车削加工工艺.

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1、车削加工工艺基础车削加工工艺基础 第四章 车削加工工艺基础车削加工工艺基础 4.1 车床概述 4.2 车削加工基础知识 4.3 轴类零件的加工工艺 4.4 盘套类零件车削加工工艺 4.1 车床概述 4.1 车床概述 金属切削机床是制造机器的机器，车床是机床的一种 ，用来进行车削加工。它的功能强，用途广泛。因此，在 一般机械制造工厂中，车床在各种金属切削机床中所占的 比例最大。 4.1.1 车床结构及参数介绍 车床的种类很多，大致可分为卧式车床、立式车床、 转塔车床、仿形车床、多刀车床、自动车床等。其中， CA6140型卧式车床是最常用的车床，如图4-1所示。 4.1 车床概述 图4-1 CA6

2、140型卧式车床 4.1 车床概述 4.1.1.1 CA6140型车床主要部件及功用 （1） 主轴箱（床头箱） 主轴箱固定在床身的左上 部，箱内装有齿轮、主轴等，组成变速传动机构。该变速 机构将电机的旋转运动传递至主轴，通过改变箱外手柄位 置，可使主轴实现多种转速的正、反旋转运动。 （2） 进给箱（走刀箱） 进给箱固定在床身的左前 下侧，是进给传动系统的变速机构。它通过挂轮把主轴的 旋转运动传递给丝杠或光杠，可分别实现车削各种螺纹的 运动及机动进给运动。 4.1 车床概述 （3）溜板箱（拖板箱） 溜板箱固定在床鞍的前侧， 随床鞍一起在床身导轨上作纵向往复运动。通过它把丝杠 或光杠的旋转运动变为

3、床鞍、中滑板的进给运动。变换箱 外手柄位置，可以控制车刀的纵向或横向运动（运动方向 、起动或停止） （4） 挂轮箱 挂轮箱装在床身的左侧。其上装有变 换齿轮（挂轮），它把主轴的旋转运动传递给进给箱，调 整挂轮箱上的齿轮，并与进给箱内的变速机构相配合，可 以车削出不同螺距的螺纹，并满足车削时对不同纵、横向 进给量的需求。 4.1 车床概述 （5） 刀架部件 由两层滑板（中、小滑板）、床鞍 与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向、横 向或斜向运动。 （6）床身 是精度要求很高的带有导轨（山形导轨 和平导轨）的一个大型基础部件，用以支承和连接车床的 各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对

4、位置。床 身由纵向的床壁组成，床壁间有横向筋条用以增加床身刚 性。床身固定在左、右床腿上。 （7）床脚 前后两个床脚分别与床身前后两端下部 连为一体，用以支撑安装在床身上的各个部件。同时，通 过地脚螺栓和调整垫块使整台车床固定在工作场地上，通 过调整，能使床身保持水平状态。 4.1 车床概述 （8） 尾座 尾座是由尾座体、底座、套筒等组成的。 它安装在床身导轨上，并能沿此导轨作纵向移动，以调整其 工作位置。尾座上的套筒锥孔内可安装顶尖、钻头、铰刀、 丝锥等刀、辅具，用来支承工件、钻孔、铰孔、攻螺纹等。 （9）丝杠 丝杠主要用于车削螺纹。它能使拖板和车 刀按要求的速比作很精确的直线移动。 （10

5、）光杠 光杠将进给箱的运动传递给溜板箱，使床 鞍、中滑板作纵向、横向自动进给。 （11） 操纵杆 操纵杆是车床的控制机构的主要零件 之一。在操纵杆的左端和溜板箱的右侧各装有一个操纵手柄 ，操作者可方便的操纵手柄以控制车床主轴的正转、反转或 停车。 4.1 车床概述 （12） 冷却装置 冷却装置主要通过冷却泵将箱中 的切削液加压后喷射到切削区域，降低切削温度，冲走切 屑，润滑加工表面，以提高刀具的使用寿命和工件表面的 加工质量。 4.1.1.2 CA6140车床传动系统简介 车削加工过程中，车床通过工件的主运动和车刀进给 运动的相互配合来完成对工件的加工。其运动传动过程如 图4-2所示。 4.1

6、 车床概述 图4-2 CA6140车床传动系统示意图 4.1 车床概述 主运动： 主轴变速箱4主轴卡盘6工件旋转。 进给运动： 主轴变速箱4主轴变换齿轮箱3走刀箱13丝杠11 或光杠12溜板箱9床鞍10滑板8刀架7车刀运动 。 4.1 车床概述 CA6140型车床的型号和主要技术参数 机床的型号反映出机床的类别、结构特性和主要技术 参数等内容。 按GB/T 153751994规定，CA6140型号的含义如下： C A 6 1 40 主参数代号（车床最大工 件回转直径为400 系代号（卧式车床系） 组代号（落地及卧式车床 组） 结构特性代号（加重型） 类代号（车床类） 4.1 车床概述 车床的主

7、要技术规格与参数如下： 床身上最大工件回转直径 400 刀架上最大工件回转直径 210 最大工件长度（4种） 750、1000mm 、 9 1500、2000 中心高 205 主轴孔能通过棒料最大直径 48 主轴孔锥度 莫氏6号 4.1 车床概述 主轴转速： 正转（24级） 101400r/min 反转（12级） 141580r/min 车削螺纹范围： 米制（44种） 1192 英制（20种） 224牙/ in（25.4 ） 模数螺纹（39种） 0.2548 径节螺纹（37种） 196 进给量（纵、横各64种）： 纵向 0.081.59/r 横向 0.040.795/r 纵向快移速度 4m/m

8、in 横向快移速度 2m/min 4.1 车床概述 刀架行程： 最大纵向行程（4种） 650、900、1400、1900 最大横向行程 260、295 小滑板最大行程 139、165 主电动机功率 7.5kW 机床工作精度： 圆度 0.01 圆柱度 0.01100 精车平面平面度 0.02400 表面粗糙度 Ra 2.51.25m 4.1 车床概述 4.1.2 车床主要附件 车床上常备有卡盘、花盘、顶尖、中心架、跟刀架等 附件。 4.1.2.1 卡盘 卡盘装在主轴前端，有三爪自定心卡盘和四爪单动卡 盘两种。 （1）三爪自定心卡盘 如图4-3所示，它主要由外壳体、三个卡爪、三个小 锥齿轮、一个大

9、锥齿轮等零件组成。 4.1 车床概述 三爪自定心卡盘的卡爪可以装成正爪，实现由外向内 夹紧；也可以装成反爪，实现由内向外夹紧，即撑夹（反 夹）。正爪夹持工件时，直径不能太大，卡爪伸出卡盘外 圆的长度不应超过卡爪长度的三分之一，以免发生事故。 反爪可以夹持直径较大的工件。 图4-3 三爪自定心卡盘 1方孔 2小锥齿轮 3大锥齿轮 4平面螺纹 5卡爪 4.1 车床概述 （2） 四爪单动卡盘如图4-4所示，它的四个卡爪能 各自独立地径向移动，分别通过四个调整螺钉进行调整。 其夹紧力较大，但校正工件较麻烦。四爪单动卡盘的卡爪 也可装成正爪或反爪。 图4-4 四爪单动卡盘 4.1 车床概述 4.1.2.

10、2 花盘 花盘装在主轴前端，它的盘面上有几条长短不同的通 槽和T形槽，以便用螺栓、压板等将工件压紧在它的工作 面上。它多用于安装形状比较特别的，而三爪和四爪卡盘 无法装夹的工件，如对开轴承座、十字孔工件、双孔连杆 、环首螺钉、齿轮油泵体等等。在安装时，根据预先在工 件上划好的基准线来进行找正，再将工件压紧。对于不规 则的工件，应在花盘上装上适当的平衡块保持平衡，以免 因花盘重心与机床回转中心不重合而影响工件的加工精度 ，甚至导致意外事故发生。 4.1 车床概述 用花盘安装工件有两种形式：若工件被加工表面的 回转轴线与其基准面垂直时，直接将工件安装在花盘的工 作面上，如图4-5（a）所示；若工件

11、被加工表面的回转 轴线与其基准面平行时，将工件安装在花盘的角铁上加工 ，如图4-5（b）所示，工件在花盘上的定位要用划针盘等 找正。 图4-5 花盘安装工件方法 4.1 车床概述 4.1.2.3 顶尖、拨盘和鸡心夹头 顶尖有前顶尖和后顶尖之分。顶尖的头部带有60锥形 尖端，顶尖的作用是定位、支承工件并承受切削力。 图4-6 前顶尖 4.1 车床概述 前顶尖 前顶尖插在主轴锥孔内与主轴一起旋转，如图4-6（a ）所示,前顶尖随工件一起转动。为了准确和方便，有时 也可以将一段钢料直接夹在三爪自定心卡盘上车出锥角来 代替前顶尖，如图4-6（b）所示，但该顶尖从卡盘上卸下 来后，再次使用时必须将锥面重

12、车一刀，以保证顶尖锥面 的轴线与车床主轴旋转轴线重合。 （a） （b） （c） 图4-7 死顶尖 （a）普通顶尖（b）镶硬质合金顶尖（c）反顶尖 4.1 车床概述 后顶尖 后顶尖插在车床尾座套筒内使用,分为死顶尖和活顶 尖两种。常用的死顶尖有普通顶尖、镶硬质合金顶尖和反 顶尖等，如图4-7所示,死顶尖的定心精度高，刚性好,缺 点是工件和顶针发生滑动摩擦，发热较大，过热时会把中 心孔或顶针“烧”坏，所以，常用镶硬质合金的顶尖对工件 中心孔进行研磨，以减小摩擦，死顶尖一般用于低速加工 精度要求较高的工件。支承细小工件时可用反顶尖。 4.1 车床概述 活顶尖如图4-8所示，内部装有滚动轴承。活顶尖把

13、 顶尖与工件中心孔的滑动摩擦变成顶尖内部轴承的滚动摩 擦，因此其转动灵活。由于顶尖与工件一起转动，避免了 顶尖和工件中心孔的磨损，能承受较高转速下的加工，但 支承刚性较差，且存在一定的装配累积误差，且当滚动轴 承磨损后，会使顶尖产生径向摆动。所以，活顶尖适宜于 加工工件精度要求不太高的场合。 图4-8 活顶尖 4.1 车床概述 一般前、后顶尖是不能直接带动工件转动的，它必须 借助拨盘和鸡心夹头来带动工件旋转。拨盘后端有内螺纹 跟车床主轴配合，盘面形式有两种：一种是带有U形槽的 拨盘，用来与弯尾鸡心夹头相配带动工件旋转，如图4-9 （a）所示；而另一种拨盘装有拨杆，用来与直尾鸡心夹 头相配带动工

14、件旋转，如图4-9（b）所示。鸡心夹头的一 端与拨盘相配，另一端装有方头螺钉，用来固定工件。 图4-9 用鸡心夹头装夹工件 4.1 车床概述 4.1.2.4 中心架与跟刀架 当轴类零件的长度与直径之比较大（L/d10）时，即 为细长轴。细长轴的刚性不足，为防止在切削力作用下轴 产生弯曲变形，必须用中心架或跟刀架作为辅助支承。较 长的轴类零件在车端面、钻孔或车孔时，无法使用后顶尖 ，如果单独依靠卡盘安装，势必会因工件悬伸过长使安装 刚性很差而产生弯曲变形，加工中产生振动，甚至无法加 工，此时，必须用中心架作为辅助支承。使用中心架或跟 刀架作为辅助支承时，都要在工件的支承部位预先车削出 定位用的光滑圆柱面，并在工件与支承爪的接触处加机油 润滑。 4.1 车床概述 中心架上有三个等分布置并能单独调节伸缩的支承爪 。使用时，用压板、螺钉将中心架固定在床身导轨上，且 安装在工件中间，然后调节支承爪。首先调整下面两个爪 ，将盖子盖好固定，然后调整上面一个爪。调整的目的是 使工件轴线与主轴轴线重合，同时保证支承爪与工件表面 的接