和中滑板使45°车刀至工件外圆和平面相交处，并使主切削刃与相交处相擦，横向用中滑板刻度控制切入深度1mm的量。

2）在台阶面上倒角：对ϕ30mm外圆与台阶面交界处的锐边倒钝，图样上未标注的，按C0.5倒角。

步骤6：车断

（1）车断时切削用量的选择

1）背吃刀量a_p。

车断为横向进给车削，背吃刀量等于车断刀主切削刃的宽度，即该刀主切削刃宽度，为3mm。

2）进给量和切削速度。车断（车槽）时进给量f和切削速度υ_c的选择见表2-2。

表2-2 车断（车槽）时进给量和切削速度的选择

（2）装夹车断刀使车断刀的刀尖高度略低于工件回转中心，便于刀具切入，并保证刀柄中心线垂直于工件轴线。

（3）车断

1）调整车床主轴转速和进给量：取f=0.1mm/r，n=900r/min。

2）确定车断位置。移动床鞍和中滑板，用钢直尺确定车断刀右刀尖到台阶面的距离为21mm，即在距离右端面46mm的位置进行车断。

3）开动车床使工件正转，床鞍位置不动，双手均匀转动中滑板手柄使车断刀横向切入，直至将工件车断。

（4）卸下圆钢借用卡盘扳手的加长套管，按与卡盘拧紧相反的方向用力转动扳手，如图2-23所示，卡盘松动后，取下加长套管，继续松开卡盘，取下圆钢。

图2-23 卸下圆钢

操作提示：

刚被车断的工件不要用手直接去拿，以免烫伤。

步骤7：调头装夹、车端面、倒角

（1）调头装夹用自定心卡盘垫铜皮装夹ϕ18mm圆柱面，使台阶面靠在三个卡爪的端面上，然后夹紧。

（2）机动进给平端面分两次走刀车平端面。

1）调整切削速度和进给量，取n=450r/min，f=0.3mm/r。

2）第一次进刀车端面，取a_p1=0.7mm。

3）测量ϕ30mm外圆的轴向尺寸，调整第二次进给的背吃刀量，保证总长45mm，车平端面。

（3）倒角对端面倒角C1。

台阶轴加工完毕，卸下工件，对工件质量进行检测和综合评定。

项目小结

完成台阶轴的车削，获得了车端面、外圆面、台阶面、倒角及刃磨外圆车刀和车断刀的基本技能。车端面常选用45°车刀，分粗车和精车两次进给达到端面质量要求。车削具有台阶面的轴的外圆面，常选用90°车刀粗、精车外圆，按照加工余量的大小确定进给次数，采用试切的方法用中滑板控制背吃刀量，得到精确的外圆直径尺寸，正确装夹90°车刀可车平台阶面。使用45°车刀可方便倒角，也可将其他角度的车刀转动相应的角度倒角。车断轴类件选用车断刀，根据被车断工件的直径大小确定车断刀的几何参数。粗加工切削用量的选择应考虑选择较大的背吃刀量、较大的进给量和较低的转速，精加工切削用量的选择应选较高的主轴转速、较小的背吃刀量和较小的进给量。游标卡尺用于较低精度工件尺寸的测量，外径千分尺用于较高精度直径尺寸的测量。进行车削加工时，在保证工件加工质量的同时，要严格遵守车工操作规程，进行安全生产，爱护所用的工、量具。

项目评价

车台阶轴成绩评定见表2-3。

表2-3 台阶轴车削成绩评定标准