大川機械
第二章 車(chē)床基本知識
由于大多數機械零件都具有回轉表面，同時(shí)車(chē)床的切削功能不斷增強，使用的刀具又較為簡(jiǎn)單，因此車(chē)床成為機械制造業(yè)中最廣泛使用的機床之一，車(chē)床的好壞直接影響到加工質(zhì)量的優(yōu)劣和生產(chǎn)效率的高低。隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展，高效率、高精度、自動(dòng)化車(chē)床不斷被研制出來(lái)，為車(chē)削加工提供了更廣闊的前景。
對車(chē)工來(lái)說(shuō)，要正確使用好車(chē)床，完成零件的加工，就必須熟悉車(chē)床的性能、結構，學(xué)會(huì )維護和調整，以充分發(fā)揮其應有的作用和潛力，保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)地完成生產(chǎn)任務(wù)。
第一節 車(chē)床分類(lèi)
車(chē)床的種類(lèi)很多，根據車(chē)床的用途和構造不同，可分為：普通車(chē)床、單軸自動(dòng)車(chē)床、多軸半自動(dòng)車(chē)床、六角車(chē)床、立式車(chē)床、仿形及多刀車(chē)床和專(zhuān)門(mén)化車(chē)床、數控車(chē)床等。其中普通車(chē)床、六角車(chē)床和立式車(chē)床等為通用車(chē)床。
1．普通車(chē)床
這類(lèi)車(chē)床根據中心高和中心距的不同，又可分為多種不同規格的普通車(chē)床，如C6132、C6250等。它們除能完成各種回轉體工件的車(chē)削外，還能車(chē)削各種螺紋，如公制螺紋、英制螺紋、模數螺紋、徑節螺紋和端面螺紋等。普通車(chē)床已廣泛地應用于機械加工。
2．六角車(chē)床
為適應成批生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，在普通車(chē)床的基礎上，發(fā)展了六角車(chē)床。在結構上，六角車(chē)床與普通車(chē)床最主要的差別是：六角車(chē)床用轉塔刀架代替了普通車(chē)床的尾座，有的并用回轉刀架代替了普通車(chē)床的方刀架和尾座。普通車(chē)床所能加工的一般零件，六角車(chē)床都能加工，但在六角車(chē)床上，加工螺紋時(shí)需用絲錐或板牙。根據六角車(chē)床工藝特點(diǎn)，它適合加工形狀較復雜的多階臺形面的小型零件。在加工這些零件時(shí)，可用六角車(chē)床的特有刀架，安裝各工步所需的各種刀具和成型刀具，對工件依次地進(jìn)行切削加工，在六角車(chē)床上可實(shí)現多刀車(chē)削，縮短切削時(shí)間。但該種機床沒(méi)有橫向和縱向的定程擋鐵，加工時(shí)需要花費較多的時(shí)間控制，因此不適合于單件小批生產(chǎn)。
3．立式車(chē)床
立式車(chē)床的主要特征是主軸垂直于工作臺，工件裝夾在工作臺上。立式車(chē)床適合于加工大直徑、短長(cháng)度的重工件，這是因為在立式車(chē)床上，零件的裝夾、找正較為方便，且工作臺和底座間的回轉導軌有較好的承受力，工作時(shí)的運動(dòng)平穩性好，因而零件的加工質(zhì)量較高，但將這類(lèi)零件放在普通車(chē)床和端面車(chē)床上加工，則質(zhì)量難于保證。
立式車(chē)床可分為單柱立式車(chē)床和雙柱立式車(chē)床兩種。單柱立式車(chē)床一般都有一個(gè)垂直刀架和一個(gè)側刀架，這兩個(gè)刀架都有獨立的進(jìn)給箱，可以單獨或同時(shí)工作，作垂直和水平走刀。規格較大的立式車(chē)床，一般有兩個(gè)立柱。為了加工方便，雙柱立式車(chē)床的橫梁上一般都有兩個(gè)垂直刀架和一個(gè)側刀架。更大的雙柱立車(chē)在兩個(gè)柱上都各有一個(gè)側刀架。
4．數控車(chē)床
數控車(chē)床是由車(chē)床發(fā)展而來(lái)，并在主機上增加了程序控制系統，通過(guò)程序控制指揮機床按規定的程序進(jìn)行動(dòng)作，完成整個(gè)加工過(guò)程的循環(huán)。
現在的數控車(chē)床已在向微電腦控制方面普及，數控車(chē)床目前有兩大類(lèi)，其一屬于簡(jiǎn)易微電腦控制機床，其二為電腦控制機床。工作時(shí)，數控車(chē)床根據所輸入程序指令進(jìn)行運算，并將運算結果輸入到驅動(dòng)裝置？刂乞寗(dòng)裝置就是依照指令進(jìn)行運算，將運算結果輸入到驅動(dòng)裝置，控制驅動(dòng)裝置中心的驅動(dòng)設備(步進(jìn)電機)帶動(dòng)機械傳動(dòng)機構，操縱機床的工作步件(縱橫拖板)工作，實(shí)現切削運動(dòng)。另外，可根據其加工精度不同，將車(chē)床分為普通車(chē)床、精密車(chē)床和高精度車(chē)床。精密和高精度車(chē)床，通常是在普通精度車(chē)床的基礎之上，通過(guò)提高機床的幾何精度、減少振動(dòng)和熱源的影響，并采用高性能的軸承等措施，使得機床具有較高的加工精度。表2-1是主要類(lèi)型車(chē)床的加工精度表，表2-2是不同精度臥式車(chē)床的加工精度表。
第二節 車(chē)床的基本構造
國產(chǎn)車(chē)床的種類(lèi)雖很多，但最常用的還是普通車(chē)床，它可作為車(chē)床的典型形式加以分析，以便于我們全面了解車(chē)床的結構。我們現以C6140型普通車(chē)床為例加以說(shuō)明車(chē)床構造。
C6140型普通車(chē)床是中等規格的萬(wàn)能車(chē)床，它可以完成各種切削加工。其主要技術(shù)參數為：最大回轉直徑q,400mm；床身可加工最大長(cháng)度為750mm、l000mm和2000mm；主軸轉速正轉(21級)12～1200r／min，反轉(12級)18～1520r／min；電機總容量7．6kW。
C6140型普通車(chē)床的主要結構，如圖2-5所示。
圖2-5中標示的車(chē)床各主要部分的名稱(chēng)和用途如下：
(1)主軸。主軸可帶動(dòng)零件旋轉，實(shí)現車(chē)床的主運動(dòng)，它是車(chē)床最重要的部件之一。主軸須工作穩定，在承受很大負荷時(shí)不能有縱向及橫向移動(dòng)。
C6140的主軸是空心的，前頂針、芯軸等工具可以插在主軸錐孔中，主軸的內孔38mm，小于+38turn的棒料可以通過(guò)。主軸前端有一精確的軸臺及螺紋，其尺寸為'b92h6，M90×6，作為安裝卡盤(pán)和花盤(pán)的基準。
(2)主軸變速箱。主軸變速箱，亦稱(chēng)床頭箱，是用來(lái)帶動(dòng)車(chē)床主軸及卡盤(pán)轉動(dòng)的車(chē)床部件。變換主軸箱外面的手柄位置，可以使主軸得到各種不同的轉速，見(jiàn)表2-3。
(3)掛輪箱。為把主軸的轉動(dòng)傳給走刀箱，通過(guò)調換箱內的齒輪，并與走刀箱配合，以車(chē)削各種不同螺距的螺紋。車(chē)削常規螺紋掛輪箱內的齒輪(簡(jiǎn)稱(chēng)掛輪)配置可見(jiàn)車(chē)床上的銘牌，對未作出規定的特殊螺紋，則可通過(guò)重新組合掛輪箱內的齒輪來(lái)得到所需要的掛輪比。
(4)走刀變速箱。通過(guò)變換箱體外面的手柄位置，改變箱內齒輪的嚙合，從而把主軸的旋轉運動(dòng)傳給絲杠或光杠，使絲杠或光杠得到各種不同的轉速，以便得到不同的進(jìn)刀量。當光杠轉動(dòng)時(shí)，其縱向進(jìn)給范圍為0．08～1．59mm／min，橫向進(jìn)給范圍為0．027～0．52mm／min。若帶動(dòng)絲杠轉動(dòng)，則可加工各種公制螺紋、英制螺紋、模數螺紋和徑節制螺紋。以上所有這些走刀量所對應的走刀箱手柄位置以及掛輪配置可參見(jiàn)車(chē)床的銘牌。
(5)拖板箱。拖板箱是將絲杠或光杠的轉動(dòng)傳給拖板部分，通過(guò)箱體外面的手柄變換，帶動(dòng)拖板部分上的車(chē)刀作縱向或橫向進(jìn)給的車(chē)床部件。
C6140的拖板箱帶有閉鎖機構和自動(dòng)停車(chē)機構。這可使切削過(guò)程中光杠和絲杠不會(huì )同時(shí)轉動(dòng)，使縱向自動(dòng)走刀和車(chē)削螺紋不能同
時(shí)進(jìn)行。在大拖板碰到障礙或超負荷工作時(shí)，并使走刀自動(dòng)停止，避免機件損壞。
(6)床身。床身是用來(lái)支持車(chē)床的各個(gè)部件的，如床頭箱、走刀箱、拖板箱和床尾座等都安裝在它上面。床身上面有兩條精確的導軌，拖板和床尾可沿著(zhù)導軌移動(dòng)。另外床身還裝有電動(dòng)機、電氣控制箱和冷卻泵等。為保證加工質(zhì)量，要求床身應剛性好、不易變形、易排屑、耐振動(dòng)。
(7)光杠和絲杠。光杠是把走刀箱的運動(dòng)傳給拖板箱，使上面的拖板和車(chē)刀按一定速度移動(dòng)的車(chē)床部件。絲杠則是用來(lái)車(chē)削螺紋的，使拖板和上面的車(chē)刀按要求的速度移動(dòng)的車(chē)床部件。
(8)拖板。車(chē)床中的拖板分為大拖板、中拖板和小拖板3種。大拖板用于縱向車(chē)削較長(cháng)的工件；中拖板用于橫向車(chē)削工件；小拖板用于縱向車(chē)削較短的工件或角度工件。
大拖板直接放在床身的導軌上，拖板箱安裝在大拖板前部的底平面上。大拖板可用手動(dòng)或自動(dòng)走刀帶動(dòng)作縱向移動(dòng)。中拖板通過(guò)燕尾槽和楔形鐵安裝在大拖板，可在大拖板上用手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行橫向走刀。小拖板也通過(guò)燕尾槽和楔形鐵與中拖板連接。依靠手動(dòng)，小拖板可沿著(zhù)燕尾導軌作縱向進(jìn)給移動(dòng)，可車(chē)削較短零件，手動(dòng)移動(dòng)最大行程為lOOmm，通過(guò)使小拖板相對主軸回轉中心偏轉一個(gè)角度，可車(chē)削錐度零件，最大轉動(dòng)角度為±45。。
(9)刀架。刀架用來(lái)裝夾車(chē)刀，安裝在小拖板的中心軸上。在刀架上可安裝4種車(chē)刀，車(chē)刀的支撐面距中心的距離為25mm。松刀時(shí)，可逆時(shí)針?lè )较蛐D手柄以放松刀架，夾緊車(chē)刀時(shí)，可順時(shí)針旋轉手柄。
(10)床尾座。床尾座用來(lái)支頂較長(cháng)的工件，被安裝在車(chē)床的后部，它可安裝頂針，各種切削刀具，如鉆頭、鉸刀、板牙、絲錐等。尾頂針套筒的內錐孔是莫氏4號錐度，其縱向移動(dòng)量為260mm，橫向可移動(dòng)±15ram。加工較長(cháng)的圓錐體時(shí)，可采用自動(dòng)走刀車(chē)削。
(11)動(dòng)力及潤滑系統。C6140車(chē)床的主電機功率為7．5kW，安裝在床身后面。冷卻泵電機的功率為0．125kW，與冷卻泵一起工作。為保證車(chē)床正常運轉、減少磨損，車(chē)床上所有摩擦部位要經(jīng)常加油。
(12)中心架和跟刀架。中心架和跟刀架均屬于車(chē)床附件，圖上未標注。一般在加工細長(cháng)軸時(shí)才使用。中心架安裝在床身導軌上，車(chē)細長(cháng)軸時(shí)，可用來(lái)支持工件。被加工零件通過(guò)中心架的三個(gè)可調節徑向爪得到支持，可提高切削時(shí)系統的剛性。
跟刀架裝在大拖板上，與大拖板一起移動(dòng)，它只有兩個(gè)爪，爪的位置一般盡量接近車(chē)刀。常用普通車(chē)床參數見(jiàn)表2-4。
第三節 車(chē)床的型號
登國車(chē)床型號編制是采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯數字按一定的磐律排列組合而成。它們分別標志著(zhù)車(chē)床的名稱(chēng)、特點(diǎn)和主要技某孥塑。1957年原第一機械工業(yè)部頒布了《機床型號編制辦法》，當，采用三位數字形式進(jìn)行編制，隨著(zhù)車(chē)床設計不斷發(fā)展，新品種：孽規警的車(chē)床不斷出現，原有的三位數字的車(chē)床型號已不能適應新的要求。為此頒布了金屬切削機床的四位數字的車(chē)床型號編制，其型號編制方法為：
車(chē)床類(lèi)別代號+特性代號+組別代號+型號代號+主參數代號車(chē)床類(lèi)別代號和特性代號均用字母表示，車(chē)床代號用"C"表警寧"車(chē)"的聲母。特性代號、組別代號和型號代號、主參數代號規定可分別如下特性代號
為表示機床的某些特殊性能，采用漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母的大寫(xiě)表示，按次序排列在機床類(lèi)別代號的后面，分別用"CM"表親尊警車(chē)床；"03"表示高精度車(chē)床等，普通車(chē)床則沒(méi)有代號。
2．組別代號和型號代號
用數字表示各種車(chē)床的組別和型號，組別代號和型號代號見(jiàn)表2-6。
3．主參數代號
主參數用以表示車(chē)床的主要規格。普通車(chē)床的主要規格一般用最大棒料直徑或最大切削直徑的l／10或1／100來(lái)表示。車(chē)床型號中采用的基本參數見(jiàn)表2-7所示。
以上為車(chē)床的型號編制方法。通過(guò)分析車(chē)床型號的編制表示，可以獲知車(chē)床的基本性能參數。
對于多軸車(chē)床，在表示基本參數時(shí)，在數字末端再加上一個(gè)數字來(lái)表示軸數，并用(。)分開(kāi)，如C2150。4表示最大的棒料直徑為50mm的臥式四軸自動(dòng)車(chē)床。
對于規格相同而結構不同的車(chē)床，或經(jīng)改進(jìn)后結構變化較大的車(chē)床，按其設計次序依次或改進(jìn)次數分別用A、B、C...等字母附加于末尾，以示區別。
第四節 車(chē)床的潤滑和保養
車(chē)床的精度與加工質(zhì)量有密切的關(guān)系，為保證加工質(zhì)量，使車(chē)床能正常運轉和減少磨損，應在日常生產(chǎn)中對車(chē)床進(jìn)行正確地潤滑，很好地維護保養好機床。
一、車(chē)床的潤滑
要使車(chē)床正常運轉減少磨損，在車(chē)床上所有的摩擦部位都要進(jìn)行潤滑。圖2-6為C6140型車(chē)床的潤滑部位示意圖。
潤滑部位用數字標出，除了圖中所注的1、4、5處的潤滑部位，需用3號鈣基工業(yè)用潤滑脂(黃油)進(jìn)行潤滑外，其余部分均用40號機械油進(jìn)行潤滑。車(chē)床的各部件的潤滑方式如下：
(1)車(chē)床床頭箱中除了主軸后軸承以油繩潤滑外，其余均用齒輪濺油法和往復式油泵進(jìn)行潤滑。箱內應有足夠的潤滑油，油面應達油面指示標牌處。換油期一般為3個(gè)月一次。換油時(shí)，應先把箱內清洗干凈，然后加油。
(2)掛輪箱內的機構主要是靠齒輪濺油法進(jìn)行潤滑。油面高低可通過(guò)油標孔觀(guān)察。換油期同樣是每3個(gè)月一次。
(3)走刀箱內的軸承和齒輪，除用齒輪濺油法進(jìn)行潤滑外，還靠走刀箱上部的儲油槽，通過(guò)油繩進(jìn)行潤滑。因此，除了需要注意走刀箱油標孔里油面高低外，每班還要給走刀箱上部的儲油槽適量加油一次。
(4)拖板箱內有一套蝸輪蝸桿機構，可通過(guò)該機構變速，該機構是用箱內的油來(lái)潤滑的，油從法蘭盤(pán)上的孔注入，注到孔的下面邊緣為止。拖板箱內的其他機構，用上部?jì)τ筒劾锏挠屠K進(jìn)行潤滑。通常每班加油一次。
(5)拖板及刀架部分靠油孔進(jìn)行潤滑。尾座內的心軸、絲杠和軸承也靠油孔進(jìn)行潤滑，絲杠、光杠及開(kāi)關(guān)桿的軸承靠油孔2、3、7進(jìn)行潤滑。每班加油一次。
潤滑掛輪箱內軸承的油杯1和潤滑板箱內換向齒輪的油杯4、5，每隔5天加3號鈣基工業(yè)潤滑脂一次。
(6)車(chē)床床身導軌面、拖板導軌面和絲杠在每班開(kāi)始工作前和工作結束后，都應使用40號機械油全面潤滑。
二、車(chē)床的維護保養
(1)裝夾和校正工件時(shí)注意事項：在裝夾工件前應先把工件上的泥沙等雜質(zhì)清除掉，以免雜質(zhì)嵌進(jìn)拖板滑動(dòng)面磨損或"咬壞"導 在裝夾或校正一些外形尺寸大、重量較重、形狀復雜而裝夾面又較小的工件時(shí)，應預先在工件下面的車(chē)床床面上墊放木板，同時(shí)用壓板或活頂針頂住工件，以防工件掉下砸壞床面。在校正時(shí)，若發(fā)現工件位置不正確或歪斜，切忌用力敲擊，以免影響車(chē)床的主軸精度。
(2)工具和車(chē)刀不得亂放在床面上，以免損壞導軌。
(3)當裝夾復雜工件時(shí)，如在花盤(pán)和角鐵上裝夾工件結束時(shí)，必須檢查裝夾是否緊固、重量是否對稱(chēng)(必要時(shí)加配重塊)，并清理床面，把重物拿開(kāi)。
(4)校正三爪卡盤(pán)時(shí)，不能用鐵榔頭直接敲擊，必須墊上較軟的墊塊或用木榔頭進(jìn)行敲擊。若偏差較大，宜略松法蘭盤(pán)上卡盤(pán)的緊固螺釘，待校正后再緊固。
(5)在使用裝有順倒車(chē)開(kāi)關(guān)的車(chē)床時(shí)，不要突然開(kāi)倒、順車(chē)，以免損壞機件。
(6)在高速切削時(shí)，卡盤(pán)一定要裝好保險塊，防止倒車(chē)時(shí)卡盤(pán)脫落。
(7)變換主軸轉速時(shí)必須停車(chē)，以免損壞床頭箱內齒輪。
(8)在砂光工件時(shí)，要在工件下面的床面上用床蓋板或紙蓋住，并在砂完后仔細擦凈床面。
(9)每班下班時(shí)要做好車(chē)床清潔工作，防止切屑、砂；螂s質(zhì)進(jìn)入導軌工作面。
(10)在使用冷卻潤滑液前，必須清除車(chē)床導軌及冷卻潤滑液里的污垢，使用后要把導軌上的冷卻潤滑液擦干，并加機油進(jìn)行潤滑保養。
(11)按規定在機床所有需要潤滑的部位加油潤滑。