第二節 車床簡介及操作

在車床上，通過主軸帶動工件旋轉和刀具（車刀、鉆頭等）的直線移動進給，對工件進行加工。常見車床有臥式車床、立式車床等。

一、臥式車床的結構及傳動系統

1．臥式車床的結構

臥式車床在車削加工中應用最為廣泛，它的主軸水平放置，主軸箱在左邊，刀架和溜板箱在中間，尾座在最右邊，這樣裝卸和測量工具都很方便，也便于觀察切削情況。

臥式車床的形式及主要部分如圖1-29所示。臥式車床的結構及用途見表1-7。

2. 臥式車床傳動系統

如圖1-32所示為CA6140型臥式車床傳動系統框圖，電動機輸出的動力，經V帶輪傳遞給主軸箱。變換主軸箱外的手柄位置，可使箱內齒輪組組成不同的齒輪嚙合，使主軸得到不同的轉速。主軸通過三爪自定心卡盤或其他夾具帶動工件做旋轉運動。

主軸的旋轉運動通過交換齒輪箱、進給箱帶動光杠或絲杠，帶動溜板沿床身導軌做縱向直線進給運動。并且，通過溜板箱內齒輪帶動中滑板小絲杠，使中滑板帶動刀架做橫向進運動。

二、立式車床的結構

主軸軸線垂直于水平面、工件安裝在水平回轉工作臺上的車床為立式車床，簡稱立車。立車通常用來加工直徑和重量比較大，或在臥式車床上難以安裝的工件。立式車床有單柱式和雙柱式兩種，分別如圖1-33（a）和圖1-33（b）所示。中小型立車多為單柱式，單柱式立式車床加工直徑較小，最大加工直徑一般小于1.6m。大型立車主要是雙柱式，有兩個垂直刀架，雙柱立式車床加工直徑較大，最大的立式車床其加工直徑超過25m。

立式車床在結構布局上的主要特點是主軸垂直布置，并有一個直徑很大的圓形工作臺，供裝夾工件之用，工作臺臺面處于水平位置，因而笨重工件的裝夾和找正比較方便。此外，由于工件及工作臺的重力由床身導軌推力軸承承受，大大減輕了主軸及其軸承的負荷，因而較易保證加工精度。

立式車床的工作臺裝在底座上，工件裝夾在工作臺上并由工作臺帶動做主運動。進給運動由垂直刀架和側刀架來實現。側刀架可在立柱的導軌上移動做垂直進給，還可以沿刀架滑座的導軌做橫向進給。垂直刀架可在橫梁的導軌上移動做橫向進給，此外，垂直刀架滑板還可沿其刀架滑座的導軌做垂直進給。中小型立式車床的一個垂直刀架上通常帶有五邊形轉塔刀架，刀架上可以裝夾多組刀具。橫梁可根據工件的高度沿立柱導軌升降。

三、車床型號

車床型號是車床的代號，看到它的型號就可知道該車床的種類和主要參數。

① 金屬切削機床包括：車、銑、刨、磨、鏜等。機床型號中的第一個字母是機床的類別代號，用漢語拼音字母表示，如車床型號中的第一個字母是“C”。

② 除普通型號的車床外，具有通用性能時，則在類別代號后面再加通用特性代號。例如：高精度車床用“G”表示，精密車床用“M”表示，自動車床用“Z”表示，數控車床用“K”表示，等等。

③ 跟在字母后面的兩個數字分別是車床的組和系代號。如CA6140型車床，“6”表示落地及臥式車床組，“1”表示臥式車床系。

④ 排在組系后面的是主參數代號，用兩位數字表示，它反映車床的主要技術規格，通常用主參數的1/10或1/100表示。如CA6140型號，最后兩個數字“40”表示最大車削直徑的1/10，即這臺車床最大車削直徑D為400mm（圖1-34）。

四、車床精度對加工質量的影響

在車床上加工工件時，影響加工質量的因素很多，如工件的裝夾方法、車刀的幾何參數、切削用量等。當上述因素排除之后，就應該從機床精度方面找原因。車床精度是影響加工質量的一個重要因素。

1．車床精度

機床精度包括機床的幾何精度和工作精度，見表1-8。

2．車床精度對加工質量的影響

機床精度不符合檢驗項目中所規定的允差值，會使加工時產生各種缺陷。車床精度對加工質量的影響及車床調整見表1-9。在實際工作中，可根據與車床有關的因素調整或修理機床。

五、車床的常見故障

普通車床在使用過程中，經常會出現一些故障和問題，如不及時排除，不但會影響工件的加工精度，使工件出現各種各樣的缺陷，而且會使車床的精度迅速下降，直接影響車床的使用壽命。因此，認真分析、總結機床發生故障的原因，摸索排除故障的方法和途徑是非常必要的。

1．造成故障的原因

普通車床常見的故障，就其性質可分為車床本身運轉不正常和加工工件產生缺陷兩大類。故障表現的形式是多種多樣的，產生的原因也常常由很多因素綜合形成。一般地說，造成故障的原因有以下幾種（見表1-10）。

2．常見的故障類型及排除方法

在日常工作中，車床的故障現象表現較為明顯的，如車床損壞不能正常運轉。但大多數的故障是通過被加工工件達不到精度、存在某種缺陷而表現出來的。普通車床常見的故障通常分三大類，應針對每一類故障分別找出故障的原因和排除方法。

（1）主軸箱溫升過高引起車床熱變形

車床的軸類零件，特別是主軸，一般都與滾動軸承或滑動軸承組裝成一體，并以很高的轉速旋轉，有時則會產生很高的熱量，主軸箱內的主要熱源是主軸軸承。這種現象如不及時排除，將導致軸承過熱，并使車床相應部位溫度升高而產生熱變形，嚴重時會使主軸與尾座架不等高，這不僅影響車床本身精度和加工精度，而且會把軸承甚至主軸燒壞。主軸軸承發熱的原因及其排除方法見表1-11。

（2）車床振動

車床在加工過程中產生振動，這是不可避免的，但是當振動劇烈時，不僅會降低被加工件的加工精度，影響生產率的提高，使車床各摩擦副加劇磨損，并將使刀具耐用度下降，特別是對于硬質合金、陶瓷等脆性刀具材料尤為顯著。車床產生振動的原因及其排除方法見表1-12。

（3）噪聲

車床開動之后，由于各運動副之間做旋轉或往復直線運動，周期地接觸和分開，它們之間由于相互運動而產生一定的振動。此外，車床整個傳動系統還會發生共振。因此，任何機床不管其結構如何合理、裝配如何精確、操作如何得當，一經開動即會產生噪聲。如果聲音是有節奏的、和諧的，則屬于正常現象；反之，如果聲音過大，十分刺耳，則屬于不正常現象。噪聲是車床發生故障的先兆，因此正確分析噪聲產生的原因，對迅速找出故障并排除故障至關重要。

車床和其他機器一樣，聲音主要發生在傳動部分，主軸箱、變速箱、進給箱等機構中的軸與軸承、互相嚙合的齒輪、蝸輪與蝸桿、絲杠與螺母等都是噪聲產生的主要部位。在一般情況下，噪聲隨著溫度的升高、負荷和磨損的增大、潤滑不良等而增大。噪聲產生的原因及其排除方法見表1-13。

六、車床的潤滑和保養

1．車床的潤滑

要使車床正常運轉并減少磨損，保持車床的精度和傳動效率，延長車床的使用壽命，最好的辦法就是對車床上所有的摩擦部分進行潤滑。車床的常用潤滑方法、潤滑部位及說明見表1-14。

2．車床維護保養

為了保證車床的工作精度，延長使用壽命，必須對自用車床進行合理的維護保養工作。車床維護的好壞，直接影響工件的加工質量和生產效率。當車床運行500h以后，需進行一級保養。保養工作以操作工人為主，維修工人配合進行。保養時，必須首先切斷電源，然后按保養內容和要求進行保養。具體內容及要求見表1-15。

七、車床操作訓練

（一）主軸箱的變速操作訓練

1．操作說明

不同型號、不同廠家生產的車床其主軸變速操作不盡相同，可參考相關的車床說明書。下面介紹CA6140型車床的主軸變速操作方法。

CA6140型車床主軸變速通過改變主軸箱正面右側兩個疊套的手柄位置來控制。前面的手柄有六個擋位，每個擋位上有四級轉速，若要選擇其中某一轉速，可通過后面的手柄來控制。后面的手柄除有兩個空擋外，尚有四個擋位，只要將手柄位置撥到其所顯示的顏色與前面手柄所處擋位上的轉速數字所標示的顏色相同的擋位即可。

主軸箱正面左側的手柄是加大螺距及螺紋左、右旋向變換的操縱機構。它有四個擋位：左上擋位為車削右旋螺紋，右上擋位為車削左旋螺紋，左下擋位為車削右旋加大螺距螺紋，右下擋位為車削左旋加大螺距螺紋。

2．操作內容

① 調整主軸轉速至16r/min、450r/min、1400r/min。

② 選擇車削右旋螺紋和車削左旋加大螺距螺紋的手柄位置。

（二）進給箱操作訓練

1．操作說明

CA6140型車床進給箱正面左側有一個手柄，右側有一個手柄，手柄有A、B、C、D四個擋位和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個擋位，是絲杠、光杠變換手柄；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個擋位與有16個擋位的手柄相配合，用以調整螺距及進給量。實際操作應根據加工要求，查找進給箱油池蓋上的螺紋和進給量調配表來確定手輪和手柄的具體位置。

2．操作內容

① 確定車削螺距為1mm、1.5mm、2.0mm的公制螺紋在進給箱上的手輪和手柄的位置，并調整。

② 確定選擇縱向進給量為0.46mm，橫向進給量為0.20mm時，手輪與手柄的位置，并調整。

（三）溜板部分的操作訓練

1．操作說明

① 床鞍的縱向移動由溜板箱正面左側的大手輪控制，當順時針轉動手輪時，床鞍向右運動；逆時針轉動手輪時，床鞍向左運動。

② 中滑板手柄控制中滑板的橫向移動和橫向進刀量。當順時針轉動手柄時，中滑板向遠離操作者的方向移動（即橫向進刀）；逆時針轉動手柄時，中滑板向靠近操作者的方向移動（即橫向退刀）。

③ 小滑板可做短距離的縱向移動。小滑板手柄順時針轉動，小滑板向左移動；逆時針轉動小滑板手柄，小滑板向右移動。

2．操作內容

① 熟練操作使床鞍左、右縱向移動。

② 熟練操作使中滑板沿橫向進、退刀。

③ 熟練操作控制小滑板沿縱向做短距離左、右移動。

（四）自動進給的操作訓練

1．操作說明

溜板箱右側有一個帶十字槽的扳動手柄，是刀架實現縱、橫向機動進給和快速移動的集中操縱機構。該手柄的頂部有一個快進按鈕，是控制接通快速電動機的按鈕，當按下此按鈕時，快速電動機工作，放開按鈕時，快速電動機停止轉動。該手柄扳動方向與刀架運動的方向一致，操作方便。當手柄扳至縱向進給位置，且按下快進按鈕時，床鞍做快速縱向移動；當手柄扳至橫向進給位置，且按下快進按鈕時，中滑板帶動小滑板和刀架做橫向快速進給。

2．操作內容

① 做床鞍左、右兩個方向快速縱向進給訓練。操作時應注意：當床鞍快速行進到離主軸箱或尾座足夠近時，應立即放開快進按鈕，停止快進，避免床鞍撞擊主軸箱或尾座。

② 做中滑板前、后兩個方向快速橫向進給訓練。操作時應注意：當中滑板前、后伸出床鞍足夠遠時，應立即放開快進按鈕。停止快進，避免因中滑板懸伸太長而使燕尾導軌受損，影響運動精度。

（五）刻度盤及刻度盤柄的使用

在車削工件時要準確、迅速地控制背吃刀量，必須熟練地使用橫刀架和小刀架的刻度盤。

橫刀架的刻度盤裝在橫向絲杠軸頭上，橫刀架和絲杠由螺母緊固在一起。當橫刀架手柄帶著刻度盤轉一周時，絲杠也轉一周，這時螺母帶著橫刀架移動一個螺距。所以刻度盤每轉一格橫刀架移動的距離等于絲杠螺距除以刻度盤總格數。橫刀架移動的距離可根據刻度盤轉過的格數來計算。

例如C6132車床橫刀架絲杠螺距為4mm，橫刀架的刻度盤等分為200格，故每轉一格橫刀架移動的距離為4mm/200=0.02mm。車刀是在旋轉的工件上切削，當橫刀架刻度盤每進一格時，工件直徑的變化量是背吃刀量的2倍，即0.04mm。回轉表面的加工余量都是對直徑而言，測量工件尺寸也是看其直徑的變化，所以用橫刀架刻度進刀切削時，通常將每格讀作0.04mm。

加工外表面時，車刀向工件中心移動為進刀，遠離工件中心移動為退刀。加工內表面時，則相反。

由于絲杠與螺母之間有間隙，進刀時必須慢慢地將刻度轉到所需要的格數，如圖1-36（a）所示。如果刻度盤手柄轉過了頭，或試切后發現尺寸不對而需要將車刀退回時，絕不能簡單地直接退回幾格，如圖1-36（b）所示，必須向相反方向退回全部空行程，再轉到所需要的格數，如圖1-36（c）所示。

小刀架刻度盤的原理及其使用方法與橫刀架刻度盤相同。小刀架刻度盤主要用于控制工件長度方向的尺寸。它與加工圓柱面不同，即小刀架移動了多少，工件的長度尺寸就改變了多少。

（六）刀架的操作訓練

1．操作說明

刀架相對于小滑板的轉位和鎖緊，依靠刀架上的手柄控制刀架定位、鎖緊元件來實現。逆時針轉動刀架手柄，刀架可以逆時針轉動，以調換車刀；順時針轉動刀架手柄時，刀架則被鎖緊。

2．操作內容

① 刀架上不裝夾車刀，進行刀架轉位和鎖緊的操作訓練。體會刀架手柄轉位或鎖緊刀架時的感覺。

② 刀架上安裝四把車刀，再進行刀架轉位與鎖緊的操作訓練。

（七）尾座的操作訓練

① 尾座可在床身內側的山形導軌和平導軌上沿縱向移動，并依靠尾座架上的兩個鎖緊螺母使尾座固定在床身上的任一位置。

② 尾座架上有左、右兩個長把手柄。左邊為尾座套筒固定手柄，順時針扳動此手柄，可使尾座套筒固定在某一位置。右邊手柄為尾座快速緊固手柄，逆時針扳動此手柄可使尾座快速固定于床身的某一位置。

③ 松開尾座架左邊長把手柄（即逆時針轉動手柄），轉動尾座右端的手輪，可使尾座套筒做進、退移動。

（八）三爪自定心卡盤卡爪的裝配操作訓練

① 卡爪有正、反兩副。正卡爪用于裝夾外圓直徑較小和內孔直徑較大的工件；反卡爪用于裝夾外圓直徑較大的工件。

② 安裝卡爪時，要按卡爪上的號碼依1、2、3的順序裝配。若號碼看不清，則可把三個卡爪并排放在一起，比較卡爪端面螺紋牙數的多少，多的為1號卡爪，少的為3號卡爪，如圖1-37所示。

③ 將卡盤扳手的方榫插入卡盤外殼圓柱面上的方孔中，按順時針方向旋轉，以驅動大錐齒輪背面的平面螺紋，當平面螺紋的螺扣轉到將要接近殼體上的1槽時，將1號卡爪插入殼體槽內，繼續順時針轉動卡盤扳手，在卡盤殼體上的2槽、3槽處依次裝入2號、3號卡爪。拆卸卡爪的操作方法與之相反。

（九）三爪自定心卡盤安裝操作訓練

① 裝卡盤前應切斷電動機電源，將卡盤和連接盤各表面（尤其是定位配合表面）擦凈并涂油，在靠近主軸處的床身導軌上墊一塊木板，以保護導軌面不受意外撞擊。

② 用一根比主軸通孔直徑稍小的硬木棒穿在卡盤中，將卡盤抬到連接盤端，將木棒一端插入主軸通孔內，另一端伸在卡盤外。

③ 小心地將卡盤背面的臺階孔裝配在連接盤的定位基面上，并用三個螺釘將連接盤與卡盤可靠地連為一體，然后抽去木棒、撤去木板。

（十）三爪自定心卡盤的拆卸操作訓練

① 拆卸卡盤前，應切斷電源，并在主軸孔內插入一硬質木棒，木棒另一端伸出卡盤之外并擱置在刀架上，墊好床身護板，以防意外撞傷床身導軌面。

② 卸下連接盤與卡盤連接的三個螺釘，并用木槌輕敲卡盤背面，以使卡盤止口從連接盤的臺階上分離下來。

③ 小心地抬下卡盤。

（十一）粗車和精車

在車床上加工一個零件，往往需要經過許多車削步驟才能完成。為了提高生產效率，保證加工質量，生產中把車削加工分為粗車和精車（見表1-16）。