车工实习基础知识
目的和要求
1． 了解金属切削加工的基本知识，了解车削加工的工艺特点及加工范围。
2． 熟悉卧式车床的组成及各部分的作用，了解卧式车床的型号及传动系统，掌握卧式车床的主要调整方法并能正确调整卧式车床。
3． 掌握普通车刀的组成、安装与刃磨，了解车刀的主要角度及作用；了解刀具切削部分材料的性能要求及常用刀具材料并能独立刃磨与安装车刀。
4． 熟悉车削时常用的工件装夹方法、特点和应用，了解常用量具的种类和使用方法，了解卧式车床常用附件的大致结构和用途。
5． 掌握车外圆、车端面、车内圆、钻孔、车螺纹以及切槽、切断、车圆锥面、车成形面的车削方法和测量方法，熟悉车削所能达到的尺寸精度、表面粗糙度值范围，能独立加工一般中等复杂程度零件并具有一定的操作技能。
6． 了解机械加工车间生产安全技术及简单经济分析。
安全技术
1. 要穿戴合适的工作服，长头发要压入帽内，不能戴手套操作。
2. 两人共用一台车床时，只能一人操作并注意他人安全。
3. 卡盘扳手使用完毕后，必须及时取下，否则不能启动车床。
4. 开车前，检查各手柄的位置是否到位，确认正常后才准许开车。
5. 开车后，人不能靠近正在旋转的工件，更不能用手触摸工件的表面，也不能用量具测量工件的尺寸，以防发生人身安全事故。
6. 严禁开车时变换车床主轴变速，以防损坏车床而发生设备安全事故。
7. 车削时，方刀架应调整到合适位置，以防小滑板左端碰撞卡盘爪而发生人身、设备安全事故。
8. 机动纵向或横向进给时，严禁床鞍及横滑板超过极限位置，以防滑板脱落或碰撞卡盘而发生人身、设备安全事故。
9. 发生事故时，立即关闭车床电源。
10. 工作结束后，关闭电源，清楚铁屑，认真擦净机床，加油润滑，以保持良好的工作环境。
课题一 概 述
【基本知识】
（一）车削特点及加工范围
1．车削工件的特点 在车床上，工件旋转，车刀在平面内作直线或曲线移动的切削称为车削。车削是以工件旋转为主运动、车刀纵向或横向移动为进给运动的一种切削加工方法，车外圆时各种运动的情况如图1.1所示。
图1.1 车削运动 图1.2 车削加工范围
a)钻中心孔 b)钻孔 c)镗孔 d)铰孔 e)车锥孔 f)车端面 g)车槽 h)车螺纹 i)滚花 j)车短圆锥 k)车长圆锥 l)车长外圆 m)车成形面 n)攻螺纹 o)车外圆
2．车削加工范围 凡具有回转体表面的工件，都可以在车床上用车削的方法进行加工，此外，车床还可以绕制弹簧。卧室车床的加工范围如图1.2所示。
车削加工工件的尺寸公差等级一般为IT9—IT7级，其表面粗糙度值Ra=3.2μm—1.6μm。
（二）切削用量
切削加工过程中的切削速度（ v c）、进给量（f）、背吃刀量（ap）总称为切削用量。车削时的切削用量如图1.3所示，切削用量的合理选择对提高生产率和切削质量有着密切关系。
1．切削速度（ v c） 切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/s或m/mi可用下式计算： v c= （m/min）
式中 D——工件代加工表面直径（mm）； 图1.3 切削用量示意图
n——工件每分钟的转速（r/min）。
2．进给量（f） 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，
用工件每转的位移量来表达和度量，单位为mm/r。
3．背吃刀量（ap） 在通过切削刃基点（中点）并垂直于工件平面的方向（平行于进给运动方向）上测量的吃刀量，即工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离，单位为mm。 背吃刀量可用下式表达：
ap= （mm）
式中 D、d——分别表示工件待加工表面、已加工表面直径（mm）。
【复习思考题】
1． 车削的运动特点和加工特点是什么？
2． 车削能加工哪些类型的零件？一般车削加工能达到的最高公差等级和最低表面粗糙度值是多少？
3． 什么叫切削用量？其单位是什么？
课题二 卧式车床
【基本知识】
（一）卧式车床的型号
机床的型号是用来表示机床的类别、特性、组系和主要参数的代号。按照JB1838—85《金属切削机床型号编制方法》的规定，机床型号由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成，其表示方法如下：
其中带括号的代号或数字，当无内容时则不表示，若有内容则不带括号。
例如C6136A：
C——类别代号，车床类机床；
61——组系代号，卧式；
36——主参数，机床可加工工件最大的回转直径的1/10,即该机床可加工最大工件直径为360mm；
A——重大改进型顺序号，第一次重大改进。
（二）卧式车床的组成部分及作用
卧式车床的组成部分主要有：主轴箱，进给箱，溜板箱，光杆，丝杆，方刀架，尾座，床身及床腿等，其组成部分如图2.1所示。
图2.4 C6136卧式车床示意图
1.主轴箱 箱内装有主轴和主轴变速机构。电动机的运动经普通V型带传给主轴箱，再经过内部主轴变速机构将运动传给主轴，通过变换主轴箱外部手柄的位置来操纵变速机构，使主轴获得不同的转速，而主轴的旋转运动又通过挂轮机构传给进给箱。
主轴为空心结构：前部外锥面用于安装卡盘和其他夹具来装夹工件，内锥面用于安装顶尖来装夹轴类工件，内孔可穿入长棒料。
2．进给箱 箱内装有进给运动的变速机构，通过调整外部手柄的位置，可获得所需的各种不同的进给量或螺距（单线螺纹为螺距，多线螺纹为导程）。
3．光杆和丝杆 它们可将进给箱内的运动传给溜板箱。光杆传动用于回转体表面的机动进给车削，丝杠传动用于螺纹车削，其变换可通过进给箱外部的光杆和丝杆变换手柄来控制。
4．溜板箱 溜板箱是车床进给运动的操纵箱。箱内装有进给运动的变向机构，箱外部有纵、横向手动进给、机动进给及开合螺母等控制手柄。通过改变不同的手柄位置，可使刀架纵向或横向移动机动进给以车削回转体表面，或将丝杆传来的运动变换成车螺纹的走刀运动，或手动操作纵向、横向进给运动。
5.刀架和滑板 刀架和滑板用来夹持车刀使其作纵向、横向或斜向进给运动，由移置床鞍、横滑板、转盘、小滑板和方刀架组成。
（1）移置床鞍 它与溜板箱连接，可带动车刀沿床身导轨作纵向移动，到达预定位置后可予以紧固，横滑板在其上面可横向移动。
（2）横滑板 横滑板带动车刀沿移置床鞍上面的导轨作横向移动，手动时，可转动横向进给手柄。
（3）转盘 其上面刻有刻度，与横滑板用螺栓连接，松开其螺母可在水平面内回转任意角度。
（4）小滑板 转动小滑板进给手柄可在转盘导轨面上作短距离移动，如果转盘回转成一定角度，车刀可作斜向运动。
（5）方刀架 方刀架用来装夹和转换车刀，它可同时装夹4把车刀。
6．尾座 其底面与床身导轨面接触，可调整并固定在床身导轨面的任意位置上。在尾座套筒内装上顶尖可夹持轴类工件，装上钻头或铰刀可用于钻孔或铰孔。
7．床身 床身是车床的基础零件，用于连接各主要部件并保证其相对位置，其导轨用来引导溜板箱和尾座的纵向移动。
8．床腿 床腿支承床身并与地基连接。
（三）卧式车床的传动
图2.2所示是C6136卧式车床的传动系统图，其传动路线为：
图2.5 C6136卧式车床传动系统图
这里有两条传动路线：一条是电动机的转动经带传动，再经主轴箱中的主轴变速机构把运动
传给主轴，使主轴产生旋转运动，这条运动传动系统称为主运动传动系统；另一条是主轴的旋转运动经挂轮机构、进给箱中的齿轮变速机构、光杆或丝杆、溜板箱把运动传给刀架，使刀具纵向或横向移动或在车螺纹时纵向移动，这条传动系统称为主运动传动系统。
1.主运动传动系统 C6136车床主运动传动系统为：
电动机—— ——｛ ｝—｛ ｝—｛ ｝—主轴
改变各个主轴变速手柄的位置，即改变了滑移齿轮的啮合位置，可使主轴得到8种不同的正转转速，而反转则由电动机直接控制，其中主轴正转的极限转速为：
nmax=1450× （r/min）
nmin=1450× （r/min）
2.进给运动传动系统 C6136车床进给运动传动系统为：
改变各个进给进给变速手柄的位置，即改变了进给变速机构中各滑移啮合位置，可获得12种不同的纵向或横向进给量或螺距，其进给量变动范围是：
纵向 f纵=0.043～2.37mm/r
横向 f横=0.038～2.10mm/r
如果变换挂轮的齿数，则可得到更多的进给量或螺距。
【实习操作】
C6136车床操作系统如图2.6所示。
图2.6 C6136卧式车床操纵系统图
1．停车练习 为了安全操作，必须进行如下停车练习：
（1）正确变换主轴转速 转动主轴箱上面三个主轴变速手柄5，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）正确变速进给量 按所选定的进给量查看进给箱上面的标牌，再按标牌上进给变换手柄4和塔轮变速手柄3的位置来变换其位置，即可得到所选定的进给量。
（3）熟练掌握纵向和横向手动进给手柄的转动方向 操作时，左手握纵向进给手动手轮1，右手握横向进给手动手柄7。逆时针转动手轮1，溜板箱左进（移向主轴箱）顺时针转动，则溜板箱右退（退向床尾）；顺时针转动手柄7，刀架前进，逆时针转动，则刀架退回。
（4）熟练掌握纵向和横向机动进给的操作 光杆或丝杆接通手柄2位于光杆接通位置上，如将纵向机动进给手柄6向上提起即可纵向机动进给，如将横向机动进给手柄8向上提起即可横向机动进给，如向下扳动则停止纵、横机动进给，移动往返行程手柄12则可改变纵、横机动进给的方向。
（5）尾座的操作 尾座靠手动移动，其固定方式是紧固螺栓螺母锁紧的。转动尾座套筒手柄14，可使套筒在尾座内移动；转动压紧尾座套筒13，可将套筒固定在尾座内。
（6）刻度盘的使用 转动横向进给手柄7，可使横向进给丝杆转动，因丝杆轴向固定，与丝杆连接的螺母则带动横滑板横向移动。丝杆的螺距4mm（单线），手柄转动一周时横滑板横向移动4mm，因与手柄一起转动的刻度盘一周被等分为200格，因此手柄转过一格时，横滑板的移动量为0.02mm。
2．低速开车练习 首先应检查各手柄是否处于正确位置，确认其正确无误后再进行主轴启动和机动纵向、横向进给练习。
（1）主轴启动与停止 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——机动纵向进给——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。
【操作要点】
1．开车后严禁变换主轴转速，否则会发生机床事故。开车前要检查各手柄是否处于正确位置，如没有到位，则主轴或机动进给就不会接通。
2．纵向和横向手动进退方向不能摇错，如把退刀摇成进刀，会使工件报废。
3．横向进给手柄每转过一格时，刀具横向背吃刀量为0.02mm，其圆柱体直径方向切削量为0.04mm。
【复习思考题】
1． 说明C6140型车床型号的意义？
2． 卧式车床由哪些部分组成？各部分有何作用？
3． 操纵车床使为什么纵、横手动进给手柄的进退方向不能摇错？
4． 试变换主轴转速：130r/min、200r/min、260r/min；变换进给量：纵向0.1mm/r、0.15mm/r、0.2mm/r，横向0.12mm/r、0.18mm/r、0.24mm/r。
5． 卧式车床横向进给丝杆螺距为4mm，横向进给手柄刻度有200小格，如果横向进给手柄转过14小格时，刀具横向移动多少mm？车外圆时，背吃刀量ap为1.5mm，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？外径是36mm的外圆，要车成35mm的外径，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？
课题三 车 刀
【基本知识】
（一）车刀的种类和用途
车刀的种类很多，分类方法也不同，一般常按车刀的用途、形状或刀具的材料等进行分类。 车刀按用途可分为外圆车刀、内圆车刀、切断或切槽刀、螺纹车刀及成形车刀等。内圆车刀按其能否加工通孔又分为通孔车刀和不通孔车刀。车刀按其形状可分为直头或弯头车刀、尖刀或圆弧车刀、左或右偏刀等。车刀按其材料可分为高速钢车刀和硬质合金车刀等。按被加工表面精度的高低车刀可分为粗车刀和精车刀（如弹簧车刀）。按车刀的结构则分为焊接式和机械夹固式两类，其中机械夹固式车刀又按其能否刃磨分为重磨式和不重磨式（转位式）车刀。
图3.1所示为车刀按用途分类的情况及所加工的各种表面。
图3.7 部分车刀的种类和用途
（二）车刀的组成
车刀是由刀头和刀杆两部分组成，如图3.2所示。刀头是车刀的切削部分，刀杆是车刀的夹持部分。
车刀的切削部分由三面、两刃和一尖组成。
图3.8 车刀的组成
1． 前面 刀具上切屑流过的表面，也是车刀刀头的上表面。
2． 主后面 刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。
3． 副后面 刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。
4． 主切削刃 起始于切削刃上主偏角为零的点且至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。
5． 副切削刃 切削刃上除主切削刃部分以外的刃，它也起始于主偏角为零的点，但该刃是向着背离主切削刃的方向延伸的。
6． 刀尖 刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，实际上刀尖是一段很小的圆弧过渡刃。
（三）车刀的几何角度及其作用
为了确定车刀切削刃和其前后面在空间的位置，即确定车刀的几何角度，有必要建立三个互相垂直的坐标平面（辅助平面）：基面、切削平面和正交平面，如图3.3所示。车刀在静止
状态下，基面是过工件轴线的水平面，主切削平面是过主切削刃的铅垂面，正交平面是垂直于基面和主切削平面的铅垂剖面。
车刀切削部分在辅助平面中的位置，形成了车刀的几何角度。车刀的主要角度有前角γ0、后角α0、主偏角kr、副偏角kr′,如图3.9所示。
图3.9 车刀的辅助平面 图3.10 车刀的主要角度
1．前角γ0 前角是指前面与基面间的夹角，其角度可在正交平面中测量。增大前角会使前面倾斜程度增大，切屑易流经刀具前面，且变形小而省力；但前角也不能太大，否则会削弱刀刃强度，容易崩坏。一般前角γ0=－5°～20°，前角的大小还取决于工件材料、刀具材料及粗、精加工等情况，如工件材料和刀具材料愈硬，前角γ0应取小值，而在精加工时，前角γ0取大值。
2．后角α0 后角是指后面与切削平面间的夹角，其角度在正交平面中测量，其作用是减少车削时主后面与工件间的摩擦，降低切削时的振动，提高工件表面加工质量。一般α0=3°～12°，粗加工或切削较硬材料时后角α0取小值，精加工或切削软材料时取大值。
3．主偏角kr 主偏角是指主切削平面与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量。减小主偏角，可使刀尖强度增大，散热条件改善，提高刀具使用寿命，但同时也会使刀具对工件的背向力增大，使工件变形而影响加工质量，如不易车削细长类工件等，所以通常主偏角kr取45°、60°、75°和90°等几种。
4．副偏角kr′ 副偏角是指副切削平面（过副切削刃的铅垂面）与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量，其作用是减少副切削刃与已加工表面间的摩擦，以提高工件表面加工质量，一般副偏角kr′=5°～15°。
（四）车刀的材料
1.对刀具材料的基本要求
（1）硬度高 刀具切削部分的材料应具有较高的硬度，其最低硬度要高于工件的硬度，一般要在60HRC以上，硬度愈高，耐磨性愈好。
（2）红硬性好 红硬性好是要求刀具材料在高温下保持其原有的良好硬度性能，红硬性常用红硬温度来表示。红硬温度是指刀具材料在切削过程中硬度不降低时的温度，其温度愈高，刀具材料在高温下耐磨的性能就愈好。
（3）具有足够的强度和韧性 为承受切削过程中产生的切削力和冲击力，防止产生振动和冲击，刀具材料应具有足够的强度和韧性，才不会发生脆裂和崩刃。
一般的刀具材料如果硬度高和红硬性好，在高温下必耐磨，但其韧性往往较差，不易承受冲击和振动，反之韧性好的材料往往硬度和红硬性较低。
2．常用车刀的材料 常用车刀的材料主要有高速钢和硬质合金。
（1）高速钢 高速钢是指含有钨（W）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的高合金工具钢，其经热处理后硬度可达62HRC～65HRC。高速钢的红硬温度可达500℃～600℃，在此温度下刀具材料硬度不会降低，仍能保持正常切削，且其强度和韧性都很好，刃磨后刃口锋利，能承受冲击和振动，但由于红硬温度不太高，故允许的切削速度一般为25m/min～30m/min，所以高速钢材料常用于制造精车车刀或用于制造整体式成形车刀以及钻头、铣刀、齿轮刀具等，其常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。
（2）硬质合金 硬质合金是用碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、和钴（Co）等材料利用粉末冶金的方法制成的合金，它具有很高的硬度，其值可达89HRA～90HRA（相当于74HRC～82HRC）。硬质合金车刀的红硬温度高达850℃～1000℃，即在此温度下仍能保持其正常的切削性能，但另一方面，它的韧性很差，性脆，不易承受冲击、振动且易崩刃。由于红硬温度高，故硬质合金车刀允许的切削速度高达200m/min～300m/min，因此，是用这种车刀，可加大切削用量，进行高速强力切削，可显著提高生产率。虽然硬质合金车刀的韧性较差，
不耐冲击，但可以制成各种形式的刀片，将其焊接在45钢的刀杆上或采用机械夹固的方式夹持在刀杆上，以提高使用寿命。综上所述，车刀的材料主要采用硬质合金，其他的刀具如钻头、铣刀等材料也广泛采用硬质合金。
常用的硬质合金代号有P01（YT30）、P10（YT15）、P30（YT5）、K01（YG3X）、K20（YG6）、K30（YG8），其含义参见GB2075—87《切削加工用硬质合金分类、分组代号》。
【实习操作】
图3.11 车刀刃磨步骤
a) 磨主后面 b) 磨副后面 c) 磨前面 d) 磨刀尖圆弧过渡刃
（1）磨主后面 按主偏角大小将刀杆向左偏斜，再将刀头向上翘，使主后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11a）。
（2）磨副后面 按副偏角大小将刀杆向右偏斜，再将刀头向上翘，使副后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11b）。
（3）磨前面 先将刀杆尾部下倾，再按前角大小倾斜前面，使主切削刃与刀杆底部平行或倾斜一定角度，再使前面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11c）。
（4）磨刀尖圆弧过渡刃 刀尖上翘，使过渡刃有后角，为防止圆弧刃过大需轻靠或轻摆刃磨（图3.11d）。
经过刃磨的车刀，用油石加少量机油对切削刃进行研磨，可以提高刀具耐用度和工件表面的加工质量。
按照图3.6车刀的几何形状和角度，每人刃磨一把车刀。
图3.12 90°外圆车刀
2．安装车刀 锁紧方刀架后，选择不同厚度的刀垫垫在刀杆下面，刀头伸出的长度不能过长，拧紧刀杆紧固螺栓后再使刀尖对准工件中心，如图3.13所示。
a） b)
图3.13 车刀的安装
a）正确 b)错误
【操作要点】
1．砂轮的选择 常用的砂轮有氧化铝和碳化硅两类。氧化铝砂轮呈白色，适用于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨；碳化硅砂轮呈绿色，适用于硬质合金刀具的刃磨。砂轮的粗细以粒度号表示，一般有36、60、80和120等级别，粒度号愈大则表示组成砂轮的磨粒愈粗。粗磨车刀应选用粗砂轮，精磨车刀应选用细砂轮。
2．刃磨车刀时的注意事项 刃磨时，两手握稳车刀，轻轻地接触砂轮，不能用力过猛，以免挤碎砂轮造成事故。利用砂轮的圆周进行车刀磨削时，应经常左右移动，以防止砂轮出现沟槽。不要用砂轮侧面磨削，以免受力后使砂轮破碎。磨硬质合金车刀时，不能沾水，以防刀片收缩变形而产生裂纹，而磨高速钢车刀使，则必须沾水冷却，使磨削温度下降，防止刀具变软。同时在安全方面，人要站在砂轮的侧面以防止砂轮崩裂伤人，磨好刀具后要随手关闭电源。
3．安装车刀时的注意事项 安装后的车刀刀尖必须与工件轴线等高，刀杆与工件轴线垂直，这样才能发挥刀具的切削性能。合理调整刀垫的片数，不能垫的过多，刀尖伸出的长度应小于刀杆厚度的两倍，以免产生振动而影响加工质量。夹紧车刀的紧固螺栓至少拧紧两个，拧紧后扳手要及时取下，以防发生安全事故。
【复习思考题】
1． 车刀按其用途和材料如何进行分类？
2． 绘图标注出外圆车刀和端面车刀的主要几何角度。
3． 前角γ0、后角α0分别表示了哪些刀面在空间的位置？试简述它们的作用。
4． 刃磨和安装车刀时的注意事项是什么？
课题四 车床的润滑和维护保养
【基本知识】
为了保证车床的正常运转，减少磨损，延长使用寿命，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。
一．常用车床的润滑方式
车床各不同部位采用各种不同的润滑方式。
1.浇油润滑 常用于外漏的润滑表面，如床身导轨面和滑板导轨面。
2.溅油润滑 常用于密闭的箱体内。如车床主轴箱中的转动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。
3）油绳导油润滑 常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线既易吸油又易渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑（见图4.14a）。
4）弹子油杯注油润滑 常用于尾座、中滑板摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期地用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位，封住注油口，以防尘屑入内（见图4.14b）。
图4.14 车床常用润滑方式
a) 油绳导油润滑 b) 弹子油杯注油润滑 c) 黄油杯润滑
5）黄油杯润滑 常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不便经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，则杯中的油脂就被挤压到润滑点中去（见图4.14c）。
6）油泵输油润滑 常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的机构。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式。
二．车床日常保养的要求
为了保证车床的加工精度、延长其使用寿命、保证加工质量、提高生产效率，车工除了能熟练地操作机床外，还必须学会对车床进行合理地维护、保养。
1．每天工作后，切断电源，对车床各表面、各罩壳、导轨面、丝杠、光杠、各操作手柄和操纵杆进行擦拭，做到无油污、无铁屑、车床外表清洁。
2.每周要求保养床身导轨面和中、小滑板导轨面及转动部位的清洁、润滑。要求油眼畅通、油标清晰，清洗油绳和护床油毛毡，保持车床外表清洁和工作场地整洁。
【操作要点】
1、润滑要求 主轴箱内的零件用油泵循环润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵输油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，待修复后才能开动车床。进给箱内的齿轮和轴承，除了用齿轮飞溅润滑外，在进给箱上部还有用于油绳导油润滑的储油槽，每班应给该储油槽加一次油。交换齿轮箱中间齿轮轴承是黄油杯润滑，每班一次。7天加一次钙基脂。尾座和中、小滑板手柄及光杠、丝杠、刀架转动部位靠弹子油杯润滑，每班润滑一次。此外，床身导轨、滑板导轨在工作前后都要擦净用油枪加油。
2.车床一级保养 通常当车床运行500h后，需进行一级保养。其保养工作以操作工人为主，在维修工人的配合下进行。保养时，必须先切断电源。
【复习思考题】
1.CA6140A型车床的润滑有哪些具体要求？
2.车床的日常维护、保养有哪些具体要求？
3.车床润滑的作用？
课题五 车外圆、端面和台阶
【基本知识】
工件外圆与端面的加工是车削中最基本的加工方法。
（一）工件在车床上的装夹方法
在车床上装夹工件的基本要求是定位准确、夹紧可靠。定位准确就是工件在机床或夹具中必须有一个正确位置，即车削的回转体表面中心应与车床主轴中心重合。夹紧可靠就是工件夹紧后能承受切削力，不改变定位并保证安全，且夹紧力适度以防工件变形，保证加工工件质量。在车床上常用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等附件来装夹工件，在成批大量生产中还可以用专用夹具来装夹工件。
1．用三爪自定心卡盘装夹工件 三爪自定心卡盘的结构如图5.15a所示。当用卡盘扳手转动小锥齿轮时，大锥齿轮随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使三个卡爪同时向中心移动或退出，以夹紧或松开工件。三爪自定心卡盘对中性好，自动定心准确度为0.05mm～0.15mm。装夹直径较小的外圆表面情况如图5.15b所示，装夹较大直径的外圆表面时可用三个反爪进行，如图5.15c。
2．用四爪单动卡盘装夹工件 四爪单动卡盘外形如图5.16a所示，
图5.15 三爪自定心卡盘装夹工件
a) 三爪自定心卡盘 b)正爪装夹 c)反爪装夹
图5.16 四爪单动卡盘装夹工件
a ）四爪单动卡盘 b)用百分表找正
它的四个卡爪通过四个螺杆可独立移动，除装夹圆柱体工件外，还可以装夹方形、长方形等形状不规则的工件。装夹时，必须用划线盘或百分表进行找正，以使车削的回转体表面中心对准车床主轴中心。图5.16b所示为用百分表找正的方法，其精度可达0.01mm。
3．用双顶尖装夹工件 在车床上常用双顶尖装夹轴类工件，如图5.17所示。前顶尖为普通顶尖（死顶尖），装在主轴锥孔内同主轴一起转动；后顶尖为活顶尖，装在尾座套筒内，其外壳不转动，顶尖芯与工件一起转动。工件利用其中心孔被顶在前后顶尖之间，通过拨盘和卡头随主轴一起转动。
顶尖的结构如图5.18所示，卡头的结构如图5.19所示。
用双顶尖装夹轴类工件的步骤：
（1）车平两端面、钻中心孔 先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。中心钻安装在尾座套筒内的钻夹头中，使之随套筒纵向移动钻削。中心钻和中心孔的形状如图5.20所示。中心孔60°锥面与顶尖锥面配合支承，B型120°锥面是保护锥面，以防60°锥面被破坏而影响定位精度。
（2）安装、校正顶尖 安装时，顶尖尾部锥面、主轴内锥孔和尾座套筒锥孔必须擦净，然后把顶
图5.17 双顶尖装加工件
图5.18 顶尖
a)普通顶尖 b)活顶尖
图5.19 卡头
图5.20 中心钻与中心孔
a)A型 b）B型
尖用力推入锥孔内。校正时，可调整尾座横向位置，使前后顶尖对准为止，如图5.21所示，如果前后顶尖未对准，轴将被车成锥体。
图5.21 校正顶尖
（3）安装拨盘和工件 首先擦净拨盘的内螺纹和主轴端的外螺纹，然后拨盘拧在主轴上，再把轴的一端装上卡头并拧紧卡头螺钉，最后在双顶尖中安装工件，如图5.22所示。 图5.22 安装工件
（二）车外圆
将工件车削成圆柱形外表面的方法称为车外圆，车外圆的几种情况如图5.23所示。 图5.23 外圆车削
a)尖刀车外圆b)弯头刀车外圆c)偏刀车外圆
车削方法一般采用粗车和精车两个步骤：
1．粗车 粗车的目的是尽快地从工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的形状和尺寸。尺寸要给精车留有适当的加工余量，其精度和表面粗糙度要求并不高，因此尺寸的目的是提高生产率。为了保证刀具耐用和减少刃磨次数，粗车时，要先选用较大的背吃刀量，其次根据可能，适当加大进给量，最后选取合适的切削速度。粗车刀一般选用尖头刀或弯头刀。
2．精车 精车的目的是切去粗车给精车留下的加工余量，以保证零件的尺寸公差和表面粗糙度。精车后工件尺寸公差等级可达IT7级，表面粗糙度值可达Ra=1.6μm。对于尺寸公差等级和表面粗糙度要求更高的表面，精车后还需进行磨削加工。在选择切削用量时，首先应选取合适的切削速度（高速或低速），再选取进给量（较小），最后根据工件尺寸来确定背吃刀量。
精车时为了保证工件的尺寸精度和减小粗糙度可采用下列几点措施：
（1）合理的选择精车刀的几何角度及形状 如加大前角可使刃口锋利，减小副偏角和刀尖圆弧能使已加工表面残留面积减小，前后刀面及刀尖圆弧用油石磨光等。
（2）合理地选择切削用量 在加工钢等塑性材料时，采用高速或低速切削可防止出现积屑瘤。另
外，采用较小的进给量和背吃刀量可减少已加工表面的残留面积。
（3）合理地使用切削液 如低速精车钢件时可用乳化液润滑，低速精车铸铁件时可用煤油润滑等等。
图5.24 试切方法与步骤
（4）采用试切法切削 试切法就是通过试切——测量——调整——再试切反复进行的方法使工件尺寸达到符合要求为止的加工方法。由于横向刀架丝杆及其螺母螺距与刻度盘的刻线有一定的制造误差，仅按刻度盘定吃刀量难以保证精车的尺寸公差，因此，需要通过试切来准确控制尺寸。此外，试切也可防止进错刻度而造成废品。图5.24所示为车削外圆工件时的试切方法与步骤。
（三）车端面
对工件端面进行车削的方法称为车端面。车端面采用端面车刀，当工件旋转时，移动床鞍（或小滑板）控制吃刀量，横滑板横向走刀便可进行车削，图5.25为端面车削时的几种情形。 图5.25 车端面
a)弯头车刀车端面 b)偏刀向中心走刀车端面 c)偏刀向外走刀车端面
车端面时应注意：刀尖要对准工件中心，以免车出的端面留下小凸台。由于车削时被切部分直径不断变化，从而引起切削速度的变化，所以车大端面时要适当调整转速，使车刀在靠近工件中心处的转速高些，靠近工件外圆处的转速低些。车后的端面不平整是由于车刀磨损或吃刀量过大导致床鞍移动造成的。因此要及时刃磨车刀并可将移置床鞍紧固在床身上。
（四）车台阶
车削台阶处外圆和端面的方法称为车台阶。车台阶时常用主偏角κr≥90°的偏刀车削，在车削外圆的同时车出台阶端面。台阶高度小于5mm时可用一次走刀车出，高度大于5mm的台
阶可用分层法多次走刀后再横向切出，，如图5.26所示。 图5.26 车台阶
a)一次走刀 b)多次走刀
台阶长度的控制和测量方法如图5.27所示。 图5.27 台阶长度的控制和测量 a)卡钳测量b)钢直尺测量c)深度尺测量 【实习操作】
1．粗车外圆及端面 选取直径为φ90mm、长度为125mm的灰铸铁棒料（HT150）为毛坯，粗车后的直径为φ85mm、长度为120mm。
（1）装夹工件 由于铸件毛坯表面粗糙不平整，在用三爪自定心卡盘装夹时，一定要使三个卡爪全部接触外圆表面后再夹紧，以防松动。
（2）安装车刀 选用主偏角κr=45°的外圆车刀，按要求安装在方刀架上。
（3）切削用量 ap=1mm～2.5mm、f=0.15mm/r～0.4mm/r、νc=40m/min～60m/min（n=150r/min～225r/min），按此切削用量来调整车床。 （4）粗车端面及外圆 先车一端的端面和外圆，再掉头装夹车另一头端面和外圆。车第一刀的背吃刀量要大于硬皮的厚度，以防刀具磨损，另外，外圆尺寸可用试切法控制。 2．粗、精车外圆和端面 以粗车后的铸铁棒为毛坯料，按图5.27所示工件的尺寸和表面粗糙度要求，进行粗、精车外圆和端面。
（1）装夹工件 用三爪自定心卡盘夹紧工件，其夹紧长度为50mm左右。 （2）安装车刀 选用主偏角κr=45°和κr≥90°的偏刀两把，按要求装在方刀架上。 图5.27 粗、精车外圆和端面工件图（材料：45）
（3）切削用量 精车铸铁的切削用量为ap=0.3mm～0.5mm、f=0.05mm/r～0.2mm/r、νc=60m/min～100m/min（n=285r/min～476r/min），精车时按此用量调整车床。 （4）粗、精车端面和外圆 先用45°外圆端面车刀车端面，见平即可。接下来用90°外圆偏刀粗、精车外圆及台阶端面，先粗车φ80×45尺寸，再粗车φ67×29尺寸，最后用试切法精车φ66（0-0.2）×（30±0.5）尺寸。车好后用45°车刀倒角。
3．车台阶和钻中心孔 图5.27所示为精车后的工件，以它为坯料，按图5.28所示工件的尺寸、形位公差要求进行车削台阶和钻中心孔。、 加工步骤：（1）以φ66（0-0.2）和长度为30±0.5的台阶面为定位基准；（2）车端面，保证长度为80mm；（3）钻φ4mm中心孔；（4）粗、精车φ68×（70±0.2）台阶尺寸；（5）粗、精车φ60×（55±0.15）台阶尺寸；（6）粗、精车φ54×（20±0.1）台阶尺寸；（7）倒角。 图5.28 车台阶和钻中心孔工件图（材料：45）
【操作要点】
1．利用刻度盘控制尺寸精度 用试切法试切外圆时，必须利用横向进给手柄刻度盘上的刻度来控制背吃刀量。对刀后，需计算手柄顺时针转动的格数n，可用下式计算： n= （格）
式中d1——对刀时工件的直径（mm）； d2——要车好的工件直径（mm）；
0.04——吃刀一格所切去的圆周余量（mm）；
试切测量的尺寸等于d2时，即可正式进行切削，如果试切后测量的尺寸大于d2，则需重新计算吃刀格数试切。如试切后测量的尺寸小于d2，则需把手柄逆时针转过两圈后，重新对刀计算吃刀格数试切。不能把手柄直接退回至d2尺寸处=就车削，这是因为手柄丝杆与螺母之间有间隙，间隙如不清除，背吃刀量无变化，车削的直径仍小于d2而导致工件报废。 2．外圆尺寸的测量 粗略测量时可用外卡钳或钢直尺，一般应使用游标卡尺，还可以用千
分尺。
【教师演示】
细长轴类工件，常采用中心架或跟刀架进行车削，如图5.29所示。 图5.29 中心架和跟刀架的应用
表1是利用跟刀架车削细长轴的实例，供教师演示用。 表1 细长轴车削实例
1． 车外圆时有哪些装夹方法？为什么车削长轴类零件时采用双顶尖装夹？ 2． 车外圆时为什么要分为粗车和精车？粗车和精车应如何选择切削用量？
3． 工件外径尺寸为φ67mm，要一刀车成φ66.5mm，对刀后横向进给手柄应转过多少小格？如
试切测量后尺寸小于φ66.5mm，为什么必须将手柄退回两转后再重新对刀试切？
4．测量外径尺寸有哪些方法？能否用外卡钳测量并保证其测量误差在0.03mm～0.05mm之间？如果能测量请测量一下。
课题六 切槽和切断
【基本知识】
（一）切槽
在工件表面上车削沟槽的方法称为切槽，用车削加工的方法所加工出槽的形状有外槽、内槽和端面槽，如图6.30所示。 图6.30 切槽的形状
a)切外槽b)切内槽c)切端面槽
轴上的外槽和孔的内槽均属退刀槽。退刀槽的作用是车削螺纹或进行磨削时便于退刀，否侧该工件将无法加工，同时在轴上或孔内装配其他零件时，也便于确定其轴向位置。端面槽的主要作用是为了减轻重量，其中有些槽还可以卡上弹簧或装上垫圈等，其作用要根据零件的结构和使用要求而定。
1．切槽刀的角度及安装 轴上槽要用切槽刀进行车削，切槽刀的几何形状和角度如图6.31a所示。安装时，刀尖要对准工件轴线，主切削刃平行于工件轴线，两侧副偏角一定要对称相等（1°～2°），两侧刃附后角也需对称（0.5°～1°，切不可一侧为负值，以防刮伤槽的底面或折断刀头），切断刀的安装如图6.31b所示。 图6.31 切槽刀及安装
a)切槽刀 b) 安装
2．切槽的方法 切削宽度在5mm以下的窄槽时,可采用主切削刃的宽度等于槽宽的切槽刀，在一次横向进给中切出。
切削宽度在5mm以上的宽槽时，一般采用先分段横向粗车（参见图6.32a），在最后一次横向切削后，再进行纵向精车的加工方法，如图6.32b所示。
a) b) 图6.32 切宽槽 a)横向粗车 b)精车
3.切槽的尺寸测量 槽的宽度和深度测量采用卡钳和钢直尺配合测量，也可用游标卡尺和千分尺测量。图6.33所示为测量外槽的情形。
图6.33 测量外槽
a) 用游标卡尺测量槽宽 b) 千分尺测量槽的底径
（二）切断
把坯料或工件分成两段或若干段的车削方法称为切断，其主要用于圆棒料按尺寸要求下料或把加工完的工件从坯料上切下来，参见图6.34。
图6.34 切断 图6.35 高速钢切断刀
1．切断刀 切断刀与切槽刀形状相似，其不同点是刀头窄而长、容易折断，因此，用切断刀也不可以切槽，但不能用切槽刀来切断。
图6.36 弹性切断刀 切断时，刀头伸进工件内部，散热条件差，排屑困难，易引起振动，如不注意刀头就会折断，因此，必须合理地选择切断刀。切断刀的种类很多，按材料可分为高速钢和硬质合金两种，按结构又可分为整体式、焊接式、机械夹固式等几种。通常为了改善切削条件，常用整体式高速钢切断刀进行切断，图6.36所示为高速钢切断刀的几何角度。图6.37所示为弹性切断刀，在切断过程中，这种刀可以减小产生的振动和冲击，提高切断的质量和生产率。 图6.37 切断方法
a) 直进法 b) 左右借刀法
2．切断方法 常用的切断方法是直进法和左右借刀法两种，如图6.8所示。直进法常用于切断铸铁等脆性材料，左右借刀法常用切削钢等塑性材料。 【实习操作】
1．以图5.28所示的工件为坯料，按图6.38所示工件图的要求车削4mm宽的窄槽和10mm宽的宽槽。车削时，因台阶的轴向尺寸已经车好，对刀时应注意不可再车削台阶的端面。窄槽用直进法车削，宽槽用多次横向粗车再纵向精车的方法车削，而槽的深度利用横向进给刻度盘来控制。
图6.38 切槽工件图（材料：45）
2．下料切断 根据现场生产的实际情况进行下料切断。、 【操作要点】
切槽和切断操作简单，但要达到相应技术要求很不容易，特别是切断，操作时稍不注意，刀头就会折断，其操作注意事项如下：
1.工件和车刀的装夹一定要牢固，刀架要锁紧以防松动。切断时，切断刀距卡盘应近些，但不能碰上卡盘，以免切断时因刚性不足而产生振动。
2.切断刀必须有合理的几何角度和形状。一般切钢时γ0=20°～25°，切铸铁时γ0=5°～10°；副偏角κr′=1°30′；后角α0=8°～12°，副后角α0′=2°；刀头宽度为3mm～4mm；刃磨时要特别注意两副偏角及两副后角各自对应相等。
3.安装切断刀时刀尖一定要对准工件中心。安装位置如低于工件中心时，车刀还没有切至中心就会被折断，如高于中心时，车刀在接近中心时会被凸台顶住不易切断工件，如图6.39所示。同时车刀伸出刀架不宜太长，车刀对称线要与工件轴线垂直，以保证两侧都有一定的副后角。
4.合理的选择切削用量。切削深度不宜过高或过低，一般νc=40m/min～60m/min（外圆处）。手动进给切断时，进给要均匀，机动进给切断时，进给量f=0.05mm/r～0.15mm/r。
图6.39 切断刀刀尖应与工件中心等高
5.切钢时需加切削液进行冷却润滑，切铸铁时不加切削液但必要时应使用煤油进行冷却润滑。
【复习思考题】
1.一般阶梯轴上的几个退刀槽的宽度都相等，为什么？退刀槽的作用是什么？ 2.宽槽和窄槽的深度和宽度尺寸引发怎样切削才能保证？
3.切断时，切断刀易折断的原因是什么？操作过程中怎样防止切断刀折断？
课题七 钻孔和车内圆
【基本知识】 （一）钻孔
用钻头在工件上加工孔的方法称为钻孔，钻孔通常在钻床或车床上进行。 1.车床上钻孔和车床上钻孔的不同点
（1）切削运动不同 钻床上钻孔时，工件不动，钻头旋转并移动，其钻头的旋转运动为主运动，钻头的移动为进给运动。车床上钻孔时，工件旋转，钻头不转动只移动，其工件旋转为主运动，钻头移动为进给运动。
（2）加工工件的位置精度不同 钻床上钻孔需按划线位置钻孔，孔易钻偏，不易保证孔的位置精度。车床上钻孔，不需划线，易保证孔与外圆的同轴度及孔与端面的垂直度。 2.车床上的钻孔方法 车床上钻孔方法如图7.40所示，其操作步骤如下： 图7.40 车床上钻孔
（1）车端面 钻中心孔以便于钻头定心，可防止孔钻偏。
（2）装夹钻头 锥柄钻头直接装在尾座套筒的锥孔内，直柄钻头要装在钻夹头内，然后把钻夹头装在尾座套筒的锥孔内，应注意要擦净后再装入。
（3）调整尾座位置 松开尾座与床身的紧固螺栓螺母，移动尾座至钻头能进给到所需长度时，固定尾座。
（4）开车钻削 尾座套筒手柄松开后（但不宜过松）开动车床，均匀地摇动尾座套筒手轮进行钻削。刚接触工件时进给要慢些，切削中要经常退回，钻透时进给也要慢些，退出钻头后再停车。
（5）钻不通孔时要控制孔深 可先在钻头上利用粉笔划好孔深线再钻削的方法控制孔深，也还可用钢直尺、深度尺测量孔深的方法控制孔深。
钻孔的精度较低，尺寸公差等级在IT10级以下，表面粗糙度值Ra=6.3μm，因此，钻孔往往是车孔和镗孔、扩孔和铰孔的预备工作。 （二）车内圆
对工件上的孔进行车削的方法称为车内圆，即车孔。
1.车内圆的方法 车内圆的方法如图7.41所示，其中图7.41a所示为通孔内圆车刀车通孔，图7.42b所示为用不通孔内圆车刀车不通孔。车内圆与车外圆的方法基本相同，都是通过工件转动及车刀移动的方法从毛坯上切去一层多余金属。在切削过程中也要分粗车和精车，以保证孔的加工质量。 图7.41 车内圆
a) 车通孔 b)车盲孔
车内圆与车外圆的方法虽然基本相同，但在车内圆时需注意以下几点： （1）内圆车刀的几何角度 通孔内圆车刀的主偏角κr=45°～75°，副偏角κr′=20°～45°。不通孔内圆车刀κr≥90°，其刀尖在刀杆的最前端，刀尖到刀杆背面的距离只能小于孔径的一半，
否则将无法车平不通孔的底平面。
（2）内圆车刀的安装 刀尖应对准工件的中心。由于吃刀方向与车外圆相反，故粗车时可略低点，使工作前角增大以便于切削；精车时刀尖略高一点，使其后角增大而避免产生扎刀。车刀伸出方刀架的长度尽量缩短，以免产生振动，但不得小于工件孔深加上3mm～5mm的总长度，如图7.42所示。刀具轴线应与主轴平行，刀头可略向操作者方向偏斜。开车前先用车刀在孔内手动试走一遍，确认没有任何障碍妨碍车刀工作后，再开车车削。 图7.42 内圆车刀的安装
（3）切削用量的选择 车内圆时，因刀杆细、刀头散热条件差且排屑困难，易产生振动和让刀，故所选择的切削用量要比车外圆时小些，其调整方法与车外圆相同。
（4）试切法 车内圆与车外圆的试切方法基本相同，其试切过程是：开车对刀——纵向退刀——横向吃刀——纵向切削3mm～5mm——纵向退刀——停车测量。如果试切已满足尺寸公差要求，可纵向切削，如未满足尺寸公差要求可重新横向吃刀来调整背吃刀量，再试切直至满足尺寸公差要求为止。与车外圆相比，车内圆横向吃刀时，其逆时针转动手柄为横向吃刀，顺时针转动手柄为横向退刀，即与车外圆相反。
（5）控制内圆孔深 如图7.43所示，可用粉笔在刀杆上划出孔深长度记号来控制孔深，也可用铜片来控制孔深。
图7.43 控制车内圆孔深度的方法
a)用粉笔划长度记号b)用铜片控制孔深
由于车内圆时的工作条件比车外圆差，所以车内圆的精度较低，一般尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2μm～1.6μm.
2.内圆的测量方法 内卡钳和钢直尺都可测量内圆直径，但一般常用游标卡尺测量内圆直径和孔深。对于精度要求高的内圆直径可用内径千分尺或内径百分表测量，如图7.44所示就是用内径百分表测量内圆直径的实例。对于大批量生产的工件，其内圆直径可用塞规测量。 图7.44 内径百分表测量孔径 【实习操作】
1.以图6.38所示的工件为坯料，按图7.45所示工件的内圆直径尺寸公差和表面粗糙度要求，进行钻孔和车内圆。
图7.45 钻孔和车内圆工件图（材料：45）
（1）安装工件 以φ66和长度为30台阶面（见图6.8）为定位基准，用三爪自定心卡盘装夹。
（2）安装钻头和内圆车刀 把直径为φ18的钻头装在尾座套筒内，选择不通孔内圆车刀安装在方刀架上。
（3）切削用量 钻孔的切削速度ν c=20m/min～40m/min（n=350r/min～700 r/min），进给采用手动；车内圆的切削速度ν c=30m/min～50m/min（n=400r/min～720 r/min），进给量f=0.1mm/r～0.3mm/r。在车内圆时，低的切削速度和大的进给量适用于粗车内圆，高的切削速度和小的进给量适用于精车内圆；请按具体的切削用量调整车床。
（4）钻φ18孔 按钻孔的方法与步骤进行φ18钻孔。
（5）车φ22～φ24的内圆 为了增加学生的练习操作时间，可选取几个不同的尺寸公差供练习操作，比如先用试切法车削精度低、公差较大的内圆φ22、φ23，最后用试切法车削精度高、公差较小的内圆φ24。
2.用内径百分表测量孔的内径 先用游标卡尺测量内径，再用百分表或内径千分尺测量内径。用百分表测量内径时，根据内径尺寸把内径百分表的可换触头换成15mm～35mm量程的触头，利用外径千分尺校队其尺寸，使表的指针调零。测量时，表的触头接触孔壁，左右移动
摆杆，其最大读数值为内径值。百分表大指针每转过一转为1mm，转过的每小格为0.01mm；百分表小指针每转过一小格为1mm，测量方法如图7.5所示。 【操作要点】
1.在车床上钻孔时的注意事项
（1）修磨横刃 钻削时因轴向力大会使钻头产生弯曲变形，影响加工孔的形状，而且轴向力过大时钻头易折断。修磨横刃、减少横刃宽度可以大大减小轴向力，这样就改善了切削条件，可提高孔的加工质量。
（2）切削用量适度 开始钻削时进给量应小些，以使钻头能对准工件中心；钻头头部进入工件后进给量应大些，以提高生产率；快要钻透时进给量应小些，以防折断钻头。钻大孔时车床旋转速度应低些，而钻小孔时转速应高些，即使切削速度适度以改善钻小孔时的切削条件。
（3）操作要正确 装夹钻头时，钻头的中心必须对准工件的中心，以防孔径钻大。调整尾座后，尾座的位置必须能够保证钻孔的深度。钻削时，尾座套筒应松紧适度、进给均匀，这些措施都可防止孔被钻偏。
2.车内圆时的注意事项
（1）一次装夹工件 车内圆时，如果孔与某些表面有位置公差要求（孔与外圆表面的同轴度、与端面的垂直度等），则工件必须在一次装夹中完成孔与这些表面的全部切削任务，否则难以保证其位置公差要求，参见图7.6。如必须两次装夹工件时，则应校正工件后再切削，这样才能保证工件质量。
图7.46 一次装夹工件
（2）车刀的选择与安装 加工通孔选择通孔内圆车刀，加工不通孔选择不通孔内圆车刀。在方刀架上安装好车刀后，一定要在不开车的情况下试走一遍，确实不妨碍车刀工作后再开车切削。
（3）吃刀方向要正确 试切时横向进给手柄转向不能摇错，逆时针转动为吃刀，顺时针为退刀，与车外圆正好相反。如摇错，把退刀摇成吃刀，则造成工件的报废。 【复习思考题】
1.车床上钻孔与钻床上钻孔有什么不同？车床上如何让钻孔？
2.车内圆与车外圆比较，在试切方法上有何不同？如不注意不同点会出现什么情况？
3.内圆直径测量尺寸为φ22.5mm，要车成φ23mm的孔，对刀后横向进给手柄应吃刀多少小格？是逆时针转动还是顺时针转动？
4.为什么在车削对位置精度有要求的工件各表面时，必须在一次装夹中完成各表面的切削？ 5.孔的内圆直径和长度有哪几种测量方法？用内卡钳测量时能否保证0.05mm的测量误差？如能保证应怎样测量？
课题八 车 圆 锥
【基本知识】
将工件车削成圆锥表面的方法称为车圆锥。 （一）圆锥的种类及作用
圆锥按其用途分为一般用途圆锥和特殊用途圆锥两类。一般用途圆锥的圆锥角α较大时，圆锥角可直接用角度表示，如30°、45°、60°、90°等；圆锥角较小时用锥度C表示，如1∶5、1∶10、1∶20、1∶50等。特殊用途圆锥是根据某种要求专门制定的，如7∶24、莫氏锥度等。圆锥按其形状又分为内、外圆锥。
圆锥面配合不但拆装方便，还可以传递转矩，经多次拆卸仍能保证准确的定心作用，所以应
用很广。例如，顶尖和中心孔的配合圆锥角α=60°，易拆卸零件的锥面锥度C=1∶5，工具尾柄锥面锥度C=1∶20，机床主轴锥孔锥度C=7∶24，特殊用途圆锥应用于纺织、医疗等行业，等等。
（二）圆锥各部分名称、代号及计算公式
圆锥体和圆锥孔的各部分名称、代号及计算公式均相同，圆锥体的主要尺寸如图8.47所示。
锥度 C= =2tan
斜度 S= = tan
图8.47 圆锥的主要尺寸 图8.48 转动小滑板车削圆锥 式中 α—圆锥的锥角； 为圆锥半角； C——圆锥的锥度；
L——锥面轴向长度（mm）； D——锥面大端直径（mm）； d——锥面小端直径（mm）。 （三）车圆锥的方法
车圆锥的方法很多，主要有以下几种：小滑板转位法、偏移尾座法、宽刃车刀车削法、靠模板法等。除宽刃车刀车削法外，其他几种车圆锥的方法，都是使刀具的运动轨迹与工件相交成圆锥半角α/2，操作后即可加工出所需的圆锥体。
1．小滑板转位法 根据工件的锥度C或圆锥半角α/2，将小滑板转过α/2角并将其紧固，然后摇动小滑板进给手柄，使车刀沿圆锥面的母线移动即可车出所需的锥面，如图8.48所示。 2．偏移尾座法 根据工件的锥度C或圆锥半角α/2，将尾座顶尖偏移一个距离s，使工件旋转轴线与车床主轴轴线的交角等于圆锥半角α/2，然后车刀纵向机动进给，即可车出所需的锥面，如图8.49所示。
图8.49 偏移尾座车削圆锥 图8.50 锥形套锥与锥形塞锥 尾座偏移量
S= ×L = ×L = L tan
式中 S——尾座偏移量（mm）； D——大端直径（mm）； d——小端直径（mm）； L——圆锥长度（mm）； L ——工件全长（mm）； C——锥度。
偏移尾座法能加工较长工件上的锥面，并能机动纵向进给切削，但不能加工锥孔，一般圆锥半角不能太大α/2
圆锥面的测量主要是测量圆锥半角（或圆锥角）和锥面尺寸。
1．圆锥角度的测量 调整车床并试切后，需测量锥面的角度是否正确，如不正确，需重新调整车床，再试切直至测量的锥面角度符合图样要求为止，才可进行正式车削。测量时，常用以下两种方法测量圆锥角度：
（1）用锥形套规或锥形塞规测量 锥形套规用于测量外锥面，锥形塞规用于测量内锥面。测量时，先在套规或塞规的内外圆锥面上涂上显示剂，再与被测锥面配合，转动量规，拿出
量规观察显示剂的变化。如果显示剂摩擦均匀，说明圆锥接触良好，锥角正确；如果套规的小端擦着，大端没有擦着，说明圆锥角小了（塞规与此相反），要重新调整车床重新车削。锥形套规与锥形塞规如图8.50所示。
（2）万能游标量角器测量 用万能游标量角器测量工件的角度的方法如图8.51所示，这种方法测量角度范围大，测量精度为5′—2′。
i) ii)
图8.51 万能游标量角器测量角度 图8.52 锥形套锥测量锥面
i)为测外锥尺寸 ii)为测内锥面尺寸
2．锥面尺寸的测量 锥角达到图样要求后，再进行锥面长度及其大小端的车削。常用锥形套规测量外锥面的尺寸，如图8.52i)所示；用锥形塞规测量内锥面的尺寸，如图8.52ii)所示。另外，还可用游标卡尺测量锥面的大端或小端直径来控制锥体的长度。 【实习操作】
以图6.38所示工件为坯料，按图8.53所示工件的尺寸要求车削外锥面，保证其锥度C=1：5（圆锥半角α/2=5°43′）大端直径D=φ54。
图8.53 车外圆锥面工件图
采用小滑板转位法车削。先松开小滑板与转盘之间的紧固螺栓，扳转小滑板转过角度α/2=5°43′，然后紧固小滑板与转盘之间的紧固螺栓，手动转动小滑板进给手柄，车削外锥面。 操作时，车刀采用普通外圆车刀，车床主轴转速与车外圆时相同，背吃刀量用横向进给手柄来调整，转动小滑板进给手柄，使刀具沿锥面母线移动进行车削。车削锥面需经过车削——测量——调整角度——车削——测量的试切过程来完成。
测量时，用万能游标量角器测量锥角，用游标卡尺测量大端直径。
【操作要点】
车削中只能通过手动转动小滑板进给手柄进行操作，严禁使用机动纵向进给。机动纵向进给时，虽然小滑板已经扳转了角度，但刀具仍按外圆表面移动，故车出的是外圆表面而不是锥面。
【教师演示】
实习指导教师可采用偏移尾座法车削外圆锥面的方法给学生进行演示操作，其演示过程可参
【复习思考题】
1． 圆锥的种类和作用有哪些？
2． 锥体的锥度和斜度有何不同？又有何关系？
3． 试述小滑板转位法车锥体的优缺点及应用范围？ 4． 已知锥度 C=1：10，试求小滑板应扳转的角度α/2？
课题九 螺纹车削 【基本知识】
将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。
螺纹的种类很多，应用很广。常用的螺纹按用途可分为连接螺纹和传动螺纹两类，前者起连接作用（螺栓和螺母），后者用于传递运动和动力（丝杆和螺母），其分类如下： 各种螺纹按其使用性能的不同又可分为左旋或右旋、单线或多线、内螺纹或外螺纹。 （一） 普通螺纹的各部分名称及基本尺寸 普通螺纹牙型都为三角形，故又称三角形螺纹。 图9.54 普通螺纹各部分名称
图9.54标注了三角形螺纹各部分的名称及代号。螺距用P表示，牙型角用a表示，其他各部分名称及基本尺寸如下：螺纹大径（公称直径）D（d） 螺纹中径D2(d2)=D(d)-0.649p 螺纹小径D1(d1)=D(d)-1.082p 原始三角形高度H=0.866p
式中D----内螺纹直径（不标下角者为大径，标下角“1”为小径，标下角“2”为中径）； d----外螺纹直径（不标下角者为大径，标下角“1”为小径，标下角“2”为中径）。 决定螺纹的基本要素有三个：
1.牙型角它是螺纹轴向剖面内螺纹两侧面的夹角，普通螺纹a=60°，管螺纹a=55°. 2.螺距 它是沿轴线方向上相邻两牙间对应点的距离，普通螺纹的螺距用mm表示，管螺纹用25.4mm上的牙数n表示，螺距p与n的关系为P= (mm)
3.螺纹中径D2（d2）它是平分螺纹理论高度H的一个假想圆柱体的直径。在中径处螺纹的牙厚和槽宽相等。只有内外螺纹中径都一致时，两者才能很好地配合。 螺纹必须满足上述基本要素的要求
（二） 螺纹车刀及其安装
1 螺纹车刀的几何角度 如图9.55所示，车三角形普通螺纹时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角a=60°，车三角形管螺纹时，车刀的刀尖角a=55°，并且其前角 =0°才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。在粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角 =5°----20°. 2 螺纹车刀的安装 如图9.56所示刀尖对准工件的中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，这样车出的牙型角才不会偏斜。
图9.55 螺纹车刀的几何角度 图9.56 用样板对刀 （三）车床的调整
车螺纹时，必须满足的运动关系是：工件每转过一转时，车刀必须准确地移动一个工件的螺距或导程（单线螺纹为螺距，多线螺纹为导程），其传动路线简图如图所示。上述传动关系可通过调整车床来实现，即首先通过手柄把丝杆接通，在根据工件的螺距或导程，按进给箱标牌上所示的手柄位置来变换配换齿轮（挂轮）的齿数及各进给变速手柄的位置，这样就完成了车床的调整。
图9.57 车削螺纹时的传动
车右螺纹时，三星轮变向手柄调整在车右螺纹的位置上；车左螺纹时，变向手柄调整在车左螺纹的位置上。这种操作的目的是改变刀具的移动方向，即刀具移向床头时为车右螺纹，移向床尾时为车左螺纹。
（四）车螺纹的方法与步骤
以车削外螺纹为例来说明车螺纹的方法与步骤，如图所示。这种方法称为正反车法，适于加工各种螺纹。
图9.60 螺纹的车削方法与步骤
另一种加工螺纹的方法时抬闸法，也就是利用开合螺母手柄的抬起或压下来车削螺纹。这种方法操作简单，但易乱扣，只适于加工工件螺距是机床丝杆螺距整数倍的螺纹。这种方法与正反车法的主要不同之处是车刀行至终点时，横向退刀后不用开反车纵向退刀，只要抬起开合螺母手柄使丝杆与螺母脱开，然后手动纵向退回，即可再吃刀车削。
车内螺纹的方法与车外螺纹基本相同，只是横向进给手柄的进退刀转向不同而已。对于直径较小的内、外螺纹可用丝锥或板牙攻出。
（五）螺纹的测量
螺纹的测量主要是测量螺距、牙型角和螺纹中径。由于螺距是由车床的运动关系来保证的，所以用钢直尺测量即可。牙型角是由车刀的刀尖角以及正确的安装方法来保证的，一般用样板测量，也可用螺距规同时测量螺距和牙型角，如图9.61所示。螺纹中径常用螺纹千分尺测量，如图9.62所示。
在成批大量生产中，多用图9.63所示的螺纹量规进行综合测量。
图9.63 螺纹量规
a)螺纹环规（测量外螺纹） b)螺纹塞规（测内螺纹）
【实习操作】
以图8.53所示的工件为坯料，按图9.64所示工件的尺寸要求，进行车削M60×2的螺纹[M为三角形螺纹代号；60为螺纹公称直径（mm）;2为螺纹螺距（mm）]。在车削时，要保证螺距P=2mm、牙型角a=60°和中径 =58.7mm。
操作过程：装夹工件----安装车刀----调整车床----提起开合螺母切削----测量螺纹。
图9.64 车螺纹工件图（材料：45） 图9.65 垂直吃刀控制牙深
【操作要点】
1、控制螺纹牙深高度 如图9.65所示，车刀作垂直移动切入工件，由横向进给手柄刻度盘来控制吃刀深度，经过几次吃刀切至螺纹牙深高度为止。另外，几次进刀深度的总和应比0.54P大0.05mm—0.1mm左右。
2、乱扣及其防止方法 所谓乱扣就是车第二刀螺旋槽轨迹与车第一刀所走过的轨迹不同，刀尖偏左或偏右，两次吃刀切出的牙底不重合，螺纹车坏，这种现象称为乱扣。
如果车床丝杆的螺距不是工件螺距的整数倍，采用提起开合螺母车削就会乱扣，而采用正反车法车削，使开合螺母在退刀时仍保持抱紧车床丝杆的状态，运动关系没有改变，因此不会乱扣。
如果车床丝杆的螺距是工件螺距的整数倍，采用提起开合螺母法车削就不会乱扣，但如果开
合螺母手柄没有完全压合，使螺母没有抱紧丝杆，也会乱扣。另外因车刀重磨后重新安装，没有对刀，车刀与工件的相对位置发生了变化，则也会乱扣。若工件的螺距P=2mm，C6136车床丝杆螺距P=6mm，故采用提起开合螺母法车削不会乱扣。
【教师演示】
选取螺距P=2.5mm的工件，在C6136车床上先用抬闸法表演车削，观察乱扣现象，然后再用正反车法表演车削，观察不乱扣现象。
【复习思考题】
1.螺纹的基本三要素是什么？在车削中怎样保证三要素符合公差要求？
2.加工螺纹必须满足的运动关系是什么？怎样满足这个运动关系？螺距P=2mm的螺纹如何调整车床？
3.为什么精车螺纹车刀的前角为零度？安装时刀杆还能不能倾斜？粗车螺纹的车刀前角一定是零度吗？安装时可否倾斜？为什么/
4.抬闸法和正反车法车螺纹的步骤是什么？两者在操作上有何不同？
5.工件螺距为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm的螺纹，在C6136车床上加工，哪几种采用抬闸法车削会乱扣？为什么采用正反车法不乱扣？
课题十 车成形面与滚花
【基本知识】
（一） 车成形面
用成形加工方法进行的车削称为车成形面。
1成形面的用途与车削方法 有些零件如手柄、手轮、圆球等，为了使用方便且美观、耐用等原因，它们的表面不是平直的，而要做成曲面；有些零件如材料力学实验用的拉伸试验棒、轴类零件的连接圆弧等，为了使用上的某种特殊要求需把表面做成曲面。上述的这种具有曲面形状的表面被称为成形面（或特形面）。
成型面的车削方法有下面几种
（1）用普通车刀车削成形面 该改方法也称为双手摇法，它是靠双手同时摇动纵向和横向进给手柄进行车削的，以使刀尖的运动轨迹符合工件的曲面形状。车削时所用的刀具是普通车刀，还要用样板对工件反复度量，最后用锉刀和砂布修整，使工件达到尺寸公差和表面粗糙度的要求。这种方法要求操作者具有较高技术，但不需特殊工具和设备，在生产中被普遍采用。这种方法多用于单件小批生产，其加工方法如图10.66所示。
图10.66 普通车刀车成型面
a)粗车台阶；b)用双手控制粗、精车轮廓；c)用样板测量
1.尖刀；2.偏刀；3.圆弧刀
（2）成形车刀车成形面 这种方法是利用与工件轴向剖面形状完全相同的成形车刀来车出所需的成形面，也称样板刀法，其主要用于车削尺寸不大且要求不太精确的成形面如图10.67所示。
图10.67 成形车刀车削成型面
图10.68 靠模法车成形面
（3）靠模法车成形面 它是利用刀尖的运动轨迹与靠模（板或槽）的形状完全相同的方法车出成形面。图10.68所示为加工手柄的成形面时的工作过程，即横滑板（中滑板）已经与丝杆脱开，由于其前端的拉杆上装有滚柱，所以当床鞍纵向走刀时，滚柱即在靠模的曲线槽内移动，从而使车刀刀尖的运动轨迹与曲线槽形状相同，在此同时用小滑板控制背吃刀量，即可车出手柄的成形面。这种方法操作简单，生产率高，多用于大批量生产。当靠模为斜槽时，该方法可用于车削锥体。
2.车成形面所用的车刀 用普通车刀车成形面时，粗车刀的几何角度与普通车刀完全相同。精车刀是圆弧车刀，主切削刃是圆弧刃，半径应小于成形面的圆弧半径，所以圆弧刃上各点的偏角是变化的，其后面也是圆弧面，主切削刃上各点后角不宜磨成相等的角度，一般ao=6°—12°。由于切削刃是弧刃，切削时接触面积较大，易产生振动，所以要磨出一定的前角，一般ro=10°-15°，以改善切削条件。
用成形车刀车成形面时，粗车也采用普通车刀车削，形状接进成形面后，再用成形车刀精车。 刃磨成形车刀时，用样板校正其刃形。当刀具前角ro=0°时，样板的形状与工件轴向剖面形状一致；当ro﹥0°时，样板的形状不是工件轴向剖面形状，而是随着前角的变化其样板的形状也变化。因此，在单件小批生产中，为了便于刀具的刃磨和样板的制造，防止产生加工误差，常选用ro=0°的成形车刀进行车削，而在大批大量生产中，为了提高生产效率和防止产生加工误差，需用专门设计ro﹥0°的成形车刀进行车削。
（二）滚花
用滚花刀将工件表面滚压出直线或网纹的方法称为滚花。
1、滚花表面的用途及加工方法 各种工具和机械零件的手握部分，为了便于握持防止打滑以及美观，常常在表面上滚压出各种不同的花纹，如千分尺的套管，铰杠扳手及螺纹量规等。这些花纹一般都是在车床上用滚花刀滚压而成的，如图10.69所示。
滚花的实质是用滚花刀对工件表面挤压，使其表面产生塑性变形而形成花纹，因此滚花后的外径比滚花前的外径增大0.02mm—0.05mm。滚花时切削速度要低些，一般还要充分供给切削液，以免研坏滚花刀和防止产生乱纹。
图10.69 滚花 图10.70 滚花刀
a)单轮滚花刀 b)双轮滚花刀 c)三轮滚花刀
2、滚花刀的种类 滚花刀按花纹的式样分为直纹和网纹两种，其花纹的粗细决定于不同的滚花轮。滚花刀按滚花轮的数量又可分为单轮、双轮、三轮三种，如图10.70所示，其中最常用的是网纹式双轮滚花刀。
【实习操作】
按图10.71所示手柄的技术要求，车削Φ15的圆球表面。
加工步骤:1、下料，选用Φ16圆钢棒料，下料长度为100mm；
2、车左端面，钻左端中心孔；
3、车左端外圆Φ8×84、Φ5.8×8尺寸及倒角；
4、套螺纹，用板牙套M6螺纹；
5、调头车削球面sΦ15.
图10.71 车成型面工件图（手柄杆）（材料：45钢）
【操作要点】
车手柄杆左端外圆及套螺纹时，采用一夹一顶（夹右端，顶左端）的装夹方法。调头车削圆球时，以Φ18的外圆表面定位。
【复习思考题】
1、车成形面有哪几种方法？单件小批生产常用那种方法？
2、用普通精车刀车成形面时，为什么要有前角？在单件小批生产中，用成形车刀成成形面时，为什么前角必须为零？
3、滚花时的切削速度为何要低些？
课题十一 综合作业
综合作业是学生对某一工件独立实际操作的作业。通过综合作业的练习，可以检验并提高学生的实际动手能力。选择综合作业的实习件应结合各校工厂的实际，尽量选择生产中的产品为实习件，在没有合适的产品情况下，也可用如下实习件作为学生进行综合作业的练习，并以此作为评定学生车工实习操作考核成绩的主要依据。
【实习操作】
1、实习工件
工件名称：套，单件生产，如图10.72所示。
2、分析零件主要尺寸公差和技术要求
（1）Φ24孔的尺寸公差很小，公差等级为IT7级，但表面粗糙度要求并不高，Ra=1.6μm。
（2）Φ68外圆表面对Φ24内孔表面的同轴度允差为0.05mm。
（3）Φ68对Φ80右端面的垂直度允差为0.05mm。
3、保证尺寸公差及形位公差的工艺措施
（1）Φ24内孔表面用精车即能满足尺寸公差和表面粗糙度的要求，但测量是必须用内径百分表测量。
（2）选择Φ66外圆表面为定位基准面，在一次装夹中加工Φ80右端面、Φ68外圆及Φ24内孔，即可保证它们之间的垂直度和同轴度要求。
4、分析车削顺序，制订车削步骤
图10.72 套（材料：HT150）
套的车削步骤如表10.1所示
表10.1 套的车削步骤
车工实习基础知识
目的和要求
1． 了解金属切削加工的基本知识，了解车削加工的工艺特点及加工范围。
2． 熟悉卧式车床的组成及各部分的作用，了解卧式车床的型号及传动系统，掌握卧式车床的主要调整方法并能正确调整卧式车床。
3． 掌握普通车刀的组成、安装与刃磨，了解车刀的主要角度及作用；了解刀具切削部分材料的性能要求及常用刀具材料并能独立刃磨与安装车刀。
4． 熟悉车削时常用的工件装夹方法、特点和应用，了解常用量具的种类和使用方法，了解卧式车床常用附件的大致结构和用途。
5． 掌握车外圆、车端面、车内圆、钻孔、车螺纹以及切槽、切断、车圆锥面、车成形面的车削方法和测量方法，熟悉车削所能达到的尺寸精度、表面粗糙度值范围，能独立加工一般中等复杂程度零件并具有一定的操作技能。
6． 了解机械加工车间生产安全技术及简单经济分析。
安全技术
1. 要穿戴合适的工作服，长头发要压入帽内，不能戴手套操作。
2. 两人共用一台车床时，只能一人操作并注意他人安全。
3. 卡盘扳手使用完毕后，必须及时取下，否则不能启动车床。
4. 开车前，检查各手柄的位置是否到位，确认正常后才准许开车。
5. 开车后，人不能靠近正在旋转的工件，更不能用手触摸工件的表面，也不能用量具测量工件的尺寸，以防发生人身安全事故。
6. 严禁开车时变换车床主轴变速，以防损坏车床而发生设备安全事故。
7. 车削时，方刀架应调整到合适位置，以防小滑板左端碰撞卡盘爪而发生人身、设备安全事故。
8. 机动纵向或横向进给时，严禁床鞍及横滑板超过极限位置，以防滑板脱落或碰撞卡盘而发生人身、设备安全事故。
9. 发生事故时，立即关闭车床电源。
10. 工作结束后，关闭电源，清楚铁屑，认真擦净机床，加油润滑，以保持良好的工作环境。
课题一 概 述
【基本知识】
（一）车削特点及加工范围
1．车削工件的特点 在车床上，工件旋转，车刀在平面内作直线或曲线移动的切削称为车削。车削是以工件旋转为主运动、车刀纵向或横向移动为进给运动的一种切削加工方法，车外圆时各种运动的情况如图1.1所示。
图1.1 车削运动 图1.2 车削加工范围
a)钻中心孔 b)钻孔 c)镗孔 d)铰孔 e)车锥孔 f)车端面 g)车槽 h)车螺纹 i)滚花 j)车短圆锥 k)车长圆锥 l)车长外圆 m)车成形面 n)攻螺纹 o)车外圆
2．车削加工范围 凡具有回转体表面的工件，都可以在车床上用车削的方法进行加工，此外，车床还可以绕制弹簧。卧室车床的加工范围如图1.2所示。
车削加工工件的尺寸公差等级一般为IT9—IT7级，其表面粗糙度值Ra=3.2μm—1.6μm。
（二）切削用量
切削加工过程中的切削速度（ v c）、进给量（f）、背吃刀量（ap）总称为切削用量。车削时的切削用量如图1.3所示，切削用量的合理选择对提高生产率和切削质量有着密切关系。
1．切削速度（ v c） 切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m/s或m/mi可用下式计算： v c= （m/min）
式中 D——工件代加工表面直径（mm）； 图1.3 切削用量示意图
n——工件每分钟的转速（r/min）。
2．进给量（f） 刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，
用工件每转的位移量来表达和度量，单位为mm/r。
3．背吃刀量（ap） 在通过切削刃基点（中点）并垂直于工件平面的方向（平行于进给运动方向）上测量的吃刀量，即工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离，单位为mm。 背吃刀量可用下式表达：
ap= （mm）
式中 D、d——分别表示工件待加工表面、已加工表面直径（mm）。
【复习思考题】
1． 车削的运动特点和加工特点是什么？
2． 车削能加工哪些类型的零件？一般车削加工能达到的最高公差等级和最低表面粗糙度值是多少？
3． 什么叫切削用量？其单位是什么？
课题二 卧式车床
【基本知识】
（一）卧式车床的型号
机床的型号是用来表示机床的类别、特性、组系和主要参数的代号。按照JB1838—85《金属切削机床型号编制方法》的规定，机床型号由汉语拼音字母及阿拉伯数字组成，其表示方法如下：
其中带括号的代号或数字，当无内容时则不表示，若有内容则不带括号。
例如C6136A：
C——类别代号，车床类机床；
61——组系代号，卧式；
36——主参数，机床可加工工件最大的回转直径的1/10,即该机床可加工最大工件直径为360mm；
A——重大改进型顺序号，第一次重大改进。
（二）卧式车床的组成部分及作用
卧式车床的组成部分主要有：主轴箱，进给箱，溜板箱，光杆，丝杆，方刀架，尾座，床身及床腿等，其组成部分如图2.1所示。
图2.4 C6136卧式车床示意图
1.主轴箱 箱内装有主轴和主轴变速机构。电动机的运动经普通V型带传给主轴箱，再经过内部主轴变速机构将运动传给主轴，通过变换主轴箱外部手柄的位置来操纵变速机构，使主轴获得不同的转速，而主轴的旋转运动又通过挂轮机构传给进给箱。
主轴为空心结构：前部外锥面用于安装卡盘和其他夹具来装夹工件，内锥面用于安装顶尖来装夹轴类工件，内孔可穿入长棒料。
2．进给箱 箱内装有进给运动的变速机构，通过调整外部手柄的位置，可获得所需的各种不同的进给量或螺距（单线螺纹为螺距，多线螺纹为导程）。
3．光杆和丝杆 它们可将进给箱内的运动传给溜板箱。光杆传动用于回转体表面的机动进给车削，丝杠传动用于螺纹车削，其变换可通过进给箱外部的光杆和丝杆变换手柄来控制。
4．溜板箱 溜板箱是车床进给运动的操纵箱。箱内装有进给运动的变向机构，箱外部有纵、横向手动进给、机动进给及开合螺母等控制手柄。通过改变不同的手柄位置，可使刀架纵向或横向移动机动进给以车削回转体表面，或将丝杆传来的运动变换成车螺纹的走刀运动，或手动操作纵向、横向进给运动。
5.刀架和滑板 刀架和滑板用来夹持车刀使其作纵向、横向或斜向进给运动，由移置床鞍、横滑板、转盘、小滑板和方刀架组成。
（1）移置床鞍 它与溜板箱连接，可带动车刀沿床身导轨作纵向移动，到达预定位置后可予以紧固，横滑板在其上面可横向移动。
（2）横滑板 横滑板带动车刀沿移置床鞍上面的导轨作横向移动，手动时，可转动横向进给手柄。
（3）转盘 其上面刻有刻度，与横滑板用螺栓连接，松开其螺母可在水平面内回转任意角度。
（4）小滑板 转动小滑板进给手柄可在转盘导轨面上作短距离移动，如果转盘回转成一定角度，车刀可作斜向运动。
（5）方刀架 方刀架用来装夹和转换车刀，它可同时装夹4把车刀。
6．尾座 其底面与床身导轨面接触，可调整并固定在床身导轨面的任意位置上。在尾座套筒内装上顶尖可夹持轴类工件，装上钻头或铰刀可用于钻孔或铰孔。
7．床身 床身是车床的基础零件，用于连接各主要部件并保证其相对位置，其导轨用来引导溜板箱和尾座的纵向移动。
8．床腿 床腿支承床身并与地基连接。
（三）卧式车床的传动
图2.2所示是C6136卧式车床的传动系统图，其传动路线为：
图2.5 C6136卧式车床传动系统图
这里有两条传动路线：一条是电动机的转动经带传动，再经主轴箱中的主轴变速机构把运动
传给主轴，使主轴产生旋转运动，这条运动传动系统称为主运动传动系统；另一条是主轴的旋转运动经挂轮机构、进给箱中的齿轮变速机构、光杆或丝杆、溜板箱把运动传给刀架，使刀具纵向或横向移动或在车螺纹时纵向移动，这条传动系统称为主运动传动系统。
1.主运动传动系统 C6136车床主运动传动系统为：
电动机—— ——｛ ｝—｛ ｝—｛ ｝—主轴
改变各个主轴变速手柄的位置，即改变了滑移齿轮的啮合位置，可使主轴得到8种不同的正转转速，而反转则由电动机直接控制，其中主轴正转的极限转速为：
nmax=1450× （r/min）
nmin=1450× （r/min）
2.进给运动传动系统 C6136车床进给运动传动系统为：
改变各个进给进给变速手柄的位置，即改变了进给变速机构中各滑移啮合位置，可获得12种不同的纵向或横向进给量或螺距，其进给量变动范围是：
纵向 f纵=0.043～2.37mm/r
横向 f横=0.038～2.10mm/r
如果变换挂轮的齿数，则可得到更多的进给量或螺距。
【实习操作】
C6136车床操作系统如图2.6所示。
图2.6 C6136卧式车床操纵系统图
1．停车练习 为了安全操作，必须进行如下停车练习：
（1）正确变换主轴转速 转动主轴箱上面三个主轴变速手柄5，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）正确变速进给量 按所选定的进给量查看进给箱上面的标牌，再按标牌上进给变换手柄4和塔轮变速手柄3的位置来变换其位置，即可得到所选定的进给量。
（3）熟练掌握纵向和横向手动进给手柄的转动方向 操作时，左手握纵向进给手动手轮1，右手握横向进给手动手柄7。逆时针转动手轮1，溜板箱左进（移向主轴箱）顺时针转动，则溜板箱右退（退向床尾）；顺时针转动手柄7，刀架前进，逆时针转动，则刀架退回。
（4）熟练掌握纵向和横向机动进给的操作 光杆或丝杆接通手柄2位于光杆接通位置上，如将纵向机动进给手柄6向上提起即可纵向机动进给，如将横向机动进给手柄8向上提起即可横向机动进给，如向下扳动则停止纵、横机动进给，移动往返行程手柄12则可改变纵、横机动进给的方向。
（5）尾座的操作 尾座靠手动移动，其固定方式是紧固螺栓螺母锁紧的。转动尾座套筒手柄14，可使套筒在尾座内移动；转动压紧尾座套筒13，可将套筒固定在尾座内。
（6）刻度盘的使用 转动横向进给手柄7，可使横向进给丝杆转动，因丝杆轴向固定，与丝杆连接的螺母则带动横滑板横向移动。丝杆的螺距4mm（单线），手柄转动一周时横滑板横向移动4mm，因与手柄一起转动的刻度盘一周被等分为200格，因此手柄转过一格时，横滑板的移动量为0.02mm。
2．低速开车练习 首先应检查各手柄是否处于正确位置，确认其正确无误后再进行主轴启动和机动纵向、横向进给练习。
（1）主轴启动与停止 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——机动纵向进给——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。
【操作要点】
1．开车后严禁变换主轴转速，否则会发生机床事故。开车前要检查各手柄是否处于正确位置，如没有到位，则主轴或机动进给就不会接通。
2．纵向和横向手动进退方向不能摇错，如把退刀摇成进刀，会使工件报废。
3．横向进给手柄每转过一格时，刀具横向背吃刀量为0.02mm，其圆柱体直径方向切削量为0.04mm。
【复习思考题】
1． 说明C6140型车床型号的意义？
2． 卧式车床由哪些部分组成？各部分有何作用？
3． 操纵车床使为什么纵、横手动进给手柄的进退方向不能摇错？
4． 试变换主轴转速：130r/min、200r/min、260r/min；变换进给量：纵向0.1mm/r、0.15mm/r、0.2mm/r，横向0.12mm/r、0.18mm/r、0.24mm/r。
5． 卧式车床横向进给丝杆螺距为4mm，横向进给手柄刻度有200小格，如果横向进给手柄转过14小格时，刀具横向移动多少mm？车外圆时，背吃刀量ap为1.5mm，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？外径是36mm的外圆，要车成35mm的外径，对刀试切时横向进给手柄应转过多少小格？
课题三 车 刀
【基本知识】
（一）车刀的种类和用途
车刀的种类很多，分类方法也不同，一般常按车刀的用途、形状或刀具的材料等进行分类。 车刀按用途可分为外圆车刀、内圆车刀、切断或切槽刀、螺纹车刀及成形车刀等。内圆车刀按其能否加工通孔又分为通孔车刀和不通孔车刀。车刀按其形状可分为直头或弯头车刀、尖刀或圆弧车刀、左或右偏刀等。车刀按其材料可分为高速钢车刀和硬质合金车刀等。按被加工表面精度的高低车刀可分为粗车刀和精车刀（如弹簧车刀）。按车刀的结构则分为焊接式和机械夹固式两类，其中机械夹固式车刀又按其能否刃磨分为重磨式和不重磨式（转位式）车刀。
图3.1所示为车刀按用途分类的情况及所加工的各种表面。
图3.7 部分车刀的种类和用途
（二）车刀的组成
车刀是由刀头和刀杆两部分组成，如图3.2所示。刀头是车刀的切削部分，刀杆是车刀的夹持部分。
车刀的切削部分由三面、两刃和一尖组成。
图3.8 车刀的组成
1． 前面 刀具上切屑流过的表面，也是车刀刀头的上表面。
2． 主后面 刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。
3． 副后面 刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。
4． 主切削刃 起始于切削刃上主偏角为零的点且至少有一段切削刃拟用来在工件上切出过渡表面的那个整段切削刃。
5． 副切削刃 切削刃上除主切削刃部分以外的刃，它也起始于主偏角为零的点，但该刃是向着背离主切削刃的方向延伸的。
6． 刀尖 刀尖指主切削刃与副切削刃的连接处相当少的一部分切削刃，实际上刀尖是一段很小的圆弧过渡刃。
（三）车刀的几何角度及其作用
为了确定车刀切削刃和其前后面在空间的位置，即确定车刀的几何角度，有必要建立三个互相垂直的坐标平面（辅助平面）：基面、切削平面和正交平面，如图3.3所示。车刀在静止
状态下，基面是过工件轴线的水平面，主切削平面是过主切削刃的铅垂面，正交平面是垂直于基面和主切削平面的铅垂剖面。
车刀切削部分在辅助平面中的位置，形成了车刀的几何角度。车刀的主要角度有前角γ0、后角α0、主偏角kr、副偏角kr′,如图3.9所示。
图3.9 车刀的辅助平面 图3.10 车刀的主要角度
1．前角γ0 前角是指前面与基面间的夹角，其角度可在正交平面中测量。增大前角会使前面倾斜程度增大，切屑易流经刀具前面，且变形小而省力；但前角也不能太大，否则会削弱刀刃强度，容易崩坏。一般前角γ0=－5°～20°，前角的大小还取决于工件材料、刀具材料及粗、精加工等情况，如工件材料和刀具材料愈硬，前角γ0应取小值，而在精加工时，前角γ0取大值。
2．后角α0 后角是指后面与切削平面间的夹角，其角度在正交平面中测量，其作用是减少车削时主后面与工件间的摩擦，降低切削时的振动，提高工件表面加工质量。一般α0=3°～12°，粗加工或切削较硬材料时后角α0取小值，精加工或切削软材料时取大值。
3．主偏角kr 主偏角是指主切削平面与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量。减小主偏角，可使刀尖强度增大，散热条件改善，提高刀具使用寿命，但同时也会使刀具对工件的背向力增大，使工件变形而影响加工质量，如不易车削细长类工件等，所以通常主偏角kr取45°、60°、75°和90°等几种。
4．副偏角kr′ 副偏角是指副切削平面（过副切削刃的铅垂面）与假定工作平面（平行于进给运动方向的铅垂面）间的夹角，其角度在基面中测量，其作用是减少副切削刃与已加工表面间的摩擦，以提高工件表面加工质量，一般副偏角kr′=5°～15°。
（四）车刀的材料
1.对刀具材料的基本要求
（1）硬度高 刀具切削部分的材料应具有较高的硬度，其最低硬度要高于工件的硬度，一般要在60HRC以上，硬度愈高，耐磨性愈好。
（2）红硬性好 红硬性好是要求刀具材料在高温下保持其原有的良好硬度性能，红硬性常用红硬温度来表示。红硬温度是指刀具材料在切削过程中硬度不降低时的温度，其温度愈高，刀具材料在高温下耐磨的性能就愈好。
（3）具有足够的强度和韧性 为承受切削过程中产生的切削力和冲击力，防止产生振动和冲击，刀具材料应具有足够的强度和韧性，才不会发生脆裂和崩刃。
一般的刀具材料如果硬度高和红硬性好，在高温下必耐磨，但其韧性往往较差，不易承受冲击和振动，反之韧性好的材料往往硬度和红硬性较低。
2．常用车刀的材料 常用车刀的材料主要有高速钢和硬质合金。
（1）高速钢 高速钢是指含有钨（W）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的高合金工具钢，其经热处理后硬度可达62HRC～65HRC。高速钢的红硬温度可达500℃～600℃，在此温度下刀具材料硬度不会降低，仍能保持正常切削，且其强度和韧性都很好，刃磨后刃口锋利，能承受冲击和振动，但由于红硬温度不太高，故允许的切削速度一般为25m/min～30m/min，所以高速钢材料常用于制造精车车刀或用于制造整体式成形车刀以及钻头、铣刀、齿轮刀具等，其常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。
（2）硬质合金 硬质合金是用碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、和钴（Co）等材料利用粉末冶金的方法制成的合金，它具有很高的硬度，其值可达89HRA～90HRA（相当于74HRC～82HRC）。硬质合金车刀的红硬温度高达850℃～1000℃，即在此温度下仍能保持其正常的切削性能，但另一方面，它的韧性很差，性脆，不易承受冲击、振动且易崩刃。由于红硬温度高，故硬质合金车刀允许的切削速度高达200m/min～300m/min，因此，是用这种车刀，可加大切削用量，进行高速强力切削，可显著提高生产率。虽然硬质合金车刀的韧性较差，
不耐冲击，但可以制成各种形式的刀片，将其焊接在45钢的刀杆上或采用机械夹固的方式夹持在刀杆上，以提高使用寿命。综上所述，车刀的材料主要采用硬质合金，其他的刀具如钻头、铣刀等材料也广泛采用硬质合金。
常用的硬质合金代号有P01（YT30）、P10（YT15）、P30（YT5）、K01（YG3X）、K20（YG6）、K30（YG8），其含义参见GB2075—87《切削加工用硬质合金分类、分组代号》。
【实习操作】
图3.11 车刀刃磨步骤
a) 磨主后面 b) 磨副后面 c) 磨前面 d) 磨刀尖圆弧过渡刃
（1）磨主后面 按主偏角大小将刀杆向左偏斜，再将刀头向上翘，使主后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11a）。
（2）磨副后面 按副偏角大小将刀杆向右偏斜，再将刀头向上翘，使副后面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11b）。
（3）磨前面 先将刀杆尾部下倾，再按前角大小倾斜前面，使主切削刃与刀杆底部平行或倾斜一定角度，再使前面自下面上慢慢地接触砂轮（图3.11c）。
（4）磨刀尖圆弧过渡刃 刀尖上翘，使过渡刃有后角，为防止圆弧刃过大需轻靠或轻摆刃磨（图3.11d）。
经过刃磨的车刀，用油石加少量机油对切削刃进行研磨，可以提高刀具耐用度和工件表面的加工质量。
按照图3.6车刀的几何形状和角度，每人刃磨一把车刀。
图3.12 90°外圆车刀
2．安装车刀 锁紧方刀架后，选择不同厚度的刀垫垫在刀杆下面，刀头伸出的长度不能过长，拧紧刀杆紧固螺栓后再使刀尖对准工件中心，如图3.13所示。
a） b)
图3.13 车刀的安装
a）正确 b)错误
【操作要点】
1．砂轮的选择 常用的砂轮有氧化铝和碳化硅两类。氧化铝砂轮呈白色，适用于高速钢和碳素工具钢刀具的刃磨；碳化硅砂轮呈绿色，适用于硬质合金刀具的刃磨。砂轮的粗细以粒度号表示，一般有36、60、80和120等级别，粒度号愈大则表示组成砂轮的磨粒愈粗。粗磨车刀应选用粗砂轮，精磨车刀应选用细砂轮。
2．刃磨车刀时的注意事项 刃磨时，两手握稳车刀，轻轻地接触砂轮，不能用力过猛，以免挤碎砂轮造成事故。利用砂轮的圆周进行车刀磨削时，应经常左右移动，以防止砂轮出现沟槽。不要用砂轮侧面磨削，以免受力后使砂轮破碎。磨硬质合金车刀时，不能沾水，以防刀片收缩变形而产生裂纹，而磨高速钢车刀使，则必须沾水冷却，使磨削温度下降，防止刀具变软。同时在安全方面，人要站在砂轮的侧面以防止砂轮崩裂伤人，磨好刀具后要随手关闭电源。
3．安装车刀时的注意事项 安装后的车刀刀尖必须与工件轴线等高，刀杆与工件轴线垂直，这样才能发挥刀具的切削性能。合理调整刀垫的片数，不能垫的过多，刀尖伸出的长度应小于刀杆厚度的两倍，以免产生振动而影响加工质量。夹紧车刀的紧固螺栓至少拧紧两个，拧紧后扳手要及时取下，以防发生安全事故。
【复习思考题】
1． 车刀按其用途和材料如何进行分类？
2． 绘图标注出外圆车刀和端面车刀的主要几何角度。
3． 前角γ0、后角α0分别表示了哪些刀面在空间的位置？试简述它们的作用。
4． 刃磨和安装车刀时的注意事项是什么？
课题四 车床的润滑和维护保养
【基本知识】
为了保证车床的正常运转，减少磨损，延长使用寿命，应对车床的所有摩擦部位进行润滑，并注意日常的维护保养。
一．常用车床的润滑方式
车床各不同部位采用各种不同的润滑方式。
1.浇油润滑 常用于外漏的润滑表面，如床身导轨面和滑板导轨面。
2.溅油润滑 常用于密闭的箱体内。如车床主轴箱中的转动齿轮将箱底的润滑油溅射到箱体上部的油槽中，然后经槽内油孔流到各润滑点进行润滑。
3）油绳导油润滑 常用于进给箱和溜板箱的油池中。利用毛线既易吸油又易渗油的特性，通过毛线把油引入润滑点，间断地滴油润滑（见图4.14a）。
4）弹子油杯注油润滑 常用于尾座、中滑板摇手柄及三杠（丝杠、光杠、开关杠）支架的轴承处。定期地用油枪端头油嘴压下油杯上的弹子，将油注入。油嘴撤去，弹子又回复原位，封住注油口，以防尘屑入内（见图4.14b）。
图4.14 车床常用润滑方式
a) 油绳导油润滑 b) 弹子油杯注油润滑 c) 黄油杯润滑
5）黄油杯润滑 常用于交换齿轮箱挂轮架的中间轴或不便经常润滑处。事先在黄油杯中加满钙基润滑脂，需要润滑时，拧进油杯盖，则杯中的油脂就被挤压到润滑点中去（见图4.14c）。
6）油泵输油润滑 常用于转速高、需要大量润滑油连续强制润滑的机构。如主轴箱内许多润滑点就是采用这种方式。
二．车床日常保养的要求
为了保证车床的加工精度、延长其使用寿命、保证加工质量、提高生产效率，车工除了能熟练地操作机床外，还必须学会对车床进行合理地维护、保养。
1．每天工作后，切断电源，对车床各表面、各罩壳、导轨面、丝杠、光杠、各操作手柄和操纵杆进行擦拭，做到无油污、无铁屑、车床外表清洁。
2.每周要求保养床身导轨面和中、小滑板导轨面及转动部位的清洁、润滑。要求油眼畅通、油标清晰，清洗油绳和护床油毛毡，保持车床外表清洁和工作场地整洁。
【操作要点】
1、润滑要求 主轴箱内的零件用油泵循环润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般三个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，若发现油标内无油输出，说明油泵输油系统有故障，应立即停车检查断油的原因，待修复后才能开动车床。进给箱内的齿轮和轴承，除了用齿轮飞溅润滑外，在进给箱上部还有用于油绳导油润滑的储油槽，每班应给该储油槽加一次油。交换齿轮箱中间齿轮轴承是黄油杯润滑，每班一次。7天加一次钙基脂。尾座和中、小滑板手柄及光杠、丝杠、刀架转动部位靠弹子油杯润滑，每班润滑一次。此外，床身导轨、滑板导轨在工作前后都要擦净用油枪加油。
2.车床一级保养 通常当车床运行500h后，需进行一级保养。其保养工作以操作工人为主，在维修工人的配合下进行。保养时，必须先切断电源。
【复习思考题】
1.CA6140A型车床的润滑有哪些具体要求？
2.车床的日常维护、保养有哪些具体要求？
3.车床润滑的作用？
课题五 车外圆、端面和台阶
【基本知识】
工件外圆与端面的加工是车削中最基本的加工方法。
（一）工件在车床上的装夹方法
在车床上装夹工件的基本要求是定位准确、夹紧可靠。定位准确就是工件在机床或夹具中必须有一个正确位置，即车削的回转体表面中心应与车床主轴中心重合。夹紧可靠就是工件夹紧后能承受切削力，不改变定位并保证安全，且夹紧力适度以防工件变形，保证加工工件质量。在车床上常用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、中心架、跟刀架、心轴、花盘和弯板等附件来装夹工件，在成批大量生产中还可以用专用夹具来装夹工件。
1．用三爪自定心卡盘装夹工件 三爪自定心卡盘的结构如图5.15a所示。当用卡盘扳手转动小锥齿轮时，大锥齿轮随之转动，在大锥齿轮背面平面螺纹的作用下，使三个卡爪同时向中心移动或退出，以夹紧或松开工件。三爪自定心卡盘对中性好，自动定心准确度为0.05mm～0.15mm。装夹直径较小的外圆表面情况如图5.15b所示，装夹较大直径的外圆表面时可用三个反爪进行，如图5.15c。
2．用四爪单动卡盘装夹工件 四爪单动卡盘外形如图5.16a所示，
图5.15 三爪自定心卡盘装夹工件
a) 三爪自定心卡盘 b)正爪装夹 c)反爪装夹
图5.16 四爪单动卡盘装夹工件
a ）四爪单动卡盘 b)用百分表找正
它的四个卡爪通过四个螺杆可独立移动，除装夹圆柱体工件外，还可以装夹方形、长方形等形状不规则的工件。装夹时，必须用划线盘或百分表进行找正，以使车削的回转体表面中心对准车床主轴中心。图5.16b所示为用百分表找正的方法，其精度可达0.01mm。
3．用双顶尖装夹工件 在车床上常用双顶尖装夹轴类工件，如图5.17所示。前顶尖为普通顶尖（死顶尖），装在主轴锥孔内同主轴一起转动；后顶尖为活顶尖，装在尾座套筒内，其外壳不转动，顶尖芯与工件一起转动。工件利用其中心孔被顶在前后顶尖之间，通过拨盘和卡头随主轴一起转动。
顶尖的结构如图5.18所示，卡头的结构如图5.19所示。
用双顶尖装夹轴类工件的步骤：
（1）车平两端面、钻中心孔 先用车刀把端面车平，再用中心钻钻中心孔。中心钻安装在尾座套筒内的钻夹头中，使之随套筒纵向移动钻削。中心钻和中心孔的形状如图5.20所示。中心孔60°锥面与顶尖锥面配合支承，B型120°锥面是保护锥面，以防60°锥面被破坏而影响定位精度。
（2）安装、校正顶尖 安装时，顶尖尾部锥面、主轴内锥孔和尾座套筒锥孔必须擦净，然后把顶
图5.17 双顶尖装加工件
图5.18 顶尖
a)普通顶尖 b)活顶尖
图5.19 卡头
图5.20 中心钻与中心孔
a)A型 b）B型
尖用力推入锥孔内。校正时，可调整尾座横向位置，使前后顶尖对准为止，如图5.21所示，如果前后顶尖未对准，轴将被车成锥体。
图5.21 校正顶尖
（3）安装拨盘和工件 首先擦净拨盘的内螺纹和主轴端的外螺纹，然后拨盘拧在主轴上，再把轴的一端装上卡头并拧紧卡头螺钉，最后在双顶尖中安装工件，如图5.22所示。 图5.22 安装工件
（二）车外圆
将工件车削成圆柱形外表面的方法称为车外圆，车外圆的几种情况如图5.23所示。 图5.23 外圆车削
a)尖刀车外圆b)弯头刀车外圆c)偏刀车外圆
车削方法一般采用粗车和精车两个步骤：
1．粗车 粗车的目的是尽快地从工件上切去大部分加工余量，使工件接近最后的形状和尺寸。尺寸要给精车留有适当的加工余量，其精度和表面粗糙度要求并不高，因此尺寸的目的是提高生产率。为了保证刀具耐用和减少刃磨次数，粗车时，要先选用较大的背吃刀量，其次根据可能，适当加大进给量，最后选取合适的切削速度。粗车刀一般选用尖头刀或弯头刀。
2．精车 精车的目的是切去粗车给精车留下的加工余量，以保证零件的尺寸公差和表面粗糙度。精车后工件尺寸公差等级可达IT7级，表面粗糙度值可达Ra=1.6μm。对于尺寸公差等级和表面粗糙度要求更高的表面，精车后还需进行磨削加工。在选择切削用量时，首先应选取合适的切削速度（高速或低速），再选取进给量（较小），最后根据工件尺寸来确定背吃刀量。
精车时为了保证工件的尺寸精度和减小粗糙度可采用下列几点措施：
（1）合理的选择精车刀的几何角度及形状 如加大前角可使刃口锋利，减小副偏角和刀尖圆弧能使已加工表面残留面积减小，前后刀面及刀尖圆弧用油石磨光等。
（2）合理地选择切削用量 在加工钢等塑性材料时，采用高速或低速切削可防止出现积屑瘤。另
外，采用较小的进给量和背吃刀量可减少已加工表面的残留面积。
（3）合理地使用切削液 如低速精车钢件时可用乳化液润滑，低速精车铸铁件时可用煤油润滑等等。
图5.24 试切方法与步骤
（4）采用试切法切削 试切法就是通过试切——测量——调整——再试切反复进行的方法使工件尺寸达到符合要求为止的加工方法。由于横向刀架丝杆及其螺母螺距与刻度盘的刻线有一定的制造误差，仅按刻度盘定吃刀量难以保证精车的尺寸公差，因此，需要通过试切来准确控制尺寸。此外，试切也可防止进错刻度而造成废品。图5.24所示为车削外圆工件时的试切方法与步骤。
（三）车端面
对工件端面进行车削的方法称为车端面。车端面采用端面车刀，当工件旋转时，移动床鞍（或小滑板）控制吃刀量，横滑板横向走刀便可进行车削，图5.25为端面车削时的几种情形。 图5.25 车端面
a)弯头车刀车端面 b)偏刀向中心走刀车端面 c)偏刀向外走刀车端面
车端面时应注意：刀尖要对准工件中心，以免车出的端面留下小凸台。由于车削时被切部分直径不断变化，从而引起切削速度的变化，所以车大端面时要适当调整转速，使车刀在靠近工件中心处的转速高些，靠近工件外圆处的转速低些。车后的端面不平整是由于车刀磨损或吃刀量过大导致床鞍移动造成的。因此要及时刃磨车刀并可将移置床鞍紧固在床身上。
（四）车台阶
车削台阶处外圆和端面的方法称为车台阶。车台阶时常用主偏角κr≥90°的偏刀车削，在车削外圆的同时车出台阶端面。台阶高度小于5mm时可用一次走刀车出，高度大于5mm的台
阶可用分层法多次走刀后再横向切出，，如图5.26所示。 图5.26 车台阶
a)一次走刀 b)多次走刀
台阶长度的控制和测量方法如图5.27所示。 图5.27 台阶长度的控制和测量 a)卡钳测量b)钢直尺测量c)深度尺测量 【实习操作】
1．粗车外圆及端面 选取直径为φ90mm、长度为125mm的灰铸铁棒料（HT150）为毛坯，粗车后的直径为φ85mm、长度为120mm。
（1）装夹工件 由于铸件毛坯表面粗糙不平整，在用三爪自定心卡盘装夹时，一定要使三个卡爪全部接触外圆表面后再夹紧，以防松动。
（2）安装车刀 选用主偏角κr=45°的外圆车刀，按要求安装在方刀架上。
（3）切削用量 ap=1mm～2.5mm、f=0.15mm/r～0.4mm/r、νc=40m/min～60m/min（n=150r/min～225r/min），按此切削用量来调整车床。 （4）粗车端面及外圆 先车一端的端面和外圆，再掉头装夹车另一头端面和外圆。车第一刀的背吃刀量要大于硬皮的厚度，以防刀具磨损，另外，外圆尺寸可用试切法控制。 2．粗、精车外圆和端面 以粗车后的铸铁棒为毛坯料，按图5.27所示工件的尺寸和表面粗糙度要求，进行粗、精车外圆和端面。
（1）装夹工件 用三爪自定心卡盘夹紧工件，其夹紧长度为50mm左右。 （2）安装车刀 选用主偏角κr=45°和κr≥90°的偏刀两把，按要求装在方刀架上。 图5.27 粗、精车外圆和端面工件图（材料：45）
（3）切削用量 精车铸铁的切削用量为ap=0.3mm～0.5mm、f=0.05mm/r～0.2mm/r、νc=60m/min～100m/min（n=285r/min～476r/min），精车时按此用量调整车床。 （4）粗、精车端面和外圆 先用45°外圆端面车刀车端面，见平即可。接下来用90°外圆偏刀粗、精车外圆及台阶端面，先粗车φ80×45尺寸，再粗车φ67×29尺寸，最后用试切法精车φ66（0-0.2）×（30±0.5）尺寸。车好后用45°车刀倒角。
3．车台阶和钻中心孔 图5.27所示为精车后的工件，以它为坯料，按图5.28所示工件的尺寸、形位公差要求进行车削台阶和钻中心孔。、 加工步骤：（1）以φ66（0-0.2）和长度为30±0.5的台阶面为定位基准；（2）车端面，保证长度为80mm；（3）钻φ4mm中心孔；（4）粗、精车φ68×（70±0.2）台阶尺寸；（5）粗、精车φ60×（55±0.15）台阶尺寸；（6）粗、精车φ54×（20±0.1）台阶尺寸；（7）倒角。 图5.28 车台阶和钻中心孔工件图（材料：45）
【操作要点】
1．利用刻度盘控制尺寸精度 用试切法试切外圆时，必须利用横向进给手柄刻度盘上的刻度来控制背吃刀量。对刀后，需计算手柄顺时针转动的格数n，可用下式计算： n= （格）
式中d1——对刀时工件的直径（mm）； d2——要车好的工件直径（mm）；
0.04——吃刀一格所切去的圆周余量（mm）；
试切测量的尺寸等于d2时，即可正式进行切削，如果试切后测量的尺寸大于d2，则需重新计算吃刀格数试切。如试切后测量的尺寸小于d2，则需把手柄逆时针转过两圈后，重新对刀计算吃刀格数试切。不能把手柄直接退回至d2尺寸处=就车削，这是因为手柄丝杆与螺母之间有间隙，间隙如不清除，背吃刀量无变化，车削的直径仍小于d2而导致工件报废。 2．外圆尺寸的测量 粗略测量时可用外卡钳或钢直尺，一般应使用游标卡尺，还可以用千
分尺。
【教师演示】
细长轴类工件，常采用中心架或跟刀架进行车削，如图5.29所示。 图5.29 中心架和跟刀架的应用
表1是利用跟刀架车削细长轴的实例，供教师演示用。 表1 细长轴车削实例
1． 车外圆时有哪些装夹方法？为什么车削长轴类零件时采用双顶尖装夹？ 2． 车外圆时为什么要分为粗车和精车？粗车和精车应如何选择切削用量？
3． 工件外径尺寸为φ67mm，要一刀车成φ66.5mm，对刀后横向进给手柄应转过多少小格？如
试切测量后尺寸小于φ66.5mm，为什么必须将手柄退回两转后再重新对刀试切？
4．测量外径尺寸有哪些方法？能否用外卡钳测量并保证其测量误差在0.03mm～0.05mm之间？如果能测量请测量一下。
课题六 切槽和切断
【基本知识】
（一）切槽
在工件表面上车削沟槽的方法称为切槽，用车削加工的方法所加工出槽的形状有外槽、内槽和端面槽，如图6.30所示。 图6.30 切槽的形状
a)切外槽b)切内槽c)切端面槽
轴上的外槽和孔的内槽均属退刀槽。退刀槽的作用是车削螺纹或进行磨削时便于退刀，否侧该工件将无法加工，同时在轴上或孔内装配其他零件时，也便于确定其轴向位置。端面槽的主要作用是为了减轻重量，其中有些槽还可以卡上弹簧或装上垫圈等，其作用要根据零件的结构和使用要求而定。
1．切槽刀的角度及安装 轴上槽要用切槽刀进行车削，切槽刀的几何形状和角度如图6.31a所示。安装时，刀尖要对准工件轴线，主切削刃平行于工件轴线，两侧副偏角一定要对称相等（1°～2°），两侧刃附后角也需对称（0.5°～1°，切不可一侧为负值，以防刮伤槽的底面或折断刀头），切断刀的安装如图6.31b所示。 图6.31 切槽刀及安装
a)切槽刀 b) 安装
2．切槽的方法 切削宽度在5mm以下的窄槽时,可采用主切削刃的宽度等于槽宽的切槽刀，在一次横向进给中切出。
切削宽度在5mm以上的宽槽时，一般采用先分段横向粗车（参见图6.32a），在最后一次横向切削后，再进行纵向精车的加工方法，如图6.32b所示。
a) b) 图6.32 切宽槽 a)横向粗车 b)精车
3.切槽的尺寸测量 槽的宽度和深度测量采用卡钳和钢直尺配合测量，也可用游标卡尺和千分尺测量。图6.33所示为测量外槽的情形。
图6.33 测量外槽
a) 用游标卡尺测量槽宽 b) 千分尺测量槽的底径
（二）切断
把坯料或工件分成两段或若干段的车削方法称为切断，其主要用于圆棒料按尺寸要求下料或把加工完的工件从坯料上切下来，参见图6.34。
图6.34 切断 图6.35 高速钢切断刀
1．切断刀 切断刀与切槽刀形状相似，其不同点是刀头窄而长、容易折断，因此，用切断刀也不可以切槽，但不能用切槽刀来切断。
图6.36 弹性切断刀 切断时，刀头伸进工件内部，散热条件差，排屑困难，易引起振动，如不注意刀头就会折断，因此，必须合理地选择切断刀。切断刀的种类很多，按材料可分为高速钢和硬质合金两种，按结构又可分为整体式、焊接式、机械夹固式等几种。通常为了改善切削条件，常用整体式高速钢切断刀进行切断，图6.36所示为高速钢切断刀的几何角度。图6.37所示为弹性切断刀，在切断过程中，这种刀可以减小产生的振动和冲击，提高切断的质量和生产率。 图6.37 切断方法
a) 直进法 b) 左右借刀法
2．切断方法 常用的切断方法是直进法和左右借刀法两种，如图6.8所示。直进法常用于切断铸铁等脆性材料，左右借刀法常用切削钢等塑性材料。 【实习操作】
1．以图5.28所示的工件为坯料，按图6.38所示工件图的要求车削4mm宽的窄槽和10mm宽的宽槽。车削时，因台阶的轴向尺寸已经车好，对刀时应注意不可再车削台阶的端面。窄槽用直进法车削，宽槽用多次横向粗车再纵向精车的方法车削，而槽的深度利用横向进给刻度盘来控制。
图6.38 切槽工件图（材料：45）
2．下料切断 根据现场生产的实际情况进行下料切断。、 【操作要点】
切槽和切断操作简单，但要达到相应技术要求很不容易，特别是切断，操作时稍不注意，刀头就会折断，其操作注意事项如下：
1.工件和车刀的装夹一定要牢固，刀架要锁紧以防松动。切断时，切断刀距卡盘应近些，但不能碰上卡盘，以免切断时因刚性不足而产生振动。
2.切断刀必须有合理的几何角度和形状。一般切钢时γ0=20°～25°，切铸铁时γ0=5°～10°；副偏角κr′=1°30′；后角α0=8°～12°，副后角α0′=2°；刀头宽度为3mm～4mm；刃磨时要特别注意两副偏角及两副后角各自对应相等。
3.安装切断刀时刀尖一定要对准工件中心。安装位置如低于工件中心时，车刀还没有切至中心就会被折断，如高于中心时，车刀在接近中心时会被凸台顶住不易切断工件，如图6.39所示。同时车刀伸出刀架不宜太长，车刀对称线要与工件轴线垂直，以保证两侧都有一定的副后角。
4.合理的选择切削用量。切削深度不宜过高或过低，一般νc=40m/min～60m/min（外圆处）。手动进给切断时，进给要均匀，机动进给切断时，进给量f=0.05mm/r～0.15mm/r。
图6.39 切断刀刀尖应与工件中心等高
5.切钢时需加切削液进行冷却润滑，切铸铁时不加切削液但必要时应使用煤油进行冷却润滑。
【复习思考题】
1.一般阶梯轴上的几个退刀槽的宽度都相等，为什么？退刀槽的作用是什么？ 2.宽槽和窄槽的深度和宽度尺寸引发怎样切削才能保证？
3.切断时，切断刀易折断的原因是什么？操作过程中怎样防止切断刀折断？
课题七 钻孔和车内圆
【基本知识】 （一）钻孔
用钻头在工件上加工孔的方法称为钻孔，钻孔通常在钻床或车床上进行。 1.车床上钻孔和车床上钻孔的不同点
（1）切削运动不同 钻床上钻孔时，工件不动，钻头旋转并移动，其钻头的旋转运动为主运动，钻头的移动为进给运动。车床上钻孔时，工件旋转，钻头不转动只移动，其工件旋转为主运动，钻头移动为进给运动。
（2）加工工件的位置精度不同 钻床上钻孔需按划线位置钻孔，孔易钻偏，不易保证孔的位置精度。车床上钻孔，不需划线，易保证孔与外圆的同轴度及孔与端面的垂直度。 2.车床上的钻孔方法 车床上钻孔方法如图7.40所示，其操作步骤如下： 图7.40 车床上钻孔
（1）车端面 钻中心孔以便于钻头定心，可防止孔钻偏。
（2）装夹钻头 锥柄钻头直接装在尾座套筒的锥孔内，直柄钻头要装在钻夹头内，然后把钻夹头装在尾座套筒的锥孔内，应注意要擦净后再装入。
（3）调整尾座位置 松开尾座与床身的紧固螺栓螺母，移动尾座至钻头能进给到所需长度时，固定尾座。
（4）开车钻削 尾座套筒手柄松开后（但不宜过松）开动车床，均匀地摇动尾座套筒手轮进行钻削。刚接触工件时进给要慢些，切削中要经常退回，钻透时进给也要慢些，退出钻头后再停车。
（5）钻不通孔时要控制孔深 可先在钻头上利用粉笔划好孔深线再钻削的方法控制孔深，也还可用钢直尺、深度尺测量孔深的方法控制孔深。
钻孔的精度较低，尺寸公差等级在IT10级以下，表面粗糙度值Ra=6.3μm，因此，钻孔往往是车孔和镗孔、扩孔和铰孔的预备工作。 （二）车内圆
对工件上的孔进行车削的方法称为车内圆，即车孔。
1.车内圆的方法 车内圆的方法如图7.41所示，其中图7.41a所示为通孔内圆车刀车通孔，图7.42b所示为用不通孔内圆车刀车不通孔。车内圆与车外圆的方法基本相同，都是通过工件转动及车刀移动的方法从毛坯上切去一层多余金属。在切削过程中也要分粗车和精车，以保证孔的加工质量。 图7.41 车内圆
a) 车通孔 b)车盲孔
车内圆与车外圆的方法虽然基本相同，但在车内圆时需注意以下几点： （1）内圆车刀的几何角度 通孔内圆车刀的主偏角κr=45°～75°，副偏角κr′=20°～45°。不通孔内圆车刀κr≥90°，其刀尖在刀杆的最前端，刀尖到刀杆背面的距离只能小于孔径的一半，
否则将无法车平不通孔的底平面。
（2）内圆车刀的安装 刀尖应对准工件的中心。由于吃刀方向与车外圆相反，故粗车时可略低点，使工作前角增大以便于切削；精车时刀尖略高一点，使其后角增大而避免产生扎刀。车刀伸出方刀架的长度尽量缩短，以免产生振动，但不得小于工件孔深加上3mm～5mm的总长度，如图7.42所示。刀具轴线应与主轴平行，刀头可略向操作者方向偏斜。开车前先用车刀在孔内手动试走一遍，确认没有任何障碍妨碍车刀工作后，再开车车削。 图7.42 内圆车刀的安装
（3）切削用量的选择 车内圆时，因刀杆细、刀头散热条件差且排屑困难，易产生振动和让刀，故所选择的切削用量要比车外圆时小些，其调整方法与车外圆相同。
（4）试切法 车内圆与车外圆的试切方法基本相同，其试切过程是：开车对刀——纵向退刀——横向吃刀——纵向切削3mm～5mm——纵向退刀——停车测量。如果试切已满足尺寸公差要求，可纵向切削，如未满足尺寸公差要求可重新横向吃刀来调整背吃刀量，再试切直至满足尺寸公差要求为止。与车外圆相比，车内圆横向吃刀时，其逆时针转动手柄为横向吃刀，顺时针转动手柄为横向退刀，即与车外圆相反。
（5）控制内圆孔深 如图7.43所示，可用粉笔在刀杆上划出孔深长度记号来控制孔深，也可用铜片来控制孔深。
图7.43 控制车内圆孔深度的方法
a)用粉笔划长度记号b)用铜片控制孔深
由于车内圆时的工作条件比车外圆差，所以车内圆的精度较低，一般尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2μm～1.6μm.
2.内圆的测量方法 内卡钳和钢直尺都可测量内圆直径，但一般常用游标卡尺测量内圆直径和孔深。对于精度要求高的内圆直径可用内径千分尺或内径百分表测量，如图7.44所示就是用内径百分表测量内圆直径的实例。对于大批量生产的工件，其内圆直径可用塞规测量。 图7.44 内径百分表测量孔径 【实习操作】
1.以图6.38所示的工件为坯料，按图7.45所示工件的内圆直径尺寸公差和表面粗糙度要求，进行钻孔和车内圆。
图7.45 钻孔和车内圆工件图（材料：45）
（1）安装工件 以φ66和长度为30台阶面（见图6.8）为定位基准，用三爪自定心卡盘装夹。
（2）安装钻头和内圆车刀 把直径为φ18的钻头装在尾座套筒内，选择不通孔内圆车刀安装在方刀架上。
（3）切削用量 钻孔的切削速度ν c=20m/min～40m/min（n=350r/min～700 r/min），进给采用手动；车内圆的切削速度ν c=30m/min～50m/min（n=400r/min～720 r/min），进给量f=0.1mm/r～0.3mm/r。在车内圆时，低的切削速度和大的进给量适用于粗车内圆，高的切削速度和小的进给量适用于精车内圆；请按具体的切削用量调整车床。
（4）钻φ18孔 按钻孔的方法与步骤进行φ18钻孔。
（5）车φ22～φ24的内圆 为了增加学生的练习操作时间，可选取几个不同的尺寸公差供练习操作，比如先用试切法车削精度低、公差较大的内圆φ22、φ23，最后用试切法车削精度高、公差较小的内圆φ24。
2.用内径百分表测量孔的内径 先用游标卡尺测量内径，再用百分表或内径千分尺测量内径。用百分表测量内径时，根据内径尺寸把内径百分表的可换触头换成15mm～35mm量程的触头，利用外径千分尺校队其尺寸，使表的指针调零。测量时，表的触头接触孔壁，左右移动
摆杆，其最大读数值为内径值。百分表大指针每转过一转为1mm，转过的每小格为0.01mm；百分表小指针每转过一小格为1mm，测量方法如图7.5所示。 【操作要点】
1.在车床上钻孔时的注意事项
（1）修磨横刃 钻削时因轴向力大会使钻头产生弯曲变形，影响加工孔的形状，而且轴向力过大时钻头易折断。修磨横刃、减少横刃宽度可以大大减小轴向力，这样就改善了切削条件，可提高孔的加工质量。
（2）切削用量适度 开始钻削时进给量应小些，以使钻头能对准工件中心；钻头头部进入工件后进给量应大些，以提高生产率；快要钻透时进给量应小些，以防折断钻头。钻大孔时车床旋转速度应低些，而钻小孔时转速应高些，即使切削速度适度以改善钻小孔时的切削条件。
（3）操作要正确 装夹钻头时，钻头的中心必须对准工件的中心，以防孔径钻大。调整尾座后，尾座的位置必须能够保证钻孔的深度。钻削时，尾座套筒应松紧适度、进给均匀，这些措施都可防止孔被钻偏。
2.车内圆时的注意事项
（1）一次装夹工件 车内圆时，如果孔与某些表面有位置公差要求（孔与外圆表面的同轴度、与端面的垂直度等），则工件必须在一次装夹中完成孔与这些表面的全部切削任务，否则难以保证其位置公差要求，参见图7.6。如必须两次装夹工件时，则应校正工件后再切削，这样才能保证工件质量。
图7.46 一次装夹工件
（2）车刀的选择与安装 加工通孔选择通孔内圆车刀，加工不通孔选择不通孔内圆车刀。在方刀架上安装好车刀后，一定要在不开车的情况下试走一遍，确实不妨碍车刀工作后再开车切削。
（3）吃刀方向要正确 试切时横向进给手柄转向不能摇错，逆时针转动为吃刀，顺时针为退刀，与车外圆正好相反。如摇错，把退刀摇成吃刀，则造成工件的报废。 【复习思考题】
1.车床上钻孔与钻床上钻孔有什么不同？车床上如何让钻孔？
2.车内圆与车外圆比较，在试切方法上有何不同？如不注意不同点会出现什么情况？
3.内圆直径测量尺寸为φ22.5mm，要车成φ23mm的孔，对刀后横向进给手柄应吃刀多少小格？是逆时针转动还是顺时针转动？
4.为什么在车削对位置精度有要求的工件各表面时，必须在一次装夹中完成各表面的切削？ 5.孔的内圆直径和长度有哪几种测量方法？用内卡钳测量时能否保证0.05mm的测量误差？如能保证应怎样测量？
课题八 车 圆 锥
【基本知识】
将工件车削成圆锥表面的方法称为车圆锥。 （一）圆锥的种类及作用
圆锥按其用途分为一般用途圆锥和特殊用途圆锥两类。一般用途圆锥的圆锥角α较大时，圆锥角可直接用角度表示，如30°、45°、60°、90°等；圆锥角较小时用锥度C表示，如1∶5、1∶10、1∶20、1∶50等。特殊用途圆锥是根据某种要求专门制定的，如7∶24、莫氏锥度等。圆锥按其形状又分为内、外圆锥。
圆锥面配合不但拆装方便，还可以传递转矩，经多次拆卸仍能保证准确的定心作用，所以应
用很广。例如，顶尖和中心孔的配合圆锥角α=60°，易拆卸零件的锥面锥度C=1∶5，工具尾柄锥面锥度C=1∶20，机床主轴锥孔锥度C=7∶24，特殊用途圆锥应用于纺织、医疗等行业，等等。
（二）圆锥各部分名称、代号及计算公式
圆锥体和圆锥孔的各部分名称、代号及计算公式均相同，圆锥体的主要尺寸如图8.47所示。
锥度 C= =2tan
斜度 S= = tan
图8.47 圆锥的主要尺寸 图8.48 转动小滑板车削圆锥 式中 α—圆锥的锥角； 为圆锥半角； C——圆锥的锥度；
L——锥面轴向长度（mm）； D——锥面大端直径（mm）； d——锥面小端直径（mm）。 （三）车圆锥的方法
车圆锥的方法很多，主要有以下几种：小滑板转位法、偏移尾座法、宽刃车刀车削法、靠模板法等。除宽刃车刀车削法外，其他几种车圆锥的方法，都是使刀具的运动轨迹与工件相交成圆锥半角α/2，操作后即可加工出所需的圆锥体。
1．小滑板转位法 根据工件的锥度C或圆锥半角α/2，将小滑板转过α/2角并将其紧固，然后摇动小滑板进给手柄，使车刀沿圆锥面的母线移动即可车出所需的锥面，如图8.48所示。 2．偏移尾座法 根据工件的锥度C或圆锥半角α/2，将尾座顶尖偏移一个距离s，使工件旋转轴线与车床主轴轴线的交角等于圆锥半角α/2，然后车刀纵向机动进给，即可车出所需的锥面，如图8.49所示。
图8.49 偏移尾座车削圆锥 图8.50 锥形套锥与锥形塞锥 尾座偏移量
S= ×L = ×L = L tan
式中 S——尾座偏移量（mm）； D——大端直径（mm）； d——小端直径（mm）； L——圆锥长度（mm）； L ——工件全长（mm）； C——锥度。
偏移尾座法能加工较长工件上的锥面，并能机动纵向进给切削，但不能加工锥孔，一般圆锥半角不能太大α/2
圆锥面的测量主要是测量圆锥半角（或圆锥角）和锥面尺寸。
1．圆锥角度的测量 调整车床并试切后，需测量锥面的角度是否正确，如不正确，需重新调整车床，再试切直至测量的锥面角度符合图样要求为止，才可进行正式车削。测量时，常用以下两种方法测量圆锥角度：
（1）用锥形套规或锥形塞规测量 锥形套规用于测量外锥面，锥形塞规用于测量内锥面。测量时，先在套规或塞规的内外圆锥面上涂上显示剂，再与被测锥面配合，转动量规，拿出
量规观察显示剂的变化。如果显示剂摩擦均匀，说明圆锥接触良好，锥角正确；如果套规的小端擦着，大端没有擦着，说明圆锥角小了（塞规与此相反），要重新调整车床重新车削。锥形套规与锥形塞规如图8.50所示。
（2）万能游标量角器测量 用万能游标量角器测量工件的角度的方法如图8.51所示，这种方法测量角度范围大，测量精度为5′—2′。
i) ii)
图8.51 万能游标量角器测量角度 图8.52 锥形套锥测量锥面
i)为测外锥尺寸 ii)为测内锥面尺寸
2．锥面尺寸的测量 锥角达到图样要求后，再进行锥面长度及其大小端的车削。常用锥形套规测量外锥面的尺寸，如图8.52i)所示；用锥形塞规测量内锥面的尺寸，如图8.52ii)所示。另外，还可用游标卡尺测量锥面的大端或小端直径来控制锥体的长度。 【实习操作】
以图6.38所示工件为坯料，按图8.53所示工件的尺寸要求车削外锥面，保证其锥度C=1：5（圆锥半角α/2=5°43′）大端直径D=φ54。
图8.53 车外圆锥面工件图
采用小滑板转位法车削。先松开小滑板与转盘之间的紧固螺栓，扳转小滑板转过角度α/2=5°43′，然后紧固小滑板与转盘之间的紧固螺栓，手动转动小滑板进给手柄，车削外锥面。 操作时，车刀采用普通外圆车刀，车床主轴转速与车外圆时相同，背吃刀量用横向进给手柄来调整，转动小滑板进给手柄，使刀具沿锥面母线移动进行车削。车削锥面需经过车削——测量——调整角度——车削——测量的试切过程来完成。
测量时，用万能游标量角器测量锥角，用游标卡尺测量大端直径。
【操作要点】
车削中只能通过手动转动小滑板进给手柄进行操作，严禁使用机动纵向进给。机动纵向进给时，虽然小滑板已经扳转了角度，但刀具仍按外圆表面移动，故车出的是外圆表面而不是锥面。
【教师演示】
实习指导教师可采用偏移尾座法车削外圆锥面的方法给学生进行演示操作，其演示过程可参
【复习思考题】
1． 圆锥的种类和作用有哪些？
2． 锥体的锥度和斜度有何不同？又有何关系？
3． 试述小滑板转位法车锥体的优缺点及应用范围？ 4． 已知锥度 C=1：10，试求小滑板应扳转的角度α/2？
课题九 螺纹车削 【基本知识】
将工件表面车削成螺纹的方法称为车螺纹。
螺纹的种类很多，应用很广。常用的螺纹按用途可分为连接螺纹和传动螺纹两类，前者起连接作用（螺栓和螺母），后者用于传递运动和动力（丝杆和螺母），其分类如下： 各种螺纹按其使用性能的不同又可分为左旋或右旋、单线或多线、内螺纹或外螺纹。 （一） 普通螺纹的各部分名称及基本尺寸 普通螺纹牙型都为三角形，故又称三角形螺纹。 图9.54 普通螺纹各部分名称
图9.54标注了三角形螺纹各部分的名称及代号。螺距用P表示，牙型角用a表示，其他各部分名称及基本尺寸如下：螺纹大径（公称直径）D（d） 螺纹中径D2(d2)=D(d)-0.649p 螺纹小径D1(d1)=D(d)-1.082p 原始三角形高度H=0.866p
式中D----内螺纹直径（不标下角者为大径，标下角“1”为小径，标下角“2”为中径）； d----外螺纹直径（不标下角者为大径，标下角“1”为小径，标下角“2”为中径）。 决定螺纹的基本要素有三个：
1.牙型角它是螺纹轴向剖面内螺纹两侧面的夹角，普通螺纹a=60°，管螺纹a=55°. 2.螺距 它是沿轴线方向上相邻两牙间对应点的距离，普通螺纹的螺距用mm表示，管螺纹用25.4mm上的牙数n表示，螺距p与n的关系为P= (mm)
3.螺纹中径D2（d2）它是平分螺纹理论高度H的一个假想圆柱体的直径。在中径处螺纹的牙厚和槽宽相等。只有内外螺纹中径都一致时，两者才能很好地配合。 螺纹必须满足上述基本要素的要求
（二） 螺纹车刀及其安装
1 螺纹车刀的几何角度 如图9.55所示，车三角形普通螺纹时，车刀的刀尖角等于螺纹牙型角a=60°，车三角形管螺纹时，车刀的刀尖角a=55°，并且其前角 =0°才能保证工件螺纹的牙型角，否则牙型角将产生误差。在粗加工时或螺纹精度要求不高时，其前角 =5°----20°. 2 螺纹车刀的安装 如图9.56所示刀尖对准工件的中心，并用样板对刀，以保证刀尖角的角平分线与工件的轴线相垂直，这样车出的牙型角才不会偏斜。
图9.55 螺纹车刀的几何角度 图9.56 用样板对刀 （三）车床的调整
车螺纹时，必须满足的运动关系是：工件每转过一转时，车刀必须准确地移动一个工件的螺距或导程（单线螺纹为螺距，多线螺纹为导程），其传动路线简图如图所示。上述传动关系可通过调整车床来实现，即首先通过手柄把丝杆接通，在根据工件的螺距或导程，按进给箱标牌上所示的手柄位置来变换配换齿轮（挂轮）的齿数及各进给变速手柄的位置，这样就完成了车床的调整。
图9.57 车削螺纹时的传动
车右螺纹时，三星轮变向手柄调整在车右螺纹的位置上；车左螺纹时，变向手柄调整在车左螺纹的位置上。这种操作的目的是改变刀具的移动方向，即刀具移向床头时为车右螺纹，移向床尾时为车左螺纹。
（四）车螺纹的方法与步骤
以车削外螺纹为例来说明车螺纹的方法与步骤，如图所示。这种方法称为正反车法，适于加工各种螺纹。
图9.60 螺纹的车削方法与步骤
另一种加工螺纹的方法时抬闸法，也就是利用开合螺母手柄的抬起或压下来车削螺纹。这种方法操作简单，但易乱扣，只适于加工工件螺距是机床丝杆螺距整数倍的螺纹。这种方法与正反车法的主要不同之处是车刀行至终点时，横向退刀后不用开反车纵向退刀，只要抬起开合螺母手柄使丝杆与螺母脱开，然后手动纵向退回，即可再吃刀车削。
车内螺纹的方法与车外螺纹基本相同，只是横向进给手柄的进退刀转向不同而已。对于直径较小的内、外螺纹可用丝锥或板牙攻出。
（五）螺纹的测量
螺纹的测量主要是测量螺距、牙型角和螺纹中径。由于螺距是由车床的运动关系来保证的，所以用钢直尺测量即可。牙型角是由车刀的刀尖角以及正确的安装方法来保证的，一般用样板测量，也可用螺距规同时测量螺距和牙型角，如图9.61所示。螺纹中径常用螺纹千分尺测量，如图9.62所示。
在成批大量生产中，多用图9.63所示的螺纹量规进行综合测量。
图9.63 螺纹量规
a)螺纹环规（测量外螺纹） b)螺纹塞规（测内螺纹）
【实习操作】
以图8.53所示的工件为坯料，按图9.64所示工件的尺寸要求，进行车削M60×2的螺纹[M为三角形螺纹代号；60为螺纹公称直径（mm）;2为螺纹螺距（mm）]。在车削时，要保证螺距P=2mm、牙型角a=60°和中径 =58.7mm。
操作过程：装夹工件----安装车刀----调整车床----提起开合螺母切削----测量螺纹。
图9.64 车螺纹工件图（材料：45） 图9.65 垂直吃刀控制牙深
【操作要点】
1、控制螺纹牙深高度 如图9.65所示，车刀作垂直移动切入工件，由横向进给手柄刻度盘来控制吃刀深度，经过几次吃刀切至螺纹牙深高度为止。另外，几次进刀深度的总和应比0.54P大0.05mm—0.1mm左右。
2、乱扣及其防止方法 所谓乱扣就是车第二刀螺旋槽轨迹与车第一刀所走过的轨迹不同，刀尖偏左或偏右，两次吃刀切出的牙底不重合，螺纹车坏，这种现象称为乱扣。
如果车床丝杆的螺距不是工件螺距的整数倍，采用提起开合螺母车削就会乱扣，而采用正反车法车削，使开合螺母在退刀时仍保持抱紧车床丝杆的状态，运动关系没有改变，因此不会乱扣。
如果车床丝杆的螺距是工件螺距的整数倍，采用提起开合螺母法车削就不会乱扣，但如果开
合螺母手柄没有完全压合，使螺母没有抱紧丝杆，也会乱扣。另外因车刀重磨后重新安装，没有对刀，车刀与工件的相对位置发生了变化，则也会乱扣。若工件的螺距P=2mm，C6136车床丝杆螺距P=6mm，故采用提起开合螺母法车削不会乱扣。
【教师演示】
选取螺距P=2.5mm的工件，在C6136车床上先用抬闸法表演车削，观察乱扣现象，然后再用正反车法表演车削，观察不乱扣现象。
【复习思考题】
1.螺纹的基本三要素是什么？在车削中怎样保证三要素符合公差要求？
2.加工螺纹必须满足的运动关系是什么？怎样满足这个运动关系？螺距P=2mm的螺纹如何调整车床？
3.为什么精车螺纹车刀的前角为零度？安装时刀杆还能不能倾斜？粗车螺纹的车刀前角一定是零度吗？安装时可否倾斜？为什么/
4.抬闸法和正反车法车螺纹的步骤是什么？两者在操作上有何不同？
5.工件螺距为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm的螺纹，在C6136车床上加工，哪几种采用抬闸法车削会乱扣？为什么采用正反车法不乱扣？
课题十 车成形面与滚花
【基本知识】
（一） 车成形面
用成形加工方法进行的车削称为车成形面。
1成形面的用途与车削方法 有些零件如手柄、手轮、圆球等，为了使用方便且美观、耐用等原因，它们的表面不是平直的，而要做成曲面；有些零件如材料力学实验用的拉伸试验棒、轴类零件的连接圆弧等，为了使用上的某种特殊要求需把表面做成曲面。上述的这种具有曲面形状的表面被称为成形面（或特形面）。
成型面的车削方法有下面几种
（1）用普通车刀车削成形面 该改方法也称为双手摇法，它是靠双手同时摇动纵向和横向进给手柄进行车削的，以使刀尖的运动轨迹符合工件的曲面形状。车削时所用的刀具是普通车刀，还要用样板对工件反复度量，最后用锉刀和砂布修整，使工件达到尺寸公差和表面粗糙度的要求。这种方法要求操作者具有较高技术，但不需特殊工具和设备，在生产中被普遍采用。这种方法多用于单件小批生产，其加工方法如图10.66所示。
图10.66 普通车刀车成型面
a)粗车台阶；b)用双手控制粗、精车轮廓；c)用样板测量
1.尖刀；2.偏刀；3.圆弧刀
（2）成形车刀车成形面 这种方法是利用与工件轴向剖面形状完全相同的成形车刀来车出所需的成形面，也称样板刀法，其主要用于车削尺寸不大且要求不太精确的成形面如图10.67所示。
图10.67 成形车刀车削成型面
图10.68 靠模法车成形面
（3）靠模法车成形面 它是利用刀尖的运动轨迹与靠模（板或槽）的形状完全相同的方法车出成形面。图10.68所示为加工手柄的成形面时的工作过程，即横滑板（中滑板）已经与丝杆脱开，由于其前端的拉杆上装有滚柱，所以当床鞍纵向走刀时，滚柱即在靠模的曲线槽内移动，从而使车刀刀尖的运动轨迹与曲线槽形状相同，在此同时用小滑板控制背吃刀量，即可车出手柄的成形面。这种方法操作简单，生产率高，多用于大批量生产。当靠模为斜槽时，该方法可用于车削锥体。
2.车成形面所用的车刀 用普通车刀车成形面时，粗车刀的几何角度与普通车刀完全相同。精车刀是圆弧车刀，主切削刃是圆弧刃，半径应小于成形面的圆弧半径，所以圆弧刃上各点的偏角是变化的，其后面也是圆弧面，主切削刃上各点后角不宜磨成相等的角度，一般ao=6°—12°。由于切削刃是弧刃，切削时接触面积较大，易产生振动，所以要磨出一定的前角，一般ro=10°-15°，以改善切削条件。
用成形车刀车成形面时，粗车也采用普通车刀车削，形状接进成形面后，再用成形车刀精车。 刃磨成形车刀时，用样板校正其刃形。当刀具前角ro=0°时，样板的形状与工件轴向剖面形状一致；当ro﹥0°时，样板的形状不是工件轴向剖面形状，而是随着前角的变化其样板的形状也变化。因此，在单件小批生产中，为了便于刀具的刃磨和样板的制造，防止产生加工误差，常选用ro=0°的成形车刀进行车削，而在大批大量生产中，为了提高生产效率和防止产生加工误差，需用专门设计ro﹥0°的成形车刀进行车削。
（二）滚花
用滚花刀将工件表面滚压出直线或网纹的方法称为滚花。
1、滚花表面的用途及加工方法 各种工具和机械零件的手握部分，为了便于握持防止打滑以及美观，常常在表面上滚压出各种不同的花纹，如千分尺的套管，铰杠扳手及螺纹量规等。这些花纹一般都是在车床上用滚花刀滚压而成的，如图10.69所示。
滚花的实质是用滚花刀对工件表面挤压，使其表面产生塑性变形而形成花纹，因此滚花后的外径比滚花前的外径增大0.02mm—0.05mm。滚花时切削速度要低些，一般还要充分供给切削液，以免研坏滚花刀和防止产生乱纹。
图10.69 滚花 图10.70 滚花刀
a)单轮滚花刀 b)双轮滚花刀 c)三轮滚花刀
2、滚花刀的种类 滚花刀按花纹的式样分为直纹和网纹两种，其花纹的粗细决定于不同的滚花轮。滚花刀按滚花轮的数量又可分为单轮、双轮、三轮三种，如图10.70所示，其中最常用的是网纹式双轮滚花刀。
【实习操作】
按图10.71所示手柄的技术要求，车削Φ15的圆球表面。
加工步骤:1、下料，选用Φ16圆钢棒料，下料长度为100mm；
2、车左端面，钻左端中心孔；
3、车左端外圆Φ8×84、Φ5.8×8尺寸及倒角；
4、套螺纹，用板牙套M6螺纹；
5、调头车削球面sΦ15.
图10.71 车成型面工件图（手柄杆）（材料：45钢）
【操作要点】
车手柄杆左端外圆及套螺纹时，采用一夹一顶（夹右端，顶左端）的装夹方法。调头车削圆球时，以Φ18的外圆表面定位。
【复习思考题】
1、车成形面有哪几种方法？单件小批生产常用那种方法？
2、用普通精车刀车成形面时，为什么要有前角？在单件小批生产中，用成形车刀成成形面时，为什么前角必须为零？
3、滚花时的切削速度为何要低些？
课题十一 综合作业
综合作业是学生对某一工件独立实际操作的作业。通过综合作业的练习，可以检验并提高学生的实际动手能力。选择综合作业的实习件应结合各校工厂的实际，尽量选择生产中的产品为实习件，在没有合适的产品情况下，也可用如下实习件作为学生进行综合作业的练习，并以此作为评定学生车工实习操作考核成绩的主要依据。
【实习操作】
1、实习工件
工件名称：套，单件生产，如图10.72所示。
2、分析零件主要尺寸公差和技术要求
（1）Φ24孔的尺寸公差很小，公差等级为IT7级，但表面粗糙度要求并不高，Ra=1.6μm。
（2）Φ68外圆表面对Φ24内孔表面的同轴度允差为0.05mm。
（3）Φ68对Φ80右端面的垂直度允差为0.05mm。
3、保证尺寸公差及形位公差的工艺措施
（1）Φ24内孔表面用精车即能满足尺寸公差和表面粗糙度的要求，但测量是必须用内径百分表测量。
（2）选择Φ66外圆表面为定位基准面，在一次装夹中加工Φ80右端面、Φ68外圆及Φ24内孔，即可保证它们之间的垂直度和同轴度要求。
4、分析车削顺序，制订车削步骤
图10.72 套（材料：HT150）
套的车削步骤如表10.1所示
表10.1 套的车削步骤