外圆表面的车削加工

外圆表面的车削加工

1.外圆车削的形式和加工精度

车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，其主要形式见图1。

图1 车削外圆的形成

车削外圆一般可划分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车，各种车削方案所能达到的加工精度和表面粗糙度各不相同，必须合理的选用。详见表1。

表1 外圆表面加工方案

2.外圆车削工件的装夹方法

外圆车削加工时，最常见的工件装夹方法见表2。

表2 最常见的车削装夹方法

3.车刀的结构形式

车刀按结构不同可分为整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式等几种。

整体式车刀是将车刀的切削部分与夹持部分用同一中材料制成，如尺寸不大的高速钢车刀常用这种结构。

焊接式车刀是在碳钢刀杆（常用45钢）上根据刀片的形状和尺寸铣出刀槽后将硬质合金刀片钎焊在刀槽中,然后刃磨出所需的几何参数。焊接式车刀结构简单、紧凑、刚性好、灵活性大，可根据切削要求较方便地刃磨出所需角度，故应用广泛。但经高温钎焊的硬质合金刀片，易产生应力和裂纹，切削性能有所下降，并且刀杆不能重复使用，浪费较大。

机夹重磨式车刀的刀片与刀杆是两个可拆的独立元件，切削时靠夹紧元件将它们紧固在一起，由于避免了因焊接产生的缺陷，可提高刀具的切削性能，并且刀杆可多次使用。

机夹可转位式车刀是将压制有合理几何参数、断屑槽、并有几个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法，装夹在标准刀杆上，以实现切削的一种刀具结构。当刀片的一个切削刃磨钝后，松开夹紧元件，把刀片转位换成另一新切削刃，便可继续使用。与焊接式车刀相比，机夹可转位式车刀具有切削效率高，刀片使用寿命长，刀具消耗费用低等优点。可转位车刀的刀杆可重复使用，节省了刀杆材料。刀杆和刀片可实现标准化、系列化，有利用刀具的管理工作。图2为常见车刀的结构示意图。

图2 常用车刀结构示意图

4.外圆车刀的选择和装夹

外圆车刀应根据外圆表面加工方案选择。粗车外圆要求外圆粗车刀强度高，能在切削深度大或走刀速度快的情况下保持刀头坚固。精车外圆要求外圆车刀刀刃锋利、光洁。如图1所示，主偏角Кr=75°外圆车刀刀头强度高，生产中常选用为外圆粗车刀；

主偏角Кr=45°弯头车刀，使用方便，还可以车端面和倒角，但因其副偏角К'r大，工件表面加工粗糙，不适于精加工；主偏角Кr=90°的外圆车刀可用粗车或精车，还可车削有垂直台阶的外圆和细长轴。

车刀在刀架上的安装高度，一般应使刀尖在与工件旋转轴线等高的地方．安装时可用尾架顶尖作为标准，或在工件端面车一印痕，就可知道轴线位置，把车刀调整安装好。

车刀在刀架上的位置，一般应垂直于工件旋转轴线，否则会引起主偏角Кr变化，还可能使刀尖扎入工件已加工表面或影响表面粗糙度质量。

5.车床

（1）车床的用途车床主要用于加工零件的各种回转表面，如内外圆柱表面，内外圆锥表面，成形回转表面和回转体的端面等，有些车床还能车削螺纹表面。由于大多数机器零件都具有回转表面，并且大部分需要用车床来加工，因此，车床是一般机器制造厂中应用最广泛的一类机床，约占机床总数的35%~50%。

在车床上，除使用车刀进行加工之外，还可以使用各种孔加工刀具（如钻头、铰刀、镗刀等）进行孔加工，或者使用螺纹刀具（丝锥、板牙）进行内、外螺纹加工。

（2）车床的运动

①工件的旋转运动是车床的主运动，其特点是速度较高，消耗功率较大。

②刀具的直线移动是车床的进给运动，是使毛坯上新的金属层被不断投入切削，以便切削出整个加工表面。

上述运动是车床形成加工表面形状所需的表面成形运动。车床上车削螺纹时，工件的旋转运动和刀具的直线移动则形成螺旋运动，是一种复合成形运动。

（3）车床的分类为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按其结构和用途不同，可分为：卧式车床（图3）、立式车床（图4）、转塔车床、回轮车床、落地车床、液压仿形及多刀自动和半自动车床、各种专用车床（如曲轴车床、凸轮车床等）、数控车床和车削加工中心等。

1、11—床腿2—进给箱3—主轴箱4—床鞍5—中滑板6—刀架

7—回转盘8—小滑板9—尾架10—床身12—光杠13—丝杠14—溜板箱

图3 CA6140型卧式车床

图4 立式车床

6.CA6140型卧式车床

（1）机床的工艺范围及其组成CA6140型卧式车床的工艺范围很广，能适用于各种回转表面的加工，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面；车削端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺纹和套螺纹等工作。其加工的典型表面见图5。

图5 CA6140型卧式车床加工的典型表面

CA6140型卧式车床的通用性较强，但机床的结构复杂且自动化程度低，加工过程中辅助时间较长，适用于单件、小批量生产及修理车间。CA6140型卧式车床的布局及组成见图3。

图6 CA6140型卧式车床的传动系统图

（2）机床的传动系统图6为CA6140型卧式车床的传动系统图。图中左上方的方框内表示机床的主轴箱，框中是从主电动机到车床主轴的主运动传动链。传达链中的滑移齿轮变速机构，可使主轴得到不同的转速；片式摩擦离合器换向机构，可使主轴得到正、反向转速。左下方框表示进给箱，右下方框表示溜板箱。从主轴箱中下半部分传动件，到左外侧的挂轮机构、进给箱中的传动件、丝杆或光杠以及溜板箱中的传动件，构成了从主轴到刀架的进给传动链。进给换向机构位于主轴箱下部，用于切削左旋或右旋螺纹，挂轮或进给箱中的变换机构，用来决定将运动传给丝杠还是光杠。若传给丝杠，则经过丝杠和溜板箱中的开合螺母，把运动传给刀架，实现切削螺纹传动链；若传给光杠，则通过光杠和溜板箱中的转换机构传给刀架，形成机动进给传动链。溜板箱中的转换机构用来确定是纵向进给或是横向进给。

①主运动传动链运动由主电动机经V带轮传动副Ф130mm/Ф230mm传至主轴箱中的轴Ⅰ,轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1,使主轴正转、反转或停止。主运动传动链的传动路线表达式为

由传动路线表达式可以看出，主轴可获得2×3×[（2×2）+1]=30级正转转速，由于轴Ⅲ至轴Ⅴ间的两组双联滑移齿轮变速组的4种传动比为

其中u2=u3,所以实际只有3种不同的传动比，因此主轴只能获得

2×3×［（2×2－1）+1］＝24级正转转速。同理主轴可获得3×［（2×2－1）+1］＝12级反转转速。