考点10 车床、铣床的基础知识 《金属加工基础》 山东省（春季高考） 机械类 知识讲解

山东省（春季高考）机械类 金属加工 复习讲义 3—2 车床、铣床的基础知识 【考纲要求】 （1） 掌握车床、铣床常用工具的使用和工件的装夹方法。 （2）理解铣削方式的特点，掌握垂直面、平行面的铣削工艺方法。 【知识和技能要点】 考点1 车床及其应用 1．车床的种类：车床主要有卧式车床、立式车床、转塔车床、自动车床和半自动车床等，其中以卧式车床应用最广泛。 2．车床的功能和运动：车床的基本功能是加工各种回转体表面，如各类轴、圆盘、套简等工件。车削工作范围如图所示。车削时工件旋转为主运动，车刀纵向移动和横向移动为进给运动。 3．车床的组成：以卧式车床为例，主要由左右床腿、床身、主轴箱、进给箱、挂轮箱、小滑板、中滑板、床鞍、溜板箱、光杠、丝杠、刀架和尾座等部分构成。 （1）床身：床身是车床的基础零件，用来支承和连接其他部件。车床上所有的部件均利用床身来获得准确的相对位置和相互间的位移，刀架和尾座可沿床身上的导轨移动。 （2）主轴箱：主轴箱固定在床身的左端，箱内装有主轴部件和主运动变速机构，又称为床头箱或主变速箱。通过改变主轴箱外部操纵手柄的位置，可以使主轴获得不同的转速。主轴右端可安装卡盘等附件，内表面是莫氏锥孔，用于安装顶尖、支承轴类零件。变速机构安装在主轴箱内，由电动机通过带传动经主轴箱齿轮变速后，带动齿轮主轴转动。 （3）进给箱：进给箱安装在床身的左前侧，是改变车刀进给量，传递进给运动的变速机构。通过改变进给箱外部手柄的位置，可以使光杠和丝杠得到不同的转速，再分别通过光杠和丝杠将运动传递给刀架。 （4）刀架：刀架用来夹持车刀，并使其作纵向、横向或斜向移动。刀架安装在小滑板上，用来夹持车刀；小滑板装在转盘上，可沿转盘上导轨作短距离移动。装盘可带动刀架在中滑板上顺时针或逆时针转动一定的角度；中滑板可在床鞍（大拖板）的横向导轨上作垂直于床身的横向移动； 床鞍可沿床身的导轨作纵向移动。 （5）尾座：尾座安装在床身导轨的右端，用来支承工件或装夹钻头、铰刀等，进行外圆及孔加工。尾座可根据工作需要沿床身导轨进行位置调节、横向移动，用来加工锥体等。 （6）丝杠：丝杠用于车螺纹加工，可以将进给箱的运动传给溜板箱。 （7）光杠：光杠用于一般的车削加工，进给时可将进给箱的运动传给溜板箱。 （8）溜板箱：溜板箱装在床鞍的下面，是纵向进给运动和横向进给运动的分配机构，通过溜板箱将光杠或丝杠的转动变为滑板的移动。溜板箱上装有各种操纵手柄及按钮，可以方便地选择纵向机动进给运动的接通、断开及变向。溜板箱内设有连锁装置，可以避免光杠和丝杠同时转动。 4．车床的传动路线：车床的传动路线是指从电动机到机床主轴或刀架之间的运动路线。CA6140型卧式车床有两条传动路线：一路是主运动传动，另一路是进给运动传动。主运动传动由电动机（1450r/min）开始经过带轮传递到主轴箱内，通过改变操纵手柄的位置，使主轴箱内不同的齿轮进行啮合，可使主轴获得24种正转速度和12种反转速度；然后主轴通过其上的卡盘带动工件旋转，使工件获得这些不同的转速。进给运动传动是由主轴至刀架间的传动路线实现的；从主轴开始通过换向、挂轮、进给箱和溜板箱的传动机构使刀架分别实现纵向进给、横向进给及车螺纹运动。 5．车床附件及工件安装：机床附件是指随机床一道供应的附加装置，如各种通用机床的夹具、靠模装置及分度头等。利用这些附件可充分发挥机床的功能和加工效率，完成各种不同形状工件的加工。不同的机床有不同的附件，卧式车床常用的附件有卡盘、花盘、顶尖（死顶尖和活顶尖）、拨盘、鸡心夹头、中心架、跟刀架和心轴等。 （1）卡盘：卡盘是应用最多的车床夹具，它是利用其背面法兰盘上的螺纹直接装在车床主轴上。卡盘分三爪自定心卡盘（下图（a)）和四爪单动卡盘（下图（b)）。三爪自定心卡盘的夹紧力较小，装夹工件方便、迅速，不需找正，具有较高的自动定心精度，特别适合装夹轴类、盘类、套类等对称性工件，但不适合装夹形状不规则的工件。四爪单动卡盘夹紧力大，其卡爪可以单独调整，因此，特别适合装夹形状不规则的工件。但装夹工件较慢，需要找正，而且找正的精度主要取决于操作人员的技术水平。 （2）花盘表面开设有通槽和T形槽，安裝和装夹工件时，需用螺栓和压板来装夹工件。对于一些形状不规则的工件，不能使用三爪自定心卡盘或四瓜单动卡盘装夹时，可使用花盘进行装夹，如上图（c）所示。 （3）顶尖、拨盘和鸡心夹头 ①顶尖：通用顶尖按结构可分为死顶尖和活顶尖（加工时顶尖随工件一起转动），如下图（a）所示；按安装位置可分为前顶尖（安装在主轴锥孔内）和后顶尖（安装在尾座锥孔内）。前顶尖总是死顶尖，后顶尖可以是死顶尖，也可以是活顶尖。加工细长的轴类工件时，一般可以采用两种方法进行装夹：第一种方法是用车床主轴卡盘和车床尾座后顶尖装夹工件（下图（b))；第二种方法是工件的两端均用顶尖装夹定位，利用拨盘和鸡心夹头带动工件旋转（下图（c)）。第一种方法适合一次性装夹，多次装夹时难保证工件的定心精度；第二种方法可用于多次装夹，并且不会影响工件的定心精度。 ②拨盘与鸡心夹头：拨盘与鸡心夹头的作用是当工件用两顶尖装夹时带动工件旋转。拨盘靠其上的螺纹旋装在车床主轴上，带动鸡心夹头旋转，鸡心夹头则依靠其上的紧固螺钉拧紧在工件上，并带动工件一起旋转。 （3）中心架与跟刀架：在车削细长轴时，由于工件刚度差，在背向力及工件自重的作用下，工件会发生弯曲变形，产生振动，车削后会使工件形成两头细中间粗的“腰鼓”形。为了防止这种现象的发生，常使用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件的刚性。 ①中心架固定在车床导轨上，由上下两部分组成，如图所示。上半部可以翻转，以便较入工件。中心架内有三个可以调节的径向支爪，支爪一般是铜质的。 ②跟刀架固定在床鞍（大拖板）上，并随床鞍一起移动，如图所示。跟刀架有两个支爪，车刀装在这两个支爪对面稍微靠前的位置，并依靠背向力及工件的自重作用使工件紧靠在两个支爪上。 （4）心轴：当精加工盘套类零件时，常以工件的内孔作为定位基准，工件安装在心轴上，再把心轴装在两顶尖之间进行加工。这样做既可以保证工件内外圆加工的同轴度，又可以保证工件被加工端面与轴心线的垂直度。 考点2 铣床及其应用 1．种类：铣床是用铣刀进行加工的机床。铣床的种类很多，其中以卧式铣床、立式铣床及 （1）顺铣：在铣削过程中，铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削，称为顺铣。顺铣时，由于机床上的丝杠与螺母一般存在间隙，在铣削时容易产生工作台窜动和扎刀现象。 （2）逆铣：在铣削过程中，铣刀与工件已加工面的切点处，旋转铣刀切削刃的运动方向与工件进给方向相反的铣削，称为逆铣。逆铣时，可消除顺铣产生的工作台窜动和扎刀现象，铣削平稳，表面质量较高，但铣刀磨损较大。 2．铣床的功能和运动：铣床的主要功能是铣削平面、沟槽及成形面等。铣削加工时，主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工件（或刀具）的移动。 3．铣床的组成：以XW6132型卧式万能升降台铣床为例，它的主轴是水平的，与工作台平行。床身用来固定和支承铣床上的其他部件和结构；悬梁可沿床身的水平导轨移动，以调整其伸出长度；升降台可沿床身的垂直导轨上下移动，以调整工作台与铣刀之间的距离；工作台用来安装工件、夹具、分度头等，工作台位于回转盘上，可沿回转盘上的导轨作纵向进给；床鞍位于升降台上的水平导轨中，可带动工作台一起作横向进给；主轴为空心轴，用来安装铣刀刀杆并带动铣刀回转。工作台的纵向进给、横向进给及垂直进给可以自动完成也可以手动完成。立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于它的主轴是直立的，并与工作台面相垂直。 4．铣削方法：铣削是指由铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削平面的方法主要有圆周铣削（或称周铣）和端面铣削（或称端铣）。圆周铣削是用铣刀圆周上的刀齿进行铣削的方法；端面铣削是用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方法。 5．铣刀：铣刀是用于铣削加工的刀具，通常有几个刀齿，结构比较复杂，但不论多么复杂，每个刀齿都可看成是一把简单的车刀。加工平面用的铣刀主要有圆柱铣刀、端铣刀、立铣刀等；加工沟槽用的铣刀主要有立铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀、键槽铣刀等；加工成形面用的铣刀主要有角度铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀、铣齿刀等。 6．铣床附件 （1）平口钳 ①作用：平口钳是铣床上常用来装夹工件的附件，有非回转式和回转式两种。铣削长方体工件的平面、台阶面、斜面和轴类工件上的键槽时，都可以用平口钳来装夹工件。 ②种类及特点：平口钳主要有固定钳口、钳口铁、活动钳口、钳身及螺杆方头等组成，回转式平口钳的底座还设有转盘，钳体可绕转盘轴线在360”范国内任意扳转，使用方便，适应性强。由于回转式平口钳多了一层转盘结构，高度增加，刚性相对较差。因此，在铣削平面、垂直面和平行面时，一般都采用非回转式平口钳。平口钳的固定钳口本身精度及其相对于底座底面的位置精度均较高。底座下面带有的两个定位键，用以在铣床工作台中央T形槽定位和连接，以保持固定钳口与工作台纵向进给方向垂直或平行。当加工工件的精度要求较高时，安装平口钳需用百分表对固定钳口进行校正。 ③规格：按钳口宽度不同，常用的平口钳有100mm、125mm、136mm、160mm、200mm、250mm六种规格。 （2）回转工作台 ①种类及特点：回转工作台又称圆转台，是铣床的主要附件之一。根据其回转轴线的方向分 为卧轴式和立轴式两类，铣床上常用的是立轴式回转工作台，它又分成手动进给回转工作台和机动进给回转工作台两种。手动进给回转工作台只能手动进给；机动进给回转工作台既可机动进给，又可手动进给。机动进给回转工作台的结构与手动进给式基本相同，其主要差别是它的传动轴可通过万向联轴器与铣床传动装置连接，实现机动回转进给，离合器手柄可改变圆工作台的回转方向和停止圆工作台的机动进给。 ②规格：回转工作台的规格以圆工作台的外径表示，常用的规格有200mm、250mm、320mm、400mm、500mm等几种。 ③作用：回转工作台主要用于中小型工件的圆周分度和作圆周进给铣削回转曲面，如铣削工件上的圆弧形周边、圆弧形槽、多边形工件和有分度要求的槽或孔等。 （3）万能分度头 ①作用：分度头（上图3）是铣床的重要附件，用于多边形工件、花键轴、牙嵌式离合器、齿轮等的圆周分度和螺旋槽的加工。 ②结构特点：分度头由基座、回转体、主轴等组成。基座固定在工作台上，主轴可随同回转体绕底座在0~90°范围内旋转任意角度。主轴前端标准莫氏锥孔内可装顶尖，外部有螺纹用以装卡盘或拨盘，用于装夹工件。回转体的侧面有分度盘，分度盘的两面设有许多均匀分布的小孔。 ③规格：按夹持工件的最大直径，万能分度头常用规格有160mm、200mm、250mm、320mm 等儿种，其中FW250型万能分度头是铳床上应用最普遍的一种。 （4）立铣头：立铣头安装于卧式铣床的主轴端，由铣床主轴以传动比i=1驱动立铣头主钿回转，使卧式铣床起立式铣床的功用，从而扩大了卧式铣床的工艺范围。立铣头主轴在垂直平面内可扳转的角度范围为±45°，立铣头主轴转速与铣床主轴转速相同。 （5）万能铣头：万能铣头与立铣头的区别是结构上增加了一个可转动的壳体，与铣头壳体的轴线互成90°的角度。因此，铣头主轴可实现空间转动。 7．铣削时工件的装夹方法：工件可用平口钳、分度头装夹，也可用压板、螺栓将工件直接装夹在铣床工作台上。成批生产中用专用夹具装夹。 8．铣削加工 （1）铣削的应用：铣削的主要应用范围包括铣削平面、沟槽及成形面等。 （2）铣水平面：铣水平面可使用圆柱铣刀在卧式铣床上铣削。铣削时铣刀刀齿逐渐切入，切削力变化小，切削过程平稳，加工质量较高，如下图1所示。 （3）铣垂直面：加工较小的垂直平面时，可用圆柱铣刀在立式铣床上铣削（上图2)，也可用三面刃圆盘铣刀在卧式铣床上铣削（上图3）。 （4）铣斜面：常用的铣斜面方法有三种。 ①将工件斜压在工作台上，构成所需要的角度铣斜面 ②旋转立铣头，把铣刀转一个所需要的角度铣斜面 ③用角度铣刀铣斜面。 （5）铣沟槽：沟槽是水平面与垂直面或斜面的组合。沟槽的形状很多，加工沟槽的铣刀也很多。加工沟槽实际上是正确选用铣刀，合理装夹工件的过程。 ①铣键槽：轴类零件的键槽 ②铣T形槽。 9．铣削的工艺特点：铣削加工应用范围广泛，其加工质量不如车削加工质量高，精铣后尺寸公差等级可达IT9~IT7，表面粗糙度为Ra6.3~1.6um。由于铣床结构复杂，铣刀制造和刃磨比较困难，因而铣削加工成本较高。 【练习题】 1、 单项选择题 1.普通车床主轴前端的锥孔为锥度( )。 A.米制 B.英制 C.莫氏 D.公制 2.在车床上，用丝杠带动溜板箱时，可车削( )。 A.外圆柱面 B.螺纹 C.内圆柱面 D.圆锥面 3.车床的主电机的旋转运动，经过带传动首先传入( )。 A.主轴箱 B.进给箱 C.溜板箱 D.丝杠 4.在车床上用钻头进行孔加工，其主运动是( )。 A.钻头的旋转 B.钻头的纵向移动C.工件的旋转 D.工件的纵向移动 5.在车床上安装工件时，能自动定心并夹紧工件的夹具是 ( )。 A.三爪卡盘 B.跟刀架 C.四爪卡盘 D.中心架 6.中心架和跟刀架主要用于( )。 A.复杂零件的车削 B.细长轴的车削 C.长锥体的车削 D.深内孔的镗削 7.铣削的主运动是( )。 A.铣刀的旋转运动 B.工件的回转运动 C.工作台的纵向移动 D.工作台的横向移动 8.逆铣与顺铣相比，其优点是( )。 A.切削时工作台不会窜动 B.加工质量好 C.散热条件好 D.生产率高 9．安装工件时不需要找正的附件是 ( )。 A.三抓卡盘和花盘 B.三爪卡盘和顶尖 C.四爪卡盘和花盘 D.四爪卡盘和顶尖 10．以下不属于三爪卡盘的特点是( )。 A.找正方便 B.夹紧力大 C.装夹效率高 D.自动定心好 11．在车床中，用以带动中拖板和刀架移动的部件是( )。 A.变速箱 B.进给箱 C.溜板箱 D.主轴箱 12. ( )是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构。 A.主轴箱 B.交换齿轮箱 C.溜板箱 D.进给箱 13．下列说法中不正确的是( )。 A.主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工精度 B.进给箱中装有进给运动的变速机构，调整变速机构，可得到所需的进给量或螺距 C.光杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行其它表面车削时，只用丝杠 D.溜板箱实际上是车床进给运动的操纵箱 14．用以改变车床主轴转速的部件是( )。 A.主轴箱 B.变速箱 C.进给箱 D.溜板箱 15．一批内孔已加工的圆盘件，现要加工外圆，并需保证内外圆同轴度，应用( )。 A.花盘 B.三瓜卡盘 C.心轴 D.顶尖 16．若阶梯轴上各段外圆面间同轴度要求较高，其安装方法是采用( )。 A.三爪卡盘、调头车削 B.三爪卡盘、顶尖 C.前、后顶尖 D.四爪卡盘、调头车削 17．车床附件跟刀架应装在车床的( )。 A.大拖板左侧 B.大拖板右侧 C.床身导轨上 D.尾座 18．铣削时，铣刀安装在铣床的 ( ) 上。 A.主轴 B.横向溜板 C.工作台 D.底座 19．用平口虎钳装夹加工精度要求较高的工件时，应用校正固定钳口与铣床轴心线的垂直或平行( )。 A.百分表 B.90度角尺 C.定位键 D.划针 20．铣床回转工作台的主要用途是( )。 A.加工等分的零件 B.加工圆弧形表面和圆弧形槽的零件 C.加工体积不大，形状比较规则的零件 D.没有分度要求的槽或孔 21．用于加工沟槽的铣刀有三面刃铣刀和 ( )。 A.立铣刀 B.圆柱铣刀 C.端铣刀 D.铣刀 22．立铣刀主要加工沟槽、台阶和 ( )等。 A.内孔 B.平面 C.螺纹 D.曲面 23．转动工件铣削斜面，进给方向( )。 A.必须使用纵向进给 B.必须使用横向进给 C.不受限制 D.必须使用垂向进给 【答案】 一、单项选择题 1. C 2.B 3. A 4．C 5.A 6.B 7.A 8.A 9.B 10.B 11.C 12.C 13.C 14.A 15.C 16.C 17.A 18.A 19.A 20.B 21.A 22.D 23.C 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $