車床操作

（1）工作前按規定潤滑機床，檢查各手柄是否到位，并開慢車試運轉五分鐘，確認一切正常方能操作。（2）卡盤夾頭要上牢，開機時扳手不能留在卡盤或夾頭上。

（3）工件和刀具裝夾要牢固，刀桿不應伸出過長（鏜孔除外）；轉動小刀架要停車，防止刀具碰撞卡盤、工件或劃破手。

（4）工件運轉時，操作者不能正對工件站立，身不靠車床，腳不踏油盤。

（5）高速切削時，應使用斷屑器和擋護屏。

（6）禁止高速反剎車，退車和停車要平穩。

（7）清除鐵屑，應用刷子或專用鉤。

（8）用銼刀打光工件，必須右手在前，左手在后；用砂布打光工件，要用“手夾”等工具，以防絞傷。

（9）一切在用工、量、刃具應放于附近的安全位置，做到整齊有序。

（10）車床未停穩，禁止在車頭上取工件或測量工件。

（11） 車床工作時，禁止打開或卸下防護裝置。

（12） 臨近下班，應清掃和擦拭車床，并將尾座和溜板箱退到床身最右端。

按用途和結構的不同，車床主要分為臥式車床和落地車床、立式車床、轉塔車床、單軸自動車床、多軸自動和半自動車床、仿形車床及多刀車床和各種專門化車床，如凸輪軸車床、曲軸車床、車輪車床、鏟齒車床。在所有車床中，以臥式車床應用最為廣泛。臥式車床加工尺寸公差等級可達IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可達1.6μm。計算機技術被廣泛運用到機床制造業，隨之出現了數控車床、車削加工中心等機電一體化的產品。

1.裝夾校正工件時的注意事項

在裝夾工件前，必須先把碳在工件中的砂泥等雜質清除掉免雜質嵌進拖板滑動面，加劇導軟磨損或“咬壞”導軌。

在裝夾及校正一些尺寸校大、形狀復雜而裝夾而積又較小的工件時，應預先在工件下面的車床床面上安放一塊木制的床蓋板，同時用壓板或活絡頂針頂住工件，防止它掉下來砸壞車床，如發現工件的位置不正確或歪斜，切忌用力敲擊，以免影響車床主軸的精度，必須先將夾爪、壓板或頂針略微松開，再進行有步驟的校正。

2.工具和車刀的安放

工具和車刀不要放在床面上，以免敲壞導軌。如需要放的話般先在床面上蓋上床蓋板，把工具和車刀放在床蓋板上。

（1）在砂光工件時，要在工件下面的床面上用床蓋板或紙蓋??；砂光后，仔細擦凈床面。

（2）在車鑄鐵工件時，在扼板上裝護軌罩蓋，同時要擦去切屑能夠飛濺到的一段床面上的潤滑油。

（3）不使用時，必須做好車床的清潔保養工作，防止切屑、砂?；螂s質進入車床導軌滑動面，把導軌“咬壞”或加劇它的磨損。

（4）在使用冷卻潤滑液前，必須清除車床導軌及冷卻潤滑液盛盤里的垃圾；使用后，要把導軌上的冷卻潤滑液擦干，并加機械潤。

1．粗車車削加工是外圓粗加工最經濟有效的方法。由于粗車的目的主要是迅速地從毛坯上切除多余的金屬，因此，提高生產率是其主要任務。

粗車通常采用盡可能大的背吃刀量和進給量來提高生產率。而為了保證必要的刀具壽命，切削速度則通常較低。粗車時，車刀應選取較大的主偏角，以減小背向力，防止工件的彎曲變形和振動；選取較小的前角、后角和負值的刃傾角，以增強車刀切削部分的強度。粗車所能達到的加工精度為IT12～ITll，表面粗糙度Ra為50～12．5μm。

2．精車精車的主要任務是保證零件所要求的加工精度和表面質量。精車外圓表面一般采用較小的背吃刀量與進給量和較高的切削速度進行加工。在加工大型軸類零件外圓時，則常采用寬刃車刀低速精車。精車時車刀應選用較大的前角、后角和正值的刀傾角，以提高加工表面質量。精車可作為較高精度外圓的最終加工或作為精細加工的預加工。精車的加工精度可達IT8～IT6級，表面粗糙度Ra可達1．6～0．8μm。

3．精細車精細車的特點是：背吃刀量和進給量取值極小，切削速度高達150～2000m/min。精細車一般采用立方氨化硼（CBN）、金剛石等超硬材料刀具進行加工，所用機床也必須是主軸能作高速回轉、并具有很高剛度的高精度或精密機床。精細車的加工精度及表面粗糙度與普通外圓磨削大體相當，加工精度可達IT6以上，表面粗糙度Ra可達0．4～0.005μm。多用于磨削加工性不好的有色金屬工件的精密加工，對于容易堵塞砂輪氣孔的鋁及鋁合金等工件，精細車更為有效。在加工大型精密外圓表面時，精細車可以代替磨削加工。

古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，并手持刀具而進行切削的。

1797年，英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國 人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。

為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發明轉塔車床。

1848年，美國又出現回輪車床。

1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床。

20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。

第一次世界大戰后，由于軍火、汽車和其他機械工業的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發展。50年代中，發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發展。

【車削】修改功能可以通過旋轉一個二維圖形，產生三維物體，施加該命令后，通常都需要調節對齊軸向與對齊位置，才能得到正確結果。

在車床使用不同的車刀或其他刀具，可以加工各種回轉表面，如內外圓柱面、內外圓錐面、螺紋、溝槽、端面和成形面等，加工精度可達IT8一IT7 ,表面粗糙度Ra 值為1.6～0.8,車削常用來加工單一軸線的零件，如直軸和一般盤、套類零件等。若改變工件的安裝位置或將車床適當改裝，還可以加工多軸線的零件(如曲軸、偏心輪等)或盤形凸輪。單件小批生產中，各種軸、盤、套等類零件多選用適應性廣的臥式車床或數控車床進行加工;直徑大而長度短（長徑比0.3～0.8)的大型零件，多用立式車床加工。成批生產外形較復雜，具有內孔及螺紋的中小型軸、套類零件時，應選用轉塔車床進行加工。大批、大量生產形狀不太復雜的小型零件，如螺釘、螺母、管接頭、軸套類等時，多選用半自動和自動車床進行加工。它的生產率很高但精度較低。

1、易于保證工件各加工面的位置精度

a 例如易于保證同軸度要求

利用卡盤安裝工件，回轉軸線是車床主軸回轉軸線

利用前后頂尖安裝工件，回轉軸線是兩頂尖的中心連線

b 易于保證端面與軸線垂直度要求由橫溜板導軌，與工件回轉軸線的垂直度

2、切削過程較平穩避免了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利于生產率提高。

3、適于有色金屬零件的精加工

有色金屬零件表面粗糙度大Ra值要求較小時，不宜采用磨削加工，需要用車削或銑削等。用金剛石車刀進行精細車時，可達較高質量。

4、刀具簡單

車刀制造、刃磨和安裝均較方便。

工件旋轉，車刀在平面內作直線或曲線移動的切削加工。車削一般在車床上進行，用以加工工件的內外圓柱面、端面、圓錐面、成形面和螺紋等。

車削內外圓柱面時，車刀沿平行于工件旋轉軸線的方向運動。車削端面或切斷工件時，車刀沿垂直于工件旋轉軸線的方向水平運動。如果車刀的運動軌跡與工件旋轉軸線成一斜角，就能加工出圓錐面。車削成形的回轉體表面，可采用成形刀具法或刀尖軌跡法。 車削時，工件由機床主軸帶動旋轉作主運動；夾持在刀架上的車刀作進給運動。切削速度v 是旋轉的工件加工表面與車刀接觸點處的線速度（米/分）；切削深度是每一切削行程時工件待加工表面與已加工表面間的垂直距離（毫米），但在切斷和成形車削時則為垂直于進給方向的車刀與工件的接觸長度（毫米）。進給量表示工件每轉一轉時車刀沿進給方向的位移量(毫米/轉)，也可用車刀每分鐘的進給量（毫米/分）表示。用高速鋼車刀車削普通鋼材時，切削速度一般為25～60米/分，硬質合金車刀可達80～200米/分;用涂層硬質合金車刀時最高切削速度可達300米/分以上。

車削一般分粗車和精車（包括半精車）兩類。粗車力求在不降低切速的條件下，采用大的切削深度和大進給量以提高車削效率,但加工精度只能達IT11,表面粗糙度為Rα20～10微米；半精車和精車盡量采用高速而較小的進給量和切削深度，加工精度可達IT10～7,表面粗糙度為Rα10～0.16微米。在高精度車床上用精細修研的金剛石車刀高速精車有色金屬件,可使加工精度達到IT7～5,表面粗糙度為Rα0.04～0.01微米，這種車削稱為"鏡面車削"。如果在金剛石車刀的切削刃上修研出 0.1～0.2微米的凹、凸形,則車削的表面會產生凹凸極微而排列整齊的條紋,在光的衍射作用下呈現錦緞般的光澤,可作為裝飾性表面，這種車削稱為"虹面車削"。

車削加工時，如果在工件旋轉的同時，車刀也以相應的轉速比（刀具轉速一般為工件轉速的幾倍）與工件同向旋轉，就可以改變車刀和工件的相對運動軌跡，加工出截面為多邊形（三角形、方形、棱形和六邊形等）的工件。如果在車刀縱向進給的同時，相對于工件每一轉，給刀架附加一個周期性的徑向往復運動，就可以加工凸輪或其他非圓形斷面的表面。在鏟齒車床上，按類似的工作原理可加工某些多齒刀具(如成形銑刀、齒輪滾刀)刀齒的后刀面，稱為"鏟背"。

1.定義

車刀是應用最廣的一種單刃刀具。也是學習、分析各類刀具的基礎。車刀用于各種車床上，加工外圓、內孔、端面、螺紋、車槽等。

2.分類

車刀按結構可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉位車刀和成型車刀。其中可轉位車刀的應用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。

（1）硬質合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用焊料將硬質合金刀片焊接在刀槽內，并按所選擇的幾何參數刃磨后使用的車刀。

（2）機夾車刀 機夾車刀是采用普通刀片，用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。

（3）可轉位車刀 可轉位車刀是使用可轉位刀片的機夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉位換成相鄰的新切削刃，即可繼續工作，直到刀片上所有切削刃均已用鈍，刀片才報廢回收。更換新刀片后，車刀又可繼續工作。

與焊接車刀相比，可轉位車刀具有下述優點:

A.刀具壽命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷,刀具幾何參數完全由刀片和刀桿槽保證，切削性能穩定，從而提高了刀具壽命。

B.生產效率高 由于機床操作工人不再磨刀，可大大減少停機換刀等輔助時間。

C. 有利于推廣新技術、新工藝 可轉位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。

D. 有利于降低刀具成本 由于刀桿使用壽命長，大大減少了刀桿的消耗和庫存量，簡化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。

可轉位車刀刀片的夾緊特點與要求：

A. 定位精度高 刀片轉位或更換新刀片后，刀尖位置的變化應在工件精度允許的范圍內。

B. 刀片夾緊可靠 應保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經得起沖擊和振動，但夾緊力也不宜過大，應力分布應均勻，以免壓碎刀片。

C. 排屑流暢 刀片前面上最好無障礙，保證切屑排出流暢，并容易觀察。

D. 使用方便 轉換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對小尺寸刀具結構要緊湊。 在滿足以上要求時，盡可能使結構簡單，制造和使用方便。

(4) 成形車刀 成形車刀是加工回轉體成形表面的專用刀具，其刃形是根據工件廓形設計的，可用在各類車床上加工內外回轉體的成形表面。 用成形車刀加工零件時可一次形成零件表面，操作簡便、生產率高，加工后能達到公差等級IT8～IT10、粗糙度為10～5μm，并能保證較高的互換性。但成形車刀制造較復雜、成本較高，刀刃工作長度較寬，故易引起振動。 成形車刀主要用在加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的零件。

按用途分類

（1）車刀按用途可分

（a）90°車刀（偏刀）；

（b）45°車刀(彎頭車刀)；

（c）切斷刀;

（d）鏜孔刀;

（e）成形車刀;

（f）螺紋車刀；

（g）硬質合金不重磨車刀

（2）各種車刀的基本用途

（a）90°車刀：用來車削工件的外圓,階臺和端面。

（b）45°車刀：用來車削工件的外圓.端面和倒角。

（c）切斷刀 ：用來切斷工件或工件上切出的溝槽。

（d）鏜孔刀：用來車削工件的內孔。

（e）成形車刀：用來車削階臺處的圓角,圓槽或車削特殊形狀工件。

（f）紋車刀：用來車削螺紋 。

加工效率高

硬車削具有比磨削更高的加工效率，且其所消耗的能量是普通磨削加工的1/5 。硬車削往往采用大切削深度、高的工件轉速，其金屬切除率通常是磨削加工的3～4倍。車削加工時一次裝夾可完成多種表面加工(如車外圓、車內孔、車槽等)，而磨削則需要多次安裝，因此，其輔助時間短，加工表面之間位置精度高。

硬車削是潔凈加工工藝

大多數情況下，硬車削無須冷卻液。事實上，使用冷卻液會給刀具壽命和表面質量帶來不利影響。因為，硬車削是通過使剪切部分的材料退火變軟而形成切削的，若冷卻率過高，就會減小由切削力而產生的這種效果，從而加大機械磨損，縮短刀具壽命。同時硬車削可省去與冷卻液有關的裝置，降低生產成本，簡化生產系統，形成的切屑干凈清潔，回收處理容易。

設備投資少，適合柔性生產要求

在生產率相同時，車床投資是磨床的1/3～1/2，其輔助系統費用也低。對于小批量生產而言，硬車削不需特殊設備，而大批量加工高精度零件則需耍剛性好、定位精度和重復定位精度高的數控機床。

車床本身就是一種加工范圍廣的柔性加工方法，車削裝夾快速，采用配有多種刀具轉盤或刀庫的現代CNC車床很容易實現兩種不同工件之問的加工轉換，硬車削尤其適合此類加工。因此，與磨削相比，硬車削能更好地適應柔性化生產要求。

硬車削可使零件獲得良好的整體加工精度

硬車削中生產的大部分熱量被切屑帶走，不會產生像磨削加工的表面燒傷和裂紋，具有優良的加工表面質量，有精確的加工圓度，能保證加工表面之間較高的位置精度 。

首先合理的硬車削系統可以減少甚至省去磨削以及與之相關的高昂的刀具成本和太長的加工時間。采用合理的硬車削工藝可獲得0.0028mm表面光潔度、0.0002mm圓度和±0.005mm直徑公差，硬車削的目標是隨切屑帶走至少80%熱量。這樣的精度在對淬硬前工件進行“軟車削”相同機床上同樣可以達到從而最大限度地提高了設備利用率。但有些工廠由于錯誤地選用了刀片或不清楚所用機床是否具有足夠的剛性以承受二倍于普通車削的壓力，從而使得硬車削工藝沒有充分發揮出其高效應。

1．冷卻液

其最大問題是用還是不用冷卻液。對于齒輪之類的斷續切削零件來說，最好采用“干車削”，否則進刀和退刀時的熱沖擊很可能引起刀片破裂。至于連續切削，刀頭在干車削過程中產生的高溫足以韌化（軟化）預切削區域，從而降低材料硬度使之易于剪切。這個現象說明了干切削時增大速度是有益的。同時，無冷卻液切削方式具有明顯的成本優勢。

在連續切削中，冷卻液可能有助于延長刀具壽命和提高表面光潔度。問題的關鍵是要使冷卻液能夠到達刀頭，高壓冷卻液是解決這個問題的最好辦法，因為它不容易在高溫下蒸發。此外，高壓可以減少切屑堆積，從而減少因為切屑阻塞對冷卻液流至刀頭的影響。另一個辦法是將冷卻液同時釋放到刀片的頂部和底部，以確保冷卻液連續到達刀頭。 如果使用冷卻液，必須是水基的。在完全匹配的硬車削過程中形成的切屑可以帶走80%～90%的熱量（切削區域最高溫度可達1700°F）。如此熾熱的切屑一旦接觸低燃點冷卻油，整個工序將有可能遭到徹底破壞。如果在敞開式機床上進行硬車削，必須增加適當的保護裝置，避免操作人員被切屑燙傷。

2．白化層

“白化層（熱影響區）”可能令人討厭地出現在硬車削和磨削操作中，即在材料表面形成一層肉眼看不見的非常?。ㄍǔ?μm）的硬殼。在硬車削過程中形成白化層，一般是因為刀片鈍化導致過多的熱量傳遞到零件內。白化層經常在軸承鋼上形成，而且對于軸承圈之類需要承受高接觸壓力的零件是非常有害的，隨著時間的推移，白化層可能剝離并導致軸承失效。

對于剛開始從事硬車削的工廠，建議在生產的頭幾周內進行隨機抽查，以確定每個刀片能夠車削多少零件而不形成白化層。另外，一個刀片即使可加工400個零件，也有可能在加工300件后就變鈍并且開始使零件產生白化層。

3．機床

機床剛度決定了硬車削的加工精度。近15～20年內制造的機床幾乎都有很好的剛性，足以承受硬車削。在許多情況下，機床的總體狀況很大程度上比使用年限更重要，精心維護的普通車床也可以用于硬車削。

為了給硬車削機床增加剛性和阻尼特性，哈挺將許多先進機床的特性用于了車削中心，其中包括聚合物復合材料增強機座、帶彈簧夾頭（使主軸支撐靠近工件）的直接配合式主軸和靜壓導軌。

系統剛性最大化意味著盡量減少懸空、刀具延伸和零件伸出，并取消調隙片和墊圈，其目標是保持所有零部件盡可能地接近轉塔刀架。

4．車螺紋

采用合適的刀片幾何形狀是在淬硬材料上車螺紋的關鍵，最好的螺紋刀片是類似于鏜桿上安裝的三角形刀片。在淬硬材料上車螺紋時，為了控制切削壓力和延長刀片壽命，有必要增加走刀次數并減小切深。另一種選擇是采用交替式側面切入方式，可改變切削力承受位置并延長刀具壽命。

5．工件

盡管45HRC硬度是硬車削的起始點，但硬車削經常在60HRC以上硬度的工件上進行。硬車削材料通常包括工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼以及鉻鎳鐵合金、耐蝕耐熱鎳基合金、鎢鉻鈷合金等特殊材料。根據冶金學，在切深范圍內硬度偏差小（小于2個HRC）的材料可顯示出最好的過程可預測性。最適合于硬車削的零件具有較小的長徑比（L/D），一般說來，無支撐工件的L/D之比不大于4:1，有支撐工件的L/D之比不大于8:1。盡管細長零件有尾架支撐，但是由于切削壓力過大仍有可能引起刀振。 為了最大限度地增加硬車削的系統剛性，應盡量減小懸伸。刀具伸出長度不得大于刀桿高度的1.5倍。

6．鏜孔

鏜削淬硬材料需要很大的切削壓力，因此往往需成倍增加鏜桿承受的扭力和切向力。采用正前角（35°或55°）、小刀尖半徑刀片可以減小切削壓力。在增加切削速度的同時減小切深和進刀速度，也是減小切削壓力的辦法。

鏜孔時，刀具必須與零件同心或略高于零件中心，因為切削引起的撓曲變形使實際中心線的位置降低了。最好的夾緊形式是全長度對開套筒，在鏜削淬硬材料時，全長度對開套筒夾頭可提供最高的刀夾剛度。其次是彈簧夾頭和單點螺絲夾頭。

7．工藝

因為硬車削產生的熱量大部分由切屑帶走，加工前后對切屑進行檢查可以發現整個過程是否協調。連續切削時，切屑應該呈熾燃的橙黃色，并象一根緞帶似地飄逸而出。如果切屑冷卻后用手一壓基本斷裂，表明切屑帶走的熱量是正常的。

8．刀片

盡管立方氮化硼（CBN）刀片的價格昂貴，但CBN刀片最適合于硬車削。CBN刀片能夠在斷續切削過程中保持定位不變，在連續切削過程中提供安全的刀具磨損率。當采用合理的硬車削工藝時，CBN刀片除了在控制直徑公差方面比不上磨削以外，其它性能都是首屈一指的。

陶瓷不如CBN耐磨，因此一般不用于公差小于±0.025mm的加工。陶瓷不適合于斷續切削，而且不能加冷卻液，因為熱沖擊可能造成刀片破裂。刀片的鈍緣幾何形狀是陶瓷材料的固有特點，這一特點使切削力增大而工件表面光潔度下降。另外，陶瓷刀片刃口斷裂可能是災難性的，它可能導致所有切削刃均不能使用。金屬陶瓷（立方碳化鈦）對連續切削滲碳硬化材料很有效，盡管它不具備CBN那樣的耐磨性，但刀片在大多數情況下會成比例地磨損而不斷裂。正前角刀片由于其切削力較小，通常用在剛性不高的機床上進行硬車削。關于刀片的最合理應用，建議與刀具供應商密切合作，特別是在最初階段，以迅速達到最佳切削速度。

硬車削技術經過十年的發展及推廣應用，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。下面舉例說明硬車削技術在軋輥加工等行業生產中的推廣應用情況。

軋棍加工行業

國內十兒家大型軋輥企業已使用硬車削技術對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進行荒車、粗車和精車等切削加工，均取得了良好的效益。平均提高加工效率2～6倍，節約加工工時和電力50%～80%。如在武漢鋼鐵公司軋輥廠，對硬度為60～80HS的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時．切削速度提高了3倍，每車一根軋輥，節約電力、工時費400多元，節約刀具費近100元，取得了巨大的經濟效益。如我校機電實驗中心．用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58～63的 86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(v=60m/min，f=0.2mm/r，ap=0.8mm)單刃連續切削軋輥路徑達15000m(VCmax=0.2mm) ，滿足了以精車代磨削的要求。

工業泵加工行業

國內碴漿泵生產廠的70%～80%已采用硬車削技術。碴漿泵廣泛應用于礦山、電力等行業，是國內外急需的產品，其護套、護板是63～67HRC的 Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由于各種刀具難以車削它．所以只得采用退火軟化后粗加工，然后再悴火加工的工藝。采用硬車削技術以后，順利解決了一次硬化加工問題，免除了退火再淬火兩道工序，節約了大量工時和電力。

汽車加工行業

在汽車、拖拉機等大批量生產行業中的曲軸、凸輪軸及傳動軸、刀量具行業及設備維修中經常會碰到淬硬件的加工難題。如我國某機車車輛廠，在設備維修中需要對軸承內圈進行加工，軸承內圈(材料Gcr15)的硬度為60HRC，內圈直徑為285mm，采用磨削工藝，磨削余量不均勻，需2h才能磨好；而采用硬車削加工，僅用45min就加工好一個內圈 。