第9章-车削

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（7）刀架部件 刀架是多层结构，分为 中滑板、方刀架、转盘、 小滑板等部分(图9-6)， 可使刀具作纵向、横向 和斜向运动。
图9-6 C6132车床刀架结构
1—中滑板 2—方刀架 3—转盘 4—小滑板 5—小滑板手柄 6—螺钉 7—床鞍 8—中滑板手柄 9—床鞍手轮 14
9.2 车床的传动系统
中心架主要用于加工有台阶或需要调头车削的细长轴，以及端面和内 孔（钻中心孔）。它是固定在床身导轨上的，有三个支承爪夹持工件，
以支承（工六件并）提中高心工件架刚和度。跟刀架的使用 1.中心架
a)
b)
图9-18 用中心架车削外圆、内孔及端面
a) 用中心架车外圆 b) 用中心架车端面
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对不适宜调头车削的细长光滑轴，不能用中心架支承，而要用跟刀架支
车削加工主要用于回转体零件的加工，其中包括：内外圆柱面、内 外圆锥面、内外螺纹、成形面、端面、沟槽以及滚花等。
车削是机械加工中应用最为广泛的方法之一。在机械制造中，各类 车床约占金属切削机床总数的一半，所以它在机械加工中占有十分重 要的地位。
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9.1车床运动与车削用量
9.1.1 车床运动
1.表面成形运动 由刀具和工件作相对运动而实现切削的表 面成形运动包括：主运动和进给运动。 车削时的主运动为主轴卡盘带动工件的旋 转运动，进给运动是拖板刀架带动车刀沿车 床纵向（或横向）的移动，如图9-1所示。 2.辅助运动 退刀运动、返回运动和进刀运动等。
图9-13 单动卡盘装夹工件的方法
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工件两端预先加工出中心孔，卡盘与尾座相配合保证定位精度。适于加 工较长或工序较多且要求有定位基准的轴类零件，减振、防弯曲。
（三）双顶尖安装工件
a)
b)
c)
图9-14 用双顶尖安装工件
a) 中心孔的两种形式 b) 用拨盘双顶尖安装工件 c) 用自定心卡盘代
替拨盘安装工件
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2.车刀的结构形式及用途
车刀按结构主要有三种形式，即整体式、焊接式、机夹可转位式，如 图9-9所示，其结构特点及适用场合见表9-1。
a）整体式
b）焊接式
c）机夹可转位式
图9-9 车刀的结构类型
1-刀头；2-刀体；3-刀片；4-圆柱销；5-嵌体；6-压紧螺钉
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表9-1 车刀结构特点及适用场合
3. 削平高度 外螺纹牙顶和内 螺纹牙底均 在H/8处削平，外螺纹牙底和内螺纹牙顶 均在H/4处削平 4. 牙型高度h1=H-H/8-H/4=5H/8=0.5413H 5. 大径d=D（公称直径） 6. 中径 d2=D2=d-2×3H/8=d-0.6495P 7. 小径 d1=D1=d-2×5H/8=d-1.0825P
n——工件的转速（r/minHale Waihona Puke Baidu。
2.进给量 f (mm/r) 工件每转一周，车刀沿进给方向移动的
距离，又称走刀量。
f
f
图9-2 车削三要素
6
车削用量计算——背吃刀量
3.背吃刀量ap(mm) ，又称切削深度
ap

D 2
d
式中 D—工件待加工表面的直径（mm）； d—工件已加工表面的直径（mm）。
粗加工时，为提高生产率，在机床刚度允许的情况下选择较大的背吃 刀量和进给量，但考虑到刀具耐用度和机床功率的限制，切削速度不宜 太高。
a）
b）
c）
d）
图9-12 用自定心卡盘装夹工件的方法
a) 顺爪 b) 顺爪 c) 反爪 d) 自定心卡盘与顶尖配合使用
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（二）单动卡盘（四爪卡盘）安装工件
单动卡盘四个爪分别通过转动螺杆而实现单动。根据加工的要求，利用 划针盘校正后，安装精度比自定心卡盘高，定位精度约0.02~0.01mm。单 动卡盘的夹紧力大，找正调整较费时，用于夹持较大的圆柱形工件或形状 不规则的工件。
车刀各种结构形式的特点与适用场合
名称 整体式
焊接式
机夹可转位 式
特点
用整体高速钢制造，刃口可磨得较锋 利
焊接硬质合金或高速钢刀片，结构紧 凑，使用灵活
避免了焊接产生的应力、裂纹等缺陷 ，刀杆利用率高刀片可快速转位；生 产率高；断屑稳定；可使用涂层刀片
适用场合 小型车床或加工非铁金属，低速切削
各类车刀，特别是小刀具
a)
b)
c)
d)
图9-10 刃磨外圆车刀的一般步骤
a) 磨前刀面 b) 主后刀面 c) 磨副后刀面 d) 磨刀尖圆弧
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（三）车刀的安装
安装要点：保证刀头部分刃磨的几何角度安装时的正确；刀尖必须装得与车 床主轴中心等高；车刀伸出刀架部分的长度一般应小于刀杆厚度的二倍；夹持车 刀的紧固螺栓至少要拧紧两个 。
a)
b)
b) 图9-11 车刀的安装
a) 正确
b) 错误
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在车床上常用于装夹工件的附件有：三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、 心轴、中心架、跟刀架、花盘和弯板等。
四、车床上工件常用的装夹方法
（一）三爪自定心卡盘安装工件
特点：三爪同时移动，自动定心，装夹工件方便快速；定心精度0.05～0.15mm；适于 安装截面为圆形、正三角形或正六边形的轴类或盘类中小型工件；较大工件可用反爪 （将卡爪反装）装夹。
主轴箱
主 轴 工件转动
车床的主运动
带传动 换向机构
变速箱 变换机构
车床的进给运动
电动机
丝杠
进给箱
溜板箱 刀架
光杠
图9-7 C6132车床传动系统分析图
车刀纵横移动
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三、车刀基础认识
（一）车刀的种类、结构形式及用途 1.车刀的种类
车刀的种类很多，有外圆车刀、端面车刀、切断刀等，如图9-8。
图9-8 车刀的种类和用途
精加工时，为保证工件的加工质量，应选用较小的背吃刀量和进给量 ，可选择较高的切削速度。
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9.1.3 车削加工应用范 围
车削加工应用范围很广，可完成的主要工作如图9-4，及动画所示。
车削加工精度可达IT11～IT6，表面粗糙度Ra值达12.5～0.8。
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图9-4 车床主要加工范围
a) 钻中心孔 b) 钻孔 c) 铰孔 d) 攻螺纹 e) 车外圆 f) 镗孔 g) 车端面 h) 切槽 i) 车成形面 j) 车锥面 k) 滚花 l) 车螺纹 9
金工实习教程
第三篇 机械加工基本方法 第九章 车削
上海第二工业大学 实验实训中心
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第九章 车削
9.1 概述 9.2 基本知识 9.3 基本技能 9.4 质量控制与检验 本章小结
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9.1 概述
车削加工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯 形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。
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三爪卡盘和顶尖安装工件（一夹一顶）
图9-15 用三爪卡盘和一顶尖安装工件
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精加工盘套类零件时，如孔与外圆的同轴度，以及孔与端面的垂直度要求
较高时，工件需在心轴上装夹进行加工（图9-16）。
（四）心轴安装工件
a)
b)
图9-16 心轴装夹工件
a) 圆柱心轴装夹工件（可一次装夹多个工件） b) 圆锥心轴装夹工件
L
2
图9-22 圆锥的主要参数
式中 D—圆锥大端直径（mm）；
d—圆锥小端直径（mm）；
L—圆锥轴向长度（mm）；
C—锥度，C/2又称斜度；（符号标注如：
）
α—圆锥角（°）， α/2为圆锥半角，也称斜角。
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（二）车螺纹相关知识 1.常见螺纹类别
螺纹的种类很多， (1)按用途可分为联接螺纹和传动螺纹； (2)按牙型可分为三角形、梯形、锯齿形、方牙和圆形等； (3)按螺旋线方向可分为右旋和左旋； (4)按螺纹线头数可分为单头和多头螺纹； (5)按螺距分有公制、英制、模数螺纹； (6)按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹等。
(2)进给箱 装有进给变换机构，可控制光杠或丝杠实现进给。 (3)变速箱 内装变速齿轮，电动机的运动通过变速箱内的变速齿轮， 可变化成 六种不同的转速从变速箱输出，并传递至主轴箱。 (4)溜板箱 又称拖板箱，与刀架相联，是车床进给运动的操纵箱。 (5)尾座 尾座主要用于配合主轴箱支承工件或安装加工工具。 (6)床身 床身是用于支撑和连接车床上各部件，并带有精确导轨的基础零件。
图9-21 工件的支撑由长度与直径的比值来决定
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五、相关知识
（一）车圆锥的相关知识 1.标准圆锥
（1）莫氏圆锥 莫氏圆锥是机器制造业中应用得最广泛的一种， 如车床主轴锥孔、尾座锥孔、顶尖、钻头柄、铰刀柄等都是莫氏圆锥。 莫氏圆锥按尺寸由小到大分为0、1、2、3、4、5、6七个码。莫氏圆 锥是从英制换算而来的，号码不同，其圆锥角和尺寸也不同。
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（二）组成
C6132车床如图9-
5所示，主要组成部
4
分有床身、主轴箱、
变速箱、进给箱、
光杆、丝杆、溜板
箱、刀架、床腿和
尾座等。
图9-5 C6132 卧式车床
1-主轴箱；2-进给箱；3-变速箱；4-导轨；5-溜板箱； 6-刀架；7 -尾座；8-丝杠；9-光杠；10-床身；11-前后床脚
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主要部件 (1)主轴箱 装有主轴和主轴变速机构，用以支承主轴并使之旋转。
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在车削大而扁、形状复杂或不规则的工件时，三爪、单动卡盘或顶尖都
无法装夹，必须用花盘进行装夹（图9-17）。装夹时需仔细找正，并加配 重块保证转动平衡。
（五）花盘安装工件
a)
b)
图9-17 花盘装夹工件
a) 在花盘上直接装夹工件 b) 花盘与弯板配合装夹工件 1-垫铁 2-压板 3-压板螺钉 4-T形槽 5-工件 6-弯板 7-可调螺钉 8-配重铁 9-花盘
承进行车削，以增加工件的刚性，跟刀架装在车床刀架的大拖板上，与整
个刀架2一.跟起刀移动架，如图9-19所示。
图9-19 用跟刀架车削工件
a)
b)
图9-20 跟刀架支承车削细长轴
a) 两眼跟刀架 b) 三眼跟刀架
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工件的夹紧支承方式是由工件长度与直径的比值来决定。如图921所示。
工件夹紧支承方式选择
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9.2 车床的型号及组成
（一）型号
通常按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定，按类、组、 型三级编成不同的型号。
如C6132车床，其字母与数字的含义如下：
C 6 1 32 机床主参数代号（车床能加工工件最大直径的1/10， 即最大直径为320 mm） 机床系别代号（普通卧式车床型） 机床组别代号（落地及卧式车床组） 机床类别代号（车床类）
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常用的外圆车刀
常用的外圆车刀是45°弯头车刀、75°车刀、90°车刀等。
（1）45°弯头车刀 常用来粗车外圆、端面及倒角等。 （2）75°车刀 常用来车轴类零件的外圆和余量较大的铸铁、锻件及其大端面等。 （3）90°车刀（也称偏刀） 按进给方向不同，分为右偏刀和左偏刀两种。用来车台阶、外圆， 也可以车少许端面。
a) 螺纹名称 b) 螺纹要素 P—螺距 d2、D2 —中径 d1、D1 —小径 D、d—大径 H—螺纹的理论高度
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3.三角外螺纹尺寸计算
表9-2 三角螺纹的牙型及尺寸计算
基本牙型 表9-2图① 三角螺纹的牙型
尺寸计算
1.牙型角
2. 牙型理论 高 6度0 H=(P/2)tan =0.866P
常用于大中型车床加工外圆、端面、 镗孔、切断、螺纹车刀等；特别适用 于自动线、数控机床
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（二）车刀的刃磨
车刀在使用之前需要根据由切削条件所选择的合理切削角度进行刃磨，一 把用钝了的车刀，为恢复原有的几何形状和角度，也必须重新刃磨。目前广泛 应用的是氧化铝和碳化硅砂轮刃磨。
车刀刃磨的步骤如图9-10。
9.2 基本知识
车床的种类很多，按结构和用途的不同，主要分为卧式车床、立式 车床、转塔（六角）车床、自动和半自动车床、仪表车床、数控车床 等。其中以普通卧式车床应用最为广泛。
目 前 实 习 常 用 的 车 床 型 号 为 C6132 、 C6136 、 C6140 等 。 下 面 以 C6132普通卧式车床为例介绍车床的基本知识。
图9-1 车床运动
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9.1.2 车削用量
车削用量包括三个要素：
切削速度υc
切削速度υc 进给量ƒ
进给量ƒ
ɑp
背吃刀量ɑp
背吃刀量ɑp
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车削用量计算——切削速度、进给量
1.切削速度 vc(m/min)
待加工表面 过渡表面 已加工表面
式中vcD—1—0D0工n0件或待加v工c 表 3面D1n直8 径（mm）；
（2）公制圆锥 公制圆锥分为4号、6号、80号、100号、120号、 140号、160号和200号八个号码。其号码是指圆锥的大端直径，锥 度固定不变，即 C = 1 : 20。
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2.圆锥各部分尺寸计算
如图9-22所示，圆锥有5个 基本参数，它们之间的相互
关系可表示为：
C

Dd


2 tan
（9-1）
其中以公制右旋圆柱三角螺纹应用最广。
公制三角螺纹牙型角为60o，用螺距或导程表示其主要规格； 英制三角螺纹的牙型角为55o，用每英寸牙数作为主要规格。
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2.普通螺纹各部分名称符号及要素 公制右旋三角螺纹简称普通螺纹，其牙型为三角形，牙型
角α=60°。三角形螺纹各部名称如图9-23所示。
图9-23 普通螺纹名称符号和要素