【正文】 車削加工工藝基礎(chǔ) 第四章 車削加工工藝基礎(chǔ) 車床概述 車削加工基礎(chǔ)知識(shí) 軸類零件的加工工藝 盤套類零件車削加工工藝 車床概述 車床概述 金屬切削機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，車床是機(jī)床的一種，用來(lái)進(jìn)行車削加工。它的功能強(qiáng)，用途廣泛。因此，在一般機(jī)械制造工廠中，車床在各種金屬切削機(jī)床中所占的比例最大。 車床結(jié)構(gòu)及參數(shù)介紹 車床的種類很多，大致可分為臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、仿形車床、多刀車床、自動(dòng)車床等。其中，CA6140型臥式車床是最常用的車床，如圖 41所示。 車床概述 CA6140型車床主要部件及功用 （ 1） 主軸箱 （ 床頭箱 ） 主軸箱固定在床身的左上部 ， 箱內(nèi)裝有齒輪 、 主軸等 ， 組成變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 該變速機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至主軸 ， 通過(guò)改變箱外手柄位置 ， 可使主軸實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速的正 、 反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 （ 2） 進(jìn)給箱 （ 走刀箱 ） 進(jìn)給箱固定在床身的左前下側(cè) ， 是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu) 。 它通過(guò)掛輪把主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給絲杠或光杠 ， 可分別實(shí)現(xiàn)車削各種螺紋的運(yùn)動(dòng)及機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 車床概述 （ 3） 溜板箱 （ 拖板箱 ） 溜板箱固定在床鞍的前側(cè) ，隨床鞍一起在床身導(dǎo)軌上作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng) 。 通過(guò)它把絲杠或光杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榇舶?、 中滑板的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 變換箱外手柄位置 ， 可以控制車刀的縱向或橫向運(yùn)動(dòng) （ 運(yùn)動(dòng)方向 、起動(dòng)或停止 ） （ 4） 掛輪箱 掛輪箱裝在床身的左側(cè) 。 其上裝有變換齒輪 （ 掛輪 ） ， 它把主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 傳遞給進(jìn)給箱 ， 調(diào)整掛輪箱上的齒輪 ， 并與進(jìn)給箱內(nèi)的變速機(jī)構(gòu)相配合 ， 可以車削出不同螺距的螺紋 ， 并滿足車削時(shí)對(duì)不同縱 、 橫向進(jìn)給量的需求 。 車床概述 （ 5） 刀架部件 由兩層滑板 （ 中 、 小滑板 ） 、 床鞍與刀架體共同組成 。 用于安裝車刀并帶動(dòng)車刀作縱向 、 橫向或斜向運(yùn)動(dòng) 。 （ 6） 床身 是精度要求很高的帶有導(dǎo)軌 （ 山形導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌 ） 的一個(gè)大型基礎(chǔ)部件 ， 用以支承和連接車床的各個(gè)部件 ， 并保證各部件在工作時(shí)有準(zhǔn)確的相對(duì)位置 。 床身由縱向的床壁組成 ， 床壁間有橫向筋條用以增加床身剛性 。 床身固定在左 、 右床腿上 。 （ 7）床腳 前后兩個(gè)床腳分別與床身前后兩端下部連為一體，用以支撐安裝在床身上的各個(gè)部件。同時(shí)，通過(guò)地腳螺栓和調(diào)整墊塊使整臺(tái)車床固定在工作場(chǎng)地上，通過(guò)調(diào)整，能使床身保持水平狀態(tài)。 車床概述 （ 8） 尾座 尾座是由尾座體 、 底座 、 套筒等組成的 。它安裝在床身導(dǎo)軌上 ， 并能沿此導(dǎo)軌作縱向移動(dòng) ， 以調(diào)整其工作位置 。 尾座上的套筒錐孔內(nèi)可安裝頂尖 、 鉆頭 、 鉸刀 、絲錐等刀 、 輔具 ， 用來(lái)支承工件 、 鉆孔 、 鉸孔 、 攻螺紋等 。 （ 9） 絲杠 絲杠主要用于車削螺紋 。 它能使拖板和車刀按要求的速比作很精確的直線移動(dòng) 。 （ 10） 光杠 光杠將進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給溜板箱 ， 使床鞍 、 中滑板作縱向 、 橫向自動(dòng)進(jìn)給 。 （ 11） 操縱桿 操縱桿是車床的控制機(jī)構(gòu)的主要零件之一 。 在操縱桿的左端和溜板箱的右側(cè)各裝有一個(gè)操縱手柄 ，操作者可方便的操縱手柄以控制車床主軸的正轉(zhuǎn) 、 反轉(zhuǎn)或停車 。 車床概述 （ 12） 冷卻裝置 冷卻裝置主要通過(guò)冷卻泵將箱中的切削液加壓后噴射到切削區(qū)域 ， 降低切削溫度 ， 沖走切屑 ， 潤(rùn)滑加工表面 ， 以提高刀具的使用壽命和工件表面的加工質(zhì)量 。 CA6140車床傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 車削加工過(guò)程中 ， 車床通過(guò)工件的主運(yùn)動(dòng)和車刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的相互配合來(lái)完成對(duì)工件的加工 。 其運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)過(guò)程如圖 42所示 。 車床概述 圖 42 CA6140車床傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 車床概述 主運(yùn)動(dòng)： 主軸變速箱 4→ 主軸 → 卡盤 6→ 工件旋轉(zhuǎn) 。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： 主軸變速箱 4→ 主軸變換齒輪箱 3→ 走刀箱 13→ 絲杠 11或光杠 12→ 溜板箱 9→ 床鞍 10→ 滑板 8→ 刀架 7→ 車刀運(yùn)動(dòng)。 車床概述 ⒊ CA6140型車床的型號(hào)和主要技術(shù)參數(shù) 機(jī)床的型號(hào)反映出機(jī)床的類別 、 結(jié)構(gòu)特性和主要技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容 。 按 GB/T 15375—1994規(guī)定 ， CA6140型號(hào)的含義如下： C A 6 1 40 主參數(shù)代號(hào) （ 車床最大工件回轉(zhuǎn)直徑為 400㎜ 系代號(hào) （ 臥式車床系 ） 組代號(hào) （ 落地及臥式車床組 ） 結(jié)構(gòu)特性代號(hào) （ 加重型 ） 類代號(hào)（車床類） 車床概述 車床的主要技術(shù)規(guī)格與參數(shù)如下： 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 400㎜ 刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210㎜ 最大工件長(zhǎng)度（ 4種） 750㎜、 1000mm、 9 1500㎜、 2022㎜ 中心高 205㎜ 主軸孔能通過(guò)棒料最大直徑 48㎜ 主軸孔錐度 莫氏 6號(hào) 車床概述 主軸轉(zhuǎn)速： 正轉(zhuǎn)（ 24級(jí)） 10～ 1400r/min 反轉(zhuǎn)（ 12級(jí)） 14～ 1580r/min 車削螺紋范圍： 米制（ 44種） 1～ 192㎜ 英制（ 20種） 2～ 24牙 / in（ ㎜） 模數(shù)螺紋（ 39種） ～ 48㎜ 徑節(jié)螺紋（ 37種） 1～ 96 進(jìn)給量（縱、橫各 64種）： 縱向 ～ ㎜ /r 橫向 ～ ㎜ /r 縱向快移速度 4m/min 橫向快移速度 2m/min 車床概述 刀架行程： 最大縱向行程（ 4種） 650㎜、 900㎜、 1400㎜、 1900㎜ 最大橫向行程 260㎜、 295㎜ 小滑板最大行程 139㎜、 165㎜ 主電動(dòng)機(jī)功率 機(jī)床工作精度： 圓度 ㎜ 圓柱度 ㎜／ 100㎜ 精車平面平面度 ㎜／ 400㎜ 表面粗糙度 Ra ～ 車床概述 車床主要附件 車床上常備有卡盤 、 花盤 、 頂尖 、 中心架 、 跟刀架等附件 。 卡盤 卡盤裝在主軸前端 ， 有三爪自定心卡盤和四爪單動(dòng)卡盤兩種 。 （ 1） 三爪自定心卡盤 如圖 43所示，它主要由外殼體、三個(gè)卡爪、三個(gè)小錐齒輪、一個(gè)大錐齒輪等零件組成。 車床概述 三爪自定心卡盤的卡爪可以裝成正爪 ， 實(shí)現(xiàn)由外向內(nèi)夾緊；也可以裝成反爪 ， 實(shí)現(xiàn)由內(nèi)向外夾緊 ， 即撐夾 （ 反夾 ） 。 正爪夾持工件時(shí) ， 直徑不能太大 ， 卡爪伸出卡盤外圓的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)卡爪長(zhǎng)度的三分之一 ， 以免發(fā)生事故 。反爪可以?shī)A持直徑較大的工件 。 圖 43 三爪自定心卡盤 1－方孔 2－小錐齒輪 3－大錐齒輪 4－平面螺紋 5－卡爪 車床概述 （ 2） 四爪單動(dòng)卡盤如圖 44所示 ， 它的四個(gè)卡爪能各自獨(dú)立地徑向移動(dòng) ， 分別通過(guò)四個(gè)調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整 。其夾緊力較大 ， 但校正工件較麻煩 。 四爪單動(dòng)卡盤的卡爪也可裝成正爪或反爪 。 圖 44 四爪單動(dòng)卡盤 車床概述 花盤 花盤裝在主軸前端 ， 它的盤面上有幾條長(zhǎng)短不同的通槽和 T形槽 ， 以便用螺栓 、 壓板等將工件壓緊在它的工作面上 。 它多用于安裝形狀比較特別的 ， 而三爪和四爪卡盤無(wú)法裝夾的工件 ， 如對(duì)開(kāi)軸承座 、 十字孔工件 、 雙孔連桿 、環(huán)首螺釘 、 齒輪油泵體等等 。 在安裝時(shí) ， 根據(jù)預(yù)先在工件上劃好的基準(zhǔn)線來(lái)進(jìn)行找正 ， 再將工件壓緊 。 對(duì)于不規(guī)則的工件 ， 應(yīng)在花盤上裝上適當(dāng)?shù)钠胶鈮K保持平衡 ， 以免因花盤重心與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心不重合而影響工件的加工精度 ，甚至導(dǎo)致意外事故發(fā)生 。 車床概述 用花盤安裝工件有兩種形式： ⑴ 若工件被加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與其基準(zhǔn)面垂直時(shí) ， 直接將工件安裝在花盤的工作面上 ， 如圖 45（ a） 所示； ⑵ 若工件被加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與其基準(zhǔn)面平行時(shí) ， 將工件安裝在花盤的角鐵上加工 ，如圖 45（ b） 所示 ， 工件在花盤上的定位要用劃針盤等找正 。 圖 45 花盤安裝工件方法 車床概述 頂尖、撥盤和雞心夾頭 頂尖有前頂尖和后頂尖之分。頂尖的頭部帶有 60186。錐形尖端，頂尖的作用是定位、支承工件并承受切削力。 圖 46 前頂尖 車床概述 ⑴ 前頂尖 前頂尖插在主軸錐孔內(nèi)與主軸一起旋轉(zhuǎn)，如圖 46（ a）所示 ,前頂尖隨工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。為了準(zhǔn)確和方便，有時(shí)也可以將一段鋼料直接夾在三爪自定心卡盤上車出錐角來(lái)代替前頂尖，如圖 46（ b） 所示，但該頂尖從卡盤上卸下來(lái)后，再次使用時(shí)必須將錐面重車一刀，以保證頂尖錐面的軸線與車床主軸旋轉(zhuǎn)軸線重合。 （ a） （ b） （ c） 圖 47 死頂尖 （ a） 普通頂尖（ b） 鑲硬質(zhì)合金頂尖（ c） 反頂尖 車床概述 ⑵ 后頂尖 后頂尖插在車床尾座套筒內(nèi)使用 ,分為死頂尖和活頂尖兩種 。 常用的死頂尖有普通頂尖 、 鑲硬質(zhì)合金頂尖和反頂尖等 ， 如圖 47所示 ,死頂尖的定心精度高 ， 剛性好 ,缺點(diǎn)是工件和頂針發(fā)生滑動(dòng)摩擦 ， 發(fā)熱較大 ， 過(guò)熱時(shí)會(huì)把中心孔或頂針 “ 燒 ” 壞 ， 所以 ， 常用鑲硬質(zhì)合金的頂尖對(duì)工件中心孔進(jìn)行研磨 ， 以減小摩擦 ， 死頂尖一般用于低速加工精度要求較高的工件 。 支承細(xì)小工件時(shí)可用反頂尖 。 車床概述 活頂尖如圖 48所示 ， 內(nèi)部裝有滾動(dòng)軸承 。 活頂尖把頂尖與工件中心孔的滑動(dòng)摩擦變成頂尖內(nèi)部軸承的滾動(dòng)摩擦 ， 因此其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 。 由于頂尖與工件一起轉(zhuǎn)動(dòng) ， 避免了頂尖和工件中心孔的磨損 ， 能承受較高轉(zhuǎn)速下的加工 ， 但支承剛性較差 ， 且存在一定的裝配累積誤差 ， 且當(dāng)滾動(dòng)軸承磨損后 ， 會(huì)使頂尖產(chǎn)生徑向擺動(dòng) 。 所以 ， 活頂尖適宜于加工工件精度要求不太高的場(chǎng)合 。 圖 48 活頂尖 車床概述 一般前 、 后頂尖是不能直接帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的 ， 它必須借助撥盤和雞心夾頭來(lái)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn) 。 撥盤后端有內(nèi)螺紋跟車床主軸配合 ， 盤面形式有兩種：一種是帶有 U形槽的撥盤 ， 用來(lái)與彎尾雞心夾頭相配帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn) ， 如圖 49（ a） 所示；而另一種撥盤裝有撥桿 ， 用來(lái)與直尾雞心夾頭相配帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn) ， 如圖 49（ b） 所示 。 雞心夾頭的一端與撥盤相配 ， 另一端裝有方頭螺釘 ， 用來(lái)固定工件 。 圖 49 用雞心夾頭裝夾工件 車床概述 中心架與跟刀架 當(dāng)軸類零件的長(zhǎng)度與直徑之比較大 （ L/d10） 時(shí) ， 即為細(xì)長(zhǎng)軸 。 細(xì)長(zhǎng)軸的剛性不足 ， 為防止在切削力作用下軸產(chǎn)生彎曲變形 ， 必須用中心架或跟刀架作為