外圆和台阶

2.2.2　车端面、外圆和台阶

一、实习教学目标

掌握车刀和工件的安装。

掌握量具的正确使用。

掌握手动、自动车削工件端面。

掌握外圆、台阶车削方法和尺寸控制。

二、车端面、外圆基础知识

1.工件的装夹和找正

按照车削长度，将工件装夹在卡盘上，并伸出适当的长度，用手稍微将工件夹紧，将工件转动起来，用铁棒敲击工件，观察工件旋转时的跳动，待跳动比较小后，表示此时工件已经找正，再用加力导筒夹紧工件。或者在刀架上装夹一把刀杆，让工件转动起来，摇动中拖板，使刀杆和工件接触后，再缓慢摇动中拖板，直到工件外圆表面和工件的旋转中心基本同心，最后夹紧工件。

2.工件的粗、精车

在车削过程中，一般分为粗车和精车。

（1）粗车　因粗车对工件的表面没有严格要求，只需留一定的精车余量即可。所以，在车床动力条件刀具强度许可时，通常采用进刀深、进给量大、转速低，用较短的时间把工件的大部分加工余量车掉。由于粗车切削力大，工件装夹必须牢靠，刀具必须有足够的强度。

（2）精车　精车是车床的最后一道工序，能使工件获得准确的尺寸和规定的表面粗糙度。在精车时，应把车刀修磨得锋利些，车床转速选得高一些，进给量选得小些。

3.刻度盘的计算和应用

在车削工件时，为了正确和迅速地掌握进刀深度，通常利用大拖板、中拖板和小拖板上的刻度盘进行操作。

大拖板上的刻度值每小格表示1mm，一圈有的为200mm，有的为220mm。

中拖板上的刻度盘装在横向进给的丝杆上，当摇动横向丝杆一圈时，刻度盘也转动了一圈。这时固定在中拖板上的螺母就带动中拖板、车刀移动一个导程。如果横向丝杆的导程为4mm，刻度盘分为100格，当摇动进给丝杆一周时，中拖板就移动4mm。因此，当刻度盘转动一格时，中拖板移动量为4mm÷100=0.04mm。（C6132车床的中拖板的丝杆的导程为2mm）。要注意的是，中拖板刻度的进刀量是车削尺寸的1/2，因为车削外圆时车去的是工件直径，而中拖板进刀量只是半径值。

小拖板上的刻度的计算方法是一样的，它的导程为3mm，小拖板转动一圈时，丝杆也转动一圈，丝杆带动小刀架和刀具移动3mm，小拖板上的刻度盘等分为60小格，当小拖板的刻度盘每转动一格时，小拖板的移动量为3mm÷60=0.05mm。

使用刻度盘时，由于丝杆和螺母之间往往存在间隙，因此会产生空行程（即刻度盘转动而拖板并未动）。当进刀过深时，必须向相反方向退回半圈，消除空行程，然后再转到所需要的格数，如图2-20所示。

图2-20　消除刻度盘的空行程

三、端面的车削

1.45°车刀的安装和使用

工件端面车削使用的刀具主要是45°车刀。45°车刀有两个刀尖，前端一个刀尖通常用来车削外圆，左侧另一个刀尖通常用来车削平面。主、副刀刃在需要时可用来作左右倒角，如图2-21（a）所示。

图2-21　45°车刀的使用和安装

车刀安装时，左侧的刀尖必须严格对准工件旋转中心，否则在车削平面至中心时会留有凸头或造成刀尖碎裂，如图2-21（b）所示。刀头伸出长度约为刀杆厚度的1～1.5倍。伸出过长，刚性变差，车削时容易引起振动。

2.手动车端面

（1）按正确的方法装夹工件和刀具，开动车床使工件旋转，摇动中拖板和大拖板，使刀具的刀尖投影在工件的端面上，然后缓慢摇动大拖板或小拖板，直到刀尖和工件的端面接触，保持大拖板不动，中拖板退出工件的端面，记住此时大拖板或小拖板的刻度值。

（2）根据工件的毛坯尺寸和图纸要求尺寸，计算出工件的加工余量。根据粗车和精车的要求，合理分配粗车余量和精车余量。

（3）通过大拖板或小拖板的刻度盘，调整吃刀深度，粗车余量较大时应分多次车削，用手把紧或锁紧大拖板，然后匀速并缓慢地摇动中拖板，让刀尖从工件外向工件中心车削，直到把工件的中心车掉。

3.自动车端面

方法和手动车端面的方法相似。只是在锁紧大拖板后，将横向自动进给手柄抬起，让刀具自动地从工件外部向内车削，直到要车到工件的中心为止。由于车削部分直径减小，进给速度也应降低，否则容易损坏车刀刀尖，这时要停止自动车削，手动车到工件的中心。

4.端面车削试切及尺寸控制

车削端面时，通常要进行试切削和试测量。其具体方法是：根据工件的长度余量，粗车或精车时，先按小于粗车或精车余量的吃刀深度作横向切削，在保持大拖板刻度不动的情况下，退出中拖板，停止车床，测量工件的实际长度，根据测量结果调整吃刀深度，直到和图纸要求的尺寸相符，然后开始切削。在车长度尺寸时，为了确保车削长度，通常先采用刻线痕法，后采用测量法进行。即在车削前，根据车削的长度，用钢直尺、样板、卡钳及刀尖在工件上刻一条线痕，然后根据线痕进行车削。当车削完毕时，再用钢直尺或其他量具复测。

5.端面车削容易产生的问题和注意事项

（1）工件中心留有凸头，原因是刀尖没有对准工件中心，偏高或偏低。

（2）平面不平有凹凸，原因是切削量过大、车刀磨损、拖板移动、刀架和车刀紧固力不够。

（3）车削表面粗糙度不一，主要是由于手动进给不均匀和表面线速度不均匀。

（4）切削时应先开车，后进刀；切削完毕时先退刀后停车，否则车刀容易损坏。

（5）车削毛坯时，由于表面氧化皮较硬，要求尽量一刀车掉，否则车刀容易磨损。

（6）车削前应检查拖板位置是否正确，工件装夹是否牢靠，卡盘扳手是否取下。

四、外圆的车削

1.外圆车削常用刀具

外圆车削及应用如图2-22所示。外圆车削中最常用的就是90°车刀，而75°和45°车刀也可用于外圆车削，主要用于外圆粗车，特别是切削余量较大或断续车削，其特点就是刀尖强度大，耐冲击。

图2-22　外圆车削常用车刀

2.试切法及其使用

车削外圆常需要控制外圆尺寸，这时就需用试切法，如图2-23所示。先根据最后尺寸计算出进刀深度，对刀后先按稍小的进刀深度进刀，纵向进给车刀车出1～2mm长度外圆，退出大拖板，不退中拖板，测量车出外圆尺寸。再根据测量尺寸进给中拖板，调整进刀深度，车至所要求的尺寸。

图2-23　外圆车削试切法步骤

五、台阶的车削

在同一工件上，有几个直径大小不同的圆柱体连接在一起像台阶一样，就叫做台阶工件，如图2-24所示。俗称台阶为“肩胛”。台阶工件的车削，实际上就是外圆和平面车削的组合。故在车削时必须兼顾外圆的尺寸精度和台阶长度的要求。

图2-24　台阶轴实例

1.台阶工件的技术要求

台阶工件通常与其他零件结合使用，因此它的技术要求一般有以下几点：

（1）各挡外圆之间有同轴度要求；

（2）外圆和台阶平面有垂直度要求；

（3）台阶平面的平面度；

（4）外圆和台阶平面相交处的清角。

2.车刀的选择和装夹

车削台阶工件，一般使用90°偏车刀。车刀的装夹应根据粗、精车和余量的多少来区别。如粗车时余量多，为了增加切削深度，减小刀尖压力，车刀装夹可取主偏角小于90°为宜（一般为85°～90°）。精车时，为了保证台阶平面和轴心线垂直，应取主偏角大于90°（一般为93°左右）。

3.车台阶工件的方法

车台阶工件，一般分粗车、精车进行。粗车时的台阶长度除第一挡台阶长度略短些外（留精车余量），其余各挡可车至长度。

精车台阶工件时，通常在自动进给精车外圆至近台阶处时，以手动进给代替自动进给。当车至平面时，应停止纵向进给，改用横向进给，移动中拖板由里向外慢慢精车台阶平面。以确保台阶平面垂直轴心线。

4.台阶长度的测量和控制方法

车削前根据台阶长度先用刀尖在工件表面刻线痕，然后按线痕粗车。粗车完毕，台阶长度基本符合要求。在精车外圆的同时把台阶长度车准。其测量通常用钢直尺或带有深度的游标卡尺。

5.工件调头找正和车削

根据习惯的找正方法，应先找正卡爪处外圆，后找正台阶处反平面。这样反复多次找正后才能车削。当粗车完毕时，宜进行一次复查，以防粗车时工件发生移位。

6.台阶车削容易产生的问题和注意事项

（1）台阶平面和外圆相交处要清角，防止产生凹坑和出现小台阶；

（2）台阶平面出现凹凸，其原因可能是车刀没有从里到外横向切削或车刀装夹的主偏角小于90°，其次与刀架、车刀、拖板等发生位移有关；

（3）多台阶工件的长度测量，应从一个基面量起，以防累积误差；

（4）平面与外圆相交处出现较大圆弧，原因是刀尖圆弧太大或刀尖磨损。