大川机械
第二章 车床基本知识
由于大多数机械零件都具有回转表面，同时车床的切削功能不断增强，使用的刀具又较为简单，因此车床成为机械制造业中最广泛使用的机床之一，车床的好坏直接影响到加工质量的优劣和生产效率的高低。随着生产的发展，高效率、高精度、自动化车床不断被研制出来，为车削加工提供了更广阔的前景。
对车工来说，要正确使用好车床，完成零件的加工，就必须熟悉车床的性能、结构，学会维护和调整，以充分发挥其应有的作用和潜力，保证优质高产地完成生产任务。
第一节 车床分类
车床的种类很多，根据车床的用途和构造不同，可分为：普通车床、单轴自动车床、多轴半自动车床、六角车床、立式车床、仿形及多刀车床和专门化车床、数控车床等。其中普通车床、六角车床和立式车床等为通用车床。
1．普通车床
这类车床根据中心高和中心距的不同，又可分为多种不同规格的普通车床，如C6132、C6250等。它们除能完成各种回转体工件的车削外，还能车削各种螺纹，如公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹、径节螺纹和端面螺纹等。普通车床已广泛地应用于机械加工。
2．六角车床
为适应成批生产和提高生产效率，在普通车床的基础上，发展了六角车床。在结构上，六角车床与普通车床最主要的差别是：六角车床用转塔刀架代替了普通车床的尾座，有的并用回转刀架代替了普通车床的方刀架和尾座。普通车床所能加工的一般零件，六角车床都能加工，但在六角车床上，加工螺纹时需用丝锥或板牙。根据六角车床工艺特点，它适合加工形状较复杂的多阶台形面的小型零件。在加工这些零件时，可用六角车床的特有刀架，安装各工步所需的各种刀具和成型刀具，对工件依次地进行切削加工，在六角车床上可实现多刀车削，缩短切削时间。但该种机床没有横向和纵向的定程挡铁，加工时需要花费较多的时间控制，因此不适合于单件小批生产。
3．立式车床
立式车床的主要特征是主轴垂直于工作台，工件装夹在工作台上。立式车床适合于加工大直径、短长度的重工件，这是因为在立式车床上，零件的装夹、找正较为方便，且工作台和底座间的回转导轨有较好的承受力，工作时的运动平稳性好，因而零件的加工质量较高，但将这类零件放在普通车床和端面车床上加工，则质量难于保证。
立式车床可分为单柱立式车床和双柱立式车床两种。单柱立式车床一般都有一个垂直刀架和一个侧刀架，这两个刀架都有独立的进给箱，可以单独或同时工作，作垂直和水平走刀。规格较大的立式车床，一般有两个立柱。为了加工方便，双柱立式车床的横梁上一般都有两个垂直刀架和一个侧刀架。更大的双柱立车在两个柱上都各有一个侧刀架。
4．数控车床
数控车床是由车床发展而来，并在主机上增加了程序控制系统，通过程序控制指挥机床按规定的程序进行动作，完成整个加工过程的循环。
现在的数控车床已在向微电脑控制方面普及，数控车床目前有两大类，其一属于简易微电脑控制机床，其二为电脑控制机床。工作时，数控车床根据所输入程序指令进行运算，并将运算结果输入到驱动装置。控制驱动装置就是依照指令进行运算，将运算结果输入到驱动装置，控制驱动装置中心的驱动设备(步进电机)带动机械传动机构，操纵机床的工作步件(纵横拖板)工作，实现切削运动。另外，可根据其加工精度不同，将车床分为普通车床、精密车床和高精度车床。精密和高精度车床，通常是在普通精度车床的基础之上，通过提高机床的几何精度、减少振动和热源的影响，并采用高性能的轴承等措施，使得机床具有较高的加工精度。表2-1是主要类型车床的加工精度表，表2-2是不同精度卧式车床的加工精度表。
第二节 车床的基本构造
国产车床的种类虽很多，但最常用的还是普通车床，它可作为车床的典型形式加以分析，以便于我们全面了解车床的结构。我们现以C6140型普通车床为例加以说明车床构造。
C6140型普通车床是中等规格的万能车床，它可以完成各种切削加工。其主要技术参数为：最大回转直径q,400mm；床身可加工最大长度为750mm、l000mm和2000mm；主轴转速正转(21级)12～1200r／min，反转(12级)18～1520r／min；电机总容量7．6kW。
C6140型普通车床的主要结构，如图2-5所示。
图2-5中标示的车床各主要部分的名称和用途如下：
(1)主轴。主轴可带动零件旋转，实现车床的主运动，它是车床最重要的部件之一。主轴须工作稳定，在承受很大负荷时不能有纵向及横向移动。
C6140的主轴是空心的，前顶针、芯轴等工具可以插在主轴锥孔中，主轴的内孔38mm，小于+38turn的棒料可以通过。主轴前端有一精确的轴台及螺纹，其尺寸为'b92h6，M90×6，作为安装卡盘和花盘的基准。
(2)主轴变速箱。主轴变速箱，亦称床头箱，是用来带动车床主轴及卡盘转动的车床部件。变换主轴箱外面的手柄位置，可以使主轴得到各种不同的转速，见表2-3。
(3)挂轮箱。为把主轴的转动传给走刀箱，通过调换箱内的齿轮，并与走刀箱配合，以车削各种不同螺距的螺纹。车削常规螺纹挂轮箱内的齿轮(简称挂轮)配置可见车床上的铭牌，对未作出规定的特殊螺纹，则可通过重新组合挂轮箱内的齿轮来得到所需要的挂轮比。
(4)走刀变速箱。通过变换箱体外面的手柄位置，改变箱内齿轮的啮合，从而把主轴的旋转运动传给丝杠或光杠，使丝杠或光杠得到各种不同的转速，以便得到不同的进刀量。当光杠转动时，其纵向进给范围为0．08～1．59mm／min，横向进给范围为0．027～0．52mm／min。若带动丝杠转动，则可加工各种公制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和径节制螺纹。以上所有这些走刀量所对应的走刀箱手柄位置以及挂轮配置可参见车床的铭牌。
(5)拖板箱。拖板箱是将丝杠或光杠的转动传给拖板部分，通过箱体外面的手柄变换，带动拖板部分上的车刀作纵向或横向进给的车床部件。
C6140的拖板箱带有闭锁机构和自动停车机构。这可使切削过程中光杠和丝杠不会同时转动，使纵向自动走刀和车削螺纹不能同
时进行。在大拖板碰到障碍或超负荷工作时，并使走刀自动停止，避免机件损坏。
(6)床身。床身是用来支持车床的各个部件的，如床头箱、走刀箱、拖板箱和床尾座等都安装在它上面。床身上面有两条精确的导轨，拖板和床尾可沿着导轨移动。另外床身还装有电动机、电气控制箱和冷却泵等。为保证加工质量，要求床身应刚性好、不易变形、易排屑、耐振动。
(7)光杠和丝杠。光杠是把走刀箱的运动传给拖板箱，使上面的拖板和车刀按一定速度移动的车床部件。丝杠则是用来车削螺纹的，使拖板和上面的车刀按要求的速度移动的车床部件。
(8)拖板。车床中的拖板分为大拖板、中拖板和小拖板3种。大拖板用于纵向车削较长的工件；中拖板用于横向车削工件；小拖板用于纵向车削较短的工件或角度工件。
大拖板直接放在床身的导轨上，拖板箱安装在大拖板前部的底平面上。大拖板可用手动或自动走刀带动作纵向移动。中拖板通过燕尾槽和楔形铁安装在大拖板，可在大拖板上用手动或自动进行横向走刀。小拖板也通过燕尾槽和楔形铁与中拖板连接。依靠手动，小拖板可沿着燕尾导轨作纵向进给移动，可车削较短零件，手动移动最大行程为lOOmm，通过使小拖板相对主轴回转中心偏转一个角度，可车削锥度零件，最大转动角度为±45。。
(9)刀架。刀架用来装夹车刀，安装在小拖板的中心轴上。在刀架上可安装4种车刀，车刀的支撑面距中心的距离为25mm。松刀时，可逆时针方向旋转手柄以放松刀架，夹紧车刀时，可顺时针旋转手柄。
(10)床尾座。床尾座用来支顶较长的工件，被安装在车床的后部，它可安装顶针，各种切削刀具，如钻头、铰刀、板牙、丝锥等。尾顶针套筒的内锥孔是莫氏4号锥度，其纵向移动量为260mm，横向可移动±15ram。加工较长的圆锥体时，可采用自动走刀车削。
(11)动力及润滑系统。C6140车床的主电机功率为7．5kW，安装在床身后面。冷却泵电机的功率为0．125kW，与冷却泵一起工作。为保证车床正常运转、减少磨损，车床上所有摩擦部位要经常加油。
(12)中心架和跟刀架。中心架和跟刀架均属于车床附件，图上未标注。一般在加工细长轴时才使用。中心架安装在床身导轨上，车细长轴时，可用来支持工件。被加工零件通过中心架的三个可调节径向爪得到支持，可提高切削时系统的刚性。
跟刀架装在大拖板上，与大拖板一起移动，它只有两个爪，爪的位置一般尽量接近车刀。常用普通车床参数见表2-4。
第三节 车床的型号
登国车床型号编制是采用汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的磐律排列组合而成。它们分别标志着车床的名称、特点和主要技某孥塑。1957年原第一机械工业部颁布了《机床型号编制办法》，当，采用三位数字形式进行编制，随着车床设计不断发展，新品种：孽规警的车床不断出现，原有的三位数字的车床型号已不能适应新的要求。为此颁布了金属切削机床的四位数字的车床型号编制，其型号编制方法为：
车床类别代号+特性代号+组别代号+型号代号+主参数代号车床类别代号和特性代号均用字母表示，车床代号用"C"表警宁"车"的声母。特性代号、组别代号和型号代号、主参数代号规定可分别如下特性代号
为表示机床的某些特殊性能，采用汉语拼音的第一个字母的大写表示，按次序排列在机床类别代号的后面，分别用"CM"表亲尊警车床；"03"表示高精度车床等，普通车床则没有代号。
2．组别代号和型号代号
用数字表示各种车床的组别和型号，组别代号和型号代号见表2-6。
3．主参数代号
主参数用以表示车床的主要规格。普通车床的主要规格一般用最大棒料直径或最大切削直径的l／10或1／100来表示。车床型号中采用的基本参数见表2-7所示。
以上为车床的型号编制方法。通过分析车床型号的编制表示，可以获知车床的基本性能参数。
对于多轴车床，在表示基本参数时，在数字末端再加上一个数字来表示轴数，并用(。)分开，如C2150。4表示最大的棒料直径为50mm的卧式四轴自动车床。
对于规格相同而结构不同的车床，或经改进后结构变化较大的车床，按其设计次序依次或改进次数分别用A、B、C...等字母附加于末尾，以示区别。
第四节 车床的润滑和保养
车床的精度与加工质量有密切的关系，为保证加工质量，使车床能正常运转和减少磨损，应在日常生产中对车床进行正确地润滑，很好地维护保养好机床。
一、车床的润滑
要使车床正常运转减少磨损，在车床上所有的摩擦部位都要进行润滑。图2-6为C6140型车床的润滑部位示意图。
润滑部位用数字标出，除了图中所注的1、4、5处的润滑部位，需用3号钙基工业用润滑脂(黄油)进行润滑外，其余部分均用40号机械油进行润滑。车床的各部件的润滑方式如下：
(1)车床床头箱中除了主轴后轴承以油绳润滑外，其余均用齿轮溅油法和往复式油泵进行润滑。箱内应有足够的润滑油，油面应达油面指示标牌处。换油期一般为3个月一次。换油时，应先把箱内清洗干净，然后加油。
(2)挂轮箱内的机构主要是靠齿轮溅油法进行润滑。油面高低可通过油标孔观察。换油期同样是每3个月一次。
(3)走刀箱内的轴承和齿轮，除用齿轮溅油法进行润滑外，还靠走刀箱上部的储油槽，通过油绳进行润滑。因此，除了需要注意走刀箱油标孔里油面高低外，每班还要给走刀箱上部的储油槽适量加油一次。
(4)拖板箱内有一套蜗轮蜗杆机构，可通过该机构变速，该机构是用箱内的油来润滑的，油从法兰盘上的孔注入，注到孔的下面边缘为止。拖板箱内的其他机构，用上部储油槽里的油绳进行润滑。通常每班加油一次。
(5)拖板及刀架部分靠油孔进行润滑。尾座内的心轴、丝杠和轴承也靠油孔进行润滑，丝杠、光杠及开关杆的轴承靠油孔2、3、7进行润滑。每班加油一次。
润滑挂轮箱内轴承的油杯1和润滑板箱内换向齿轮的油杯4、5，每隔5天加3号钙基工业润滑脂一次。
(6)车床床身导轨面、拖板导轨面和丝杠在每班开始工作前和工作结束后，都应使用40号机械油全面润滑。
二、车床的维护保养
(1)装夹和校正工件时注意事项：在装夹工件前应先把工件上的泥沙等杂质清除掉，以免杂质嵌进拖板滑动面磨损或"咬坏"导 在装夹或校正一些外形尺寸大、重量较重、形状复杂而装夹面又较小的工件时，应预先在工件下面的车床床面上垫放木板，同时用压板或活顶针顶住工件，以防工件掉下砸坏床面。在校正时，若发现工件位置不正确或歪斜，切忌用力敲击，以免影响车床的主轴精度。
(2)工具和车刀不得乱放在床面上，以免损坏导轨。
(3)当装夹复杂工件时，如在花盘和角铁上装夹工件结束时，必须检查装夹是否紧固、重量是否对称(必要时加配重块)，并清理床面，把重物拿开。
(4)校正三爪卡盘时，不能用铁榔头直接敲击，必须垫上较软的垫块或用木榔头进行敲击。若偏差较大，宜略松法兰盘上卡盘的紧固螺钉，待校正后再紧固。
(5)在使用装有顺倒车开关的车床时，不要突然开倒、顺车，以免损坏机件。
(6)在高速切削时，卡盘一定要装好保险块，防止倒车时卡盘脱落。
(7)变换主轴转速时必须停车，以免损坏床头箱内齿轮。
(8)在砂光工件时，要在工件下面的床面上用床盖板或纸盖住，并在砂完后仔细擦净床面。
(9)每班下班时要做好车床清洁工作，防止切屑、砂粒或杂质进入导轨工作面。
(10)在使用冷却润滑液前，必须清除车床导轨及冷却润滑液里的污垢，使用后要把导轨上的冷却润滑液擦干，并加机油进行润滑保养。
(11)按规定在机床所有需要润滑的部位加油润滑。