【導(dǎo)讀】diagramofarethebed,headstockassembly,tailstockassembly,carriage. spindle.

　　

【正文】 鐵制成，它是一個(gè)堅(jiān)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(gè)面有內(nèi)外另組平行的導(dǎo)軌。一些制造廠生產(chǎn)的四個(gè)條導(dǎo)軌都采用倒“ V”形，而另一些制造廠則將倒“ V”形導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌相結(jié)合。由于其他的部件要安置 在導(dǎo)軌上并（或）在導(dǎo)軌上移動(dòng)，導(dǎo)軌要經(jīng)過(guò)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(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的任何誤差，常常會(huì)使整個(gè)機(jī)床的精度遭到破壞。大多數(shù)現(xiàn)代車床的導(dǎo)軌要進(jìn)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(dǎo)軌的固定位置上。它提供動(dòng)力，使工件在各種速度下旋轉(zhuǎn)。它基本上有一個(gè)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(guò)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(jí)數(shù)排列。在現(xiàn)代車床上只需扳動(dòng) 2～ 4 個(gè)手柄，就能得到全部檔位的轉(zhuǎn)速。目前發(fā)展的趨勢(shì)是通過(guò)電氣的或機(jī)械的裝置進(jìn)行無(wú)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(gè)貫穿全長(zhǎng)的通孔，長(zhǎng)棒料可以通過(guò)該孔送料。主軸孔的大小是車床的一個(gè)重要尺寸，因?yàn)楫?dāng)工件必須通過(guò)主軸孔供料時(shí)，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(dòng)圓錐軸頭。這些附件組成了一個(gè) 大直徑的圓錐體，以保證對(duì)卡盤進(jìn)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(kāi)卡盤或花盤。 主軸由電動(dòng)機(jī)經(jīng) V 帶或無(wú)聲鏈裝置提供動(dòng)力。大多數(shù)現(xiàn)代車床都裝置有 5～ 15 馬 力的電動(dòng)機(jī)，為硬質(zhì)合金和金屬陶瓷合金刀具提供足夠的動(dòng)力，進(jìn)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(dǎo)軌配合，并可以子導(dǎo)軌上做縱向移動(dòng)，底座上有一個(gè)可以使整個(gè)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(dòng)，使尾座與主軸箱中的主軸對(duì)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(gè)直 徑通常在 2～ 3 英寸之間的鋼制空心圓柱軸。通過(guò)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?；顒?dòng)套筒的開(kāi)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(dòng)套筒的外表面刻有幾英寸長(zhǎng)的刻度，以控制尾座的前后移動(dòng)。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(dòng)切削工具。拖板是一個(gè)相對(duì)平滑的 H 形鑄件，安裝在床身外側(cè)導(dǎo)軌上，并可以在上面移動(dòng)。大拖板上有橫向?qū)к?，使橫向拖板可以安裝在上面，并通過(guò)絲杠使其運(yùn)動(dòng)，絲杠由一個(gè)小手柄和刻度盤控制。橫拖板可以帶動(dòng)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(fù)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(dòng)。上刀架安裝在底座上，可用手輪和刻度盤控制一個(gè)短絲杠使其前后移動(dòng)。 溜板箱裝在大拖板前面，通過(guò)溜板箱內(nèi)的機(jī)械裝置可以手動(dòng)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)大拖板以及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)橫拖板。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)溜板箱前的手輪，可以手動(dòng)操作拖板沿床身移動(dòng)。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(dòng)力傳遞給大拖板和橫拖板。光桿上有一個(gè)幾乎貫穿于整個(gè)光杠的鍵槽，光杠通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反并用鍵連接的錐齒輪傳遞動(dòng)力。通過(guò)溜板箱前的換向手柄可使嚙合齒輪與其中的一個(gè)錐齒輪嚙合，為大拖板提供“向前”或“向后”的動(dòng)力。適當(dāng)?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(dòng)或使橫拖板橫向移動(dòng)。 對(duì)于螺紋加工，絲杠提供了第二種縱向移動(dòng)的方法。光杠通過(guò)摩擦離合器驅(qū)動(dòng)拖板移動(dòng)，離合器可能會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。而絲杠產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)滑板箱與絲杠之間的直接機(jī)械連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于螺母可以實(shí)現(xiàn)這種連接。通過(guò)溜板箱前面的夾緊手柄可以使對(duì)開(kāi)螺母緊緊包合絲杠。當(dāng)對(duì)開(kāi)螺母閉合時(shí)，可以沿絲 杠直接驅(qū)動(dòng)拖板，而不會(huì)出現(xiàn)打滑的可能性。 現(xiàn)代車床有一個(gè)變速齒輪箱，齒輪箱的輸入端有車床主軸通過(guò)合適的齒輪傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。齒輪箱的輸出端與光杠和絲杠連接。主軸就是這樣通過(guò)齒輪傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)變速齒輪箱，在帶動(dòng)絲杠和光杠，然后帶動(dòng)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(dòng)。一臺(tái)典型的車床的主軸每旋轉(zhuǎn)一圈，通過(guò)光杠可以獲得從 到 英寸尺寸范圍內(nèi)的 48 種進(jìn)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(jià)廉的車床為了能夠得到所有的進(jìn)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(gè)或兩個(gè)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(gè)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(jì)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(jì)，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(lái)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(xiàn)中術(shù)語(yǔ)使用也很混亂。為了澄清已有的混亂的概念和術(shù)語(yǔ)，美國(guó)機(jī)械工程師 協(xié)會(huì)頒布了 ASA 標(biāo)準(zhǔn) B522— 1950，本文的術(shù)語(yǔ)即以此為依據(jù)。 單尖刀具是指只有一個(gè)前刀面和一條連續(xù)切削刃的刀具。圖 142 所示各個(gè)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(fù)角。背前角對(duì)加工過(guò)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(gè)重要的幾何角度，它能把切屑引向刀架的一側(cè)，并能使進(jìn)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(guò)刀具時(shí)摩擦最小。為了節(jié)省磨刀時(shí)間，刀具段后刀面的一部分有時(shí)可以直接鍛造成形，而不需要進(jìn)行磨削。在這種強(qiáng)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(jìn)行測(cè)量。后角也可用刀具的側(cè)面和端面的視圖來(lái)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(guò)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(zhǎng)刀具的使用壽命。 角度 7 為側(cè)切削刃角，它是測(cè)切削刃和刀柄側(cè)面之間的夾角。由于刀具切削長(zhǎng)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(zhǎng)，但顫振的可能性也隨之增加。設(shè)計(jì)時(shí)，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(guò)渡時(shí)，圓弧的尺寸可用弧半徑 9 來(lái)表示。刀尖圓弧半徑的尺寸對(duì)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(duì)刀具設(shè)計(jì)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?yàn)樗?220176。 C 左右開(kāi)始回火，而且這種軟化過(guò)程隨著溫度的升高而繼續(xù)。因此，在切削低碳鋼時(shí)，高碳鋼刀具的切削速度限于大約(30ft/min)，即使在這種速度時(shí)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(diǎn)，本世紀(jì)初，幾種稱為高速鋼的合金鋼開(kāi)始用于金屬切削。這些鋼的化學(xué)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?cè)诟哌_(dá) 600176。 C 時(shí)仍能保持硬度，但在更高溫度下會(huì)迅速軟化。實(shí)驗(yàn)表明：高速鋼切削低碳鋼時(shí)，如速度超過(guò)(350ft/min),就會(huì)很快失效，而且許多高速鋼材料在速度超過(guò) (150ft/min)時(shí)，就不能成功切削低碳鋼。 ：這是 20 世紀(jì) 20 年代晚期德國(guó)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?yàn)檩^高成本和較低的斷裂強(qiáng)度，它們通常以刀片形式銅焊在鋼質(zhì)刀柄上或機(jī)械夾持在特質(zhì) 夾具撒上。機(jī)夾形式刀頭經(jīng)常做成不重磨形式，當(dāng)所有刀刃都用廢時(shí)，就將刀片丟棄，因?yàn)橹啬コ杀颈刃碌镀某杀靖叩枚唷? 硬質(zhì)合金刀具在高溫時(shí)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(shí)為 3～ 4m/s(600800ft/min),它們有幾種牌號(hào)專用于大多數(shù)加工場(chǎng)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(fèi)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(dǎo)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)階段，但它們很可能在加工鑄鐵、淬硬鋼和高熔點(diǎn)合金時(shí)有重要應(yīng)用。 ：所謂的陶瓷刀具代表了刀具材料的最新進(jìn)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?yàn)樘沾傻镀^便宜，而且刃磨時(shí)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(méi)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?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)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(shí)，機(jī)床功率足夠進(jìn)行輕加工。陶瓷刀具特別脆，盡管目前已能進(jìn)行銑削，陶瓷刀具主要還是限于連續(xù)切削。 陶瓷的熱傳導(dǎo)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(qiáng)化切削刃，進(jìn)而改進(jìn)刀具的壽命，經(jīng)常在切削刃上做成一個(gè)小倒棱或圓弧，雖然這樣做會(huì)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?yàn)槿魏危词棺钶p）粗切削產(chǎn)生的李也會(huì)導(dǎo)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(zhǎng)。 合成多晶金剛石目前已被用于機(jī)夾刀片上，因其成本太高，目前應(yīng)用很少，但有時(shí)用于加工有磨蝕作用的鋁、硅合金，熔融石英和增強(qiáng)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。