【導讀】diagramofarethebed,headstockassembly,tailstockassembly,carriage. spindle.

　　

【正文】 鐵制成，它是一個堅固的剛性框架，所有其他主要部件都安裝在床身上。通常在床身上那個面有內(nèi)外另組平行的導軌。一些制造廠生產(chǎn)的四個條導軌都采用倒“ V”形，而另一些制造廠則將倒“ V”形導軌和平面導軌相結(jié)合。由于其他的部件要安置 在導軌上并（或）在導軌上移動，導軌要經(jīng)過精密加工，以保證其裝配精度。同樣地，在操作中應(yīng)該小心，以避免損傷導軌。導軌上的任何誤差，常常會使整個機床的精度遭到破壞。大多數(shù)現(xiàn)代車床的導軌要進行變面淬火處理，以減少磨損和擦傷，具有更大的耐磨性。 主軸箱安裝在車身一端內(nèi)導軌的固定位置上。它提供動力，使工件在各種速度下旋轉(zhuǎn)。它基本上有一個安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪 —— 類似于卡車變速箱所組成，通過變速齒輪，主軸可以在許多種轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)車床有 8～18 種轉(zhuǎn)速，一般按等比級數(shù)排列。在現(xiàn)代車床上只需扳動 2～ 4 個手柄，就能得到全部檔位的轉(zhuǎn)速。目前發(fā)展的趨勢是通過電氣的或機械的裝置進行無極變速。 由于車床的精度在很大程度上取決于主軸，因此主軸的結(jié)構(gòu)尺寸較大，通常安裝在緊密配合的重型圓錐滾子軸承或球軸承中。主軸中有一個貫穿全長的通孔，長棒料可以通過該孔送料。主軸孔的大小是車床的一個重要尺寸，因為當工件必須通過主軸孔供料時，它確定了能夠加工棒料毛坯的最大外徑尺寸。 主軸的內(nèi)端從主軸箱中凸出，其上可以安裝多種卡盤、花盤和擋塊。而小型的車床常有螺紋截面供安裝卡盤之用。很多大車床使用偏心夾或鍵動圓錐軸頭。這些附件組成了一個 大直徑的圓錐體，以保證對卡盤進行精確地裝配，并且不用旋轉(zhuǎn)這些笨重的附件就可以鎖定或松開卡盤或花盤。 主軸由電動機經(jīng) V 帶或無聲鏈裝置提供動力。大多數(shù)現(xiàn)代車床都裝置有 5～ 15 馬 力的電動機，為硬質(zhì)合金和金屬陶瓷合金刀具提供足夠的動力，進行高速切削。 尾座組件主要由三部分組成。底座與床身的內(nèi)側(cè)導軌配合，并可以子導軌上做縱向移動，底座上有一個可以使整個尾座組件加緊在任意位置上的裝置。尾座安裝在底座上，可以沿鍵槽在底座上橫向移動，使尾座與主軸箱中的主軸對中并為切削圓錐體提供方便。尾座組件的第三部分是尾座套筒，它是一個直 徑通常在 2～ 3 英寸之間的鋼制空心圓柱軸。通過手輪和螺桿，尾座套筒可以在尾座體中縱向移入和移出幾英寸。活動套筒的開口一端具有莫氏錐度，可以用于安裝頂尖或諸如鉆頭之類的各種刀具。通常在活動套筒的外表面刻有幾英寸長的刻度，以控制尾座的前后移動。鎖定裝置可以使套筒在所需的位置上夾緊。 拖板組件用于安裝和移動切削工具。拖板是一個相對平滑的 H 形鑄件，安裝在床身外側(cè)導軌上，并可以在上面移動。大拖板上有橫向?qū)к墸箼M向拖板可以安裝在上面，并通過絲杠使其運動，絲杠由一個小手柄和刻度盤控制。橫拖板可以帶動刀具垂直于工件的旋轉(zhuǎn)軸 線切削。 大多數(shù)車床的刀架安裝在復式刀座上，刀座上有底座，底座安裝在橫拖板上，可繞垂直軸和上刀架轉(zhuǎn)動。上刀架安裝在底座上，可用手輪和刻度盤控制一個短絲杠使其前后移動。 溜板箱裝在大拖板前面，通過溜板箱內(nèi)的機械裝置可以手動和動力驅(qū)動大拖板以及動力驅(qū)動橫拖板。通過轉(zhuǎn)動溜板箱前的手輪，可以手動操作拖板沿床身移動。手輪的另一端與溜板箱背面的小齒輪連接，小齒輪與齒條嚙合，齒條倒裝在床身前上邊緣的下面。 利用光桿可以將動力傳遞給大拖板和橫拖板。光桿上有一個幾乎貫穿于整個光杠的鍵槽，光杠通過兩個轉(zhuǎn)向相反并用鍵連接的錐齒輪傳遞動力。通過溜板箱前的換向手柄可使嚙合齒輪與其中的一個錐齒輪嚙合，為大拖板提供“向前”或“向后”的動力。適當?shù)碾x合器或者齒條小齒輪連接或者與橫拖板的螺桿連接，是拖板縱向移動或使橫拖板橫向移動。 對于螺紋加工，絲杠提供了第二種縱向移動的方法。光杠通過摩擦離合器驅(qū)動拖板移動，離合器可能會產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。而絲杠產(chǎn)生的運動是通過滑板箱與絲杠之間的直接機械連接來實現(xiàn)的，對于螺母可以實現(xiàn)這種連接。通過溜板箱前面的夾緊手柄可以使對開螺母緊緊包合絲杠。當對開螺母閉合時，可以沿絲 杠直接驅(qū)動拖板，而不會出現(xiàn)打滑的可能性。 現(xiàn)代車床有一個變速齒輪箱，齒輪箱的輸入端有車床主軸通過合適的齒輪傳動來驅(qū)動。齒輪箱的輸出端與光杠和絲杠連接。主軸就是這樣通過齒輪傳動鏈驅(qū)動變速齒輪箱，在帶動絲杠和光杠，然后帶動拖板，刀具就可以按主軸的轉(zhuǎn)數(shù)縱向地或橫向地精確移動。一臺典型的車床的主軸每旋轉(zhuǎn)一圈，通過光杠可以獲得從 到 英寸尺寸范圍內(nèi)的 48 種進給量；而使用絲杠可以車削從 到 92 牙 /英寸范圍內(nèi)的48 種不同螺紋。一些老式的或價廉的車床為了能夠得到所有的進給量和加工出多有螺紋，必須更換主軸 和變速箱之間的齒輪系中的一個或兩個齒輪。 金屬切削刀具 刀具的形狀（特別是其角度）和材料是刀具的兩個非常重要的因素。本文向大家介紹刀具的幾何參數(shù)和刀具材料。 刀具幾何參數(shù) 刀具的角度不僅在很大程度決定了刀具的壽命，而且也決定加工的表面質(zhì)量。刀具角度設(shè)計的一般性原則不因某種特殊刀具而變。車刀、銑刀、鉆頭甚至是砂輪的設(shè)計，所要考慮的因素基本相同。圖 所示的車刀外形易于觀察，我們即以此為例來討論刀具的幾何參數(shù)。 刀具特征參數(shù)名目繁多，技術(shù)文獻中術(shù)語使用也很混亂。為了澄清已有的混亂的概念和術(shù)語，美國機械工程師 協(xié)會頒布了 ASA 標準 B522— 1950，本文的術(shù)語即以此為依據(jù)。 單尖刀具是指只有一個前刀面和一條連續(xù)切削刃的刀具。圖 142 所示各個角度定義如下： 主視圖中的角度 1 為背前角，它是在垂直于刀具基面的縱向剖面內(nèi)的平行于刀柄的一條直線與刀面之間的夾角。如該角后傾，則為正角，否則為負角。背前角對加工過程影響很大，它直接影響刀具的切削力、表面光潔度以及刀具耐用度。 角度 2 為側(cè)前角，它是刀具前刀面在垂直于刀具基面的橫向剖面內(nèi)的傾斜角。側(cè)前角也是一個重要的幾何角度，它能把切屑引向刀架的一側(cè)，并能使進給更加容易。 端后 角是刀具基面的垂線與緊靠端切削刃下的斷后刀面之間的夾角，即圖中角度3。它確保工件和刀具之間有間隙使得切屑經(jīng)過刀具時摩擦最小。為了節(jié)省磨刀時間，刀具段后刀面的一部分有時可以直接鍛造成形，而不需要進行磨削。在這種強況下，從斷后刀面刃磨部位下量出的角度（角度 4）比端后角大。 通常端切削刃與端后刀面是斜交的，因此，端后角最好是在于端切削刃相垂直的 平面內(nèi)進行測量。后角也可用刀具的側(cè)面和端面的視圖來表示。 角度 5 表示側(cè)后角，它是端切削刃下面的側(cè)后刀面與通過切削刃并垂直于刀具基面的直線之間的夾角。側(cè)后角能使刀具更平穩(wěn)的切 入工件。 角度 6 為端切削刃角，它是端切削刃和垂直于刀具柄側(cè)面的直線之間的夾角。該角可減少刀具和已加工表面之間的摩擦，延長刀具的使用壽命。 角度 7 為側(cè)切削刃角，它是測切削刃和刀柄側(cè)面之間的夾角。由于刀具切削長度是沿著此切削刃的，因此，側(cè)切削刃角決定了切削力的分布。該角度越大，刀具壽命越長，但顫振的可能性也隨之增加。設(shè)計時，這兩方面的因素都要兼顧。 角度 8 為刀尖角，它是兩條切削刃之間的夾角。刀尖采用圓弧過渡時，圓弧的尺寸可用弧半徑 9 來表示。刀尖圓弧半徑的尺寸對表面光潔度及顫振有影響。 刀具材料 已有許多刀具材料 能滿足高金屬切削率的要求。下面討論最重要的幾種材料和它們對刀具設(shè)計的影響。 ：才刀具歷史上，高碳鋼是最早用于工業(yè)上的刀具材料，但目前已幾乎全部被廢棄不用了，因為它在 220176。 C 左右開始回火，而且這種軟化過程隨著溫度的升高而繼續(xù)。因此，在切削低碳鋼時，高碳鋼刀具的切削速度限于大約(30ft/min)，即使在這種速度時也要連續(xù)供應(yīng)切削液。 ：為克服普通碳素鋼切削速度較低的特點，本世紀初，幾種稱為高速鋼的合金鋼開始用于金屬切削。這些鋼的化學成分差別很大，但基本上都含有大約 %碳和 4%鉻，另外還有比例不一樣的鎢、釩、鉬和鈷。它們在高達 600176。 C 時仍能保持硬度，但在更高溫度下會迅速軟化。實驗表明：高速鋼切削低碳鋼時，如速度超過(350ft/min),就會很快失效，而且許多高速鋼材料在速度超過 (150ft/min)時，就不能成功切削低碳鋼。 ：這是 20 世紀 20 年代晚期德國出現(xiàn)的硬質(zhì)合金刀具，通常是將碳化鎢或碳化鎢和碳化鈦或碳化鉭的混合物以粉末形式沉積在鈷或鎳的基體上。因為較高成本和較低的斷裂強度，它們通常以刀片形式銅焊在鋼質(zhì)刀柄上或機械夾持在特質(zhì) 夾具撒上。機夾形式刀頭經(jīng)常做成不重磨形式，當所有刀刃都用廢時，就將刀片丟棄，因為重磨成本比新刀片的成本高得多。 硬質(zhì)合金刀具在高溫時具有高硬度，故它們的切削速度比高速鋼高得多，切削低碳鋼時為 3～ 4m/s(600800ft/min),它們有幾種牌號專用于大多數(shù)加工場合。韌性更高的硬 質(zhì)合金大大克服了早期產(chǎn)品的脆性，故也能用于斷續(xù)切削，包括許多費力的面銑加工。 最近，已經(jīng)出現(xiàn)碳化鈦或氮化鈦涂層碳化鎢刀具（涂層大約厚 ）。這些刀具比普通碳化鎢硬質(zhì)合金刀具更耐磨，使用氮化鈦涂層界面摩擦力減小，導致切削 力和刀具溫度降低。因此，不降低刀具壽命就可得到較高的金屬切削率，或不改變金屬切削率而延長刀具壽命。 使用氧化鋁涂層和多晶氮化硼的其他涂層尚處于實驗階段，但它們很可能在加工鑄鐵、淬硬鋼和高熔點合金時有重要應(yīng)用。 ：所謂的陶瓷刀具代表了刀具材料的最新進展，它們主要由燒結(jié)氧化物（通常是氧化鋁）組成，而且?guī)缀醪蛔兊刈龀蓨A持刀片。因為陶瓷刀片較便宜，而且刃磨時易引起熱脆裂，所以都做成不重磨刀片。 陶瓷刀具是戰(zhàn)后出現(xiàn)的，還沒有在工廠里得到普遍應(yīng)用。它們大都應(yīng)用于高速切削中。陶瓷刀具能抑制積屑瘤的形成，能形成好的 表面光潔度。因為現(xiàn)代機床的設(shè)計功率只能適合硬質(zhì)合金刀具，目前，陶瓷只限于告訴精加工，此時，機床功率足夠進行輕加工。陶瓷刀具特別脆，盡管目前已能進行銑削，陶瓷刀具主要還是限于連續(xù)切削。 陶瓷的熱傳導性比硬質(zhì)合金差，因此，盡管前刀面上的摩擦力通常較低，但其前刀面的溫度比硬質(zhì)合金的要高得多。為了強化切削刃，進而改進刀具的壽命，經(jīng)常在切削刃上做成一個小倒棱或圓弧，雖然這樣做會增加功率消耗。 ：金剛石刀具常用于加工有色金屬如銅和鋁，可得 ～ （ 2~3um）j 極高的光潔度。金剛石用銅焊焊接在碳 鋼刀柄上。金剛石車削和鏜孔是基本的精加工，因為任何（即使最輕）粗切削產(chǎn)生的李也會導致金剛石破裂或脫落。在適合的條件下，金剛石切削壽命最長。 合成多晶金剛石目前已被用于機夾刀片上，因其成本太高，目前應(yīng)用很少，但有時用于加工有磨蝕作用的鋁、硅合金，熔融石英和增強塑料，隨意的晶體取向改善了它們的沖擊抗力，使它們適合斷續(xù)切削。