车工实习基础知识.doc

车工实习基础知识

目的和要求
1．  了解金属切削加工的基本知识，了解车削加工的工艺特点及加工范围。
2．  熟悉卧式车床的组成及各部分的作用，了解卧式车床的型号及传动系统，掌握卧式车床的主要调整方法并能正确调整卧式车床。
3．  掌握普通车刀的组成、安装与刃磨，了解车刀的主要角度及作用；了解刀具切削部分材料的性能要求及常用刀具材料并能独立刃磨与安装车刀。
4．  熟悉车削时常用的工件装夹方法、特点和应用，了解常用量具的种类和使用方法，了解卧式车床常用附件的大致结构和用途。
5．  掌握车外圆、车端面、车内圆、钻孔、车螺纹以及切槽、切断、车圆锥面、车成形面的车削方法和测量方法，熟悉车削所能达到的尺寸精度、表面粗糙度值范围，能独立加工一般中等复杂程度零件并具有一定的操作技能。
6．  了解机械加工车间生产安全技术及简单经济分析。
安全技术
1.       要穿戴合适的工作服，长头发要压入帽内，不能戴手套操作。
2.       两人共用一台车床时，只能一人操作并注意他人安全。
3.       卡盘扳手使用完毕后，必须及时取下，否则不能启动车床。
4.       开车前，检查各手柄的位置是否到位，确认正常后才准许开车。
5.       开车后，人不能靠近正在旋转的工件，更不能用手触摸工件的表面，也不能用量具测量工件的尺寸，以防发生人身安全事故。
6.       严禁开车时变换车床主轴变速，以防损坏车床而发生设备安全事故。
7.       车削时，方刀架应调整到合适位置，以防小滑板左端碰撞卡盘爪而发生人身、设备安全事故。
8.       机动纵向或横向进给时，严禁床鞍及横滑板超过极限位置，以防滑板脱落或碰撞卡盘而发生人身、设备安全事故。
9.       发生事故时，立即关闭车床电源。
10.   工作结束后，关闭电源，清楚铁屑，认真擦净机床，加油润滑，以保持良好的工作环境。

课题一    概    述
【基本知识】
（一）车削特点及加工范围
1．车削工件的特点  在车床上，工件旋转，车刀在平面内作直线或曲线移动的切削称为车削。车削是以工件旋转为主运动、车刀纵向或横向移动为进给运动的一种切削加工方法，车外圆时各种运动的情况如图1.1所示。

图1.1  车削运动                              图1.2 车削加工范围
a)钻中心孔   b)钻孔  c)镗孔  d)铰孔　 e)车锥孔　 f)车端面　 g)车槽　 h)车螺纹
i)滚花 　j)车短圆锥　 k)车长圆锥　 l)车长外圆　m)车成形面　n)攻螺纹　o)车外圆

2．车削加工范围  凡具有回转体表面的工件，都可以在车床上用车削的方法进行加工，此外，车床还可以绕制弹簧。卧室车床的加工范围如图1.2所示。
   车削加工工件的尺寸公差等级一般为IT9—IT7级，其表面粗糙度值Ra=3.2μm—1.6μm。
（二）切削用量
   切削加工过程中的切削速度（ v c）、进给量（f）、背吃刀量（ap）总称为切削用量。车削时的切削用量如图1.3所示，切削用量的合理选择对提高生产率和切削质量有着密切关系。
    1．切削速度（ v c）  切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/s或m/mi可用下式计算： v c= （m/min）                                                                    
式中  D——工件代加工表面直径（mm）；                    图1.3  切削用量示意图
      n——工件每分钟的转速（r/min）。
    2．进给量（f）  刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，
用工件每转的位移量来表达和度量，单位为mm/r。
    3．背吃刀量（ap）  在通过切削刃基点（中点）并垂直于工件平面的方向（平行于进给运动方向）上测量的吃刀量，即工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离，单位为mm。
背吃刀量可用下式表达：
ap= （mm）
式中  D、d——分别表示工件待加工表面、已加工表面直径（mm）。
【复习思考题】
1．  车削的运动特点和加工特点是什么？
2．  车削能加工哪些类型的零件？一般车削加工能达到的最高公差等级和最低表面粗糙度值是多少？
3．  什么叫切削用量？其单位是什么？

课题二  卧式车床
【基本知识】
（一）卧式车床的型号
 机床的型号是用来表示机床的类别、特性、组系和主要参数的代号。按照JB1838—85《金属切削机床型号编制方法》的规定，机床型号由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成，其表示方法如下：

其中带括号的代号或数字，当无内容时则不表示，若有内容则不带括号。
例如C6136A：
     C——类别代号，车床类机床；
61——组系代号，卧式；
36——主参数，机床可加工工件最大的回转直径的1/10,即该机床可加工最大工件直径为360mm；
A——重大改进型顺序号，第一次重大改进。
（二）卧式车床的组成部分及作用
 卧式车床的组成部分主要有：主轴箱，进给箱，溜板箱，光杆，丝杆，方刀架，尾座，床身及床腿等，其组成部分如图2.1所示。
图2.4  C6136卧式车床示意图
1.主轴箱  箱内装有主轴和主轴变速机构。电动机的运动经普通V型带传给主轴箱，再经过内部主轴变速机构将运动传给主轴，通过变换主轴箱外部手柄的位置来操纵变速机构，使主轴获得不同的转速，而主轴的旋转运动又通过挂轮机构传给进给箱。
主轴为空心结构：前部外锥面用于安装卡盘和其他夹具来装夹工件，内锥面用于安装顶尖来装夹轴类工件，内孔可穿入长棒料。
2．进给箱  箱内装有进给运动的变速机构，通过调整外部手柄的位置，可获得所需的各种不同的进给量或螺距（单线螺纹为螺距，多线螺纹为导程）。
3．光杆和丝杆  它们可将进给箱内的运动传给溜板箱。光杆传动用于回转体表面的机动进给车削，丝杠传动用于螺纹车削，其变换可通过进给箱外部的光杆和丝杆变换手柄来控制。
4．溜板箱  溜板箱是车床进给运动的操纵箱。箱内装有进给运动的变向机构，箱外部有纵、横向手动进给、机动进给及开合螺母等控制手柄。通过改变不同的手柄位置，可使刀架纵向或横向移动机动进给以车削回转体表面，或将丝杆传来的运动变换成车螺纹的走刀运动，或手动操作纵向、横向进给运动。
5.刀架和滑板  刀架和滑板用来夹持车刀使其作纵向、横向或斜向进给运动，由移置床鞍、横滑板、转盘、小滑板和方刀架组成。
（1）移置床鞍  它与溜板箱连接，可带动车刀沿床身导轨作纵向移动，到达预定位置后可予以紧固，横滑板在其上面可横向移动。
（2）横滑板  横滑板带动车刀沿移置床鞍上面的导轨作横向移动，手动时，可转动横向进给手柄。
（3）转盘  其上面刻有刻度，与横滑板用螺栓连接，松开其螺母可在水平面内回转任意角度。
（4）小滑板  转动小滑板进给手柄可在转盘导轨面上作短距离移动，如果转盘回转成一定角度，车刀可作斜向运动。
（5）方刀架  方刀架用来装夹和转换车刀，它可同时装夹4把车刀。
6．尾座  其底面与床身导轨面接触，可调整并固定在床身导轨面的任意位置上。在尾座套筒内装上顶尖可夹持轴类工件，装上钻头或铰刀可用于钻孔或铰孔。
7．床身  床身是车床的基础零件，用于连接各主要部件并保证其相对位置，其导轨用来引导溜板箱和尾座的纵向移动。
8．床腿  床腿支承床身并与地基连接。
（三）卧式车床的传动
图2.2所示是C6136卧式车床的传动系统图，其传动路线为：
图2.5  C6136卧式车床传动系统图
这里有两条传动路线：一条是电动机的转动经带传动，再经主轴箱中的主轴变速机构把运动传给主轴，使主轴产生旋转运动，这条运动传动系统称为主运动传动系统；另一条是主轴的旋转运动经挂轮机构、进给箱中的齿轮变速机构、光杆或丝杆、溜板箱把运动传给刀架，使刀具纵向或横向移动或在车螺纹时纵向移动，这条传动系统称为主运动传动系统。
1.主运动传动系统  C6136车床主运动传动系统为：
     电动机—— ——｛ ｝—｛ ｝—｛ ｝—主轴
改变各个主轴变速手柄的位置，即改变了滑移齿轮的啮合位置，可使主轴得到8种不同的正转转速，而反转则由电动机直接控制，其中主轴正转的极限转速为：
nmax=1450× （r/min）
nmin=1450× （r/min）
2.进给运动传动系统  C6136车床进给运动传动系统为：
改变各个进给进给变速手柄的位置，即改变了进给变速机构中各滑移啮合位置，可获得12种不同的纵向或横向进给量或螺距，其进给量变动范围是：
纵向   f纵=0.043～2.37mm/r
横向   f横=0.038～2.10mm/r
如果变换挂轮的齿数，则可得到更多的进给量或螺距。
【实习操作】
C6136车床操作系统如图2.6所示。
图2.6  C6136卧式车床操纵系统图
1．停车练习  为了安全操作，必须进行如下停车练习：
（1）正确变换主轴转速  转动主轴箱上面三个主轴变速手柄5，可得到各种相对应的主轴转速。当手柄拨动不顺利时，可用手稍转动卡盘即可。
（2）正确变速进给量  按所选定的进给量查看进给箱上面的标牌，再按标牌上进给变换手柄4和塔轮变速手柄3的位置来变换其位置，即可得到所选定的进给量。
（3）熟练掌握纵向和横向手动进给手柄的转动方向  操作时，左手握纵向进给手动手轮1，右手握横向进给手动手柄7。逆时针转动手轮1，溜板箱左进（移向主轴箱）顺时针转动，则溜板箱右退（退向床尾）；顺时针转动手柄7，刀架前进，逆时针转动，则刀架退回。
（4）熟练掌握纵向和横向机动进给的操作  光杆或丝杆接通手柄2位于光杆接通位置上，如将纵向机动进给手柄6向上提起即可纵向机动进给，如将横向机动进给手柄8向上提起即可横向机动进给，如向下扳动则停止纵、横机动进给，移动往返行程手柄12则可改变纵、横机动进给的方向。
（5）尾座的操作  尾座靠手动移动，其固定方式是紧固螺栓螺母锁紧的。转动尾座套筒手柄14，可使套筒在尾座内移动；转动压紧尾座套筒13，可将套筒固定在尾座内。
（6）刻度盘的使用  转动横向进给手柄7，可使横向进给丝杆转动，因丝杆轴向固定，与丝杆连接的螺母则带动横滑板横向移动。丝杆的螺距4mm（单线），手柄转动一周时横滑板横向移动4mm，因与手柄一起转动的刻度盘一周被等分为200格，因此手柄转过一格时，横滑板的移动量为0.02mm。
2．低速开车练习  首先应检查各手柄是否处于正确位置，确认其正确无误后再进行主轴启动和机动纵向、横向进给练习。
（1）主轴启动与停止  电动机启动——操纵主轴转动——停止主轴转动——关闭电动机。
（2）机动进给  电动机启动——操纵主轴转动——手动纵、横进给——机动纵向进给——手动退回——机动横向进给——手动退回——停止主轴转动——关闭电动机。
【操作要点】
1．开车后严禁变换主轴转速，否则会发生机床事故。开车前要检查各手柄是否处于正确位置，如没有到位，则主轴或机动进给就不会接通。
2．纵向和横向手动进退方向不能摇错，如把退刀摇成进刀，会使工件报废。
3．横向进给手柄每转过一格时，刀具横向背吃刀量为0.02mm，其圆柱体直径方向切削量为0.04mm。
【复习思考题】
1．  说明C6140型车床型号的意义？
2．  卧式车床由哪些部分组成？各部分有何作用？
3．  操纵车床使为什么纵、横手动进给手柄的进退方向不能摇错？
4．  试变换主轴转速：130r/min、200r/min、260r/min；变换进给量：纵向0.1mm/r、0.15mm/r、0.2mm/r，横向0.12mm/r、0.18mm/r、0.24mm/r。
5．  卧式车床横向进给丝杆螺距为4mm，横向进给手柄刻度有200小格，如果横向进给手柄转过14小格时，刀具横向移动多少mm？车外圆时，背吃刀量ap为1.5mm，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？外径是36mm的外圆，要车成35mm的外径，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？

课题三  车    刀
【基本知识】
（一）车刀的种类和用途
车刀的种类很多，分类方法也不同，一般常按车刀的用途、形状或刀具的材料等进行分类。
车刀按用途可分为外圆车刀、内圆车刀、切断或切槽刀、螺纹车刀及成形车刀等。内圆车刀按其能否加工通孔又分为通孔车刀和不通孔车刀。车刀按其形状可分为直头或弯头车刀、尖刀或圆弧车刀、左或右偏刀等。车刀按其材料可分为高速钢车刀和硬质合金车刀等。按被加工表面精度的高低车刀可分为粗车刀和精车刀（如弹簧车刀）。按车刀的结构则分为焊接式和机械夹固式两类，其中机械夹固式车刀又按其能否刃磨分为重磨式和不重磨式（转位式）车刀。
图3.1所示为车刀按用途分类的情况及所加工的各种表面。
                         图3.7  部分车刀的种类和用途
（二）车刀的组成
车刀是由刀头和刀杆两部分组成，如图3.2所示。刀头是车刀的切削部分，刀杆是车刀的夹持部分。
车刀的切削部分由三面、两刃和一尖组成。           
                                                     图3.8  车刀的组成

1．  前面  刀具上切屑流过的表面，也是车刀刀头的上表面。
2．  主后面  刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。
3．  副后面  刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。
4．  主切削刃  起始于切削刃上主偏角为零的点且至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。
5．  副切削刃  切削刃上除主切削刃部分以外的刃，它也起始于主偏角为零的点，但该刃是向着背离主切削刃的方向延伸的。
6．  刀尖  刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，实际上刀尖是一段很小的圆弧过渡刃。
（三）车刀的几何角度及其作用
为了确定车刀切削刃和其前后面在空间的位置，即确定车刀的几何角度，有必要建立三个互相垂直的坐标平面（辅助平面）：基面、切削平面和正交平面，如图3.3所示。车刀在静止状态下，基面是过工件轴线的水平面，主切削平面是过主切削刃的铅垂面，正交平面是垂直于基面和主切削平面的铅垂剖面。
车刀切削部分在辅助平面中的位置，形成了车刀的几何角度。车刀的主要角度有前角γ0、后角α0、主偏角kr、副偏角kr′,如图3.9所示。
     图3.9  车刀的辅助平面                        图3.10 车刀的主要角度
1．前角γ0  前角是指前面与基面间的夹角，其角度可在正交平面中测量。增大前角会使前面倾斜程度增大，切屑易流经刀具前面，且变形小而省力；但前角也不能太大，否则会削弱刀刃强度，容易崩坏。一般前角γ0=－5°～20°，前角的大小还取决于工件材料、刀具材料及粗、精加工等情况，如工件材料和刀具材料愈硬，前角γ0应取小值，而在精加工时，前角γ0取大值。
2．后角α0  后角是指后面与切削平面间的夹角，其角度在正交平面中测量，其作用是减少车削时主后面与工件间的摩擦，降低切削时的振动，提高工件表面加工质量。一般α0=3°～12°，粗加工或切削较硬材料时后角α0取小值，精加工或切削软材料时取大值。
3．主偏角kr  主偏角是指主切削平面与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量。减小主偏角，可使刀尖强度增大，散热条件改善，提高刀具使用寿命，但同时也会使刀具对工件的背向力增大，使工件变形而影响加工质量，如不易车削细长类工件等，所以通常主偏角kr取45°、60°、75°和90°等几种。
4．副偏角kr′  副偏角是指副切削平面（过副切削刃的铅垂面）与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量，其作用是减少副切削刃与已加工表面间的摩擦，以提高工件表面加工质量，一般副偏角kr′=5°～15°。
（四）车刀的材料
1.对刀具材料的基本要求
（1）硬度高  刀具切削部分的材料应具有较高的硬度，其最低硬度要高于工件的硬度，一般要在60HRC以上，硬度愈高，耐磨性愈好。
（2）红硬性好  红硬性好是要求刀具材料在高温下保持其原有的良好硬度性能，红硬性常用红硬温度来表示。红硬温度是指刀具材料在切削过程中硬度不降低时的温度，其温度愈高，刀具材料在高温下耐磨的性能就愈好。
（3）具有足够的强度和韧性  为承受切削过程中产生的切削力和冲击力，防止产生振动和冲击，刀具材料应具有足够的强度和韧性，才不会发生脆裂和崩刃。
一般的刀具材料如果硬度高和红硬性好，在高温下必耐磨，但其韧性往往较差，不易承受冲击和振动，反之韧性好的材料往往硬度和红硬性较低。
2．常用车刀的材料  常用车刀的材料主要有高速钢和硬质合金。
（1）高速钢  高速钢是指含有钨（W）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的高合金工具钢，其经热处理后硬度可达62HRC～65HRC。高速钢的红硬温度可达500℃～600℃，在此温度下刀具材料硬度不会降低，仍能保持正常切削，且其强度和韧性都很好，刃磨后刃口锋利，能承受冲击和振动，但由于红硬温度不太高，故允许的切削速度一般为25m/min～30m/min，所以高速钢材料常用于制造精车车刀或用于制造整体式成形车刀以及钻头、铣刀、齿轮刀具等，其常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。
（2）硬质合金  硬质合金是用碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、和钴（Co）等材料利用粉末冶金的方法制成的合金，它具有很高的硬度，其值可达89HRA～90HRA（相当于74HRC～82HRC）。硬质合金车刀的红硬温度高达850℃～1000℃，即在此温度下仍能保持其正常的切削性能，但另一方面，它的韧性很差，性脆，不易承受冲击、振动且易崩刃。由于红硬温度高，故硬质合金车刀允许的切削速度高达200m/min～300m/min，因此，是用这种车刀，可加大切削用量，进行高速强力切削，可显著提高生产率。虽然硬质合金车刀的韧性较差，不耐冲击，但可以制成各种形式的刀片，将其焊接在45钢的刀杆上或采用机械夹固的方式夹持在刀杆上，以提高使用寿命。综上所述，车刀的材料主要采用硬质合金，其他的刀具如钻头、铣刀等材料也广泛采用硬质合金。
常用的硬质合金代号有P01（YT30）、P10（YT15）、P30（YT5）、K01（YG3X）、K20（YG6）、K30（YG8），其含义参见GB2075—87《切削加工用硬质合金分类、分组代号》。
【实习操作】
图3.11  车刀刃磨步骤
a) 磨主后面  b) 磨副后面  c) 磨前面  d) 磨刀尖圆弧过渡刃
（1）磨主后面  按主偏角大小将刀杆向左偏斜，再将刀头向上翘，使主后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11a）。
（2）磨副后面  按副偏角大小将刀杆向右偏斜，再将刀头向上翘，使副后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11b）。
（3）磨前面  先将刀杆尾部下倾，再按前角大小倾斜前面，使主切削刃与刀杆底部平行或倾斜一定角度，再使前面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11c）。
（4）磨刀尖圆弧过渡刃  刀尖上翘，使过渡刃有后角，为防止圆弧刃过大需轻靠或轻摆刃磨（图3.11d）。
经过刃磨的车刀，用油石加少量机油对切削刃进行研磨，可以提高刀具耐用度和工件表面的加工质量。
按照图3.6车刀的几何形状和角度，每人刃磨一把车刀。
图3.12  90°外圆车刀 
2．安装车刀  锁紧方刀架后，选择不同厚度的刀垫垫在刀杆下面，刀头伸出的长度不能过长，拧紧刀杆紧固螺栓后再使刀尖对准工件中心，如图3.13所示。
                     a）                                         b)
                          图3.13  车刀的安装
                          a）正确    b)错误
【操作要点】
1．砂轮的选择  常用的砂轮有氧化铝和碳化硅两类。氧化铝砂轮呈白色，适用于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨；碳化硅砂轮呈绿色，适用于硬质合金刀具的刃磨。砂轮的粗细以粒度号表示，一般有36、60、80和120等级别，粒度号愈大则表示组成砂轮的磨粒愈粗。粗磨车刀应选用粗砂轮，精磨车刀应选用细砂轮。
2．刃磨车刀时的注意事项  刃磨时，两手握稳车刀，轻轻地接触砂轮，不能用力过猛，以免挤碎砂轮造成事故。利用砂轮的圆周进行车刀磨削时，应经常左右移动，以防止砂轮出现沟槽。不要用砂轮侧面磨削，以免受力后使砂轮破碎。磨硬质合金车刀时，不能沾水，以防刀片收缩变形而产生裂纹，而磨高速钢车刀使，则必须沾水冷却，使磨削温度下降，防止刀具变软。同时在安全方面，人要站在砂轮的侧面以防止砂轮崩裂伤人，磨好刀具后要随手关闭电源。
3．安装车刀时的注意事项  安装后的车刀刀尖必须与工件轴线等高，刀杆与工件轴线垂直，这样才能发挥刀具的切削性能。合理调整刀垫的片数，不能垫的过多，刀尖伸出的长度应小于刀杆厚度的两倍，以免产生振动而影响加工质量。夹紧车刀的紧固螺栓至少拧紧两个，拧紧后扳手要及时取下，以防发生安全事故。
【复习思考题】
1．  车刀按其用途和材料如何进行分类？
2．  绘图标注出外圆车刀和端面车刀的主要几何角度。
3．  前角γ0、后角α0分别表示了哪些刀面在空间的位置？试简述它们的作用。
4．  刃磨和安装车刀时的注意事项是什么？

课题四   车床的润滑和维护保养
【基本知识】
为了保证车床的正常运转，减少磨损，延长使用寿命，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。
一．常用车床的润滑方式
车床各不同部位采用各种不同的润滑方式。
1.浇油润滑   常用于外漏的润滑表面，如床身导轨面和滑板导轨面。
2.溅油润滑   常用于密闭的箱体内。如车床主轴箱中的转动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。
3）油绳导油润滑  常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线既易吸油又易渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑（见图4.14a）。
4）弹子油杯注油润滑  常用于尾座、中滑板摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期地用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位，封住注油口，以防尘屑入内（见图4.14b）。

                               图4.14  车床常用润滑方式
                    a) 油绳导油润滑   b) 弹子油杯注油润滑   c) 黄油杯润滑
5）黄油杯润滑   常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不便经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，则杯中的油脂就被挤压到润滑点中去（见图4.14c）。
6）油泵输油润滑   常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的机构。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式。
二．车床日常保养的要求
为了保证车床的加工精度、延长其使用寿命、保证加工质量、提高生产效率，车工除了能熟练地操作机床外，还必须学会对车床进行合理地维护、保养。
1．每天工作后，切断电源，对车床各表面、各罩壳、导轨面、丝杠、光杠、各操作手柄和操纵杆进行擦拭，做到无油污、无铁屑、车床外表清洁。
2.每周要求保养床身导轨面和中、小滑板导轨面及转动部位的清洁、润滑。要求油眼畅通、油标清晰，清洗油绳和护床油毛毡，保持车床外表清洁和工作场地整洁。
【操作要点】
1、润滑要求  主轴箱内的零件用油泵循环润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵输油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，待修复后才能开动车床。进给箱内的齿轮和轴承，除了用齿轮飞溅润滑外，在进给箱上部还有用于油绳导油润滑的储油槽，每班应给该储油槽加一次油。交换齿轮箱中间齿轮轴承是黄油杯润滑，每班一次。7天加一次钙基脂。尾座和中、小滑板手柄及光杠、丝杠、刀架转动部位靠弹子油杯润滑，每班润滑一次。此外，床身导轨、滑板导轨在工作前后都要擦净用油枪加油。
2.车床一级保养   通常当车床运行500h后，需进行一级保养。其保养工作以操作工人为主，在维修工人的配合下进行。保养时，必须先切断电源。
【复习思考题】
1.CA6140A型车床的润滑有哪些具体要求？
2.车床的日常维护、保养有哪些具体要求？
3.车床润滑的作用？
课题五  车外圆、端面和台阶

【基本知识】
工件外圆与端面的加工是车削中最基本的加工方法。
（一）工件在车床上的装夹方法
在车床上装夹工件的基本要求是定位准确、夹紧可靠。定位准确就是工件在机床或夹具中必须有一个正确位置，即车削的回转体表面中心应与车床主轴中心重合。夹紧可靠就是工件夹紧后能承受切削力，不改变定位并保证安全，且夹紧力适度以防工件变形，保证加工工件质量。在车床上常用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等附件来装夹工件，在成批大量生产中还可以用专用夹具来装夹工件。
1．用三爪自定心卡盘装夹工件  三爪自定心卡盘的结构如图5.15a所示。当用卡盘扳手转动小锥齿轮时，大锥齿轮随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使三个卡爪同时向中心移动或退出，以夹紧或松开工件。三爪自定心卡盘对中性好，自动定心准确度为0.05mm～0.15mm。装夹直径较小的外圆表面情况如图5.15b所示，装夹较大直径的外圆表面时可用三个反爪进行，如图5.15c。
2．用四爪单动卡盘装夹工件  四爪单动卡盘外形如图5.16a所示，
                      图5.15  三爪自定心卡盘装夹工件
                   a) 三爪自定心卡盘 b)正爪装夹 c)反爪装夹
                            图5.16  四爪单动卡盘装夹工件
                           a ）四爪单动卡盘   b)用百分表找正
它的四个卡爪通过四个螺杆可独立移动，除装夹圆柱体工件外，还可以装夹方形、长方形等形状不规则的工件。装夹时，必须用划线盘或百分表进行找正，以使车削的回转体表面中心对准车床主轴中心。图5.16b所示为用百分表找正的方法，其精度可达0.01mm。
3．用双顶尖装夹工件  在车床上常用双顶尖装夹轴类工件，如图5.17所示。前顶尖为普通顶尖（死顶尖），装在主轴锥孔内同主轴一起转动；后顶尖为活顶尖，装在尾座套筒内，其外壳不转动，顶尖芯与工件一起转动。工件利用其中心孔被顶在前后顶尖之间，通过拨盘和卡头随主轴一起转动。
顶尖的结构如图5.18所示，卡头的结构如图5.19所示。
用双顶尖装夹轴类工件的步骤：
（1）车平两端面、钻中心孔  先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。中心钻安装在尾座套筒内的钻夹头中，使之随套筒纵向移动钻削。中心钻和中心孔的形状如图5.20所示。中心孔60°锥面与顶尖锥面配合支承，B型120°锥面是保护锥面，以防60°锥面被破坏而影响定位精度。
（2）安装、校正顶尖  安装时，顶尖尾部锥面、主轴内锥孔和尾座套筒锥孔必须擦净，然后把顶
图5.17  双顶尖装加工件
图5.18  顶尖
a)普通顶尖  b)活顶尖

图5.19  卡头
图5.20   中心钻与中心孔
                                     a)A型   b）B型
尖用力推入锥孔内。校正时，可调整尾座横向位置，使前后顶尖对准为止，如图5.21所示，如果前后顶尖未对准，轴将被车成锥体。
图5.21  校正顶尖
（3）安装拨盘和工件  首先擦净拨盘的内螺纹和主轴端的外螺纹，然后拨盘拧在主轴上，再把轴的一端装上卡头并拧紧卡头螺钉，最后在双顶尖中安装工件，如图5.22所示。
                                 图5.22  安装工件
（二）车外圆
将工件车削成圆柱形外表面的方法称为车外圆，车外圆的几种情况如图5.23所示。
                                图5.23  外圆车削
a)尖刀车外圆b)弯头刀车外圆c)偏刀车外圆
车削方法一般采用粗车和精车两个步骤：
1．粗车  粗车的目的是尽快地从工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的形状和尺寸。尺寸要给精车留有适当的加工余量，其精度和表面粗糙度要求并不高，因此尺寸的目的是提高生产率。为了保证刀具耐用和减少刃磨次数，粗车时，要先选用较大的背吃刀量，其次根据可能，适当加大进给量，最后选取合适的切削速度。粗车刀一般选用尖头刀或弯头刀。
2．精车  精车的目的是切去粗车给精车留下的加工余量，以保证零件的尺寸公差和表面粗糙度。精车后工件尺寸公差等级可达IT7级，表面粗糙度值可达Ra=1.6μm。对于尺寸公差等级和表面粗糙度要求更高的表面，精车后还需进行磨削加工。在选择切削用量时，首先应选取合适的切削速度（高速或低速），再选取进给量（较小），最后根据工件尺寸来确定背吃刀量。
精车时为了保证工件的尺寸精度和减小粗糙度可采用下列几点措施：
（1）合理的选择精车刀的几何角度及形状  如加大前角可使刃口锋利，减小副偏角和刀尖圆弧能使已加工表面残留面积减小，前后刀面及刀尖圆弧用油石磨光等。
（2）合理地选择切削用量  在加工钢等塑性材料时，采用高速或低速切削可防止出现积屑瘤。另                                                      
外，采用较小的进给量和背吃刀量可减少已加工表面的残留面积。
（3）合理地使用切削液  如低速精车钢件时可用乳化液润滑，低速精车铸铁件时可用煤油润滑等等。
图5.24  试切方法与步骤
（4）采用试切法切削  试切法就是通过试切——测量——调整——再试切反复进行的方法使工件尺寸达到符合要求为止的加工方法。由于横向刀架丝杆及其螺母螺距与刻度盘的刻线有一定的制造误差，仅按刻度盘定吃刀量难以保证精车的尺寸公差，因此，需要通过试切来准确控制尺寸。此外，试切也可防止进错刻度而造成废品。图5.24所示为车削外圆工件时的试切方法与步骤。
（三）车端面
对工件端面进行车削的方法称为车端面。车端面采用端面车刀，当工件旋转时，移动床鞍（或小滑板）控制吃刀量，横滑板横向走刀便可进行车削，图5.25为端面车削时的几种情形。
图5.25  车端面
a)弯头车刀车端面  b)偏刀向中心走刀车端面   c)偏刀向外走刀车端面
车端面时应注意：刀尖要对准工件中心，以免车出的端面留下小凸台。由于车削时被切部分直径不断变化，从而引起切削速度的变化，所以车大端面时要适当调整转速，使车刀在靠近工件中心处的转速高些，靠近工件外圆处的转速低些。车后的端面不平整是由于车刀磨损或吃刀量过大导致床鞍移动造成的。因此要及时刃磨车刀并可将移置床鞍紧固在床身上。
（四）车台阶
车削台阶处外圆和端面的方法称为车台阶。车台阶时常用主偏角κr≥90°的偏刀车削，在车削外圆的同时车出台阶端面。台阶高度小于5mm时可用一次走刀车出，高度大于5mm的台阶可用分层法多次走刀后再横向切出，，如图5.26所示。
图5.26  车台阶
a)一次走刀   b)多次走刀
台阶长度的控制和测量方法如图5.27所示。
图5.27  台阶长度的控制和测量
a)卡钳测量b)钢直尺测量c)深度尺测量
【实习操作】
1．粗车外圆及端面  选取直径为φ90mm、长度为125mm的灰铸铁棒料（HT150）为毛坯，粗车后的直径为φ85mm、长度为120mm。
（1）装夹工件  由于铸件毛坯表面粗糙不平整，在用三爪自定心卡盘装夹时，一定要使三个卡爪全部接触外圆表面后再夹紧，以防松动。
（2）安装车刀  选用主偏角κr=45°的外圆车刀，按要求安装在方刀架上。
（3）切削用量  ap=1mm～2.5mm、f=0.15mm/r～0.4mm/r、νc=40m/min～60m/min（n=150r/min～225r/min），按此切削用量来调整车床。
（4）粗车端面及外圆  先车一端的端面和外圆，再掉头装夹车另一头端面和外圆。车第一刀的背吃刀量要大于硬皮的厚度，以防刀具磨损，另外，外圆尺寸可用试切法控制。
2．粗、精车外圆和端面  以粗车后的铸铁棒为毛坯料，按图5.27所示工件的尺寸和表面粗糙度要求，进行粗、精车外圆和端面。
（1）装夹工件  用三爪自定心卡盘夹紧工件，其夹紧长度为50mm左右。
（2）安装车刀  选用主偏角κr=45°和κr≥90°的偏刀两把，按要求装在方刀架上。
图5.27  粗、精车外圆和端面工件图（材料：45）
（3）切削用量  精车铸铁的切削用量为ap=0.3mm～0.5mm、f=0.05mm/r～0.2mm/r、νc=60m/min～100m/min（n=285r/min～476r/min），精车时按此用量调整车床。
（4）粗、精车端面和外圆  先用45°外圆端面车刀车端面，见平即可。接下来用90°外圆偏刀粗、精车外圆及台阶端面，先粗车φ80×45尺寸，再粗车φ67×29尺寸，最后用试切法精车φ66（0-0.2）×（30±0.5）尺寸。车好后用45°车刀倒角。
3．车台阶和钻中心孔  图5.27所示为精车后的工件，以它为坯料，按图5.28所示工件的尺寸、形位公差要求进行车削台阶和钻中心孔。、
加工步骤：（1）以φ66（0-0.2）和长度为30±0.5的台阶面为定位基准；（2）车端面，保证长度为80mm；（3）钻φ4mm中心孔；（4）粗、精车φ68×（70±0.2）台阶尺寸；（5）粗、精车φ60×（55±0.15）台阶尺寸；（6）粗、精车φ54×（20±0.1）台阶尺寸；（7）倒角。
图5.28  车台阶和钻中心孔工件图（材料：45）
【操作要点】
1．利用刻度盘控制尺寸精度  用试切法试切外圆时，必须利用横向进给手柄刻度盘上的刻度来控制背吃刀量。对刀后，需计算手柄顺时针转动的格数n，可用下式计算：
               n= （格）
式中d1——对刀时工件的直径（mm）；
    d2——要车好的工件直径（mm）；
  0.04——吃刀一格所切去的圆周余量（mm）；
试切测量的尺寸等于d2时，即可正式进行切削，如果试切后测量的尺寸大于d2，则需重新计算吃刀格数试切。如试切后测量的尺寸小于d2，则需把手柄逆时针转过两圈后，重新对刀计算吃刀格数试切。不能把手柄直接退回至d2尺寸处=就车削，这是因为手柄丝杆与螺母之间有间隙，间隙如不清除，背吃刀量无变化，车削的直径仍小于d2而导致工件报废。
2．外圆尺寸的测量  粗略测量时可用外卡钳或钢直尺，一般应使用游标卡尺，还可以用千分尺。
【教师演示】
细长轴类工件，常采用中心架或跟刀架进行车削，如图5.29所示。
图5.29  中心架和跟刀架的应用
表1是利用跟刀架车削细长轴的实例，供教师演示用。
表1  细长轴车削实例

所用刀具及量具

外圆尖刀头，中心钻，游标卡尺，千分尺

序号
简图
操作要点

1

车端面，钻中心孔

2

工件的装夹
床头端用 开