不同类型车床和车刀的应用范围和工艺细节

（一）车削

1.车削的工艺范围

外圆车削工艺范围很广，可以划分为荒车、粗车、半精车、精车和精细车，分别达到不同的表面粗糙度与精度。

（1）荒车　毛坯为自由锻件或大型铸件时，加工余量很大，往往需进行荒车以切除大部分加工余量，减小其位置偏差和表面形状误差。荒车后工件尺寸精度可以达到IT15～IT18。

（2）粗车　对于中小型的铸件和锻件，可以直接进行粗车。粗车后工件的精度可达到IT10～IT13，表面粗糙度Ra值为30～20μm。所以粗车可以作为低精度表面的终加工。

（3）半精车　半精车后工件精度可达IT9～IT10，表面粗糙度Ra为20～10μm，可以作为中等精度表面的最终加工，也可作为磨削和其他精加工工序的预加工。

（4）精车　一般作为最终加工工序或者作为光整加工的预加工。精车后，工件的精度可达到IT7～IT8，表面粗糙度Ra值为10～1.25μm。对于精度较高的毛坯，可以不经过粗车，而直接进行精车或半精车。

（5）精细车　精细车后工件的精度可达到IT6～IT7，表面粗糙度Ra值为1.25～0.32μm，因此精细车往往作为最终加工工序。由于有色金属不宜采用磨削，所以高速精细车就成了加工有色金属零件的主要方法，比加工铸铁和钢料能获得较小的表面粗糙度值（Ra为0.63～0.16μm）。

精细车能获得较高的精度和较小的表面粗糙度值的原因，主要是所用的车床具有高的几何精度和刚度，刀具经过精细研磨并具有良好的耐磨性，同时采用了高的切削速度（160m/min或更高）、小的背吃刀量（0.03～0.05mm）和小的进给量（0.02～0.2mm/r），切削抗力小，因此减小了切削过程中的发热量、积屑瘤、弹性变形及残留面积，从而使零件获得较高的精度与较小的表面粗糙度值。

2.提高外圆表面车削生产率的措施

在轴类零件的加工中，外圆表面的加工余量主要是车削切除的。外圆车削的劳动量在零件加工的全部劳动量中占有相当大的比重。因此，提高外圆表面的车削生产率就显得尤为重要，特别是对于多阶梯的轴，这个问题就更为突出。目前，可采取如下几方面的措施：

（1）刀具方面　采用新型刀具材料（如：YW类硬质合金、涂层硬质合金、立方氮化硼刀片等）进行高速切削；使用机夹车刀、可转位车刀，缩短更换和刃磨刀具的时间；设计先进的强力车刀，进行强力车削；在大批量生产中，特别是对于多阶梯轴可采用多刀加工，几把车刀同时加工工件的几个表面，可以缩短机动时间和辅助时间，从而大大提高生产率。

（2）机床方面　在多刀半自动车床上进行多刀加工，但这种方法调整刀具花费时间较长，且切削力较大，故所需机床的功率也较大。

在成批或大量生产时，常采用仿形加工。所谓仿形加工就是使车刀按照预制的仿形样件靠模顺次将工件的外圆或阶梯加工出来。仿形加工的调整工作比较简单，在加工一批零件之前，可以用普通方法加工出一个样件，或先做一个样板，然后就可以用样件或样板来仿形车削其他零件。根据实现仿形的原理，它有机械靠模仿形和随动靠模仿形，机械靠模仿形近年来使用不多，一般均采用随动靠模仿形。所谓随动就是刀具跟随靠模的形状而移动。随动靠模仿形中应用最广的是液压仿形加工。

液压仿形加工的特点是：能减轻工人的劳动强度，减少测量工件的辅助时间（尤其是多阶梯轴），提高车削生产率，而且液压仿形刀架结构简单，价格低廉，易于在普通车床上改装使用。近年来，随着液压仿形系统的精度逐渐提高，尺寸精度可达±0.02mm～±0.05mm，表面粗糙度Ra值可达3.2～1.6μm。随着控制技术与自动化技术的发展，以液压仿形车床为基础，配备简单的机械手及零件的输送装置，就可以组成轴类零件的加工自动线，已成为提高轴类零件生产率的重要途径。

（二）车床

车床主要是使用各种车刀对内外圆柱面、圆锥面、成形回转体表面及其端面、各种内外螺纹等进行加工，还可使用钻头、扩孔钻、铰刀等进行孔的加工。

车床有许多类型，按其用途和结构不同，可分为卧式车床、转塔车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动或半自动车床、多刀车床、仿形车床、专门化车床等。常用的一些车床的工艺特点、适用范围见表3-1。

表3-1　常用的各类车床

（续）

在机械制造业中，卧式车床用得最为普遍，下面对CA6140型卧式车床进行介绍。

1.CA6140型卧式车床的传动系统

（1）主要组成部件　CA6140型卧式车床外形如图3-3所示，主要有以下几部分组成：

图3-3　CA6140型普通车床外形图

1—主轴箱　2—刀架部件　3—尾座　4—床身　5—右床腿6—光杠　7—丝杠　8—溜板箱　9—左床腿　10—进给箱　11—挂轮箱

1）主轴箱。主轴箱1固定在床身4的左上侧，箱内装有主轴部件和主运动变速结构，通过调整这些结构可以获得合适的切削速度，主轴的前端可安装夹持工件的装置。

2）刀架部件。刀架部件2装在床身4的床鞍导轨上，床鞍可沿导轨纵向移动。刀架部分由几层滑板组成。刀架部分的功用是装夹车刀并使车刀作纵向、横向或斜向运动。

3）尾座。尾座3装在床身4尾部的导轨上，并可沿此导轨调整尾座位置。尾座的功用是用顶尖支承工件，安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。

4）溜板箱。溜板箱8固定在床鞍的前侧。其功用是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架作纵向或横向机动进给，车螺纹或实现快速移动。在溜板箱上装有各种操纵手柄及按钮，工作时可以方便地操纵机床。

5）进给箱。进给箱10固定在床身4的左侧，其功用是把变换齿轮传来的旋转运动传给丝杠或光杠，改变工件螺纹的导程或机动进给的进给量。

6）床身。床身4固定在左、右床腿9和5上，用以支承其他部件，并使它们在工作时保持准确的相对位置。

（2）机床的传动系统　CA6140型卧式车床的传动系统由主运动传动链、纵横向进给运动传动链、车螺纹运动传动链和刀架的快速移动传动链组成，如图3-4所示。

图3-4　CA6140型卧式车床传动系统图

由于轴Ⅲ至轴V间的两组滑移齿轮变速组的4种传动比分别是

其中，u2≈u3，所以，经轴Ⅲ及轴V的后一条传动路线，主轴实际只获得2×3×3=18级正转转速，因而主轴的实际转速级数为24级。同理主轴反转转速级数为12级。

主轴各级转速，可用下列传动链平衡方程式进行计算：

及

式中　uⅠ-Ⅱ——Ⅰ-Ⅱ轴间双联滑移齿轮的传动比；

uⅡ-Ⅲ——Ⅱ-Ⅲ轴间三联滑移齿轮的传动比；

uⅢ-Ⅳ——Ⅲ-Ⅳ轴间双联滑移齿轮的传动比；

uⅣ-Ⅴ——Ⅳ-V轴间双联滑移齿轮的传动比；

n主轴——主轴转速，单位为r/min。

将uⅠ-Ⅱ、uⅡ-Ⅲ、uⅢ-Ⅳ、uⅣ-Ⅴ的不同值代入并乘以V带传动的滑移系数0.98，可得主轴18级中、低挡转速为10r/min、12.5r/min、16r/min、20r/min、25r/min、32r/min、40r/min、50r/min、63r/min、80r/min、100r/min、125r/min、160r/min、200r/min、250r/min、320r/min、400r/min、500r/min。将uⅠ-Ⅱ、uⅡ-Ⅲ的不同值代入可得主轴的6级高挡转速为450r/min、560r/min、710r/min、900r/min、1120r/min、1400r/min。

2）车螺纹运动。CA6140型卧式车床可以车削米制、英制、模数制和径节制4种标准螺纹，大导程螺纹，非标准的和较精密的螺纹，以及上述各种螺纹的左旋和右旋螺纹。车螺纹运动传动链的两端件是主轴和刀架，它们之间必须保持严格的运动关系，即主轴每转一转，刀具移动一个工件螺纹的导程。

不同制度的螺纹用不同的参数来表示。米制螺纹以导程T（mm）、英制螺纹以每英寸长度上的牙数a、模数螺纹以模数m、径节螺纹以径节数DP来表示。因为CA6140型卧式车床的传动丝杠采用米制螺纹，在进行传动链的调整计算时，必须把各种制度的螺纹参数转化成用米制螺距P（mm）或导程T（mm）来表示，以使传动链平衡方程式两端的计量单位统一。其换算关系如表3-2所示。

表3-2　各种螺纹参数的换算关系

注：表中k为螺纹线数。

①车米制螺纹。米制螺纹是应用最广泛的一种螺纹，在国家标准中规定了标准螺距值。表3-3列出了CA6140型卧式车床能车削的常用米制螺纹标准导程值（k=1）。

表3-3　CA6140型卧式车床车削米制螺纹表

运动平衡式为

式中　T——螺纹导程（mm）；

P——螺纹螺距（mm）；

k——螺纹线数；

u基——基本组传动比；

u倍——增倍组传动比。

整理后可得：T=7u基u倍

u倍其值按倍数排列，用来配合基本组，扩大车削螺纹的螺距值大小，故称该变速机构为增倍机构或增倍组。增倍组有四种传动比，分别为

通过u基和u倍的不同组合，就可得到表3-3中所列全部米制螺纹的导程值（k=1）。

②车模数螺纹。模数螺纹的螺距参数为模数m，螺距值为mπ（mm），主要用于车削米制蜗杆。表3-4CA6140型卧式车床车削模数螺纹表。

表3-4　CA6140型卧式车床车削模数螺纹表

式中　Tm——模数螺纹导程（mm）；

m——模数螺纹的模数值（mm）；

k——螺纹线数。

整理后得

改变u基和u倍，就可车削各种模数螺纹（k=1）的模数值，见表3-4。

③车英制螺纹。英制螺纹的螺距参数为螺纹每英寸长度上的牙数a。标准的a值也是按分段等差数列规律排列的。英制螺纹的螺距值为1/ain，折算成米制为25.4/a（mm）。可见标准英制螺纹螺距值的特点是：分母按分段等差数列排列，且螺距值中含有25.4特殊因子。因此，车削英制螺纹传动路线与车米制螺纹传动路线相比，应有两处不同：

当线数k=1时，a值与u基、u倍的关系见表3-5。

表3-5　CA6140型车床车削英制螺纹表

当加工线数k=1的标准DP值径节螺纹时，u基和u倍的关系见表3-6。

表3-6　CA6140型车床车削径节螺纹表

由上述可见，CA6140型卧式车床通过两组不同传动比的交换齿轮、基本组、增倍组以及轴Ⅻ、轴ⅩⅤ上两个滑移齿轮z=25的移动（通常称这两个滑移齿轮及有关的离合器为移换机构）加工出四种不同的标准螺纹。表3-7列出了加工四种螺纹时，进给传动链中各机构的工件状态。

表3-7　CA6140型车床车制各种螺纹的工作状态

⑤车大导程螺纹运动传动链。车削导程更大的螺纹，可将轴Ⅸ上的滑移齿轮z=58右移，与轴Ⅷ上的齿轮z=26啮合。这是一条扩大导程的传动路线。

轴Ⅸ以后的传动路线与前文传动路线表达式相同。从主轴Ⅵ至轴Ⅸ之间的传动比为

⑥车制非标准螺纹及精密螺纹。车制非标准螺纹或精密螺纹时，不能用车制标准螺纹的传动路线。这时，可将离合器M3、M4、M5全部啮合，把轴Ⅻ、ⅩⅣ、ⅩⅦ和丝杠（ⅩⅧ）联成一体，使运动由交换齿轮直接传动丝杠。螺纹的导程T依靠调整交换齿轮架的传动比u挂来实现。

溜板箱内的双向齿式离合器M8及M9分别用于纵、横向机动进给运动的接通、断开及控制进给方向。CA6140型卧式车床可以通过四种不同的传动路线来实现机动进给运动，从而获得纵向和横向进给量各64种。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时，可获得正常进给量。这时的运动平衡式为

化简后可得(www.xing528.com)

改变u基和u倍可得到从0.08～1.22mm/r的32种正常进给量。其余32种进给量可分别通过英制螺纹传动路线和扩大螺纹导程机构得到。

横向机动进给量同样通过传动计算获得，横向机动进给量是纵向机动进给量的一半。

4）刀架快速移动。为了减轻工人劳动强度和缩短辅助时间，刀架可以实现纵向和横向机动快速移动。刀架的纵、横向快速移动由装在溜板箱右侧的快速电动机（0.25kW，2800r/min）传动。快速电动机的运动是由齿轮副传至轴XX，然后沿机动进给传动路线，传至纵向齿轮齿条副或横向进给丝杠。轴XX左端的超越离合器M6保证了刀架快速移动与工作进给不发生运动干涉。

2.CA6140型卧式车床的主要部件结构

（1）主轴箱　主轴箱主要由主轴部件、传动机构、开停与制动装置、操纵机构及润滑装置等组成。为了便于了解主轴箱内各传动件的传动关系，传动件的结构、形状、装配方式及其支承结构，常采用展开图的形式表示。图3-5所示为CA6140型卧式车床主轴箱展开图。展开图中有些有传动关系的轴在展开后被分开了，如轴Ⅲ和轴Ⅳ、轴Ⅳ和轴V等，从而使有的齿轮副也被分开了，在读图时应予以注意。下面介绍主轴箱内主要部件的结构、工作原理及调整。

1）卸荷式带轮。主电动机通过带传动使轴Ⅰ旋转，为提高轴Ⅰ旋转的平稳性，轴Ⅰ上的带轮采用了卸荷结构。如图3-5所示，带轮1通过螺钉与花键套2联成一体，支承在法兰3内的两个球轴承上。法兰3则用螺钉固定在主轴箱体4上。当带轮1通过花键套2的内花键带动轴Ⅰ旋转时，带的拉力经轴承、法兰3传至箱体，这样使轴Ⅰ免受带的拉力，减少轴的弯曲变形，提高了传动平稳性。

2）双向式多片摩擦离合器及制动机构。轴Ⅰ上装有如图3-6所示双向式多片摩擦离合器用以控制主轴的起动、停止及换向。轴Ⅰ右半部为空心轴，在其右端安装有可绕圆柱销11摆动的元宝形摆块12。元宝形摆块12下端弧形尾部卡在拉杆9的缺口槽内。当拨叉13由操纵机构控制，拨动滑套10右移时，摆块12绕顺时针摆动，其尾部拨动拉杆9向左移动。拉杆通过固定在其左端的长销6，带动压套5和螺母4压紧左离合器的内、外摩擦片2、3，从而将轴Ⅰ的运动传至空套其上的齿轮1，使主轴得到正转。当滑套10向左移动时，元宝形摆块12绕逆时针摆动，从而使拉杆9通过压套5、螺母7，使右离合器内外摩擦片压紧，并使轴Ⅰ运动传至齿轮8，再经由安装在轴Ⅶ上的中间轮z=34，将运动传至轴Ⅱ，从而使主轴反向旋转。当滑套处于中间位置时，左右离合器的内外摩擦片均松开，主轴停转。

为了在摩擦离合器松开后，克服惯性作用，使主轴迅速制动，在主轴箱轴Ⅳ上装有图3-7所示的制动装置。制动装置由通过花键与轴Ⅳ连接的制动轮7、制动钢带6、杠杆4以及调整装置等组成。制动带内侧固定一层铜丝石棉以增大制动摩擦力矩。制动带一端通过调节螺钉5与箱体1连接，另一端固定在杠杆上端。当杠杆4绕轴3逆时针摆动时，拉动制动带，使其包紧在制动轮上，并通过制动带与制动轮之间的摩擦力使主轴得到迅速制动。制动摩擦力矩的大小可用调节装置中螺钉5进行调整。

摩擦离合器和制动装置必须得到适当的调整。如摩擦离合器中摩擦片间的间隙过大，压紧力不足，不能传递足够的摩擦力矩，会使摩擦片间发生相对打滑，这样会使摩擦片磨损加剧，导致主轴箱内温度升高，严重时会使主轴不能正常转动；如间隙过小，不能完全脱开，也会使摩擦片间相对打滑和发热，而且还会使主轴制动不灵。制动装置中制动带松紧程度也应适当，要求停车时，主轴能迅速制动；开车时，制动带应完全松开。

图3-5　CA6140型卧式车床主轴箱展开图

1—带轮　2—花健套　3—法兰　4—主轴箱体　5—双联空套齿轮　6—空套齿轮　7、33—双联滑移齿轮　8—半圆环　9、10、13、14、28—固定齿轮　11、25—隔套　12—三联滑移齿轮　15—双联固定齿轮　16、17—斜齿轮　18—双向推力角接触球轴承　19—盖板　20—轴承压板　21—调整螺钉　22、29—双列圆柱滚子轴承　23、26、30—螺母　24、32—轴承端盖　27—圆柱滚子轴承　31—套筒

图3-6　双向式多片摩擦离合器

1、8—齿轮　2—内摩擦片　3—外摩擦片　4、7—螺母　5—压套6—长销　9—拉杆　10—滑套　11—圆柱销　12—元宝形摆块　13—拨叉

图3-7　制动装置

1—箱体　2—齿条轴　3—轴4—杠杆　5—螺钉　6—制动钢带7—制动轮　8—轴Ⅳ

双向式多片摩擦离合器与制动装置采用如图3-8所示的操纵机构来协调两机构的工作。当抬起或压下手柄7时，通过曲柄9、拉杆10、曲柄11及扇形齿轮13，使齿条轴14向右或向左移动，再通过元宝形摆块3、拉杆16使左边或右边离合器结合（参见图3-6），从而使主轴正转或反转。此时杠杆5下端位于齿条轴圆弧形凹槽内，制动带处于松开状态。当操纵手柄7处于中间位置时，齿条轴14和滑套4也处于中间位置，摩擦离合器左、右摩擦片组都松开，主轴与运动源断开。这时，杠杆5下端被齿条轴两凹槽间凸起部分顶起，从而拉紧制动带，使主轴迅速制动。

3）主轴部件。主轴部件是车床的关键部分。工作时工件装夹在主轴上，并由其直接带动旋转作主运动，因此主轴的旋转精度、刚度、抗振性等对工件的加工精度和表面粗糙度有直接影响。

如图3-5所示主轴部件采用前、中、后三个支承，前支承用一个短圆柱滚子轴承22（NN3021K/P5）和一个60°角接触的双列推力向心球轴承18（51120/P5）的组合方式，承受切削过程中产生的背向力和正反方向的进给力。后支承用一个短圆柱滚子轴承29（NN3015K/P6）。主轴中部用一个短圆柱滚子轴承27（NN216）作为辅助支承。这种结构在重载荷工作条件下能保持良好的刚性和工作平稳性。

主轴前端采用短圆锥连接盘结构如图3-9所示，用来装夹卡盘或其他夹具。它以短圆锥表面和轴肩端面作定位面，装夹时，卡盘座4上的四个螺钉5通过主轴轴肩3及锁紧盘2的孔，然后将锁紧盘2转动一个角度，使螺钉5处于锁紧盘2的沟槽内（如图示位置），并拧紧螺钉1及螺母6，就可以使卡盘可靠地装夹在主轴前端。这种结构主要是使主轴前端的悬伸长度较短，有利于提高主轴组件的刚度。

图3-8　摩擦离合器及制动装置的操纵机构

1—双联齿轮　2—齿轮　3—元宝形摆块　4—滑套5—杠杆　6—制动带　7—手柄　8—操纵杆　9、11—曲柄10、16—拉杆　12—轴　13—扇形齿轮　14—齿条轴　15—拨叉

在长期的使用过程中，由于磨损而产生轴承的间隙，当主轴轴承间隙过大时，将降低主轴刚度，切削时产生径向圆跳动或轴向窜动，容易产生振动。间隙太小则会造成主轴高速旋转时发热过高而损坏。如图3-5所示调整主轴前轴承22可用螺母26和23调整。调整时，先拧松螺母23和26上的锁紧螺钉，然后拧紧螺母26，使轴承的内圈相对主轴锥形轴颈向右移动。由于锥面作用，轴承内圈产生径向弹性膨胀，将滚子与内、外圈之间的间隙减小。调整适当后，应将螺母26上的锁紧螺钉和螺母23拧紧。后轴承29的间隙可用螺母30调整。调整后，应该检查轴承间隙，转动主轴，感觉应灵活，无阻滞现象。一般用外力旋转时，主轴转动在3～5圈内自动平稳地停止。

4）变速操纵机构。轴Ⅱ上的双联滑移齿轮和轴Ⅲ上的三联滑移齿轮用一个手柄操纵。图3-10是其操纵机构。变速手柄每转一转，变换全部6种转速，故手柄共有均布的6个位置。

图3-9　主轴前端结构

1、5—螺钉　2—锁紧盘　3—主轴轴肩　4—卡盘座　6—螺母

图3-10　变速操纵机构

1、6—拨叉　2—曲柄　3—盘形凸轮　4—轴　5—杠杆

变速手柄装在主轴箱的前壁上，通过链传动至轴4。轴4上装有盘形凸轮3和曲柄2。凸轮3上有一条封闭的曲线槽，由两段不同半径的圆弧和直线组成。凸轮上有1～6六个变速位置。如图3-10所示在1、2、3位置，杠杆5上端的滚子处于凸轮槽曲线的大半径圆弧处，杠杆5经拨叉6将轴Ⅱ上的双联滑移齿轮移向左端位置。在4、5、6位置时，则将双联滑移齿轮移向右端位置。

曲柄2随轴4转动，带动拨叉1拨动轴Ⅲ上的三联齿轮，使它处于左、中、右三个位置。顺次地转动手柄，就可使两个滑移齿轮的位置实现6种组合，使轴Ⅲ得到6种转速。

滑移齿轮到位后应定位。如图3-5所示轴Ⅰ正上方的轴上有拨叉的定位钢球实现定位。

（2）溜板箱　溜板箱内包含以下机构：实现刀架快慢移动自动转换的超越离合器，起过载保护作用的安全离合器，接通、断开丝杠传动的开合螺母机构，接通、断开和转换纵、横向机动进给运动的操纵机构以及避免运动干涉的互锁机构等。

1）纵、横向机动进给操纵机构。图3-11所示为纵、横向机动进给操纵机构。纵、横向机动进给的接通、断开和换向由一个手柄集中操纵。手柄1通过销轴2与轴向固定的轴23相联接。向左或向右扳动手柄1时，手柄下端缺口通过球头销4拨动轴5轴向移动，然后经杠杆11、连杆12、偏心销使圆柱形凸轮13转动。凸轮上的曲线槽通过圆销14、轴15和拨叉16，拨动离合器M8与空套在轴ⅩⅫ上两个空套齿轮之一啮合，从而接通纵向机动进给，并使刀架向左或向右移动。

向前或向后扳动手柄1时，通过手柄方形下端部带动轴23转动，并使轴23左端凸轮22随之转动，从而通过凸轮上的曲线槽推动圆销19，并使杠杆20绕轴21摆动。杠杆20上另一圆销18通过轴10上缺口，带动轴10轴向移动，并通过固定在轴上的拨叉，拨动离合器M9，使之与轴ⅩⅩⅤ上两空套齿轮之一啮合，从而接通横向机动进给。

图3-11　纵、横向机动进给操纵机构（CA6140）

1、6—手柄　2、21—销轴　3—手柄座　4、9—球头销　5、7、23—轴8—弹簧销　10、15—拨叉轴　11、20—杠杆　12—连杆13、22—凸轮　14、18、19—圆销　16、17—拨叉

纵、横向机动进给机构的操纵手柄扳动方向与刀架进给方向一致，给使用带来方便。手柄在中间位置时，两离合器均处于中间位置，机动进给断开。按下操纵手柄顶端的按钮S，接通快速电动机，可使刀架按手柄位置确定的进给方向快速移动。由于超越离合器的作用，即使机动进给时，也可使刀架快速移动，而不会发生运动干涉。

2）开合螺母机构。开合螺母机构的作用是接通或断开从丝杠传来的运动。如图3-12所示开合螺母是由上下两个半螺母1和2组成，装在燕尾形导轨中可上下移动。上下半螺母的背面各装有一个圆柱销3，其伸出端分别嵌在槽盘4的两条槽中。扳动手柄6，经轴7使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆柱销3互相靠近，带动上下半螺母合拢，与丝杠啮合。反向扳动手柄6时，两半螺母互相分开与丝杠分离。

开合螺母与镶条要调整适合，不然就会影响螺纹的加工精度，或使开合螺母操纵手柄自动跳位。开合螺母跟燕尾导轨的配合间隙一般应小于0.03mm，调整时可用螺钉8支紧或放松镶条5进行调整，调整后用螺母9锁紧。

3）互锁机构。溜板箱内的互锁机构是为了保证纵、横向机动进给和车螺纹进给运动不同时接通，以避免机床损坏而设置的，其工作原理如图3-13所示。操纵手柄轴7的凸肩a上带有一削边和一V形槽，如图3-11、图3-13所示。轴23上铣有能与凸肩相配的键槽；轴5的小孔内装有弹簧销8。在手柄轴7凸肩与支承套24之间有一球头销9。当纵、横向进给及车螺纹运动均未接通时，凸肩a未进入轴23的键槽中，球头销9头部与凸肩a的V形槽相切。球头销9与弹簧销8的接触界面正好位于支承套24与轴5相切之处。因而此时可根据加工要求转动手柄轴7或通过进给操纵手柄转动轴23或移动轴5，以便接通三种进给运动中的一种。

图3-12　开合螺母机构

1—下半螺母　2—上半螺母　3—圆柱销　4—槽盘5—镶条　6—手柄　7—轴　8—螺钉　9—螺母

如转动手柄轴7，合上开合螺母，由于手柄轴7上的凸肩a进入轴23的键槽之中，使轴23不能转动。另外，凸肩的圆周部分将球头销9下压，使其一部分在支承套24内，一部分压缩弹簧销8进入轴5的小孔中，使轴5不能移动。这样就保证了接通车螺纹运动后，不能再接通纵、横向机动进给。如移动轴5接通纵向进给运动，轴5小孔中的弹簧销8与球头销9脱离接触。球头销9被轴5的圆周表面顶住，其上端又卡在凸肩a的V形槽中，因此操纵手柄7被锁住，无法转动使开合螺母合拢。如转动轴23，接通横向进给运动，这时轴23上键槽不再对准凸肩a，于是凸肩a被轴23顶住，操纵手柄7无法转动，不能使开合螺母合拢。由此可见，由于互锁机构的作用，合上开合螺母后，不能再接通纵、横向进给运动，而接通了纵向或横向进给运动后，就无法再接通车螺纹运动。

图3-13　互锁机构工作原理

5、23—轴　7—手柄轴　8—弹簧销9—球头销　24—支承套

操纵进给方向手柄的面板上开有十字槽，以保证手柄向左或向右扳动后，不能前后扳动；总之，向前或向后扳动后，不能左右扳动。这样就实现了纵向与横向机动进给运动之间的互锁。

（三）车刀

1.车刀的种类

车刀种类很多，一般按用途和结构进行分类。

（1）按用途分类　车刀可分为外圆车刀、内孔车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车刀等，如图3-14所示。

（2）按结构分类　车刀可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀和可转位车刀。

2.整体车刀

早期使用的车刀，多半是整体式车刀，随着硬质合金刀具材料的出现，逐步被焊接式车刀所取代。目前主要在结构比较复杂的成形车刀中应用。

3.焊接车刀

图3-14　常用的几种车刀

a）直头外圆车刀　b）弯头外圆车刀　c）90°外圆车刀d）宽刃精车外圆车刀　e）内孔车刀　f）端面车刀g）切断车刀　h）螺纹车刀

图3-15　焊接式车刀

就是在碳钢（一般采用45钢）刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料（如黄铜、纯铜或特制的焊片）将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后再使用的车刀，如图3-15所示。焊接式车刀质量的好坏与刀片的合理使用、刀片牌号和型号的合理选择、刀槽的形状尺寸以及焊接工艺等都有密切的关系。

（1）车刀刀杆截面形状及选择　车刀刀杆截面形状有矩形、方形和圆形三种。一般用矩形较多，切削力较大时用方形，圆形多用于内孔车刀。刀杆高度H可按车床中心高选择。

（2）刀槽形状及选择　刀槽形状应根据车刀类型、刀片型号选择。表3-8所列为焊接式车刀常用刀槽形状。刀槽形状的选择原则是，在保证焊接强度的前提下，尽量减少焊接面数和焊接面积，以降低焊接应力。在确定刀槽尺寸时，刀槽尺寸应比刀片尺寸小0.5～1.5mm为宜，以使刀片焊接后能稍露出槽外，便于刃磨。

表3-8　焊接车刀常用刀槽形状

（续）

（3）硬质合金刀片及选择

1）刀片牌号。指车刀切削部分的刀具材料。一般根据工件材料选择刀片牌号（参见金属切削手册）。

2）刀片型号。指刀片形状和规格尺寸。刀片型号由一个字母和三位数字来表示，字母和第一位数字表示刀片的形状，后两位数字代表刀片的主要尺寸参数。例如：A106，其中前两位A1代表刀片形状，后两位06代表刀片的长度为6mm。若为左切刀片，在末尾标以“Z”。

我国目前将刀片分为A、B、C、D、E、F六种型式，各型式又有多种形状。其中，A、B、C型主要用于制造各种车刀，D、E型用于制造铣刀，F型用于制造工具。常用的硬质合金焊接刀片型号可参阅金属切削手册。

焊接式车刀的结构简单、紧凑、刚性好，而且灵活性较大，可根据加工条件和加工要求选择几何参数，故应用十分普遍。然而，焊接式车刀的硬质合金刀片，在焊接和刃磨时，易出现焊接和刃磨裂纹，因而切削性能下降，对提高生产率是一个障碍。

4.机夹车刀

是用机械夹固的方法，将刀片夹持在刀杆上使用的车刀，如图3-16所示。刀片磨损后，将刀片卸下，经过刃磨，再重新装上继续使用。

机夹式车刀的特点：

1）刀片不经过焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，延长了刀具寿命。

2）因为刀具寿命高，使用时间长，换刀时间缩短，提高了生产效率。

3）刀杆可以多次重复使用，节省了制造刀杆的钢材；也可提高刀片的利用率，刀片使用到允许的最小尺寸限度后，可以装到小一号的刀杆上继续使用，最后由刀片制造厂回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。

4）刀片重磨后，尺寸会逐渐缩小，为了恢复刀片的工作位置，往往在车刀刀杆的结构上设有刀片的调整机构，并可增加刀片的重磨次数。

5）压紧刀片所用的压板端部，可以镶上硬质合金，起断屑作用；并且，调整压板可以改变压板端部至切削刃间的距离，扩大断屑范围。

但是，因为刀片用钝后仍需刃磨，裂纹并不能完全避免。

机夹车刀的刀槽形状有敞开式、半封闭式和封闭式三种，可以根据刀片的形状和尺寸、车刀的类型和使用要求进行合理选择。

5.可转位车刀

可转位车刀由刀杆、刀片和夹紧元件组成，如图3-17所示。

图3-16　压板式机夹车刀

图3-17　可转位车刀的组成

1—刀杆　2—刀垫　3—刀片　4—夹紧元件

（1）可转位车刀的特点　可转位车刀除了具有机夹式车刀的优点外，还具有如下特点：

1）因刀片不经焊接和刃磨，可以避免热应力和裂纹，硬质合金材料保持了原有的力学性能、切削性能、硬度和抗弯强度，在相同的条件下，提高了刀具寿命。

2）刀片上的一个切削刃用钝后，可将刀片转位换成另一个新切削刃继续切削，不会改变切削刃与工件的相对位置，几条切削刃全用钝后，可更换相同规格的新刀片。刀片转位和更换迅速、准确、方便。因此，在专用机床、数控机床、加工中心和自动线上使用可转位车刀，可以缩减停机时间，提高生产效率。

3）由于刀片不需重磨，有利于涂层、陶瓷等新型刀片材料的推广使用。

4）可转位车刀的几何角度，完全由刀片和刀槽的几何角度组合而成，刀片和刀杆可以标准化设计和大量生产，因此，可以获得先进的、合理的刀具几何参数，切削性能稳定。

5）刀杆可以长期使用，节省大量钢材；由于不需刃磨，减少了硬质合金的额外削耗，刀具费用降低。

（2）可转位车刀的夹紧机构　对夹紧机构的要求是：夹紧可靠，重复定位精确，操作方便，结构简单，制造容易，而且夹紧元件不应妨碍切屑流出。常用的夹紧机构有偏心式、杆销式、杆杠式、楔销式和上压式等（选用时可参阅金属切削手册）。

（3）可转位刀片　刀片形状很多，常用的有三角形、偏8°三角形、凸三角形、正方形、五角形和圆形等（选用时可参阅金属切削手册）。