普通车床：落地式双柱立式车床加工大型机械零件

1.车床的种类

车床的种类很多，按其用途和结构不同，主要可分为卧式车床、立式车床、转塔车床、马鞍车床、多刀半自动车床、仿形车床及仿形半自动车床、单轴自动车床、多轴自动车床及多轴半自动车床等。此外，还有各种专门化车床，如凸轮轴车床、铲齿车床、曲轴车床、高精度丝杠车床等。其中以普通卧式车床应用最为广泛。

2.CA6140普通型卧式车床

图3-2所示为CA6140车床结构图。

图3-2　CA6140车床结构图

CA6140机床的主要技术参数：

在床身上最大加工直径/mm　　　　　　　400；

在刀架上最大加工直径/mm　210；

主轴可通过的最大棒料直径/mm　48；

最大加工长度/mm　650，900，1 400，1 900；

中心高/mm　205；

顶尖距/mm　750，1 000，1 500，2 000；

主轴内孔锥度　　莫氏6号；

主轴转速范围/（r·min-1）　10～1 400（24级）；

纵向进给量/（mm·r-1）　0.028～6.33（64级）；

横向进给量/（mm·r-1）　0.014～3.16（64级）；

加工米制螺纹/mm　1～192（44种）；

加工英制螺纹/（牙·英寸-1）　2～24（2种）；

加工模数螺纹/mm　0.25～48（39种）；

加工径节螺纹/（牙·英寸-1）　1～96（37种）；

主电动机功率/kW　7.5。

（1）机床的主要组成部件和功能

该车床的主要组成部件如下：

①主轴箱。主轴箱内装有主轴和变速、变向等机构，由电动机经变速机构带动主轴旋转，实现主运动，并获得所需转速及转向，主轴前端可安装卡盘等夹具，用以装夹工件。(www.xing528.com)

②进给箱。进给箱的作用是改变机动进给的进给量或被加工螺纹的导程。

③溜板箱。溜板箱的作用是将进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹。溜板箱上装有手柄和按钮，可以方便地操作机床。

④床鞍。床鞍位于床身的中部，其上装有中滑板、回转盘、小滑板和刀架。

刀架用以夹持车刀，并使其做纵向、横向或斜向进给运动。它是由大刀架、横刀架（中刀架）、转盘、小刀架和方刀架组成的。方刀架安装在最上方，可以同时装夹四把车刀，能够转动并固定在需要的方位；小刀架可随转盘转动，可手动使刀具实现斜向运动，车削锥面；横刀架（又称小拖板）在转盘与大刀架之间，可以手动或机动使车刀横向进给；大刀架（也称大拖板）与溜板箱连接，沿床身导轨可以手动或机动实现纵向进给。

⑤尾座。尾座安装在床身的尾座导轨上，其上的套筒可安装顶尖或各种孔加工刀具，用来支撑工件或对工件进行孔加工。摇动手轮可使套筒移动，以实现刀具的纵向进给，尾座可沿床身顶面的一组导轨（尾座导轨）做纵向调整移动，然后夹紧在所需的位置上，以适应不同长度工件的需要。尾座还可以相对其底座沿横向调整位置，以车削较长且锥度较小的外圆锥面。

⑥床身。床身是车床的基本支撑件。车床的主要部件均安装在床身上，并保持各部件间具有准确的相对位置。

3.立式车床

立式车床的主轴是直立的，主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小，且形状比较复杂的大型或重型盘轮类零件。

立式车床结构的主要特点是主轴垂直布置，并有一个直径很大的圆工作台供安装工件用（如图3-3所示）。工作台面处于水平位置，故笨重工件的装夹、校正都比较方便。

立式车床有单柱立式车床和双柱立式车床两种。图3-3（a）所示为单柱立式车床，它的加工直径较小，一般小于1 600 mm。工作台由安装在底座内的垂直主轴带动旋转，工件装夹在工作台上并随其一起旋转，实现主运动。进给运动由垂直刀架和侧刀架实现，垂直刀架可在横梁导轨上移动做横向进给，还可沿刀架滑座的导轨做纵向进给，可车削外圆、端面、内孔等。把刀架滑座扳转一个角度，可斜向进给车削内外圆锥面。在垂直刀架上有一五角形转塔刀架，除安装车刀外还可安装各种孔加工刀具，扩大了加工范围。横梁平时夹紧在立柱上，为适应工件的高度，可松开夹紧装置调整横梁上下位置。侧刀架可做横向和垂直进给，以车削外圆、端面、沟槽和倒角。

图3-3　立式车床

（a）为单柱立式车床；（b）双柱立式车床
1—底座；2—工作台；3—立柱；4—垂直刀架；5—横梁；6—垂直刀架进给箱；7—侧刀架；8—侧刀架进给箱；9—顶梁

图3-3（b）所示为双柱立式车床，最大加工直径可达2 500mm以上。其结构及运动基本上与单柱立式车床相似，不同之处是双柱立式车床有两根立柱，在立柱顶端连接一顶梁，构成封闭框架结构，有很高的刚度，适用于较重型零件的加工。

在汽轮机、重型电机、矿山冶金等大型机械制造企业的超重型、特大零件加工中，普遍使用的是落地式双柱立式车床。

4.转塔式车床

转塔式车床也叫六角车床，其结构与普通车床相似，如图3-4（a）所示，有床身、床头箱、溜板箱、方刀架等。所不同的是转塔式车床没有丝杠，并由六角刀架代替尾座。

虽然普通卧式车床的加工范围广，灵活性大，但其方刀架最多只能安装四把刀具，尾座只能安装一把孔加工刀具，且无机动进给。在用卧式车床加工一些形状较为复杂，特别是带有内孔和内螺纹的工件时，需要频繁换刀、对刀、移动尾座以及试切、测量尺寸等，会使其辅助时间延长、生产率降低、劳动强度增大。在批量生产中，卧式车床的这种不足表现尤为突出。为了缩短辅助时间、提高生产效率，在卧式车床的基础上，发展出了转塔式车床。它与卧式车床的主要区别是取消了尾座和丝杠，并在床身尾座部位装有一个可沿床身导轨纵向移动并可转位的多工位刀架（如图3-4（b）所示），六角刀架上可以装夹六把（组）刀具，既能加工孔又能加工外圆。转塔式车床在加工前预先调好所用刀具。六角刀架每回转60°，便转换一把（组）刀具。加工中多工位刀架周期地转位，使这些刀具依次对工件进行切削加工。因此，在成批生产、加工形状复杂的工件时，生产效率比卧式车床高。由于安装的刀具比较多，故适用于加工形状比较复杂的小型回转类工件。由于没有丝杠，一般不能车削螺纹，只能用板牙或丝锥加工螺纹。在转塔车床上加工时，需要花费较多的时间来调整机床和刀具，因此，在单件小批量生产中使用受到了限制。

图3-4　转塔式车床及其刀架

（a）转塔式车床；（b）转塔刀架
1—进给箱；2—主轴箱；3—前刀架；4—转塔刀架；5—纵向溜板；
6—定程装置；7—床身；8—转塔刀架溜板箱；9—前刀架溜板箱

5.马鞍车床

马鞍车床是普通车床的一种变形车床（如图3-5所示）。它和普通车床的主要区别在于：在靠近主轴箱一端装有一段形似马鞍的可卸导轨。卸去马鞍导轨可使加工工件的最大直径增大，从而扩大加工工件直径的范围。由于马鞍经常装卸，其工作精度、刚度都有所下降。所以这种机床主要用在设备较少的单件小批生产的小工厂及修理车间。

图3-5　马鞍车床