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内、外成形表面；

丝杆、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、套丝、滚花等。

如图1-1所示。

图1-1车床加工范围

a）钻中心孔b）钻孔c）铰孔d）攻螺纹e）车外圆f）镗孔g）车端面

h）切槽i）车成形面j）车锥面k）滚花l）车螺纹

三、车床加工精度及表面粗糙度

车削加工的尺寸精度较宽，一般可达IT12～IT7，精车时可达IT6～IT5。

表面粗糙度Ra（轮廓算术平均高度）数值的范围一般是6.3～0.8见表1-1。

表1-1常用车削精度与相应表面粗糙度

加工类别

加工精度

相应表面粗糙度值Ra/

标注代号

表面特征

粗车

IT12

IT11

25～50

12.5

可见明显刀痕

可见刀痕

半精车

IT10

IT9

6.3

3.2

可见加工痕迹

微见加工痕迹

精车

IT8

IT7

1.6

0.8

不见加工痕迹

可辨加工痕迹方向

精细车

IT6

IT5

0.4

0.2

微辨加工痕迹方向

不辨加工痕迹

四、机床的切削运动

机床切削运动是由刀具和工件作相对运动而实现的。

按切削运动所起作用可分为两类：

主运动（图1-2中）和进给运动（图1-2中ƒ）。

车削钻削刨削铣削

图1-2切削运动方式

1.主运动

切除工件切屑形成新表面必不可缺少的基本运动，其速度最高，消耗功率最多。

切削加工的主运动只能有一个。

车削时，工件的旋转运动为主运动，图1-2a（）。

2.进给运动

使切削层间断或连续投入切削，从而加工出完整表面所需的切削运动。

其速度小，消耗功率少。

进给运动有一个或几个。

车削时，刀具的纵向、横向和斜向运动统称为进给运动，图1-2a（ƒ）。

五、切削时产生的表面

在切削运动作用下，工件上的切削层不断地被刀具切削并转变为切屑，从而加工出所需要的工作新表面。

因此，工件在

切削过程中形成了三个不断变化着的表面。

如图1-3所示。

1.待加工表面——工件上即将被切去

切屑的表面。

2.己加工表面——工件上巳切去切屑

的表面。

3.加工表面——工件上正被刀刃切削图1-3车削时形成的三个表面

六、切削用量

切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度），俗称切削三要素。

它们是表示主运动和进给运动最基本的物理量，是切削加工前调整机床运动的依据，并对加工质量、生产率及加工成本都有很大影响。

1.切削速度

它是指在单位时间内，工件与刀具沿主运动方向的最大线速度。

车削时的切削速度由下式计算：

式中：

——切削速度（m/s或m/min）；

——工件待加工表面的最大直径（mm）；

——工件每分钟的转数（r/min）。

由计算式可知切削速度，与工件直径和转数的乘积成正比，故不能仅凭转数高就误认为是切削速度高。

一般应根据与，并求出，然后再调整转速手柄的位置。

切削速度选用原则：

粗车时，为提高生产率，在保证取大的切削深度和进给量的情况下，一般选用中等或中等偏低的切削速度，如取50～70m/min（切钢），或40～60m/min（切铸铁）；

精车时，为避免刀刃上出现积屑瘤而破坏已加工表面质量，切削速度取较高（100m/min以上）或较低（6m/min以下），但采用低速切削生产率低，只有在精车小直径的工件时采用，一般用硬质合金车刀高速精车时，切削速度100～200m/min（切钢）或60～100m/min（切铸铁）。

由于同学对车床的操作不熟练，不宜采用高速切削。

2.进给量ƒ

它是指在主运动一个循环（或单位时间）内，车刀与工件之间沿进给运动方向上的相对位移量，又称走刀量，其单位为mm/r。

即工件转一转，车刀所移动的距离。

进给量选用原则：

粗加工时可选取适当大的进给量，一般取0.15～0.4mm/r；

精加工时，采用较小的进给量可使已加工表面的残留面积减少，有利于提高表面质量，一般取0.05～0.2mm/r。

3.背吃刀量（切削深度）

车削时，切削深度是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，又称吃刀量，单位为mm，其计算式为：

——工件待加工表面的直径（mm）；

——工件已加工表面的直径（mm）。

切削深度选用原则：

粗加工应优先选用较大的切削深度，一般可取2～4mm；

精加工时，选择较小的切削深度对提高表面质量有利，但过小又使工件上原来凸凹不平的表面可能没有完全切除掉而达不到满意的效果，一般取0.3～0.5mm（高速精车）或0.05～0.10mm（低速精车）。

七、车床种类及编号

车床的种类很多，最常用的为卧式车床、立式车床（图1-4）、数控车床（图1-5）。

它们的特点是万能性强，适合加工各种工件。

图1-4立式车床图1－5CK9930数控车床

1-底座；

2-工作台；

3-立柱；

1-床头箱（附步进电机）；

2-控制箱；

4-垂直刀架5-横梁；

6-刀架进给箱；

3-电气柜；

4-回转刀架；

5-小刀架；

6-中刀架;

7-侧刀架；

8-侧刀架进给箱；

9-控制箱。

7-步进电机；

8-尾架；

9-床身10-床脚。

车床依其类型和规格，可按类、组、型三级编成不同的型号，本校用于实习的车床型号为C6132、C616，其字母与数字的含义如下：

“C”为“车”字的汉语拼音的第一个字母，直接读音为“车”。

C6132

主参数代号（最大车削直径的1/10，即320mm）

机床型别代号（普通车床型）

机床组别代号（普通车床组）

机床类别代号（车床类）

C616

主参数的1/10，即车床主轴轴线到导轨面的尺寸为160mm，

（其车削工件最大直径为320mm）。

组别（普通车床）

类别（车床类）

八、C6132型普通车床的主要部件名称和用途

C6132型普通车床的主要组成部分如图1-6所示。

1.床头箱又称主轴箱，内装主轴和变速机构。

变速是通过改变设在床头箱外面的手柄位置，可使主轴获得12种不同的转速（45～1980r/min）。

主轴是空心结构，能通过长棒料，棒料能通过主轴孔的最大直径是29mm。

主轴的右端有外螺纹，用以连接卡盘、拨盘等附件。

主轴右端的内表面是莫氏5号的锥孔，可插入锥套和顶尖，当采用顶尖并与尾架中的顶尖同时使用安装轴类工件时，其两顶尖之间的最大距离为750mm。

床头箱的另一重要作用是将运动传给进给箱，并可改变进给方向。

图1-6C6132普通车床

1-床头箱；

2-进给箱；

3-变速箱；

4-前床脚；

5-溜板箱；

6-刀架；

7-尾架；

8-丝杠；

9-光杠；

10-床身；

11-后床脚；

12-中刀架；

13-方刀架；

14-转盘；

15-小刀架；

16-大刀架

2.进给箱又称走刀箱，它是进给运动的变速机构。

它固定在床头箱下部的床身前侧面。

变换进给箱外面的手柄位置，可将床头箱内主轴传递下来的运动，转为进给箱输出的光杆或丝杆获得不同的转速，以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。

其纵向进给量为0.06～0.83mm/r；

横向进给量为0.04～0.78mm/r；

可车削17种公制螺纹（螺距为0.5～9mm）和32种英制螺纹（每英寸2～38牙）。

3.变速箱安装在车床前床脚的内腔中，并由电动机（4.5kw,1440r/min）通过联轴器直接驱动变速箱中齿轮传动轴。

变速箱外设有两个长的手柄，是分别移动传动轴上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮，可共获6种转速，通过皮带传动至床头箱。

4.溜板箱又称拖板箱，溜板箱是进给运动的操纵机构。

它使光杠或丝杠的旋转运动，通过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母，推动车刀作进给运动。

溜板箱上有三层滑板，当接通光杠时，可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动；

中滑板可带动小滑板及刀架沿床鞍上的导轨作横向移动。

故刀架可作纵向或横向直线进给运动。

当接通丝杠并闭合开合螺母时可车削螺纹。

溜板箱内设有互锁机构，使光杠、丝杠两者不能同时使用。

5.刀架它是用来装夹车刀，并可作纵向、横向及斜向运动。

刀架是多层结构，它由下列组成。

⑴大刀架它与溜板箱牢固相连，可沿床身导轨作纵向移动。

⑵中刀架它装置在大刀架顶面的横向导轨上，可作横向移动。

⑶转盘它固定在中刀架上，松开紧固螺母后，可转动转盘，使它和床身导轨成一个所需要的角度，而后再拧紧螺母，以加工圆锥面等。

⑷小刀架它装在转盘上面的燕尾槽内，可作短距离的进给移动。

⑸方刀架它固定在小刀架上，可同时装夹四把车刀。

松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。

6.尾架它用于安装后顶尖，以支持较长工件进行加工，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。

偏移尾架可以车出长工件的锥体。

尾架的结构由下列部分组成。

⑴套筒其左端有锥孔，用以安装顶尖或锥柄刀具。

套筒在尾架体内的轴向位置可用手轮调节，并可用锁紧手柄固定。

将套筒退至极右位置时，即可卸出顶尖或刀具。

⑵尾架体它与底座相连，当松开固定螺钉，拧动螺杆可使尾架体在底板上作微量横向移动，以便使前后顶尖对准中心或偏移一定距离车削长锥面。

⑶底板它直接安装于床身导轨上，用以支承尾架体。

7.光杠与丝杠将进给箱的运动传至溜板箱。

光杠用于一般车削，丝杆用于车螺纹。

8.床身它是车床的基础件，用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对位置。

在床身上有供溜板箱和尾架移动用的导轨。

9.前床脚和后床脚是用来支承和连接车床各零部件的基础构件，床脚用地脚螺栓紧固在地基上。

车床的变速箱与电机安装在前床脚内腔中，车床的电气控制系统安装在后床脚内腔中。

九、机床附件及工件的安装

工件的安装主要任务是使工件准确定位及夹持牢固。

由于各种工件的形状和大小不同，所以有各种不同的安装方法。

1.三爪卡盘

（1）三爪卡盘是车床最常用的附件（。

三爪卡盘上的三爪是同时动作的。

可以达到自动定心兼夹紧的目的。

其装夹工作方便，但定心精度不高（爪遭磨损所致），工件上同轴度要求较高的表面，应尽可能在一次装夹中车出。

传递的扭矩也不大，故三爪卡盘适于夹持圆柱形、六角形等中小工件。

当安装直径较大的工件时，可使用“反爪”。

图1-7三爪卡盘

2.工件在四爪卡盘上的安装

四爪卡盘也是车床常用的的附件（图1-8），四爪卡盘上的四个爪分别通过转动螺杆而实现单动。

根据加工的要求，利用划针盘校正校正后，安装精度比三爪卡盘高，四爪卡盘的夹紧力大，适用于夹持较大的圆柱形工件或形状不规则的工件。

图1-8四爪卡盘装夹工件的方法

3.顶尖

常用的顶尖有死顶尖和活顶尖两种，如图1-9所示。

（a）（b）

图1-9顶尖

a）死顶尖b）活顶尖

4.工件在两顶尖之间的安装

较长或加工工序较多的轴类工件，为保证工件同轴度要求，常采用两顶尖的装夹方法，图1-10a所示。

工件支承在前后两顶尖间，由卡箍、拨盘带动旋转。

前顶尖装在主轴锥孔内，与主轴一起旋转。

后顶尖装在尾架锥孔内固定不转。

有时亦可用三爪卡盘代替拨盘（图1-10b），此时前顶尖用一段钢棒车成，夹在三爪卡盘上，卡盘的卡爪通过鸡心夹头带动工件旋转。

（a）

（b）

图1-10两顶尖安装工件

a）用拨盘两顶尖安装工件b）用三卡代替拨盘安装工件

5.工件在心轴上的安装

精加工盘套类零件时，如孔与外圆的同轴度，以及孔与端面的垂直度要求较高时，工件需在心轴上装夹进行加工（图1-11）。

这时应先加工孔，然后以孔定位安装在心轴上，再一起安装在两顶尖上进行外圆和端面的加工。

图1-11心轴装夹工件

a）圆柱心轴装夹工件b）圆锥心轴装夹工件

6.工件在花盘上的安装

在车削形状不规则或形状复杂的工件时，三爪、四爪卡盘或顶尖都无法装夹，必须用花盘进行装夹（图1-12）。

花盘工作面上有许多长短不等的径向导槽，使用时配以角铁、压块、螺栓、螺母、垫块和平衡铁等，可将工件装夹在盘面上。

安装时，按工件的划线痕进行找正，同时要注意重心的平衡，以防止旋转时产生振动。

1-12花盘装夹工件

a）花盘上装夹工件；

b）花盘与弯板配合装夹工件

1-垫铁；

2-压板；

3-压板螺钉；

4-T形槽；

5-工件；

6-弯板；

7-可调螺钉；

8-配重铁；

9-花盘

7.中心架和跟刀架的使用

当车削长度为直径20倍以上的细长轴或端面带有深孔的细长工件时，由于工件本身的刚性很差，当受切削力的作用，往往容易产生弯曲变形和振动，容易把工件车成两头细中间粗的腰鼓形。

为防止上述现象发生，需要附加辅助支承，即中心架或跟刀架。

中心架主要用于加工有台阶或需要调头车削的细长轴，以及端面和内孔（钻中孔）。

中心架固定在床身导轨上的，车削前调整其三个爪与工件轻轻接触，并加上润滑油。

对不适宜调头车削的细长轴，不能用中心架支承，而要用跟刀架支承进行车削，以增加工件的刚性，如图1-14所示。

跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，它可以

图1-13用中心架车削外圆、内孔及端面

跟随车刀移动，抵消径向切削力，提高车削细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。

如图1-15a所示为两爪跟刀架，此时车刀给工件的切削抗力使工件贴在跟刀架的两个支承爪上，但由于工件本身的重力以及偶然的弯曲，车削时工件会瞬时离开和接触支承爪，因而产生振动。

比较理想的中心架是三爪中心架，如图1-15b所示。

此时，由三爪和车刀抵住工件，使之上下、左右都不能移动，车削时工件就比较稳定，不易产生振动。

图1-14用跟刀架车削工件

图1-15跟刀架支承车削细长轴

a）两爪跟刀架b）三爪跟刀架

第二节车削工艺

本内容适用于在学生分组后，由指导人员根据具体操作情况进行选择性的讲解。

一、三爪卡盘的结构

三爪卡盘是由爪盘体、小锥齿轮、大锥齿轮（另一端是平面螺纹）和三个卡爪组成。

如图3-1所示。

三个卡爪上有

与平面螺纹相同螺牙与之配合，三个

卡爪在爪盘体中的导槽中呈120°

均布。

爪盘体的锥孔与车床主轴前端的外锥

面配合，起对中作用，通过键来传递

扭矩，最后用螺母将卡盘体锁紧在主

轴上。

当转动其中一个小伞齿轮时，即

带动大伞齿轮转动，其上的平面螺纹图3-1三爪卡盘的结构

又带动三个卡爪同时向中心或向外移动，从而实现自动定心。

定心精度不高，约为0.05～0.15mm。

三个卡爪有正爪和反爪之分，有的卡盘可将卡爪反装即成反爪，当换上反爪即可安装较大直径的工件。

装夹方法如图3-1所示。

当直径较小时，工件置于三个长爪之间装夹（图3-2a），可将三个卡爪伸入工件内孔中利用长爪的径向张力装夹盘、套、环状零件（图3-1b），当工件直径较大，用顺爪不便装夹时，可将三个顺爪换成反爪进行装夹（图3-2c），当工件长度大于4倍直径时，应在工件右端用尾架顶尖支撑（图3-2d）

a）b）c）d）

图3-2用三爪卡盘装夹工件的方法

a）顺爪b）顺爪c）反爪d）三爪卡盘与顶尖配合使用

用三爪卡盘安装工件，可按下列步骤进行：

（1）工件在卡爪间放正，轻轻夹紧。

（2）放下安全罩，开动机床，使主轴低速旋转，检查工件有无偏摆，若有偏摆应停车，用小锤轻敲校正，然后紧固工件。

紧固后，必须取下板手，并放下安全罩。

（3）移动车刀至车削行程的左端。

用手旋转卡盘，检查刀架是否与卡盘或工件碰撞。

二、车刀的种类和用途

在车削过程中，由于零件的形状、大小和加工要求不同，采用的车刀也不相同。

车刀的种类很多，用途各异，现介绍几种常用车刀（图3-3）。

1.外圆车刀

外圆车刀又称尖刀，主要用于车削外圆、平面和倒角。

外圆车刀一般有三种形状。

⑴直头尖刀主偏角与副偏角基本对称，一般在45°

左右，前角可在5～30°

之间选用,后角一般为6～12°

。

⑵45°

弯头车刀　主要用于车削不带台阶的光轴，它可以车外圆、端面和倒角，使用比较方便，刀头和刀尖部分强度高。

⑶75°

强力车刀　主偏角为75°

，适用于粗车加工余量大、表面粗糙、有硬皮或形状不规则的零件，它能承受较大的冲击力，刀头强度高，耐用度高。

2.偏刀

偏刀的主偏角为90°

，用来车削工件的端面和台阶，有时也用来车外圆，特别是用来车削细长工件的外圆，可以避免把工件顶弯。

偏刀分为左偏刀和右偏刀两种，常用的是右偏刀，它的刀刃向左。

3.切断刀和切槽刀

切断刀的刀头较长，其刀刃亦狭长，这是为了减少工件材料消耗和切断时能切到中心的缘故。

因此，切断刀的刀头长度必须大于工件的半径。

切槽刀与切断刀基本相似，只不过其形状应与槽间一致。

4.扩孔刀

扩孔刀又称镗孔刀，用来加工内孔。

它可以分为通孔刀和不通孔刀两种。

通孔刀的主偏角小于90°

，一般在45～75°

之间，副偏角20～45°

，扩孔刀的后角应比外圆车刀稍大，一般为10～20°

不通孔刀的主偏角应大于90°

，刀尖在刀杆的最前端，为了使内孔底面车平，刀尖与刀杆外端距离应小于内孔的半径。

5.螺纹车刀

螺纹按牙型有三角形、方形和梯形等，相应使用三角形螺纹车刀、方形螺纹车刀和梯形螺纹车刀等。

螺纹的种类很多，其中以三角形螺纹应用最广。

采用三角形螺纹车刀车削公制螺纹时，其刀尖角必须为60°

，前角取零度。

直头车刀

弯头车刀

75°

强力车刀

90°

偏刀

切断刀或切槽刀

扩孔刀（通孔）

扩孔刀（不通孔）

螺纹车刀

图3-3常用车刀的种类和用途

三、车刀的安装

车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。

安装车刀时应注意下列几点（图3-4）。

⑴车刀刀尖应与工件轴线等高：

如果车刀装得太高，则车刀的主后面会与工件产生强烈的磨擦；

如果装得太低，切削就不顺利，甚至工件会被抬起来，使工件从卡盘上掉下来，或把车刀折断。

为了使车刀对准工件轴线，可按床尾架顶尖的高低进行调整。

⑵车刀不能伸出太长：

因刀伸得太长，切削起来容易发生振动，使车出来的工件表面粗糙，甚至会把车刀折断。

但也不宜伸出太短，太短会使车削不方便，容易发生刀架与卡盘碰撞。

一般伸出长度不超过刀杆高度的一倍半。

正确错误

图3-4车刀的安装

⑶每把车刀安装在刀架上时，不可能刚好对准工件轴线，一般会低，因此可用一些厚薄不同的垫片来调整车刀的高低。

垫片必须平整，其宽度应与刀杆一样，长度应与刀杆被夹持部分一样，同时应尽可能用少数垫片来代替多数薄垫片的使用，将刀的高低位置调整合适，垫片用得过多会造成车刀在车削时接触刚度变差而影响加工质量。

⑷车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。

⑸车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。

四、车刀的刃磨（适用于轮管专业的学生）

无论硬质合金车刀或高速钢车刀，在使用之前都要根据切削条件所选择的合理切削角度进行刃磨，一把用钝了的车刀，为恢复原有的几何形状和角度，也必须重新刃磨。

1.磨刀步骤（图3-5）

⑴磨前刀面　把前角和刃倾角磨正确。

⑵磨主后刀面　把主偏角和主后角磨正确。

⑶磨副后刀面　把副偏角和副后角磨正确。

⑷磨刀尖圆弧　圆弧半径约0.5～2mm左右。

⑸研磨刀刃　车刀在砂轮上磨好以后，再用油石加些机油研磨车刀的前面及后面，使刀刃锐利和光洁。

这样可延长车刀的使用寿命。

车刀用钝程度不大时，也可用油石在刀架上修磨。

硬质合金车刀可用碳化硅油石修磨。

2.磨刀注意事项

⑴磨刀时，人应站在砂轮的侧前方，双手握稳车刀，用力要均匀。

⑵刃磨时，将车刀左右移动着磨，否则会使砂轮产生凹槽。

⑶磨硬质合金车刀时，不可把刀头放入水中，以免刀片突然受冷收缩而碎裂。

磨高速钢车刀时，要经常冷却，以免失去硬度。

（a）（b）（c）（d）

图3-5刃磨外圆车刀的一般步骤

a）磨前刀面b）磨主后刀面c）磨副后刀面d）磨刀尖圆弧

五、刻度盘及刻度盘手柄的使用

车削时,为了正确和迅速掌握切深,必须熟练地使用中刀架和小刀架上的刻度盘。

1.中刀架上的刻度盘

中刀架上的刻度盘是紧固在中刀架丝杆轴上，丝杆螺母是固定在中刀架上，当中刀架上的手柄带着刻度盘转一周时，中刀架丝杆也转一周，这时丝杆螺母带动中刀架移动一个螺距。

所以中刀架横向进给的距离（即切深），可按刻度盘的格数计算。

刻度盘每转一格，横向进给的距离=丝杆螺距÷

刻度盘格数（mm）

如C616车床中刀架丝杆螺距为4mm，中刀架刻度盘等分为200格，当手柄带动刻度盘每转一格时，中刀架移动的距离为4÷

200=0.02mm，即进刀切深为0.02mm。

由于工件是旋转的，所以工件上被切下的部分是车刀切深的两倍，也就是工件直径改变了0.04mm。

必须注意：

进刻度时，如果刻度盘手柄过了头，或试切后发现尺寸不对而需将车刀退回时，由于丝杆与螺母之间有间隙存在，绝不能将刻度盘直接退回到所要的刻度，应反转约一周后再转至所需刻度（图3-6）。

（a）（b）（c）

图3-6手柄摇过头后的纠正方法

a）要求手柄转至30但摇过头成40b）错误：

直接退至30

c）正确：

反转约一周后，再转至30

2.小刀架刻度盘

小刀架刻度盘的使用与中刀架刻度盘相同，应注意两个问题：

C616车床刻度盘每转一格，则带动小刀架移动的距离为0.05mm；

小刀架刻度盘主要用于控制工件长度方向的尺寸，与加工圆柱面不同的是小刀架移动了多少，工件的长度就改变了多少。

六、试切的方法与步骤

工件在车床上安装以后，要根据工件的加工余量决定走刀次数和每次走刀的切深。

半精车和精车时，为了准确地定切深，保证工件加工的尺寸精度，只靠刻度盘来进刀是不行的。

因为刻度盘和丝杆都有误差，往往不能满足半精车和精车的要求，这就需要采用试切的方法。

试切的方法与步骤如下（图3-7）。

（a）开车对刀，使车刀与工件表面轻微接触；