普通车床操作实训操作教程

普通车床操作实训指导（一）熟悉车工基本概念及其加工范围车工是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需零件的一种切削加工方法。其中工件的旋转为主运动，刀具的移动为进给运动（图1－1）。图1-1车削运动车床主要用于加工回转体表面（图1－2），加工的尺寸公差等级为IT11～IT6，表面粗糙度Ra值为12．5～0．8μm。车床种类很多，其中卧式车床应用最为广泛。图1-2普通车床所能加工的典型表面a）车外园b）车端面C）车锥面d）切槽、切断e）切内槽f）钻中心孔g）钻孔h）镗孔i）铰孔j）车成形面k）车外螺纹l）滚花（二）学习卧式车床型号及结构组成Ⅰ、机床的型号C6132主参数代号（最大车削直径的1/10，即320mm）机床型别代号（普通车床型）机床组别代号（普通车床组）机床类别代号（车床类）C616主参数的1/10，即车床主轴轴线到导轨面的尺寸为160mm，（其车削工件最大直径为320mm）。组别（普通车床）类别（车床类）Ⅱ、卧式车床的结构1．卧式车床的型号卧式车床用C61×××来表示，其中C为机床分类号，表示车床类机床；61为组系代号，表示卧式。其它表示车床的有关参数和改进号。2．卧式车床各部分的名称和用途C6132普通车床的外形如图1-3所示。图1-3C6132普通车床1-床头箱；2-进给箱；3-变速箱；4-前床脚；5-溜板箱；6-刀架；7-尾架；8-丝杠；9-光杠；10-床身；11-后床脚；12-中刀架；13-方刀架；14-转盘；15-小刀架；16-大刀架图1-4刀架图1-5尾座1顶尖2套筒锁紧手柄3顶尖套筒4丝杆5螺母6尾座锁紧手柄7手轮8尾座体9底座（三）卧式车床的传动系统电动机输出的动力，经变速箱通过带传动传给主轴，更换变速箱和主轴箱外的手柄位置，得到不同的齿轮组啮合，从而得到不同的主轴转速。主轴通过卡盘带动工件作旋转运动。同时，主轴的旋转运动通过换向机构、交换齿轮、进给箱、光杠（或丝杠）传给溜板箱，使溜板箱带动刀架沿床身作直线进给运动。（四）卧式车床的各种手柄和基本操作1．卧式车床的调整及手柄的使用C6132车床的调整主要是通过变换各自相应的手柄位置进行的，详见图1-6。图1-6C6132车床的调整手柄1、2、6—主运动变速手柄3、4—进给运动变速手柄5—刀架左右移动的换向手柄7—刀架横向手动手柄8—方刀架锁紧手柄9—小刀架移动手柄10—尾座套筒锁紧手柄11—尾座锁紧手柄12—尾座套筒移动手轮13—主轴正反转及停止手柄14—“开合螺母”开合手柄15—刀架横向自动手柄16—刀架纵向自动手柄17—刀架纵向手动手轮18—光杠、丝杠更换使用的离合器2．卧式车床的基本操作（1）停车练习(主轴正反转及停止手柄13在停止位置）1）正确变换主轴转速。变动变速箱和主轴箱外面的变速手柄1、2或6，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）正确变换进给量。按所选的进给量查看进给箱上的标牌，再按标牌上进给变换手柄位置来变换手柄3和4的位置，即得到所选定的进给量。3）熟悉掌握纵向和横向手动进给手柄的转动方向。左手握纵向进给手动手轮17，右手握横向进给手动手柄7。分别顺时针和逆时针旋转手轮，操纵刀架和溜板箱的移动方向。4）熟悉掌握纵向或横向机动进给的操作。光杠或丝杠接通手柄18位于光杠接通位置上，将纵向机动进给手柄16提起即可纵向进给，如将横向机动进给手柄15向上提起即可横向机动进给。分别向下扳动则可停止纵、横机动进给。5）尾座的操作。尾座靠手动移动，其固定靠紧固螺栓螺母。转动尾座移动套筒手轮12，可使套筒在尾架内移动，转动尾座锁紧手柄11，可将套筒固定在尾座内。（2）低速开车练习练习前应先检查各手柄位置是否处于正确的位置，无误后进行开车练习。1）主轴启动——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——机动纵横进给——手动退回——机动横向进给——手动退回——停止主轴转动——关闭电动机特别注意：1）机床未完全停止严禁变换主轴转速，否则发生严重的主轴箱内齿轮打齿现象甚至发生机床事故。开车前要检查各手柄是否处于正确位置。2）纵向和横向手柄进退方向不能摇错，尤其是快速进退刀时要千万注意，否则会发生工件报废和安全事故。3）横向进给手动手柄每转一格时，刀具横向吃刀为0.02mm，其圆柱体直径方向切削量为0.04mm。（一）车刀Ⅰ、刀具材料1、刀具材料应具备的性能(1)高硬度和好的耐磨性。刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属。一般刀具材料的硬度应在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。(2)足够的强度与冲击韧度。强度是指在切削力的作用下，不致于发生刀刃崩碎与刀杆折断所具备的性能。冲击韧度是指刀具材料在有冲击或间断切削的工作条件下，保证不崩刃的能力。(3)高的耐热性。耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标，它综合反映了刀具材料在高温下仍能保持高硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。(4)良好的工艺性和经济性2、常用刀具材料目前，车刀广泛应用硬质合金刀具材料，在某些情况下也应用高速钢刀具材料。(1)高速钢高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640℃左右其硬度下降，不能进行高速切削。(2)硬质合金以耐热高和耐磨性好的碳化物，钴为粘结剂，采用粉末冶金的方法压制成各种形状的刀片，然后用铜钎焊的方法焊在刀头上作为切削刀具的材料。硬质合金的耐磨性和硬度比高速钢高得多，但塑性和冲击韧度不及高速钢。Ⅱ、车刀组成及车刀角度车刀是形状最简单的单刃刀具，其它各种复杂刀具都可以看作是车刀的组合和演变，有关车刀角度的定义，均适用于其它刀具。1、车刀的组成车刀是由刀头(切削部分)和刀体(夹持部分)所组成。车刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所组成，即一点二线三面。(图2-1)(a)(b)(c)2、车刀角度车刀的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角，和刃倾角1)前角前刀面与基面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。前角可分为正、负、零，前刀面在基面之下则前角为正值，反之为负值，相重合为零。前角的作用：增大前角，可使刀刃锋利、切削力降低、切削温度低、刀具磨损小、表面加工质量高。但过大的前角会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。选择原则：用硬质合金车刀加工钢件(塑性材料等)，一般选取=10º～20°；加工灰口铸铁(脆性材料等)，一般选取=5o～15°。精加工时，可取较大的前角，粗加工应取较小的前角。工件材料的强度和硬度大时，前角取较小值，有时甚至取负值。2)后角主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面的倾斜程度。后角的作用：减少主后刀面与工件之间的磨擦，并影响刃口的强度和锋利程度。选择原则：一般后角可取=6º～8º。3)主偏角主切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。图2-1车刀的组成1-副切削刃2-前刀面3-刀头4-刀体5-主切削刃6-主后刀面7-副后刀面8-刀尖图2-2刀尖的形成a)切削刃的实际交点b)圆弧过渡刃c)直线过渡刃主偏角的作用：影响切削刃的工作长度、切深抗力、刀尖强度和散热条件。主偏角越小，则切削刃工作长度越长，散热条件越好，但切深抗力越大。选择原则：车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°几种。工件粗大、刚性好时，可取较小值。车细长轴时，为了减少径向力而引起工件弯曲变形，宜选取较大值。4)副偏角副切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角。作用：影响已加工表面的表面粗糙度，减小副偏角可使已加工表面光洁。选择原则：一般取=5o～15°，精车可取5o～10°，粗车时取10o～15°。5)刃倾角主切削刃与基面间的夹角,刀尖为切削刃最高点时为正值，反之为负值。刃倾角的作用：主要影响主切削刃的强度和控制切屑流出的方向。以刀杆底面为基准，当刀尖为主切削刃最高点时，为正值，切屑流向待加工表面；当主切削刃与刀杆底面平行时，=0o，切屑沿着垂直于主切削刃的方向流出；当刀尖为主切削刃最低点时，为负值，切屑流向已加工表面。选择原则：一般在0o～±5°之间选择。粗加工时，常取负值，虽切屑流向已加工表面无妨，但保证了主切削刃的强度好。精加工常取正值，使切屑流向待加工表面，从而不会划伤己加工表面的质量。Ⅲ、车刀的安装车刀必须正确牢固地安装在刀架上，如图2－3所示。安装车刀应注意下列几点：1）刀头不宜伸出太长，否则切削时容易产生振动，影响工件加工精度和表面粗糙度。一般刀头伸出长度不超过刀杆厚度的两倍,能看见刀尖车削即可。2）刀尖应与车床主轴中心线等高。车刀装得太高，后角减小，则车刀的主后面会与工件产生强烈的磨擦；如果装得太低,前角减少，切削不顺利，会使刀尖崩碎。刀尖的高低，可根据尾架顶尖高低来调整。车刀的安装如图2-3a）所示。图2－3车刀的安装a)正确b)错误3）车刀底面的垫片要平整，并尽可能用厚垫片，以减少垫片数量。调整好刀尖高低后，至少要用两个螺钉交替将车刀拧紧。（二）车外圆、端面和台阶Ⅰ、三爪自定心卡盘安装工件1．用三爪自定心卡盘安装工件图2-4三爪自定心卡盘结构和工件安装三爪自定心卡盘的结构如图2-4a所示，当用卡盘扳手转动小锥齿轮时，大锥齿轮也随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使三个爪同时向心移动或退出，以夹紧或松开工件。它的特点是对中性好，自动定心精度可达到0.05~0.15㎜。可以装夹直径较小的工件，如图2-4b所示。当装夹直径较大的外圆工件时可用三个反爪进行，如图2-4c所示。但三爪自定心卡盘由于夹紧力不大，所以一般只适宜于重量较轻的工件，当重量较重的工件进行装夹时，宜用四爪单动卡盘或其它专用夹具。2．用一夹一顶安装工件对于一般较短的回转体类工件，较适用于用三爪自定心卡盘装夹，但对于较长的回转体类工件，用此方法则刚性较差。所以，对一般较长的工件，尤其是较重要的工件，不能直接用三爪自定心卡盘装夹，而要用一端夹住，另一端用后顶尖顶住的装夹方法。Ⅱ、车外圆1．调整车床车床的调整包括主轴转速和车刀的进给量。主轴的转速是根据切削速度计算选取的。而切削速度的选择则和工件材料、刀具材料以及工件加工精度有关。用高速钢车刀车削时，V=0.3～1m/s，用硬质合金刀时，V=1～3m/s。车硬度高钢比车硬度低钢的转速低一些。例如用硬质合金车刀加工直径D＝200毫米的铸铁带轮，选取的切削速度V＝0．9米／秒，计算主轴的转速为：（转／分）进给量是根据工件加工要求确定。粗车时，一般取0.2～0.3毫米／转；精车时，随所需要的表面粗糙度而定。例如表面粗糙度为Ra3.2时，选用0.1～0.2毫米／转；Ra1.6时，选用0.06～0.12毫米／转，等等。进给量的调整可对照车床进给量表扳动手柄位置，具体方法与调整主轴转速相似。2．粗车和精车粗车的目的是尽快地切去多余的金属层，使工件接近于最后的形状和尺寸。粗车后应留下0．5～1毫米的加工余量。精车是切去余下少量的金属层以获得零件所求的精度和表面粗糙度，因此背吃刀量较小，约0.1～0.2毫米，切削速度则可用较高或较低速，初学者可用较低速。为了提高工件表面粗糙度，用于精车的车刀的前、后刀面应采用油石加机油磨光，有时刀尖磨成一个小圆弧。为了保证加工的尺寸精度，应采用试切法车削。试切法的步骤如图2－5所示。图2－5试切步骤3.车外圆时的质量分析1）尺寸不正确：原因时车削时粗心大意，看错尺寸；刻度盘计算错误或操作失误；测量时不仔细，不准确而造成的。2）表面粗糙度不和要求：原因是车刀刃磨角度不对；刀具安装不正确或刀具磨损，以及切削用量选择不当；车床各部分间隙过大而造成的。3）外径有锥度：原因是吃刀深度过大，刀具磨损；刀具或拖板松动；用小拖板车削时转盘下基准线不对准“0”线；两顶尖车削时床尾“0”线不在轴心线上；精车时加工余量不足造成的。Ⅲ、车端面端面的车削方法：车端面时，刀具的主刀刃要与端面有一定的夹角。工件伸出卡盘外部分应尽可能短些，车削时用中拖板横向走刀