第一篇：车细长轴、薄壁零件、深孔加工、基准定位等教案
总第 课时 星期 第 节 时间：
第九章
课题四
细长轴的车削
教学目标：1.熟悉细长轴的特点
2.掌握车刀角度的标注
德育目标：培养学生合作精神 教学重点：细长轴的装夹和车削 教学难点：细长轴的装夹
教学方法：目标教学法 视频演示法 讲练结合法 教学课时：2课时
教学用具：多媒体 视频资料 教学课型：新授 教学过程：
课题 细长轴的车削
一、组织教学
点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课
二、课前三分钟
三、复习提问
1．车削偏心工件的方法有哪些？ 2．怎样检测偏心工件？
四、导入语
同学们知道比较细比较长的轴加工时会出现什么情况呢？如果出现了状况应如何解决呢？这就是我们今天在教学中的重点，也是难点。
五、讲授新课
（一）细长轴的概念：工件的长度L与直径d之比大于25（即长径比L/d>25）的轴类工件称为细长轴。
（二）车细长轴产生的缺陷及原因：外形并不复杂，但由于其本身的刚度低，车削时又受切削力、重力、切削热等因素的影响，容易产生弯曲变形以及振动、锥度、腰鼓形、竹节形等缺陷，难以保证加工精度。长径比越大，加工就越困难。
虽然车细长轴的难度较大，但只要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀的几何参数三个关键技术，问题就迎刃而解了。
（三）使用中心架支撑车细长轴（多楳体视频演示）
车削细长轴时，可使用中心架来增加工件的刚度。车削细长轴时使用中心架的方法有： 1.中心架直接支撑在工件中间
当细长轴可以分段车削时，中心架的架体通过压板支撑在工件中间，如图所示。这时，L/d的值减小了一半，车削时工件的刚度可增加许多倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支撑中心架支撑爪的沟槽，沟槽的表面粗糙度值及圆柱度误差要小，否则会影响工件精度。调整中心时，必须先通过调整螺钉调整好下面两个支撑爪，在用紧定螺钉紧固，然后把上盖盖好固定，最后调整上面的一个支撑爪，并用紧定螺钉紧固。
但是，在细长轴中间车削这样一条沟槽是比较困难的。当被车削的细长轴中间无沟槽或安置中心架处有键槽
或花键等不规则表面时，可采用中心架和过渡套筒支撑车细长轴的方法。
2．用过渡套筒支撑车细长轴
应用过渡套筒支撑车细长轴的方法，如图所示，其中心架的支撑爪与过渡套筒的外表面接触。过渡套筒的两 端各装有3个调整螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与车床主轴轴线重合，即可车削。
（四）使用跟刀架支撑车细长轴（多楳体视频演示）
使用跟刀架支撑车细长轴时，跟刀架固定在床鞍上，跟在车刀的后面，随车刀的进给移动，抵消背向力，并 可以增加工件的刚度，减少变形，从而提高细长轴的形状精度并减小表面粗糙度，如图所示。跟刀架主要用来车削细长轴和长丝杠。
从跟刀架的设计原理来看，只需2个支撑爪就可以了（图7—29a），因为车刀给工件的切削抗力F使工件
′贴在跟刀架的两个支撑爪上。但是，在实际使用时，工件本身有一个向下的重力以及工件不可避免的弯曲，车削时工件往往因离心力的作用瞬时离开支撑爪，又瞬间接触支撑爪而产生振动。如果采用3个支撑爪的跟刀架支撑工件（图7—29b），一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时非常稳定，不易产生振动。因此，车细长轴时应用三个支撑爪的跟刀架。
（五）减少工件的热变形伸长
车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，称为热变形。在车削时一般轴类工件时，可不考虑热变形伸长问题。但是，车削细长轴时，因为工件长，热变形伸长量大，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。
△L﹦ɑlL△T 式中△L——工件热变形伸长量（mm）；
ɑl————材料的线膨胀系数（1/℃），见表7—1； L——工件全长（mm）；
△T————工件升高的温度（℃）。
例7—2 车削直径为Φ25mm，长度为1200mm的细长轴，材料为45钢，车削时因受切削热的影响，使工件由原来的21 ℃以上升到61℃，求这根细长轴的热变形伸长量。
解：已知L=1200mm，△T=61℃-21 ℃=40℃；查表7-1 45钢的线膨胀系数ɑl=11.59×10-6（1/℃）。
根据公式7-7得：
△ L=ɑlL△T
=11.59×10-6/℃×1200mm×40℃ =0.556mm 从上例计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹紧，一端顶住，工件无法伸长，所以只能使本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲，车削就很难进行，因此，必须采取措施减少工件的热变形。
（六）减少工件的热变形可采取以下措施: 1.使用弹性回转顶尖
弹性回转顶尖的结构如图所示。顶尖用圆柱滚子轴承、滚针轴承承受背向力，推力球轴承承受进给力。在短圆柱滚子轴承和推力球轴承之间，放置若干片碟形弹簧。当工件热变形伸长时，工件推动顶尖通过圆柱滚子轴承，使碟形弹簧压缩变形。生产实践证明，用弹性回转顶尖加工细长轴，可有效地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。
2.浮动夹紧和反向进给车削 3.加注充分的切削液
车削细长轴时，无论是低速切削，还是高速切削，加注充分的切削液能有效地降低切削区域的温度，从而减少工件的热变形伸长，延长车刀的使用寿命。
4.保持刀具锋利
保持刀具锋利可以减少车刀与工件之间的摩擦发热。
（七）合理选择车刀的几何参数
车削细长轴时，由于工件刚度低，车刀的几何参数对切削力、切削热、振动和工件弯曲变形等均有明 显的影响。选择车刀几何参数时主要考虑如下几点：
1.车刀的主偏角是影响背向力的主要因素，在不影响刀具强度的前提下，应尽量增大车刀主偏角，以减小背向力，从而减小细长轴的弯曲变形。一般细长轴车刀的主偏角选kr=80o～93o.2.为了减小切削力和切削热，应选择较大的前角，以使刀具锋利，切削轻快，一般取γo=15～30.3.前面应磨有R1.5～3mm的圆弧断屑槽，使切屑顺利卷曲折断。
4.选择正值刃倾角，通常λs=+3o～10o，使切屑流向待加工表面。此外，车刀也容易切入工件。5.为了减小背向力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re<0.3mm）。倒棱的宽度也应选得较小，一般选取倒棱宽度br1=1.5ƒ。
6．要求切削刃表面粗糙度Ra≤0.4µm,并保持切削刃锋利。
六、训练检测：课本P317 8、9
七、总结
（一）细长轴的概念
（二）车细长轴产生的缺陷及原因
（三）使用中心架支撑车细长轴
（四）使用跟刀架支撑车细长轴
（五）减少工件的热变形伸长
o
o
（六）减少工件的热变形可采取以下措施:
（七）合理选择车刀的几何参数
八、布置作业：
1.配套习题册课题四相关习题 2.预习课文P312-313
九、教学反思：
本节课是理论课，不是实操课，通过采用目标教学法、视频演示法、讲练结合法这三种方法，把同学们带进了轻松、活泼、愉快的学习气氛中，达到了事半功倍的作用。
十、板书设计：
课题 细长轴的车削
（一）细长轴的概念
（二）车细长轴产生的缺陷及原因
（三）使用中心架支撑车细长轴
（四）使用跟刀架支撑车细长轴
（五）减少工件的热变形伸长
（六）减少工件的热变形可采取以下措施:
（七）合理选择车刀的几何参数
总第 课时 星期 第 节 时间：
第九章
课题五
车削薄壁零件
教学目标：1.熟悉薄壁零件的加工特点
2.掌握防止和减少工件变形的方法
德育目标：培养学生爱科学与合作精神 教学重点：防止和减少工件变形的方法 教学难点：防止和减少工件变形的方法
教学方法：目标教学法 视频演示法 讲练结合法 教学课时：1课时
教学用具：多媒体 视频资料 教学课型：新授 教学过程：
课题 车削薄壁零件
一、组织教学
点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课
二、课前三分钟
三、复习提问
（一）细长轴的概念？
（二）车削细长轴常出现的缺陷有哪些？
四、导入语
同学们知道薄壁零件加工时会出现什么情况呢？如果出现了状况应如何解决呢？这就是我们今天在教学中的重点，也是难点。
五、讲授新课
（一）薄壁工件的加工特点
车薄壁工件时，由于工件的刚度低，在车削过程中，可能产生以下现象：
1.因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺度精度和形状精度。2.因工件壁较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难以控制。
3.在切削力尤其是背向力的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、表面粗糙度、形状精度和位置精度。
针对以上车薄壁工件时可能产生的问题，下面介绍防止和减少薄壁工件变形的方法。
（二）防止和减少薄壁工件变形的方法 1．把薄壁工件的加工分为粗车和精车两个阶段
粗车时夹紧力稍大些，变形虽然也相应大些，但是由于切削余量较大，不会影响工件的最终精度；精车时 夹紧力可稍小些，一方面夹紧变形小，另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大而产生的变形。
2.合理选择刀具的几何参数
精车薄壁工件时，要求刀柄的刚度高，车刀的修光刃不宜过长（一般取0.2～0.3mm），刃口要锋利。
3.增加装夹接触面积
使用开缝套筒或特制的软卡爪，增大装夹时的接触面积，使夹紧力均布在薄壁工件上，因而夹紧时工件不易 产生变形。
4.应用轴向夹紧夹具
车削薄壁工件时，尽量不使用径向夹紧，而优先选用轴向夹紧的方法。薄壁工件装夹在图所示的车床夹具体内，用螺母的端面来压紧工件，使夹紧力F沿工件轴向分布，这样可防止薄壁工件内孔产生夹紧变形。
5．增加工艺肋
有些薄壁工件可以在其装夹部位特制几根工艺肋，以增加刚度，使夹紧力更多地作用在工艺肋上，以减少工件的变形。加工完毕后，再去掉工艺肋，如图示。
6.浇注充分的切削液
浇注充分的切削液，可降低切削温度，减少工件热变形，是防止和减少薄壁工件变形的有效方法。
（三）车薄壁工件时切削用量的选择
针对薄壁工件刚度低、易变形的特点，车薄壁工件时应适当降低切削用量。实践中，一般按照中速、小吃刀和快进给的原则来选择。
六、训练检测：配套习题册
七、总结
（一）薄壁工件的加工特点
（二）防止和减少薄壁工件变形的方法
（三）车薄壁工件时切削用量的选择
（四）车削薄壁工件技能训练（视频演示）
八、布置作业：
1.配套习题册课题五相关习题 2.预习课文P315-316
九、教学反思：
本节课是理论课，不是实操课，通过采用目标教学法、视频演示法等方法，把同学们带进了轻松、活泼、愉快的学习气氛中，达到了事半功倍的作用。
十、板书设计：
课题 车削薄壁零件
（一）薄壁工件的加工特点
（二）防止和减少薄壁工件变形的方法 1．把薄壁工件的加工分为粗车和精车两个阶段 2.合理选择刀具的几何参数 3.增加装夹接触面积 4.应用轴向夹紧夹具 5．增加工艺肋 6.浇注充分的切削液
（三）车薄壁工件时切削用量的选择
（四）车削薄壁工件技能训练（视频演示）
总第 课时 星期 第 节 时间：
第九章
课题六
深孔加工简介
教学目标：1.熟悉深孔加工
2.掌握深孔加工的方法与排屑方式
德育目标：培养学生爱科学与合作精神 教学重点：深孔加工的方法与排屑方式 教学难点：深孔加工的方法与排屑方式 教学方法：目标教学法 视频演示法 教学课时：1课时
教学用具：多媒体 视频资料 教学课型：新授 教学过程：
课题 深孔加工简介
一、组织教学
点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课
二、课前三分钟
三、复习提问
（一）薄壁工件的加工特点
（二）防止和减少薄壁工件变形的方法
四、导入语
同学们知道深孔加工时会出现什么情况呢？如果出现了状况应如何解决呢？这就是我们今天在教学中的重点，也是难点。
五、讲授新课
（一）深孔的概念与其加工简介
1.深孔深与孔径之比L/d>5的工件内孔称为深孔。2.加工简介
深孔一般在车床上加工。在加工深孔时，刀具细长而刚度低，同时存在着冷却困难、切屑不容易排出 的问题；且刀具在工件的内部切削，切削进行中的情况变化和刀具的磨损都无法直接观察到而较难控制。因此，深孔加工也是一种难度较大的加工工艺。深孔加工必须使用一些特殊刀具（深孔钻等）及特殊的附件，另外对切削液的流量和压力也有较高的要求。
（二）深孔加工的关键技术是深孔钻的几何形状和冷却排屑问题。（视频演示）1.用深孔麻花钻
近年来广泛使用的新槽形深孔麻花钻。它可以在普通车床上一次进给加工深孔。在结构上，通过加大螺旋角、增大钻心厚度、改善刃沟槽型、选用合理的几何角度和修磨钻心处等形式，较好地解决了排屑、导向、刚度等深孔加工时的关键技术。
2.用枪孔钻和外排屑
在加工直径为3～20mm的深孔时，一般采用枪孔钻。枪孔钻的几何形状如图示。枪孔钻是用高速钢或硬质合金刀头与无缝钢管的刀柄焊接制成的。刀柄上压有V形槽，是排出切屑的通道，前端的腰形孔是切削液的出口处。切削液的压力一般为0.35～0.9MPa。
用枪孔钻钻孔时，的棱边1和3承受切削力，并作为钻孔时的导向部分。高压切削液有空心导杆经腰形孔进入深孔的切削区域，切屑就被切削液从V形槽的切屑出口冲刷出去。由于枪孔钻是单刃，其钻尖偏离枪孔钻中心一个偏心距e，刀柄刚进入工件时，刀柄会产生扭动，所以必须使用导向套。
3.用喷吸钻和内排屑
钻削直径为20～65mm的深孔，当切削液的压力不太高时，可采用喷吸钻加工深孔的方法。喷吸钻的结构如图，它的切削刃交错分布在喷吸钻的两边，颈部有喷射切削液的小孔，前端有两个喇叭形孔，切屑在由小孔喷射出的高压切削液的压力作用下，从这两个喇叭形孔冲入并被吸进空心导杆，向外排出。
喷吸钻的工作原理如图示，喷吸钻头部用多线矩形螺纹连接在外套管上，外套管用弹簧夹头装夹在刀柄上，内套管的尾部开有几个向后倾斜30的月牙孔。当高压切削液从入口A进入管夹头中心后，大部分的切削液从内外套管之间，通过喷吸钻头部小孔进入切削区域；还有一部分切削液通过倾斜的月牙孔向后高速喷射，在内套管的前后产生很大的压力差。这样钻出的切屑一方面由高压切削液从前向后经两个喇叭形孔冲入内套管中，另一方面受内套管内前后压力差的作用被吸出，在这两方面的力量作用下，切屑便可顺利地从排屑杆中排出。
采用此种排屑方法的深孔钻是利用切削液“喷”和“吸”的作用使切屑顺利排出的，故称为喷吸钻。4.用高压内排屑钻
钻削直径为20～65mm的深孔时，可以用高压内排屑钻加工。
用高压内排屑钻加工深孔的工作原理如图示，高压大流量的切削液从切削液入口经封油头，通过深孔钻和深孔的孔壁之间进入切削区域，切屑在高压切削液的冲刷下经两个喇叭形孔从外套管的中间排出。采用这种方法，需要有较高压力（一般要求1～3MPa）的切削液将切屑从切削区域经外套管的内孔排出，因此称为高压内排屑。
与高压内排屑钻加工深孔的方法相比，使用喷吸钻时切削液的压力可低些，一般为0.8～1.2MPa，这样对冷却泵的功率消耗和对工具的密封要求都可以降低。因此，应尽可能采用较先进的喷吸钻来加工深孔。
六、训练检测：配套习题册
七、总结
（一）深孔的概念与其加工简介
o
（二）深孔加工的关键技术 1.用深孔麻花钻
2.用枪孔钻和外排屑 3.用喷吸钻和内排屑 4.用高压内排屑钻
八、布置作业：
1.配套习题册课题六相关习题 2.预习课文P351-355
九、教学反思：
本节课是理论课，不是实操课，通过采用目标教学法、视频演示法等方法，把同学们带进了轻松、活泼、愉快的学习气氛中，达到了事半功倍的作用。
十、板书设计：
课题 深孔加工简介
（一）深孔的概念与其加工简介
（二）深孔加工的关键技术 1.用深孔麻花钻 2.用枪孔钻和外排屑 3.用喷吸钻和内排屑 4.用高压内排屑钻
（三）车薄壁工件时切削用量的选择
（四）车削薄壁工件技能训练（视频演示）
总第 课时 星期 第 节 时间：
第十一章
课题一
基准及定位基准的选择
教学目标：1.掌握基准的概念及分类
2.掌握定位基准的选择原则
德育目标：培养学生爱科学与合作精神 教学重点：1.基准的概念
2.定位基准的选择原则 教学难点：定位基准的选择原则 教学方法：目标教学法 讲练结合法 教学课时：2课时
教学用具：多媒体 相关资料 教学课型：新授 教学过程：
一、组织教学
点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课
二、课前三分钟
三、复习提问
（一）薄壁工件的加工特点
（二）深孔加工的方法有哪些？
四、导入语
同学们知道零件总是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。零件表面间的相对位置包括两方面要求：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度等)。研究零件表面间的相对位置关系是离不开基准的，不明白基准就无法确定零件表面的位置。这就是我们今天要讲的基准与其一基准的选择，它们在教学中是重点，也是难点。
五、讲授新课（幻灯片放映）
课题
基准及定位基准的选择
（一）基准的概念
基准就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。
1.设计基准
设计零件图时用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准。
2.工艺基准
零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准、工序基准和装配基准。在选择工艺基准时应尽量使工艺基准与设计基准一致，但是工艺基准须随不同的加工方法而变更。
（1）定位基准是加工零件时以此确定刀具与被加工表面的相对位置的基准。
（2）测量基准是测量零件已加工表面位置及尺寸的基准。
（3）装配基准是装配时用于确定零件在模具中位置的基准，零件的主要设计基准常作为零件的装配基准。
（二）定位基准的选择原则
在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面(即铸造、锻造或轧制等表面)作为定位基准，这种表面称为粗基准。用加工过的表面作定位基准称为精基准。另外，为了满足工艺需要在工件上专门设计的定位面，称为辅助基准。
1.精基准的选择
选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹准确方便，一般应遵循如下原则。
（1）应尽可能选用加工表面的设计基准作为精基准，避免基准不重合造成的定位误差。这一原则就是“基准重合”原则。
（2）当工件以某一组精基准定位，可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如，导柱、复位杆、拉杆等轴类零件的大多数工序都采用顶尖孔为定位基准。
（3）当精加工和光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循“自为基准”的原则。
（4）为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准”的原则。
（5）精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度.以提高其位置精度。
2.粗基准的选择
粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。这两方面的要求常常是相互矛盾的，因此在选择粗基准时，必须先明确哪一方面是主要的。
（1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的相对位置要求，一般应选择不加工表面为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。
（2）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。如图2所示为冲压模模座粗基准的选择。此时应以下平面为粗基准，然后以下平面为定位基准，加工上表面与模座其他部位，这样可减少毛坯误差，使上、下平面基本平行，最后再以上平面为精基准加工下表面，这时下平面的加工余量就比较均匀，且较小。
（3）粗基准的表面应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等其他表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。
（4）粗基准一般只能使用一次，即不能重复使用，以免产生较大的位置误差。
六、训练检测：配套习题册
七、总结
本节课主要讲的是基准的概念及相关基准的分类、定位基准的选择原则它们是本节的重点内容，更是难点内容，请同学们在课下一定要牢记。它们是在今后岗位的奠基。
八、布置作业：
1.配套习题册课题一相关习题 2.预习课文
九、教学反思：
本节课是理论课，不是实操课，通过采用目标教学法，把同学们带进了轻松、活泼、愉快的学习气氛中，达到了事半功倍的作用。
十、板书设计：
课题
基准及定位基准的选择
（一）基准的概念
1.设计基准
2.工艺基准
（1）定位基准（2）测量基准（3）装配基准
（二）定位基准的选择原则 1.精基准的选择
2.粗基准的选择
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