第二节 车床简介及操作

在车床上，通过主轴带动工件旋转和刀具（车刀、钻头等）的直线移动进给，对工件进行加工。常见车床有卧式车床、立式车床等。

一、卧式车床的结构及传动系统

1．卧式车床的结构

卧式车床在车削加工中应用最为广泛，它的主轴水平放置，主轴箱在左边，刀架和溜板箱在中间，尾座在最右边，这样装卸和测量工具都很方便，也便于观察切削情况。

卧式车床的形式及主要部分如图1-29所示。卧式车床的结构及用途见表1-7。

2. 卧式车床传动系统

如图1-32所示为CA6140型卧式车床传动系统框图，电动机输出的动力，经V带轮传递给主轴箱。变换主轴箱外的手柄位置，可使箱内齿轮组组成不同的齿轮啮合，使主轴得到不同的转速。主轴通过三爪自定心卡盘或其他夹具带动工件做旋转运动。

主轴的旋转运动通过交换齿轮箱、进给箱带动光杠或丝杠，带动溜板沿床身导轨做纵向直线进给运动。并且，通过溜板箱内齿轮带动中滑板小丝杠，使中滑板带动刀架做横向进运动。

二、立式车床的结构

主轴轴线垂直于水平面、工件安装在水平回转工作台上的车床为立式车床，简称立车。立车通常用来加工直径和重量比较大，或在卧式车床上难以安装的工件。立式车床有单柱式和双柱式两种，分别如图1-33（a）和图1-33（b）所示。中小型立车多为单柱式，单柱式立式车床加工直径较小，最大加工直径一般小于1.6m。大型立车主要是双柱式，有两个垂直刀架，双柱立式车床加工直径较大，最大的立式车床其加工直径超过25m。

立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件之用，工作台台面处于水平位置，因而笨重工件的装夹和找正比较方便。此外，由于工件及工作台的重力由床身导轨推力轴承承受，大大减轻了主轴及其轴承的负荷，因而较易保证加工精度。

立式车床的工作台装在底座上，工件装夹在工作台上并由工作台带动做主运动。进给运动由垂直刀架和侧刀架来实现。侧刀架可在立柱的导轨上移动做垂直进给，还可以沿刀架滑座的导轨做横向进给。垂直刀架可在横梁的导轨上移动做横向进给，此外，垂直刀架滑板还可沿其刀架滑座的导轨做垂直进给。中小型立式车床的一个垂直刀架上通常带有五边形转塔刀架，刀架上可以装夹多组刀具。横梁可根据工件的高度沿立柱导轨升降。

三、车床型号

车床型号是车床的代号，看到它的型号就可知道该车床的种类和主要参数。

① 金属切削机床包括：车、铣、刨、磨、镗等。机床型号中的第一个字母是机床的类别代号，用汉语拼音字母表示，如车床型号中的第一个字母是“C”。

② 除普通型号的车床外，具有通用性能时，则在类别代号后面再加通用特性代号。例如：高精度车床用“G”表示，精密车床用“M”表示，自动车床用“Z”表示，数控车床用“K”表示，等等。

③ 跟在字母后面的两个数字分别是车床的组和系代号。如CA6140型车床，“6”表示落地及卧式车床组，“1”表示卧式车床系。

④ 排在组系后面的是主参数代号，用两位数字表示，它反映车床的主要技术规格，通常用主参数的1/10或1/100表示。如CA6140型号，最后两个数字“40”表示最大车削直径的1/10，即这台车床最大车削直径D为400mm（图1-34）。

四、车床精度对加工质量的影响

在车床上加工工件时，影响加工质量的因素很多，如工件的装夹方法、车刀的几何参数、切削用量等。当上述因素排除之后，就应该从机床精度方面找原因。车床精度是影响加工质量的一个重要因素。

1．车床精度

机床精度包括机床的几何精度和工作精度，见表1-8。

2．车床精度对加工质量的影响

机床精度不符合检验项目中所规定的允差值，会使加工时产生各种缺陷。车床精度对加工质量的影响及车床调整见表1-9。在实际工作中，可根据与车床有关的因素调整或修理机床。

五、车床的常见故障

普通车床在使用过程中，经常会出现一些故障和问题，如不及时排除，不但会影响工件的加工精度，使工件出现各种各样的缺陷，而且会使车床的精度迅速下降，直接影响车床的使用寿命。因此，认真分析、总结机床发生故障的原因，摸索排除故障的方法和途径是非常必要的。

1．造成故障的原因

普通车床常见的故障，就其性质可分为车床本身运转不正常和加工工件产生缺陷两大类。故障表现的形式是多种多样的，产生的原因也常常由很多因素综合形成。一般地说，造成故障的原因有以下几种（见表1-10）。

2．常见的故障类型及排除方法

在日常工作中，车床的故障现象表现较为明显的，如车床损坏不能正常运转。但大多数的故障是通过被加工工件达不到精度、存在某种缺陷而表现出来的。普通车床常见的故障通常分三大类，应针对每一类故障分别找出故障的原因和排除方法。

（1）主轴箱温升过高引起车床热变形

车床的轴类零件，特别是主轴，一般都与滚动轴承或滑动轴承组装成一体，并以很高的转速旋转，有时则会产生很高的热量，主轴箱内的主要热源是主轴轴承。这种现象如不及时排除，将导致轴承过热，并使车床相应部位温度升高而产生热变形，严重时会使主轴与尾座架不等高，这不仅影响车床本身精度和加工精度，而且会把轴承甚至主轴烧坏。主轴轴承发热的原因及其排除方法见表1-11。

（2）车床振动

车床在加工过程中产生振动，这是不可避免的，但是当振动剧烈时，不仅会降低被加工件的加工精度，影响生产率的提高，使车床各摩擦副加剧磨损，并将使刀具耐用度下降，特别是对于硬质合金、陶瓷等脆性刀具材料尤为显著。车床产生振动的原因及其排除方法见表1-12。

（3）噪声

车床开动之后，由于各运动副之间做旋转或往复直线运动，周期地接触和分开，它们之间由于相互运动而产生一定的振动。此外，车床整个传动系统还会发生共振。因此，任何机床不管其结构如何合理、装配如何精确、操作如何得当，一经开动即会产生噪声。如果声音是有节奏的、和谐的，则属于正常现象；反之，如果声音过大，十分刺耳，则属于不正常现象。噪声是车床发生故障的先兆，因此正确分析噪声产生的原因，对迅速找出故障并排除故障至关重要。

车床和其他机器一样，声音主要发生在传动部分，主轴箱、变速箱、进给箱等机构中的轴与轴承、互相啮合的齿轮、蜗轮与蜗杆、丝杠与螺母等都是噪声产生的主要部位。在一般情况下，噪声随着温度的升高、负荷和磨损的增大、润滑不良等而增大。噪声产生的原因及其排除方法见表1-13。

六、车床的润滑和保养

1．车床的润滑

要使车床正常运转并减少磨损，保持车床的精度和传动效率，延长车床的使用寿命，最好的办法就是对车床上所有的摩擦部分进行润滑。车床的常用润滑方法、润滑部位及说明见表1-14。

2．车床维护保养

为了保证车床的工作精度，延长使用寿命，必须对自用车床进行合理的维护保养工作。车床维护的好坏，直接影响工件的加工质量和生产效率。当车床运行500h以后，需进行一级保养。保养工作以操作工人为主，维修工人配合进行。保养时，必须首先切断电源，然后按保养内容和要求进行保养。具体内容及要求见表1-15。

七、车床操作训练

（一）主轴箱的变速操作训练

1．操作说明

不同型号、不同厂家生产的车床其主轴变速操作不尽相同，可参考相关的车床说明书。下面介绍CA6140型车床的主轴变速操作方法。

CA6140型车床主轴变速通过改变主轴箱正面右侧两个叠套的手柄位置来控制。前面的手柄有六个挡位，每个挡位上有四级转速，若要选择其中某一转速，可通过后面的手柄来控制。后面的手柄除有两个空挡外，尚有四个挡位，只要将手柄位置拨到其所显示的颜色与前面手柄所处挡位上的转速数字所标示的颜色相同的挡位即可。

主轴箱正面左侧的手柄是加大螺距及螺纹左、右旋向变换的操纵机构。它有四个挡位：左上挡位为车削右旋螺纹，右上挡位为车削左旋螺纹，左下挡位为车削右旋加大螺距螺纹，右下挡位为车削左旋加大螺距螺纹。

2．操作内容

① 调整主轴转速至16r/min、450r/min、1400r/min。

② 选择车削右旋螺纹和车削左旋加大螺距螺纹的手柄位置。

（二）进给箱操作训练

1．操作说明

CA6140型车床进给箱正面左侧有一个手柄，右侧有一个手柄，手柄有A、B、C、D四个挡位和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个挡位，是丝杠、光杠变换手柄；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个挡位与有16个挡位的手柄相配合，用以调整螺距及进给量。实际操作应根据加工要求，查找进给箱油池盖上的螺纹和进给量调配表来确定手轮和手柄的具体位置。

2．操作内容

① 确定车削螺距为1mm、1.5mm、2.0mm的公制螺纹在进给箱上的手轮和手柄的位置，并调整。

② 确定选择纵向进给量为0.46mm，横向进给量为0.20mm时，手轮与手柄的位置，并调整。

（三）溜板部分的操作训练

1．操作说明

① 床鞍的纵向移动由溜板箱正面左侧的大手轮控制，当顺时针转动手轮时，床鞍向右运动；逆时针转动手轮时，床鞍向左运动。

② 中滑板手柄控制中滑板的横向移动和横向进刀量。当顺时针转动手柄时，中滑板向远离操作者的方向移动（即横向进刀）；逆时针转动手柄时，中滑板向靠近操作者的方向移动（即横向退刀）。

③ 小滑板可做短距离的纵向移动。小滑板手柄顺时针转动，小滑板向左移动；逆时针转动小滑板手柄，小滑板向右移动。

2．操作内容

① 熟练操作使床鞍左、右纵向移动。

② 熟练操作使中滑板沿横向进、退刀。

③ 熟练操作控制小滑板沿纵向做短距离左、右移动。

（四）自动进给的操作训练

1．操作说明

溜板箱右侧有一个带十字槽的扳动手柄，是刀架实现纵、横向机动进给和快速移动的集中操纵机构。该手柄的顶部有一个快进按钮，是控制接通快速电动机的按钮，当按下此按钮时，快速电动机工作，放开按钮时，快速电动机停止转动。该手柄扳动方向与刀架运动的方向一致，操作方便。当手柄扳至纵向进给位置，且按下快进按钮时，床鞍做快速纵向移动；当手柄扳至横向进给位置，且按下快进按钮时，中滑板带动小滑板和刀架做横向快速进给。

2．操作内容

① 做床鞍左、右两个方向快速纵向进给训练。操作时应注意：当床鞍快速行进到离主轴箱或尾座足够近时，应立即放开快进按钮，停止快进，避免床鞍撞击主轴箱或尾座。

② 做中滑板前、后两个方向快速横向进给训练。操作时应注意：当中滑板前、后伸出床鞍足够远时，应立即放开快进按钮。停止快进，避免因中滑板悬伸太长而使燕尾导轨受损，影响运动精度。

（五）刻度盘及刻度盘柄的使用

在车削工件时要准确、迅速地控制背吃刀量，必须熟练地使用横刀架和小刀架的刻度盘。

横刀架的刻度盘装在横向丝杠轴头上，横刀架和丝杠由螺母紧固在一起。当横刀架手柄带着刻度盘转一周时，丝杠也转一周，这时螺母带着横刀架移动一个螺距。所以刻度盘每转一格横刀架移动的距离等于丝杠螺距除以刻度盘总格数。横刀架移动的距离可根据刻度盘转过的格数来计算。

例如C6132车床横刀架丝杠螺距为4mm，横刀架的刻度盘等分为200格，故每转一格横刀架移动的距离为4mm/200=0.02mm。车刀是在旋转的工件上切削，当横刀架刻度盘每进一格时，工件直径的变化量是背吃刀量的2倍，即0.04mm。回转表面的加工余量都是对直径而言，测量工件尺寸也是看其直径的变化，所以用横刀架刻度进刀切削时，通常将每格读作0.04mm。

加工外表面时，车刀向工件中心移动为进刀，远离工件中心移动为退刀。加工内表面时，则相反。

由于丝杠与螺母之间有间隙，进刀时必须慢慢地将刻度转到所需要的格数，如图1-36（a）所示。如果刻度盘手柄转过了头，或试切后发现尺寸不对而需要将车刀退回时，绝不能简单地直接退回几格，如图1-36（b）所示，必须向相反方向退回全部空行程，再转到所需要的格数，如图1-36（c）所示。

小刀架刻度盘的原理及其使用方法与横刀架刻度盘相同。小刀架刻度盘主要用于控制工件长度方向的尺寸。它与加工圆柱面不同，即小刀架移动了多少，工件的长度尺寸就改变了多少。

（六）刀架的操作训练

1．操作说明

刀架相对于小滑板的转位和锁紧，依靠刀架上的手柄控制刀架定位、锁紧元件来实现。逆时针转动刀架手柄，刀架可以逆时针转动，以调换车刀；顺时针转动刀架手柄时，刀架则被锁紧。

2．操作内容

① 刀架上不装夹车刀，进行刀架转位和锁紧的操作训练。体会刀架手柄转位或锁紧刀架时的感觉。

② 刀架上安装四把车刀，再进行刀架转位与锁紧的操作训练。

（七）尾座的操作训练

① 尾座可在床身内侧的山形导轨和平导轨上沿纵向移动，并依靠尾座架上的两个锁紧螺母使尾座固定在床身上的任一位置。

② 尾座架上有左、右两个长把手柄。左边为尾座套筒固定手柄，顺时针扳动此手柄，可使尾座套筒固定在某一位置。右边手柄为尾座快速紧固手柄，逆时针扳动此手柄可使尾座快速固定于床身的某一位置。

③ 松开尾座架左边长把手柄（即逆时针转动手柄），转动尾座右端的手轮，可使尾座套筒做进、退移动。

（八）三爪自定心卡盘卡爪的装配操作训练

① 卡爪有正、反两副。正卡爪用于装夹外圆直径较小和内孔直径较大的工件；反卡爪用于装夹外圆直径较大的工件。

② 安装卡爪时，要按卡爪上的号码依1、2、3的顺序装配。若号码看不清，则可把三个卡爪并排放在一起，比较卡爪端面螺纹牙数的多少，多的为1号卡爪，少的为3号卡爪，如图1-37所示。

③ 将卡盘扳手的方榫插入卡盘外壳圆柱面上的方孔中，按顺时针方向旋转，以驱动大锥齿轮背面的平面螺纹，当平面螺纹的螺扣转到将要接近壳体上的1槽时，将1号卡爪插入壳体槽内，继续顺时针转动卡盘扳手，在卡盘壳体上的2槽、3槽处依次装入2号、3号卡爪。拆卸卡爪的操作方法与之相反。

（九）三爪自定心卡盘安装操作训练

① 装卡盘前应切断电动机电源，将卡盘和连接盘各表面（尤其是定位配合表面）擦净并涂油，在靠近主轴处的床身导轨上垫一块木板，以保护导轨面不受意外撞击。

② 用一根比主轴通孔直径稍小的硬木棒穿在卡盘中，将卡盘抬到连接盘端，将木棒一端插入主轴通孔内，另一端伸在卡盘外。

③ 小心地将卡盘背面的台阶孔装配在连接盘的定位基面上，并用三个螺钉将连接盘与卡盘可靠地连为一体，然后抽去木棒、撤去木板。

（十）三爪自定心卡盘的拆卸操作训练

① 拆卸卡盘前，应切断电源，并在主轴孔内插入一硬质木棒，木棒另一端伸出卡盘之外并搁置在刀架上，垫好床身护板，以防意外撞伤床身导轨面。

② 卸下连接盘与卡盘连接的三个螺钉，并用木槌轻敲卡盘背面，以使卡盘止口从连接盘的台阶上分离下来。

③ 小心地抬下卡盘。

（十一）粗车和精车

在车床上加工一个零件，往往需要经过许多车削步骤才能完成。为了提高生产效率，保证加工质量，生产中把车削加工分为粗车和精车（见表1-16）。