车削加工基本技能

车削加工基本技能

车床类机床是既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、扩孔较刀、

丝锥、板牙、滚花刀等对工件进行加工的一类机床，可加工的表面有内外圆柱

面、圆锥面、成形回转面、端平面和各种内外螺纹面等。

在所有车床中，卧式车床的应用最为广泛。它的工艺范围广，加工尺寸范

围大（由机床主参数决定），既可以对工件进行粗加工、半精加工，也可以进行

精加工。

1车刀和车刀刃磨

1.1、车刀

车刀是金属切削加工中应用最广泛的一种刀具。它可以用来加工外圆、内孔、

端面、螺纹及各种内、外回转体成形表面，也可用于切断和切槽等，因此车刀类

型很多，形状、结构、尺寸也各异。车刀的结构形式有整体式、焊接式、机夹重

磨式和机夹可转位式等。

车刀的类型和特点：

（1）整体式高速钢车刀

这种车刀刃磨方便，可以根据需要刃磨成不同用途的车刀，尤其是适宜于刃

磨各种刃形的成形车刀，如切槽刀、螺纹车刀等。刀具磨损后可以多次重磨。但

刀杆也为高速钢材料r造成刀具材料的浪费。刀杆强度低，当切削力较大时，会

造成破坏。一般用于较复杂成形表面的低速精车。

（2）硬质合金焊接式车刀

焊接式车刀就是在碳钢（一般用45钢）刀杆上按刀具儿何角度的要求开出

刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选定的几何角度刃磨后使用

的车刀。

焊接式车刀结构简单、刚性好、适应性强，可以根据具体的加工条件和要求

刃磨出合理的几何角度。

（3）硬质合金机夹重磨式车刀

机夹重磨式车刀，就是用机械的方法将硬质合金刀片夹固在刀杆上的车刀。

刀片磨损后，可卸下重磨，然后再安装使用。

（4）机夹可转位式车刀

机夹可转位式车刀，就是将预先加工好的有一定几何角度的多角硬质合金刀

片，用机械的方法装夹在特制的刀杆上的车刀。由于刀具的几何角度是由刀片形

状及其在刀杆槽中的安装位置来确定的，故不需要刃磨。可转位式车刀的夹紧机

构，应该满足夹紧可靠、装卸方便、定位准确、结构简单等要求。

1.2车刀刃磨

（1）普通磨具的类型

所谓普通磨具是指用普通磨料制成的磨具，如刚玉类磨料、碳化硅类磨料和

碳化硼磨料制成的磨具。按磨料的结合形式分为固结磨具、涂附磨具和研磨膏。

根据不同的使用方式，固结磨具可制造成砂轮、油石、砂瓦、磨头、抛磨块等，

涂附磨具可制成纱布、砂纸带、砂带等。研磨膏可分成硬膏和软寻。

（2）砂轮的特性及其选择

砂轮是最重要的磨削工具。它是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、

焙烧及车整而成的多孔疏松物体。砂轮的特性主要由：

1）

磨料是制造砂轮的主要材料，直接担负切削工作。磨料应具有高硬度，高耐

热性和一定的韧性，在磨削过程中受力破坏后还要能形成锋利的几何形状。常用

的磨料有氧化物系（刚玉类）、碳化物系和超硬磨料系三类。

2）粒度

粒度是指磨粒颗粒的大小，通常分为磨粒（颗粒尺寸＞40um）和微粉（颗粒

尺寸＜=40um）两类。磨粒用筛选法确定粒度号，粒度号越大，表示磨粒颗粒越

小。微粉按其颗粒的实际尺寸分级。

一般来说,粗磨用粗粒度（30"—46"）,精磨用细粒度（60#-120#）o

3）硬度

砂轮的硬度是指砂轮工作表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。它

反映磨粒与结合剂的粘固强度。磨粒不易脱落，称砂轮硬度高；反之，称砂轮硬

度低。

砂轮的硬度从低到高分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬7个等级。

工件材料较硬时，为使砂轮有较好的自砺性，应选用较软的砂轮；工件与砂

轮的接触面积大，工件的导热性差时，为减少磨削热，避免工件表面烧伤，应选

用较软的砂轮；对于精磨和成形磨削，为了保持砂轮的廓形精度，应选用较硬的

砂轮；粗磨时应选用较软的砂轮，以提高磨削效率。

4）结合剂

结合剂是将磨料粘结在一起，使砂轮具有必要的形状和强度的材料。结合剂

的性能对砂轮的强度、抗冲击性、耐热性、耐腐蚀性，以及对磨削温度和磨削表

面质量都有较大的影响。

常用结合剂的种类有陶瓷、树脂、橡胶及金属等。陶瓷结合剂的性能稳定,

耐热，耐酸碱，价格低廉，应用最为广泛。树脂结合剂强度高，韧性好，多用于

高速磨削和薄片砂轮。橡胶结合剂适用于无心磨的导轮、抛光轮、薄片砂轮等。

金属结合剂主要用于金刚石砂轮。

5）组织

砂轮的组织是指砂轮中磨粒、结合剂和气孔三者间的体积比例关系。按磨粒

在砂轮中所占体积的不同，砂轮的组织分为紧密、中等和疏松三大类。生产中常

用的是中等组织的砂轮。

1.3、砂轮的形状、尺寸与标志

根据不同的用途、磨削方式和磨床类型，砂轮被制成各种形状和尺寸，并已

标准化。

【例】PSA400X100X127A60L5B35形状为双面凹砂轮,尺寸外径为400mm,

厚度为100mm,内径为127mm,磨料为棕刚玉（A）,粒度为60#,硬度为中软（L）,

组织号为5号（中等），结合剂为树脂（B）,最高线速度为35m/s。砂轮的特性用

代号标注在砂轮端面上，用以表示砂轮的磨料、粒度、硬度、结合剂、组织、形

状、尺寸及最高工作线速度。

2常用工件的装夹方法

2.1.手动夹头

手动夹头主要用于车床零件加工中，分前锁式及后锁式两种：夹爪分2爪、

3爪、4爪等，又分为同动及单动式。常用3爪或4爪夹头，3爪可加工同心圆

类工件，4爪则可加二偏心圆工件。

（1）三爪卡盘。三爪卡盘安装在车床主轴或铳床回转工作台上，用来装夹轴类

工件。如图3-5所示，三爪卡盘由3个小锥齿轮和1个大锥齿轮啮合组成，大

锥齿轮的背面有平面螺纹结构，3个卡爪等分安装在平面螺纹上。当用扳手扳

动小锥齿轮时，大锥齿轮转动，它背面的平面螺纹就使3个卡爪同时向中心靠

近或退出。三爪卡盘卡爪有正爪和反爪之分，适用于不同直径的轴类或套类工

件装夹，可自动定心，装夹方便，但它夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的

工件。

（2）四爪卡盘。四爪卡盘用4个丝杠分别带动四爪，4个爪都可单独移动，安

装工件时需利用划针盘或百分表找正，安装精度比三爪卡盘高，夹紧力大，适

用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称（偏心）的较重、较大的工件。常见

的四爪卡盘没有自动定心的作用，常用于普通车床、数控车床、磨床、铳末、

钻床及机床附件一一分度头回转台等。

2.2.拨盘的应用

较长的（长径比£/〃=4〜10）或加工工序较多的轴类工件，为保证工件

同轴度要求，常采用两顶尖加拨盘安装定位。工件装夹在前、后顶尖之间，由

卡箍（乂称鸡心夹头）、拨盘带动工件旋转，前顶尖装在主轴锥孔内，与主轴一

起旋转；后顶尖装在尾架锥孔内固定不转。有时亦可用三爪卡盘代替拨盘，此

时前顶尖用一段钢棒车成，夹在三爪卡盘.匕卡盘的卡爪通过鸡心夹头带动工

件旋转。

2.3花盘的应用

在车削形状不规则或大而薄的工件时，三爪、四爪卡盘或顶尖都无法装夹，

可以用花盘进行装夹。花盘工作面上有许多长短不等的径向导槽，使用时配以

角铁、压块、螺栓、螺母、垫块、平衡铁等，可将工件装夹在盘面上。安装时，

按工件的划线痕进行找正，同时要注意重心的平衡，以防止旋转时产生震动。

3中心架和跟刀架

车削细长轴(长径比Z/ZZ>25)时，为了防止工件受径向切削力的作用而产生

弯曲变形，常用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件刚性。

3.1.中心架

中心架固定在床身导轨上使用，有3个独立移前的支承爪，并可用紧固螺钉予

以固定。使用时，将工件安装在前、后顶尖上，先在工件支承部位精车一段光

滑表面，再将中心架紧固于导轨的适当位置，最后调整3个支承爪，使之与工

件支承面接触，松紧适宜。

中心架的应用有如下两种情况：

(1)加工细长阶梯轴的各外圆。一般将中心架支承在轴的中间部位，先车右端

各外圆，调头后再车另一端的外圆。(2)加工长轴或长筒的端面以及端部的孔

和螺纹。可用卡盘夹待工件左端，用中心架支承右端。

2.跟刀架

跟刀架固定在大拖板侧面上，跟随刀架纵向运动。跟刀架有2个或3个支承

爪，紧跟在车刀后面起辅助支承作用。因此，跟刀架主要用于不允许接刀的细

长轴的加工，如丝杠、光杠等。

轴是机器中最常用的零件之一，一般由外圆柱面、端面、台阶、倒角、过

渡圆弧、沟槽和中心孔等结构要素组成。

（1）零件图分析

1）长度尺寸

1）线性尺寸的一般公差的极限偏差数值，按GB/T1804-200044f级和ni级选取

基本尺寸分段

0.5~3>3~6>>>>>>2000^4000

等级

6~3030^120120^400400^10001000^2000

f精密土土±0.1±0.15±0.2±0.3±0.5—

0.050.05

m中等±0.1±0.1±0.2±0.3±0.5±0.8±1.2±2

2）径向尺寸精度及表面粗糙度。

3）儿何精度。

4）热处理。本例中采用热轧圆钢已经过预处理，因此加工中不再安排热处理。

5）毛坯选择。本例中采用热轧圆钢。范围尺寸为多少合适呢？

6）生产方式。单件小批量生产。

（2）确定工艺方案

1）粗车。粗车包括车端面、钻中心孔；粗车各外圆及台阶面。

2）半精车。半精车时，精度在IT8及以下精度的表面应全部加工完，达到图纸

要求。对于高于08的表面进行精加工前的预加工。

3）精加工。车床本身的经济精度最高为IT7级，两端外圆为TT6,采用车床加

工是不经济的，在本例加工中采用磨削加工。

4、确定各道工序的工序尺寸及其公差

确定工序尺寸的方法是由精到粗依次确定。也可以查阅P179表8-13一一表

8-15）。单件生产时也可以估算。

（1）确定各工序的加工余量

1）①25j6磨削直径余量为0.2mm,精车余量直径为0.65mm,半精车直径余

量为1.3mmo

2）①30h7精车余置直径为0.65mm,半精车直径余量为1.3nmu

3）①40h9半精车直径余量为1.4mmo

4）长度尺寸余量为Imino

（2）确定各主要尺寸在各工序中的工序尺寸及公差。

5.各工序夹具和量具的安排

（1）夹具

1）粗加工工序。粗加工的作用是高校去除大量多余金属。加工过程切削力较

大，采用自定心卡盘和活顶尖装夹，即夹一头，顶一头。

2）半精加工工序。各外圆表面的加工因有位置精度要求，因此采用双顶尖的

装夹方式。螺纹加工因为有严格的内联系传动比要求，不适合在两顶尖装

夹条件细用卡箍，‘专动，而改为夹一头，顶一头。

3）精加工工序。精加工时，几何精度达到图纸要求，这时，严格意义上说,

应该采用双顶尖。

（2）量具。

1）钢直尺，用来测量轴的长度尺寸。

2）卡尺，各工序均使用，用于测量外径尺寸。

3）千分尺，在半精加工和精加工时使用。

4）螺纹环规，用于半精加工中检测螺纹加工的质量。

6.切削用量的选择

（1）粗加工切削速度在什么范围呢？为什么？背吃刀量控制在3-5mm,进给

量f=0.3-0.4mm。

（2）半径加工切削速度又要控制在什么范围呢？为什么？背吃刀量ap小于

2mm,进给量f=0.05-0.2mm0

（3）精加工在此阶段加工，生产率放在次要位置，质量是关键。切削速度同

半精加工，背吃刀量和进给量还要适当降诋。由于存在很多不确定因素,

还要视加工质量的要求而定。

5.短阶梯轴粗加工工序

R坳

（1）平端面、钻中心孔

1）A型中心孔又圆柱部分和圆锥部分组成，圆锥空的锥角为60°。一般适用于

不需要多次装卜或不需要保留中心孔的工件情况。

2）B型中心孔是在A型孔的基础上，在端处增加了一个120°的保护锥面，目

的是保护60°锥面不被碰伤，它用于多次装夹的情况。

3）C型中心孔是在B型孔基础上，在里面的直孔中增加了螺纹，实现一孔多用。

既可以用作中心孔，也可以拧入螺钉等吊装零件，便于日后拆卸。

4）R型中心孔多用于轻型和高精度轴的加工。

7套类零件的车削加二

1、轴承套的技术条件和工艺分析

1）该轴承套属于短套筒，材料为铸造锡青铜，右图是轴承套简图。

2）其主要技术要求为：634js7外圆对622H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；

左端面对中22H7孔轴线的垂直度公差为O.Ohnm。轴承套外圆为IT7级精

度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用钱孔可以满足要

求。内孔的加工顺序为：钻孔一车孔一较孔。

3）由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。

因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用

两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。

4）车校内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂

直度在0.01mm以内。

8、轴套类零件加工工艺过程

序工序

工序内容定位与夹紧

号名称

1备料棒料，按6件合一加工下料

2钻中车端面，钻中心孔三爪夹外圆

心孔调头车另一端面，钻中心孔

车外圆①42长度为5mm,车外圆①34Js7为

①35mln,车空刀槽2X0.5mm,取总长40.5mm,

3粗车中心孔

车分割槽620X3mm,两端倒角1.5X45°,

6件同加工，尺寸均相同

软爪夹①42mm

4钻钻孔①22H7至①22nmi成单件

外圆

车内槽①24X16mm至尺寸

车、软爪夹642mm

5较孔①22H7至尺寸

较外圆

孔两端倒角

6精车车①34Js7(±0.012)mm至尺寸①22H7孔心轴

①34mm外圆及

7钻钻径向油孔①4mm

端面

8检查

9螺纹的车削加工

螺纹是在圆柱（圆锥）工件表面上，沿着螺旋线所形成的、具有相同削面

的连续凸起和沟槽。

1.螺纹车削原理

车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴（工件）每旋转一周，

刀具均匀地移动一个导程的距离。

2.螺纹加工应注意的问题

1）注意和消除拖板的“空行程”

2）避免“乱扣”。当第一条螺旋线车好以后，第二次进刀后车削，刀尖不在原

来的螺旋线（螺旋桩）中，而是偏左或偏右，甚至车在牙顶中间，将螺纹车乱这

个现象就叫做“乱扣”预防乱扣的方法是采用倒顺（正反）车法车削。在角左右

切削法车削螺纹时小拖板移动距离不要过大，若车削途中刀具损坏需重新换刀

或者无意提起开合螺母时，应注意及时对刀。

3）对刀：对刀前首先要安装好螺纹车刀，然后按下开合螺母，开正车（注意应该

是空走刀）停车，移动中、小拖板使刀尖准确落入原来的螺旋糟中（注意不能移

动大拖板），同时根据所在螺旋槽中的位置重新做中拖板进刀的记号，再将军刀

退出，开倒车，将车退至螺纹头部，再进刀。对刀时一定要注意是正车对刀。

4）借刀：借刀就是螺纹车削定深度后，将小拖板向前或向后移动一点距离再进

行车削，借刀时注意小拖板移动距离不能过大，以免将牙槽车宽造成“乱

扣”，

5）使用两顶针装夹方法车螺纹时，工件卸下后再重新车削时，应该先对刀，后

车削以免“乱扣”

6）安全注意事项：

（1）车螺纹前先检查好所有手柄是否处于车螺纹位置，防止盲目开车。

（2）车螺纹寸要思想集中，动作迅速，反应灵敏;

(3)用高速钢车刀车螺纹时，车头转速不能太快，以免刀具磨损；

(4)要防止车刀或者是刀架、拖板与卡盘、床尾相撞；

(5)旋螺母时，应将车刀退离工件，防止车刀将手划破，不要开车旋紧或者退出

螺母；

(6)旋转的螺纹不能用手去摸或用棉纱去擦。

5其他常见的车削加工简介

1、圆锥面的车削

一.锥度

在机床与夹具中，有很多地方应用圆锥作为配合面。例如车床主轴锥孔

与前顶尖配合，车床尾座套筒与后顶尖配合，麻花钻锥柄与钻套配合等。

r____

圆锥体大小端直径之差与圆锥长度之比叫做锥度。即一=L

D一—圆锥体的大端直径(毫米)；

d一一圆锥体的小端直径(亳米)；

L——圆锥体的全长(毫米)；

C——圆锥体的锥度：

1.莫氏圆锥

莫氏圆锥在机器制造业中应用得最广泛的一种，如车床主轴锥孔、顶尖、钻

头柄、钱刀柄等都用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成七个号码，即0、1、2、3、4、5和

6号，最小的是0号，最大的是6号。但它的号数不同,锥度也不相同(下表)，由

于锥度不同,所以斜角a也不同。莫氏圆锥的各部分尺寸可从相关资料中查出。

2.米制圆锥

米制圆锥有八个号码，即4、6、80,100、120、140、160和200号。它的号

码就是指大端直径,锥度固定不变，即01:20。例如80号公制圆锥，它的大瑞直

径是80毫米,锥度01:20。公制圆锥的各部分尺寸可从相关资料中查出。

二.圆锥外表面的车削方法

（1）转动小拖板法车圆锥表面

车削较短和斜角较大（较小也可多）的内外锥体时.，可以用转动小拖板狗方

~2

法,也就是将小拖板转到与工件中心线成的角度。

（2）偏移尾座法车圆锥表面

较长和斜角较小的外圆锥表面，可以用偏移车床尾座法来车削。

（3）用靠模法车削圆锥表面

当工件精度要求较高（如车工具圆锥、圆锥螺纹等），或进行行大量生产时,可

以采用靠模法车圆锥表面。

（4）宽刃刀车削法

这种车削方法实质上属于成形法。其刀刃必须平直,装刀后应保证刀刃与

车床主轴轴线的夹角等于工件的圆锥半角（图5-3）o使用这种车削方法时，要

求车床具有良好的刚性，否则容易引起振动。宽刃刀车削法只适用于车削较短

的外圆锥。

1、成型面的车削

在机器上有些零件的表面不是直线，而是一种曲线。例如摇手柄、圆球、凸

轮等。这些带有曲线的表面叫做特形面,也叫做成形面军削。

（1）用双手操纵法车削成形面

数量较少或单件特形面零件,可应用两手同时走刀车削法。图中所示的圆

球,其车削方法如下：车削时用右手握小拖板手柄,左手握中拖板手柄（也可控制

大拖板和中拖板），两手配合先将毛坯车去,然后再精车。

（2）用成形刀车成形面

车削较大的内、外圆弧槽，或数量较多的成形面工件时，常采用成形刀车削法。

常用的成形刀有整体式普通成形刀、棱形刀和圆形成形刀等几种。

（3）靠模法车削成形面

靠板靠模法车削成形面，（左图）这种方法实际上与采用靠板靠模车圆锥方法

相同，只是把锥度靠模换成带有曲线的靠模,把滑板换成滚柱就可以了。

2、滚花

有些工具和机器零件的捏手部分，为增加摩擦力或使零件表面美观,常常在

零件表面上滚出各种不同的花纹称为滚花。如