第二节　车　床

第二节　车　床

车床是各种机械加工设备中应用最广泛的机床，约占金属切削机床总数的一半。车床的种类和规格很多，主要有卧式车床、立式车床、转塔车床、仿形车床、多刀车床、 自动及半自动车床和数控车床等。其中普通卧式车床应用最广。

一、车床的型号

车床型号是按GB/T15375—94《金属切削机床型号编制方法》规定的， 由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成的。型号的具体含义如下：

二、车床的组成

卧式车床的主要组成如图5-2所示。

1.床身 床身是用来支承各主要部件，并使其在工作时保持准确的相对位置，是机床的基础件。床身上的导轨用以引导刀架和尾座相对于主轴箱进行准确移动。

2.主轴箱（床头箱） 主轴箱内装空心主轴和主轴变速机构。动力经变速机构传给主轴，使主轴按规定的速度带动工件旋转，实现主运动。主轴又通过传动齿轮带动挂轮旋转，将运动传给进给箱。

3.进给箱 进给箱内装进给运动的变速机构，调整各手柄位置，可以获得所需要的进给量或车削螺纹的螺距。

4.光杠和丝杠 光杠和丝杠将进给箱的运动传给溜板箱。 自动走刀用光杠，车削螺纹用丝杠，光杠和丝杠不能同时使用。

5.溜板箱 溜板箱将光杠或丝杠的运动传给刀架。光杠运动时，可实现刀架的横向或纵向进给。丝杠运动时，可实现车螺纹。

6.刀架 刀架用来装夹车刀使其作横向、纵向及斜向运动，由大拖板、中拖板、小拖板、转盘和方刀架组成（如图5-3所示）。

大拖板（纵溜板、大刀架）与溜板箱连接，可带动车刀沿床身导轨作纵向移动；中拖板（横溜板、横刀架）可沿大拖板上的导轨作横向移动；转盘与中拖板用螺栓紧固，松开螺母，可使其在水平面内转动任意角度；小拖板（小溜板、小刀架）可沿转盘上的导轨作短距离纵向进给或在转动转盘后作斜向进给；方刀架安装在小拖板上，用于装夹刀具，可同时安装四把车刀。

7.尾座 尾座套筒内安装顶尖用来支承工件或安装孔加工刀具用以在工件上钻孔、铰孔等。

三、车床的传动系统

机床常用的传动形式有皮带传动、齿轮传动、蜗杆蜗轮传动、齿轮齿条传动及丝杠螺母传动。图5-4为C616车床的传动系统图。

1.主运动传动系统

主运动传动系统是指从电动机到主轴之间的传动，其作用是使主轴带动工件旋转，并满足主轴变速和换向的要求。C616车床的变速箱可输出6种转速，经皮带轮传给主轴箱，再经主轴箱内变速机构的高、低速变换，主轴可获得从27.6r/min～1350r/min的12种转速。C616车床的主运动传动路线为

主轴的转速可根据电动机的转速和不同的传动比计算。主轴的最高、最低转速为

主轴的反转是由电动机的反转实现的。

2.进给运动传动系统

进给运动传动系统是指从主轴到刀架之间的传动。C616车床的进给运动传动路线为

在进给运动的传动中，可根据各传动路线上不同的传动比计算出机动进给量和螺纹螺距。对于给定的一组交换齿轮，光杠或丝杠可获20种不同的转速，通过溜板箱就能使车刀获得20种不同的进给量或加工出不同20种螺距的螺纹。

四、车床附件及其工件的装夹

车床附件是为了满足车削工艺及不同零件的加工要求。车床上常用的装夹附件有三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴和花盘等。装夹方法主要取决于工件的尺寸结构。装夹工件时，应保证加工表面回转中心和车床主轴回转中心重合，同时夹紧工件，保证加工安全。

1.三爪卡盘

三爪卡盘是车床上最常用的附件。其构造如图5-5所示。当扳手插入卡盘体内三个小伞齿轮的方孔中转动时，可使与其啮合的大伞齿轮转动。大伞齿轮背面的平面螺纹就使得三个卡爪同时作向心或离心移动，以实现工件的夹紧或松开。

三爪卡盘能自动定心、装夹方便迅速，但定心精度不高（一般为0.05～0.15mm），夹紧力较小。一般用于装夹圆形、正六边形等规则截面的中小型轴类、盘套类工件。

当装夹直径较大的工件时，可换上反爪（如图5-6所示）。

三爪卡盘装夹工件的步骤是：将工件在卡爪间放正并轻轻夹紧，然后用手转动卡盘，检查、调整工件的位置（有无偏摆）后再夹紧；取下扳手，将车刀移至车削行程的左端，用手转动卡盘，检查刀架等是否与卡盘或工件碰撞，此时车刀与卡盘的距离不宜过长，约5～10mm。

2.四爪卡盘

四爪卡盘的构造如图5-7所示。它的四个卡爪通过与其相啮合的四个螺杆独立沿槽移动。

四爪卡盘装夹范围广，夹紧力大，但装夹效率低。一般用于装夹方形、长方形、椭圆截面或其他形状不规则和尺寸较大的工件。

四爪卡盘装夹工件时，必须仔细找正工件。一般粗加工时用划线找正，精加工时用百分表找正，如图5-8所示。

3.顶尖

顶尖适用于装夹较长（长径比4＜L/D＜10＝或工序较多的轴类工件。使用时采用双顶尖（如图5-9所示），工件装夹在前后顶尖之间， 由拔盘和卡箍带动旋转。前顶尖装在主轴的锥孔内，和主轴一起旋转，后顶尖装在尾座的套筒内。有时也用三爪卡盘代替拔盘（如图5-10所示）。

顶尖分为死顶尖和活顶尖两种（如图5-11所示）。前顶尖用死顶尖；后顶尖常用活顶尖，以防高速切削时的过多磨损或烧坏。活顶尖由于精度不如死顶尖高，一般用于粗加工或半精加工。轴的精度要求高时，后顶尖也应选用死顶尖，但需合理选择切削速度。

顶尖装夹轴类工件的步骤如下：

（1）两端打中心孔（如图5-12所示）。中心孔是轴类工件在顶尖上装夹的定位基面。

（2）安装校正顶尖。前后顶尖的轴线应重合，否则会将轴车成圆锥体，若不重合必须横向调节尾座，如图5-13所示。

（3）工件装夹。轴一端安装卡箍（如图5-14所示），另一端若用死顶尖支承，则中心孔涂上黄油。

精加工较重的轴类工件时，可用一夹一顶的装夹方式（如图5-15所示），来保证能承受大的切削力。

轴在顶尖上的装夹过程如图5-16所示。

4.中心架和跟刀架

在加工长工件（长径比L/D≥10）时，应使用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件的刚性、减少工件的变形，防止加工时工件被车刀顶弯或引起振动。

中心架（如图5-17所示）固定在床身上，可单独调节的三个爪支承在工件预先加工好的外圆面上，起固定支承作用。中心架一般用于加工阶梯轴及细长轴的端面、中心孔及内孔的加工。

跟刀架（如图5-18所示）固定在大拖板上，随之一起作纵向移动。使用时先在工件靠近后顶尖处加工出一小段外圆，用以调整支承爪的位置和松紧，然后加工出工件全长。跟刀架一般用于加工细长光轴和长丝杠等工件。

中心架和跟刀架使用时，其支承爪要加机油润滑，且工件转速不能太高，以防摩擦过热而造成支承爪的磨损和工件表面的烧坏。

5.心轴

盘、套类零件加工时，为保证外圆和端面对内孔的同轴度及垂直度要求，常先将孔精加工后，以孔定位把工件装在心轴上，再加工其他表面来保证技术要求。

心轴的种类很多，常用的有锥度心轴、圆柱心轴和可胀心轴等。

当工件长度大于孔径时，常用锥度1∶ 1000～1∶ 5000的锥度心轴（如图5-19所示）。工件压入后靠摩擦力与心轴夹紧。锥度心轴装卸方便、对中准确，但不能承受较大的切削力和加工大直径的外圆，一般用于精加工盘、套类零件。

当工件长度小于孔径时，常用圆柱心轴（如图5-20所示）。工件左端紧靠心轴轴肩，右端用螺母及垫圈压紧。圆柱心轴夹紧力大，可一次装夹多个盘形零件，但对中性差，且对工件的两个端面与孔的垂直度要求高。

可胀心轴（如图5-21所示）是利用锥面的轴向移动使弹性心轴胀开而夹紧工件的。它既定心又夹紧，装夹效率高，夹紧力比锥度心轴大，但对中性比锥度心轴低。

6.花盘

花盘的构造如图5-22所示，其中心的内螺纹孔直接装夹在车床的主轴上，端面上的导槽用来安装压紧螺栓。花盘一般用于加工孔或外圆与基准面垂直的工件。

用花盘或花盘、弯板（如图5-23所示）装夹工件时，应仔细找正，并用平衡铁平衡，防止加工时因工件及弯板的重心偏离旋转中心而产生振动。

五、其他车床

1.转塔车床

转塔车床（如图5-24所示）与卧式车床的不同之处是没有丝杠，而由一个可转位的六角刀架代替尾座。六角刀架可同时装六把（组）刀具，是按照零件的加工顺序安排的。六角刀架每转60°便更换一组刀具，而且与方刀架的刀具配合，同时对工件进行加工。纵向行程由自动定程装置控制，操作方便迅速。

转塔车床适用于成批生产轴销、螺纹套管及其他小型形状复杂且具有多孔的零件。

2.立式车床

立式车床的结构如图5-25所示。装夹工件用的工作台可在水平面内绕垂直轴线旋转，使工件的装夹和校正方便安全。工作台的后侧立柱上有横梁和一个侧刀架，它们均可沿立柱的导轨上、下移动。立刀架溜板可沿横梁左右移动，溜板上有转台，可使刀具倾斜不同的角度。立刀架可作垂直或斜向进给，立刀架上的转塔可安装五把不同的刀具，旋转转塔，可准确、迅速地更换刀具。侧刀架上的四方刀台装夹的刀具，可作水平方向的往复移动。

立式车床适用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，且形状较复杂的大型或重型零件。