项目8 中等难度套类工件的车削
●项目描述
本项目包含钻孔、简单套类工件车削、齿轮坯的车削，套类工件质量分析任务，通过学生在完成项目各任务的过程中，掌握套类工件车削的相关理论知识和操作技能。
●项目目标
知识目标：
●了解套类工件的技术要求；
●理解用麻花钻钻孔的相关工艺知识；
●掌握套类工件常用装夹方法及对位置精度的影响；
●掌握套类工件钻孔和车削加工方法；
●学会套类工件的精度控制。
技能目标：
●会根据套类工件要求选择及刃磨孔加工刀具；
●能完成中级精度的套类零件加工。
情感目标：
●通过完成本项目学习任务的体验过程，增强学生完成对本课程学习的自信心。
●项目实施过程
概述 典型轴承套零件
（1）典型轴承套零件工作图
典型 承套的工作图如图8．1所示。本任务为常见的 承套零件，有较高的精密要求，需要正确选用工夹具，正确选用麻花钻、内孔车刀等刀具，正确使用游标卡尺、千分尺、百分表等检测量具测量工件内孔尺寸、形状和位置精度，熟悉加工中级套类工件的工艺过程、安装方法，保证工件各方面精度要求，完成工件的车削加工。
（2）典型套类工件的技术要求
①套类工件的各部分尺寸应达到一定的精度要求。如图8．1所示中的φ34± 
②套类工件要保证一定的形状或位置精度，一般是圆度、圆柱度和直线度，同 度、垂直度、平行度、径向圆跳动和端面圆跳动等。如图8．1所示中φ34±0．012mm外圆对内孔
线的径向圆跳动公差为0．02mm，工件左端面对内孔
线的垂直度公差为0．02mm。
③表面粗糙度指各表面应达到图样要求的表面粗糙度，如图8．1所示中的标注。
图8．1 典型轴承套零件工作图
任务8．1 齿轮坯的车削
8．1．1 使用软卡爪装夹套类工件
一次装夹安装套类工件能较好地保证工件的位置精度，但是每次安装的加工内容较多，不利于提高生产效率；采用软卡爪或心 来装夹套类工件，减小了每次加工内容，能适应批量生产。
以外圆为定位基准采用软卡爪。在车床上使用软卡爪装夹工件，可以实现工件以外圆为基准定位，能保证工件位置精度。软卡爪是用未淬火的45钢制成。这种卡爪是在本身车床上车削成形，首先，可确保装夹精度。其次，当装夹已加工表面或软金属时，不易夹伤主件表面（见图8．2（a））。需要注意的是，在车削软卡爪时，要用软卡爪工件面的里面夹住一个定位圆柱（消除定位间隙），这样才能保证软卡爪的定位精度（见图8．2（b））。
图8．2 软卡爪
8．1．2 套类工件圆跳动误差的检测
（1）径向圆跳动误差的检测
以外圆为测量基准。如图8．3所示是将工件放在Ⅴ形架上，让百分表触头和工件圆柱面接触。转动工件，百分表读数最大值与最小值之差就是该测量面上的径向圆跳动误差。按上述方法测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量最大值，就是该工件的径向圆跳动误差。
以内孔为测量基准。一般套类工件，用内孔作为测量基准，把工件套在精度较高的心上，再将心 安装在两顶尖之间，用百分表来检测（见图8．4）。某一测量面上径向圆跳动误差为百分表在工件转一周后所得的最大读数差，取各截面上测得的跳动量中的最大值，即为该工件的径向圆跳动误差。
图8．3 以外圆为测量基准测量圆跳动误差
图8．4 用两顶尖支承测量
（2）端面圆跳动的检测
在图8．4中，把百分表的测量头靠在所需测量的端面上，工件转一周，百分表读数的最大差值就是测量面上的端面圆跳动误差。按上述方法在若干直径处测量，其端面圆跳动量最大值为该工件的端面圆跳动误差。
8．1．3 技能训练——齿轮坯车削
如图8．5所示为一个齿轮坯工件，毛坯为φ45mm×25mm的45钢棒料。
图8．5 齿轮坯工件图
（1）零件工艺分析
形状分析：本工件为一个典型的齿轮坯工件。
精度分析：本工件齿轮齿顶圆直径对内孔车线有径向圆跳动的公差要求。
工艺分析：根据工件形状精度要求，关键是如何保证工件的位置精度。首先，工件左端采用三爪自定心卡盘夹持加工，其次，调头用软卡爪，三次安装完成，注意在安装时须校正工件，外圆车削要接刀。
（2）工量具准备清单（见表8．1）
表8．1 工量具准备清单
（3）工艺步骤
根据前述零件工艺分析，加工工艺顺序为：车左端面钻孔→粗、精车外圆→车右端面及阶台→精车内孔。具体加工工艺过程及加工要点见表8．2。
表8．2 轴套件车削工艺过程
续表
（4）评分标准及记录表（见表8．3）
表8．3 评分标准及记录表
续表
注：每个精度项目检测超差不得分。
任务8．2 螺纹轴套的车削
8．2．1 使用心轴装夹套类工件
车削中小型的 套、带轮、齿轮等工件时，一般可用已加工好的内孔为定位基准，采用心定位的方法进行车削。常用的心 有下列两种。
①实体心 。
实体心 有小锥度心 和圆柱心 两种。小锥度心 的锥度C＝1／1000～1／5000（见图8．6（a））这种心 的特点是制造容易，定心精度高，但 向无法定位，承受切削力小，装卸不太方便。圆柱心 （见图8．6（b））一般都带阶台面，心 与工件孔是较小的间隙配合，工件靠螺母压紧。其特点是一次可以装夹多个工件，若采用开口垫圈，装卸工件就更加方便；但定心精度较低，只能保证0．02mm左右的同 度。
②*胀力心 。胀力心 依靠材料弹性变形所产生的胀力来固定工件。如图8．6（c）所示为装夹在机床主 锥孔中的胀力心 。胀力心 的圆锥角最好为30°左右，最薄部分壁厚为3～6mm。为了使胀力均匀，槽可做成三等分（见图8．6（d））。一般胀力心 可用灰铸铁，长期使用的胀力心 要用弹簧钢65Mn制成。胀力心 装卸方便，定心精度高，大多用于小 套的批量生产。
图8．6 各种常用心轴
8．2．2 套类工件形状、位置误差的检测
（1）内径量表
内径量表（见图8．7）是将百分表装夹在测架上，活动测头通过内径量表里面的摆动块、传动杆将测量值传递给百分表。固定测量头可根据孔径大小更换。测量前，应使百分表对准零位。测量时，为得到准确的尺寸，必须左右摆动百分表（见图8．8），测得的最小数值就是正确的显示尺寸。内径百分表主要用于测量精度要求较高而且又较深的孔。
图8．7 内径量表
图8．8 内径量表的正确测量方法
（2）用内径量表检测内孔直径
用内径量表检测内孔直径，属于间接测量法。如要测量
mm的孔径，先把外径千分尺的尺寸调整成φ16．00mm，以这个尺寸为基准，把内径量表的百分表指针校成“0”位（预压1～2mm），测量时，根据百分表指针相对于“0”位（φ16．00mm）的偏差值来间接算出内孔的实际尺寸。
（3）孔的圆度误差的检测
孔的圆度误差可用内径百分表在孔的圆周各个方向上测量，测量的最大值与最小值之差的一半即为单个截面上的圆度误差。按上述方法测量若干个截面，取其中最大的误差作为该圆柱孔的圆度误差。
（4）孔的圆柱度误差的检测
孔的圆柱度误差可用内径百分表在孔的全长上前、中、后各测量几点，比较其测量值，其最大值与最小值之差的一半即为孔全长上的圆柱度误差。
（5）端面对轴线垂直度的检测
测量端面垂直度，应该经过两个步骤。首先要测量端面圆跳动是否合格，如合格，再测量端面的垂直度。对于精度要求较低的工件可用刀口直尺或游标卡尺尺身侧面透光检查。对精度要求较高的工件，当端面跳动合格后，再把工件装夹在Ⅴ形架的小锥度心 上，并放在精度较高的平板上检查端面的垂直度的测量时，把杠杆式百分表从端面的最里一点向外拉出（见图8．9），百分表指示的读数差就是端面对内孔车线的垂直度误差。
图8．9 端面对轴线垂直度的测量
8．2．3 技能训练——精密轴套的车削
如图8．10所示为一个螺纹 套工件，毛坯为φ45×45的45号钢棒料。
图8．10 螺纹轴套工件图
（1）零件工艺分析
形状分析：本工件为一个带有螺纹、外圆和内孔有位置精度要求的 套工件。
精度分析：内孔尺寸精度为IT8级，
外圆对内孔φ16＋0．043 0 线有径向圆跳动的公差要求。
工艺分析：根据工件形状精度要求，关键是保证工件的位置精度要求，用三爪卡盘安装粗加工完外形、内孔后，先精车φ16＋0．043 0内孔尺寸，再用心 定位装夹工件，精车外圆尺寸
加工工艺路线：车平左端面钻内孔→粗车大外圆→车右端面控制总长→车螺纹大径、车螺纹→精车内孔→精车大外圆。
（2）工量具准备清单（见表8．4）
表8．4 工量具准备清单
（3）工艺步骤
螺纹 套加工工艺过程及加工要点见表8．5。
表8．5 螺纹轴套件车削工艺过程
续表
（4）评分标准及记录表（见表8．6）
表8．6 评分标准及记录表
注：每个精度项目检测超差不得分。
任务8．3 轴套典型工作任务训练
如图8．1所示为一个典型 承套工件，毛坯为φ45×42mm45号钢棒料（也可用图8．10工件做毛坯）。
（1）零件工艺分析
形状分析：
精度分析：
工艺分析：
根据前述零件工艺分析，加工工艺顺序为：
（2）工量具准备清单（见表8．7）
表8．7 工量具准备清单
（3）评分标准及记录表（见表8．8）
表8．8 评分标准及记录表
续表
任务8．4 中级套类工件车削质量分析
钻孔、车削套类工件时，产生形状、位置误差废品的原因及预防措施见表8．9。
表8．9 钻孔时产生废品的原因及预防措施
●拓展训练与思考题
1．拓展实训图
拓展实训图如图8．11所示。
2．思考题
（1）保证套类工件的同 度、垂直度的方法有哪些？
（2）常用的心 有哪几种？各有什么特点，各适用于哪些场合？
图8．11 拓展实训图
（3）软卡爪与一般的硬卡爪有哪些区别？车削软卡爪时须注意哪些问题？
（4）使用内径量表之前为什么要校零？用什么量具来校零？
（5）写出如图8．12所示工件的车削工艺步骤。（毛坯：φ110×40，批量：1000件，自选夹具类型）
图8．12 （5）题图
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