车削加工技术及发展方向
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机床附件生产，可满足一般零件的装夹需要；生 产准备时间短。
2020/5/4
4
车削加工的特点
• 4、加工精度范围广 a、荒车 公差等级IT18-IT15,Ra>80μm b、粗车 公差等级IT13-IT11,Ra30-12.5μm c、半精车 公差等级IT10-IT8,Ra6.3-3.2μm d、精车 公差等级IT7-IT8,Ra1.6-0.8μm
2020/5/4
X、Y、Z、C 四轴控制车削中心
单刀架
25
车削加工的发展趋势
项目 最大车削直径 最大加工长度 最大棒才加工能力 X/Z最大行程 Y轴最大行程 主轴转速
铣削主轴转速
刀塔形式 刀塔刀位数
快速进给 (X/Y / Z/C 轴)
2020/5/4
参数 Ø420 mm 1025mm 77mm 260/1030mm 150mm 4000rpm 4000 rpm
2020/5/4
2
车削加工简介
在各类金属切削机床中，车床是 应用最广泛的一类，约占机床总数 的50%。车床既可用车刀对工件进行 车削加工，又可用钻头、铰刀、丝 锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺 纹和滚花等操作。按工艺特点、布 局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为卧式车床、落地车床、立 式车床、转塔车床以及仿形车床等， 其中大部分为卧式车床。
采用车铣加工中心
2020/5/4
18
七、车削加工的分类
• 1.高速车削
高速车削时车削速度高达73000m/min, 材料切除率达到常规切削的240倍，特别 适合加工高强度材料、铝合金和铸件。 高速车削必须确定临界切削速度，获得 切削温度—切削速度曲线关系，不同的 工件材料、刀具材料和工艺系统就有不 同的曲线关系。因此，高速车削必须通 过理论分析和实验研究方法求出符合具 体加工要求的切削温度—切削速度曲线 关系。应用高速车削，还必须考虑刀具 的耐用度以及切削过程中的润滑、排屑、振动、快速制动、系统温升、锁紧等。
车削加工技术及发展方向
主讲人：王亮 2014 年 5月 7 日
一、车削加工简介
• 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的 方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、 最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加 工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如 内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用 刀具主要是车刀。
2020/5/4
23
车削加工的发展趋势
随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加 复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集 中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结 构就是这种构思的体现。
第二主轴
2020/5/4
第一主轴 24
车削加工的发展趋势
采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z 及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。机床除具 备一般的车削功能外，还具备在零件的 端面和外圆面上进行铣加工的功能。
转 塔 车 床
2020/5/4
仿形车床
8
四、车床附件
• 车床附件主要有卡盘、拨盘、顶尖、花盘、中心 架、跟刀架等。
• 1、三爪自定心卡盘 装夹工件可自动定心，不需找正，但夹持力小，
传递转矩不大 ，只适合装夹中小型工件。
2020/5/4
9
五、车刀
直头车刀
弯头车刀
75°强力车刀 90°偏刀
切断刀或切槽 扩孔刀（通孔）扩孔刀（不通 螺纹车刀
• 可分为：仪表车床、自动车床、半自动车床、 转塔车床、立式车床、落地车床、卧式车床、仿 形车床，曲轴及凸轮轴车床、铲齿车床等，其中 卧式车床应用最广。
2020/5/4
6
按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
卧
立
式
式
车
车
床
床
落地式车床
2020/5/4
7
按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
鼓型 刀塔 12 X：24m/minY： 2m/min Z：24m/minC： 300min-1
X、Y、Z、C 四轴控制车削中心
技术参数
单刀架
26
2020/5/4
双刀塔复合加工4轴控制 CNC车床
27
双主轴、双刀塔 CNC车床
双主轴，双刀塔车床，仅仅使用夹具一次 装夹就可以进行全部加工。
2020/5/4
2020/5/4
20
车削加工的分类
• 3.激光辅助车削简称LAT，是应用激光在车削过程 中将工件材料的剪切区域加热以改善其加工性能 的方法。
2020/5/4
21
车削加工的分类
• 4.金刚石刀具超精密车削简称SPDT，属于精密与超精密加工的范围，目前在 工业发达国家，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1微米，与此相应，精密加 工的精度要达到0.1—1微米，表面粗糙度在Ra0.02—Ra0.1微米之间精密与 超精密加工的主要特点：以精密元件(兰宝石轴承)等为加工对象，零件既要有 足够的强度和刚度，还要质地均匀，性能高度一致；严格的加工环境，净化 程度达100级，温度恒定在20+0.006℃，还要具备精密测量等必要条件。
刀库的容纳能力有限，所以人们期待开发以最少数量的切
削工具、刀片形状及高寿命的工具材质应对多种形状、尺
寸及精度的加工。 切削工具制造商，刀柄、工具系
统制造商，CNC机床制造商以及用户应该携起手来，共同
推进车削加工技术的进步。
2020/5/4
35
谢 谢！
联系电话： 邮箱：
2020/5/4
19
车削加工的分类
2. 超声波振动车削是在切削过程中使刀具与工件切削区间有一个超声频率的相 对运动的加工方法。由于刀具的振动，刀具与工件的接触是断续的，因而作 用的切削力是脉冲状 的。
工件的表面粗糙度达 Ra0.08—Ra0.06微 米，切削力比普通切 削减少1/3—1/2,刀具 的耐用度提高30—60 倍，生产率提高1—3 倍。
2020/5/4
3
二、车削加工的特点
• 1、工艺范围广 车削加工主要用来加工各种回转表面以及回转体的端
面，还可进行切断、切槽、车螺纹、钻孔、扩孔等。 例如：细小轴类件、机床主轴、炮管、大型发电机转
子等。
• 2、生产效率高 可选用很高的切削速度、背吃刀量和进给量。
• 3、加工成本低 刀具结构简单，刃磨、安装方便；夹具以作为
2020/5/4
30
车削加工的发展趋势
2020/5/4
31
车削加工的发展趋势
2l世纪的切削加工技术必将面临未来自动化制造环 境的一系列新的挑战，它必然要与计算机、自动 化、系统论、控制论及人工智能、计算机辅助设 汁与制造(CAD／CAM)、计算机集成制造系统 (CIMS)等高新技术及理论相融合。向着精密化、 柔性化、智能化方向发展，并由此推动其他各新 兴学科在切削理论和技术中的应用。
12
数控车床适合车削的回转类零件
•
数控车削加工是数控加工中用
得最多的加工方法之一，由于数控车
床具有精度高、能做直线和圆弧插补
以及在加工过程中能自动变速的特点，
其工艺范围较普通机床宽得多。数控
车床适合于车削具有以下要求和特点
的回转类零件。
2020/5/4
13
● 精度要求高的回转体零件
高精度的机床主轴
28
双主轴、3刀塔的 复合加工CNC车床
可以同时连续对零部件进行车削、铣
削加工，只需进行一次装夹就可以完成 对零部件的全加工。
2020/5/4
29
车铣加工中心
对复杂零件进行高精度的六面完整加工。可以自动进行从第1主 轴到第2主轴的工件交接，自动进行第2工序的工件背面加工。 具有 高性能的直线电机、以及高精度的车-铣主轴。对于以前需要通过多 台机床分工序加工的复杂形状工件，可一次装夹进行全工序的加工。 特别适用航天航空工业、汽车工业和液压气动产业以及在高精度要求 的机床和刀具制造业中应用。
• 5、高速精细车 是加工有色金属高精度回转表面 的主要方法
采用硬质合金、立方氮化硼或金刚石刀具，使 用高切削速度、小背吃刀量和进给量。
尺寸公差等级IT6-IT5,Ra1.0wk.baidu.com0.1μm
2020/5/4
5
三、车床的种类
• 车床在金属切削机床中所占的比例最大，约占总 台数的20%-35%，且种类繁多。
2020/5/4
33
就如何应对车削加工的最新需求以及高附加 值加工工具的最新动向作一介绍
• 目前国际市场对现代加工技术的要求越来越高， 既要有更高的灵活性、更高的生产力，又要求更 持久精密度加工及更短的制造周期，并且利用整 件加工工件来接小批订单的趋势越来越大。为满 足这些要求，未来金属加工冷加工必将向智能化 多轴化复合高速加工的趋势发展。
2020/5/4
高速电机主轴
14
● 带特殊螺纹的回转体零件
2020/5/4
非标丝杠
15
● 表面形状复杂的回转体零件
凸轮轴 2020/5/4
曲轴 16
● 其他形状复杂的零件
钢制联接零件高压技术
阀门壳体零件石油工业
采用车铣加工中心
2020/5/4
17
● 其他形状复杂的零件
隔套 精密加工业
联接套 航天工业
2020/5/4
22
九、车削加工的发展趋势
• 当今制造业的发展要求交货期短、加工成本低， 传统的生产方式已难以适应，因此，CNC复合车 削中心类的集约型机床备受关注。车削加工也在 寻求新的发展，正在进行能使加工集约化、生产 快速化、生产设备简单化、加工周期短期化以及 成本低廉化所要求技术的开发。CNC复合切削是 一种发展趋势，它要求可采用车削刀具和回转刀 具，且可加工多种形状的产品。
2020/5/4
32
就如何应对车削加工的最新需求以及高附加 值加工工具的最新动向作一介绍
用于车削加工的刀片一直以涂层硬质合金为主， 要求刀片寿命长、可靠性高、能适应高速切削等 特性。由于工件毛坯净成形技术的发展，加工余 量逐渐减小，使切削更稳定，因此刀具寿命就成 了选择刀具的关键。提高刀具使用寿命的方法并 不像立铣刀那样改进切削刃形状，而是针对刀具 材质制定对策，以提高硬质合金涂层的耐磨性来 延长刀具寿命。另外，几年前就已出现了在不降 低切削表面光洁度的情况下提高进给量的特殊刀 尖形状（具有铣刀修光刃效果的形状）的可转位 刀片。
2020/5/4
34
结语
•
切削加工进入了一个多样化的时代，CNC复合车削中
心的出现使切削加工的生产方式迎来了一个巨大的转折期。
车削工具与加工中心的共有化和多功能化等新构想正不断
涌现，在品种和产量多变的生产中，CNC复合切削技术以
其集约性、工期短、成本低的优越性而备受关注。为了完
成复杂的加工工序和合理的切削加工需要很多切削工具，
刀
孔）
2020/5/4
10
六、数控车床
数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床 主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。数控车 床与普通车床在结构上具有明显差异,以下以卧式车 床为例。
2020/5/4
11
数控卧式车床的基本结构
2020/5/4
●刀架 ●床身 ●主轴箱 ●高精度导轨 ●滚珠丝杠 ●床座 ●尾座
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车削加工的特点
• 4、加工精度范围广 a、荒车 公差等级IT18-IT15,Ra>80μm b、粗车 公差等级IT13-IT11,Ra30-12.5μm c、半精车 公差等级IT10-IT8,Ra6.3-3.2μm d、精车 公差等级IT7-IT8,Ra1.6-0.8μm
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X、Y、Z、C 四轴控制车削中心
单刀架
25
车削加工的发展趋势
项目 最大车削直径 最大加工长度 最大棒才加工能力 X/Z最大行程 Y轴最大行程 主轴转速
铣削主轴转速
刀塔形式 刀塔刀位数
快速进给 (X/Y / Z/C 轴)
2020/5/4
参数 Ø420 mm 1025mm 77mm 260/1030mm 150mm 4000rpm 4000 rpm
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车削加工简介
在各类金属切削机床中，车床是 应用最广泛的一类，约占机床总数 的50%。车床既可用车刀对工件进行 车削加工，又可用钻头、铰刀、丝 锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺 纹和滚花等操作。按工艺特点、布 局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为卧式车床、落地车床、立 式车床、转塔车床以及仿形车床等， 其中大部分为卧式车床。
采用车铣加工中心
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七、车削加工的分类
• 1.高速车削
高速车削时车削速度高达73000m/min, 材料切除率达到常规切削的240倍，特别 适合加工高强度材料、铝合金和铸件。 高速车削必须确定临界切削速度，获得 切削温度—切削速度曲线关系，不同的 工件材料、刀具材料和工艺系统就有不 同的曲线关系。因此，高速车削必须通 过理论分析和实验研究方法求出符合具 体加工要求的切削温度—切削速度曲线 关系。应用高速车削，还必须考虑刀具 的耐用度以及切削过程中的润滑、排屑、振动、快速制动、系统温升、锁紧等。
车削加工技术及发展方向
主讲人：王亮 2014 年 5月 7 日
一、车削加工简介
• 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的 方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、 最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加 工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如 内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用 刀具主要是车刀。
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车削加工的发展趋势
随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加 复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集 中在一台数控车床上来完成。目前国际上出现的双主轴结 构就是这种构思的体现。
第二主轴
2020/5/4
第一主轴 24
车削加工的发展趋势
采用四轴三联动配置，线性轴X/Y/Z 及旋转C轴，C轴绕主轴旋转。机床除具 备一般的车削功能外，还具备在零件的 端面和外圆面上进行铣加工的功能。
转 塔 车 床
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仿形车床
8
四、车床附件
• 车床附件主要有卡盘、拨盘、顶尖、花盘、中心 架、跟刀架等。
• 1、三爪自定心卡盘 装夹工件可自动定心，不需找正，但夹持力小，
传递转矩不大 ，只适合装夹中小型工件。
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五、车刀
直头车刀
弯头车刀
75°强力车刀 90°偏刀
切断刀或切槽 扩孔刀（通孔）扩孔刀（不通 螺纹车刀
• 可分为：仪表车床、自动车床、半自动车床、 转塔车床、立式车床、落地车床、卧式车床、仿 形车床，曲轴及凸轮轴车床、铲齿车床等，其中 卧式车床应用最广。
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按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
卧
立
式
式
车
车
床
床
落地式车床
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按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
鼓型 刀塔 12 X：24m/minY： 2m/min Z：24m/minC： 300min-1
X、Y、Z、C 四轴控制车削中心
技术参数
单刀架
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双刀塔复合加工4轴控制 CNC车床
27
双主轴、双刀塔 CNC车床
双主轴，双刀塔车床，仅仅使用夹具一次 装夹就可以进行全部加工。
2020/5/4
2020/5/4
20
车削加工的分类
• 3.激光辅助车削简称LAT，是应用激光在车削过程 中将工件材料的剪切区域加热以改善其加工性能 的方法。
2020/5/4
21
车削加工的分类
• 4.金刚石刀具超精密车削简称SPDT，属于精密与超精密加工的范围，目前在 工业发达国家，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1微米，与此相应，精密加 工的精度要达到0.1—1微米，表面粗糙度在Ra0.02—Ra0.1微米之间精密与 超精密加工的主要特点：以精密元件(兰宝石轴承)等为加工对象，零件既要有 足够的强度和刚度，还要质地均匀，性能高度一致；严格的加工环境，净化 程度达100级，温度恒定在20+0.006℃，还要具备精密测量等必要条件。
刀库的容纳能力有限，所以人们期待开发以最少数量的切
削工具、刀片形状及高寿命的工具材质应对多种形状、尺
寸及精度的加工。 切削工具制造商，刀柄、工具系
统制造商，CNC机床制造商以及用户应该携起手来，共同
推进车削加工技术的进步。
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谢 谢！
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车削加工的分类
2. 超声波振动车削是在切削过程中使刀具与工件切削区间有一个超声频率的相 对运动的加工方法。由于刀具的振动，刀具与工件的接触是断续的，因而作 用的切削力是脉冲状 的。
工件的表面粗糙度达 Ra0.08—Ra0.06微 米，切削力比普通切 削减少1/3—1/2,刀具 的耐用度提高30—60 倍，生产率提高1—3 倍。
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二、车削加工的特点
• 1、工艺范围广 车削加工主要用来加工各种回转表面以及回转体的端
面，还可进行切断、切槽、车螺纹、钻孔、扩孔等。 例如：细小轴类件、机床主轴、炮管、大型发电机转
子等。
• 2、生产效率高 可选用很高的切削速度、背吃刀量和进给量。
• 3、加工成本低 刀具结构简单，刃磨、安装方便；夹具以作为
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车削加工的发展趋势
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31
车削加工的发展趋势
2l世纪的切削加工技术必将面临未来自动化制造环 境的一系列新的挑战，它必然要与计算机、自动 化、系统论、控制论及人工智能、计算机辅助设 汁与制造(CAD／CAM)、计算机集成制造系统 (CIMS)等高新技术及理论相融合。向着精密化、 柔性化、智能化方向发展，并由此推动其他各新 兴学科在切削理论和技术中的应用。
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数控车床适合车削的回转类零件
•
数控车削加工是数控加工中用
得最多的加工方法之一，由于数控车
床具有精度高、能做直线和圆弧插补
以及在加工过程中能自动变速的特点，
其工艺范围较普通机床宽得多。数控
车床适合于车削具有以下要求和特点
的回转类零件。
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13
● 精度要求高的回转体零件
高精度的机床主轴
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双主轴、3刀塔的 复合加工CNC车床
可以同时连续对零部件进行车削、铣
削加工，只需进行一次装夹就可以完成 对零部件的全加工。
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车铣加工中心
对复杂零件进行高精度的六面完整加工。可以自动进行从第1主 轴到第2主轴的工件交接，自动进行第2工序的工件背面加工。 具有 高性能的直线电机、以及高精度的车-铣主轴。对于以前需要通过多 台机床分工序加工的复杂形状工件，可一次装夹进行全工序的加工。 特别适用航天航空工业、汽车工业和液压气动产业以及在高精度要求 的机床和刀具制造业中应用。
• 5、高速精细车 是加工有色金属高精度回转表面 的主要方法
采用硬质合金、立方氮化硼或金刚石刀具，使 用高切削速度、小背吃刀量和进给量。
尺寸公差等级IT6-IT5,Ra1.0wk.baidu.com0.1μm
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三、车床的种类
• 车床在金属切削机床中所占的比例最大，约占总 台数的20%-35%，且种类繁多。
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就如何应对车削加工的最新需求以及高附加 值加工工具的最新动向作一介绍
• 目前国际市场对现代加工技术的要求越来越高， 既要有更高的灵活性、更高的生产力，又要求更 持久精密度加工及更短的制造周期，并且利用整 件加工工件来接小批订单的趋势越来越大。为满 足这些要求，未来金属加工冷加工必将向智能化 多轴化复合高速加工的趋势发展。
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高速电机主轴
14
● 带特殊螺纹的回转体零件
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非标丝杠
15
● 表面形状复杂的回转体零件
凸轮轴 2020/5/4
曲轴 16
● 其他形状复杂的零件
钢制联接零件高压技术
阀门壳体零件石油工业
采用车铣加工中心
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17
● 其他形状复杂的零件
隔套 精密加工业
联接套 航天工业
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九、车削加工的发展趋势
• 当今制造业的发展要求交货期短、加工成本低， 传统的生产方式已难以适应，因此，CNC复合车 削中心类的集约型机床备受关注。车削加工也在 寻求新的发展，正在进行能使加工集约化、生产 快速化、生产设备简单化、加工周期短期化以及 成本低廉化所要求技术的开发。CNC复合切削是 一种发展趋势，它要求可采用车削刀具和回转刀 具，且可加工多种形状的产品。
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32
就如何应对车削加工的最新需求以及高附加 值加工工具的最新动向作一介绍
用于车削加工的刀片一直以涂层硬质合金为主， 要求刀片寿命长、可靠性高、能适应高速切削等 特性。由于工件毛坯净成形技术的发展，加工余 量逐渐减小，使切削更稳定，因此刀具寿命就成 了选择刀具的关键。提高刀具使用寿命的方法并 不像立铣刀那样改进切削刃形状，而是针对刀具 材质制定对策，以提高硬质合金涂层的耐磨性来 延长刀具寿命。另外，几年前就已出现了在不降 低切削表面光洁度的情况下提高进给量的特殊刀 尖形状（具有铣刀修光刃效果的形状）的可转位 刀片。
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34
结语
•
切削加工进入了一个多样化的时代，CNC复合车削中
心的出现使切削加工的生产方式迎来了一个巨大的转折期。
车削工具与加工中心的共有化和多功能化等新构想正不断
涌现，在品种和产量多变的生产中，CNC复合切削技术以
其集约性、工期短、成本低的优越性而备受关注。为了完
成复杂的加工工序和合理的切削加工需要很多切削工具，
刀
孔）
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六、数控车床
数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床 主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。数控车 床与普通车床在结构上具有明显差异,以下以卧式车 床为例。
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数控卧式车床的基本结构
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●刀架 ●床身 ●主轴箱 ●高精度导轨 ●滚珠丝杠 ●床座 ●尾座