关于“外圆、端面”车削的教学探析

赵冬阳

摘要：在与时代需要技能人才的大环境下，本文以车削加工中最常用的“车削外圆、端面”为例，对在普通车床上加工的要求，加工过程和方法、测量、注意事项等方面做出详细的讲解和论述。

关键词：外圆；端面；车削

中图分类号：TG51文献标识码：A文章编号：1006-3315（2021）6-113-002

车削加工是机械工人所具备的基本能力，普通车削加工是学好数控车床的第一步，也是机械加工专业学生必需掌握的一项基本技能，是学生走向社会从事本专业的前提。所以本篇文章立足现在大部分学生容易忽视的，机械加工中最重要的基础能力为例，以实际训练为主探究学习这个基础能力的加工方法和注意事项。

一、实训教学要求

合理组织工作位置，注意操作姿势，掌握试切、实测的方法车外圆，掌握调整机动进给手柄位置的方法，练习接刀车削外圆和控制两端平行度的方法，遵守操作规程，养成文明生产、安全生产的良好习惯。

二、车外圆的方法和过程

将工件安装在卡盘上作旋转运动，车刀安装在刀架上使之接触工件并作相对纵向进给运动，便可车出外圆。开动机床使工件旋转，移动小滑板或床鞍，控制切削深度，然后锁紧床鞍，摇动中滑板手柄作横向进给，由工件外缘向中心车削，也可由中心向外缘车削，便可车削端面。

首先是准备工作，根据图样检查工件的加工余量，做到车削前心中有数，大致确定纵向进给的次数。然后选择刀具：90°硬质合金外圆车刀，接下来的步骤是：

1.车刀安装（1）车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短，以增加其刚性

伸出长度约为刀柄厚度的1-1.5倍。车刀下面垫片的数量要尽量少（一般为1-2片），并与刀架边缘对齐，且至少用两个螺钉平整压紧，以防振动。（2）车刀刀尖应与工件中心等高。车刀刀尖高于工件轴线，会使车刀的实际后角减小，车刀后面与工件之间的摩擦力增大。车刀刀尖低于工件轴线，会使车刀的实际前角减小，切削阻力增大。刀尖不对中心，在车至端面中心时会留有凸头。使用硬质合金车刀时，若忽视此点，车到中心处会使刀尖崩碎。

2.对刀、进刀和车削

（1）启动车床使工件旋转。车刀刀尖轻轻接触工件待加工表面，以此作为确定切削深度的零点位置。反向摇动床鞍手轮，中滑板手柄不动，使车刀向右离开工件3-5mm。

重点注意：对刀要轻，一般在实际对刀过程中刀具和工件表面接触0.01-0.03mm之间。确定切削深度的零点位置，此时中滑板手柄一定不能再动。

（2）进刀。摇动中滑板手柄，使车刀横向进给，其进给量为切削深度。正确地计算出切削深度ap的值，并计算出中滑板应前进几格。

（3）试切削。试切削的目的是为了控制切削深度，保证工件的加工尺寸。车刀进刀后作纵向移动2mm左右时，纵向快退，停车测量。如尺寸符合要求，继续切削，如尺寸大，可加大切削深度，若尺寸小，则减小切削深度。

（4）正常切削。通过试切削调节好切削深度便可正常切削。此时，可选择手动或机动纵向进给。车削工件一般分为粗车和精车，粗车时，在车床动力条件许可时，通常要大的切削深度和大的进给量，转速不宜过快，在尽量短的时间内把工件余量车掉，是因为粗车对切削表面没有严格要求，只需留一定的精车余量即可。由于粗车切削力较大，工件装夹必须牢靠。粗车的另一个作用是及时发现毛坯材料内部的缺陷，如夹渣、砂眼、裂纹等，也能消除毛坯工件内部残存的应力和防止热变形等。精车是车削的末道加工，为了使工件获得准确的尺寸和规定的表面粗糙度，操作者在精车时，通常把车刀磨得锋利一些或选择精加工的机加车刀，车床转速选的高一些，进给量选的小一些。粗车时，一般选切削深度为2-5mm，进给量为0.3-0.7mm/r；精车时，一般选切削深度为0.2-1mm，进给量为0.1-0.3mm/r。车端面时的切削速度随着工件直径的减小而减小，计算时必须按端面的最大直径计算。首先开动车床使工件旋转来车削端面，移动小滑板或床鞍控制吃刀量，然后锁紧床鞍，摇动中滑板进给，由工件外向中心进给把工件端面车削平整。然后车削外圆，用中滑板控制吃刀量，床鞍纵向进给车削，注意要分次试切、测量，如此多次，直到符合图样要求为止。

3.接刀车削外圆和控制两端平行度

工件来料长度余量较少或一次装夹不能完成切削的，通常采用调头装夹，再用接刀法车削。每当接刀工件装夹时，找正必须从严要求，否则会造成表面接刀偏差，直接影响工作质量。为了保证接刀质量，通常要求在车削工件的第一头时，车得长一些，调头装夹时两点间的找正距离应大一些。调头接刀车削的工件，一般表面有接刀痕迹，有损质量和美观，在加工条件许可的情况下，一般不采用此法，但是在特殊情况时要用这种加工方法，用划线盘仔细找正或者用百分表找正，是能够达到要求的。找正工件两端平行度的方法是以工件先车削的一端外圆和端平面为基准，也用划线盘找正或者用百分表找正即可。

4.测量

测量外径时，一般精度尺寸常选用游标卡尺，精度要求较高时则选用千分尺。径向圆跳动的测量是将工件支撑在车床上的两顶尖之间，百分表的测量头与工件被测部分的外圆接触，并预先将测头压下1mm以消除间隙，当工件转过一圈，百分表读数的最大差值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，各截面上测得圆跳动量中的最大值，就是该工件的径向圆跳动。也可将工件支撑在平板上的v型架上，并在其轴向设一支撑限位，以防止测量时的轴向位移，让百分表触头和工件被测部分外圆接触，工件转动一圈，百分表读数的最大差值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，取截面上测得圆跳动量的最大值，就是该工件的径向圆跳动。

端面圆跳动的测量是将百分表的测量头与所需测量的端面接触，并预先将测头压下1mm，当工件转过一圈，百分表读数的最大差值就是该直径测量面上的端面圆跳动误差。按上述方法在若干个直径处测量，其端面圆跳动量最大值，就是该工件的端面跳动误差。

对端面的要求是既要与轴心线垂直，又要求平直、光洁。一般可用钢直尺和刀口尺来检测端面的平面度。测量端面垂直度时，首先检查其端面圆跳动是否合格，若符合要求再测量端面垂直度，对于精度要求较低的工件，可用90°角尺通过透光检查。精度要求较高的工件可将轴支撑在置于平板上的标准套中，然后用百分表从端面中心点逐渐向边缘移动，百分表指示读数的最大值就是端面对轴线的垂直度。还可将轴安装在三爪自定心卡盘上，再用百分表仿照上述方法测量即可。

三、容易产生的问题和注意事项

1.车削端面时容易出现的问题是工件端面中心留有凸头，原因是刀尖没有对准中心，偏高或者偏低，注意装刀严格对准工件的旋转中心；再者是平面不平有凹凸，产生原因是吃刀量过大，车刀磨损，滑板移动，刀架和车刀紧固力不足，注意切削三要素的选用和配合，及时刃磨车刀或者更换机加车刀刀片，车刀压紧，刀架锁紧，避免出现上述问题。

2.车削外圆时容易出现的问题首先是产生锥度，原因有用小滑板手动进给车外圆时，小滑板导轨与主轴中心线不平行；车速过高，在切削过程中车刀磨损；搖动中滑板切削时没有消除空行程，也就是螺杆和螺母之间的间隙没有消除等。其次车削外圆时容易出现表面质量不合格，原因是车刀角度不合理或者选择刀具材料不对。最后其他会出现的问题和注意的方面有变换转速时应先停车，否则容易打坏主轴箱内的齿轮；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；车铸铁毛坯时，由于表面氧化皮较硬，要求尽可能就刀车掉，否则车刀容易磨损。

随着制造专业不断的进步和发展，数控车削加工已经替代了普通车床的加工，但是车工的基础加工能力是这个专业学习的前提，不会基础能力就无法真正的领悟和精益求精的数控加工，所以中职院校的学生要想技术学的好，就要从基础实训开始，希望通过以上探究学习能帮助学生提高基础能力的学习。