车床主轴箱及其加工功能

在一般机器制造厂中，车床在金属切削机床中所占的比例最大，占金属机床总台数的20%～35%。由此可见，车床的应用是很广泛的，车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成形回转面）和回转体的端面。通常由工件旋转完成主运动，而由刀具沿平行或垂直于工件旋转轴线移动完成进给运动。与工件旋转轴线平行的进给运动称为纵向进给运动；垂直的进给运动称为横向进给运动。

1.车床的主要类型

车床的种类很多，按其用途和结构的不同，可分为下列几类：

①卧式车床及落地车床；

②立式车床；

③转塔车床（六角车床）；

④多刀半自动车床；

⑤仿形车床及仿形半自动车床；

⑥单轴自动车床；

⑦多轴自动车床及多轴半自动车床。

此外，还有各种专门化车床，例如：凸轮轴车床、曲轴车床、铲齿车床等。

2.卧式车床

卧式车床是一种品种较多的车床。根据对卧式车床功能要求的不同，这类车床可分卧式车床（普通车床）、马鞍车床、精整车床、无丝杠车床、卡盘车床、落地车床和球面车床等。

卧式车床的加工工艺范围很广，能进行多种表面的加工，如图4-3所示，车削内外圆柱面、圆锥面、成形面、端面、各种螺纹、切槽、切断；也能进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作。

图4-3　卧式车床的加工工艺范围

（a）钻中心孔；（b）钻孔；（c）铰孔；（d）攻螺纹；（e）车外圆；（f）镗孔；（g）车端面；（h）车槽；（i）车成形面；（j）车圆锥；（k）滚花；（l）车螺纹

卧式车床的工艺范围广，生产效率低，适于单件小批量生产和修配车间。卧式车床主要是对各种轴类、套类和盘类零件进行加工。

3.车床组成部件及功用

卧式车床主要由主轴箱、交换齿轮箱（又称挂轮箱）、进给箱、溜板部分（包括：溜板箱、床鞍、中滑板、小滑板和刀架）、床身、尾座和冷却、照明部分等组成。车床各部分的名称如图4-4所示。

①床身。床身固定在左、右床腿上，是车床的支承部件，用以支承和安装车床的各个部件，如：主轴箱、溜板箱、尾座等，并保证各部件之间具有正确的相对位置和相对运动。床身上面有两组平行导轨——床鞍导轨和尾座导轨。

②主轴箱。主轴箱安装在床身的左上部，箱内有主轴部件和主运动变速机构。调整变速机构可以获得合适的主轴转速。主轴是空心的，中间可以穿过棒料，是主运动的执行件。主轴的前端可以安装卡盘或顶尖等以装夹工件，实现主运动。

③进给箱。进给箱安装在床身的左前侧，箱内有进给运动变速机构。主轴箱的运动通过挂轮变速机构将运动传给进给箱。进给箱通过光杠或丝杠将运动传给溜板箱和刀架。

④溜板箱。溜板箱安装在刀架部件底部，并通过光杠或丝杠接受进给箱传来的运动，将运动传给刀架部件，实现纵、横向进给或车螺纹运动。床身前方床鞍导轨下安装有长齿条；溜板箱中的小齿轮与其啮合，可带动溜板箱纵向移动。

图4-4　车床各部分的名称

1—推轮变速机构；2—主轴箱；3—刀架；4—小滑板；5—中滑板；6—床鞍；7—尾座；8—床身；9—右床腿；10—光杠；11—丝杠；12—溜板箱；13—左床腿；14—进给箱

⑤刀架。刀架装在床身的刀架导轨上，由小滑板、中滑板、床鞍、方刀架组成。方刀架处于最上层，用于夹持刀具。小滑板在方刀架与中滑板之间，与中滑板以转盘相连，可在水平面一定角度内任意转动一个角度，调好方向后带动刀架实现斜向手动进给，用于加工锥体。中滑板处于小滑板与床鞍之间，可沿床鞍上面的导轨做横向自动或手动进给，当把丝杠螺母机构脱开后，用靠模法可自动加工锥体。床鞍处于中滑板与床身之间，可沿床身上床鞍导轨纵向移动，以实现纵向自动或手动进给。

⑥尾座。尾座通常安装在床身右上部，并可沿床身上的尾座导轨调整其位置，通过顶尖支承不同长度的工件。尾座可在其底板上做少量横向移动，通过调整位置，可以在用前、后顶尖支承的工件上车锥体。尾座孔内也可以安装钻头、丝锥、铰刀等刀具，进行内孔加工。

⑦挂轮变速机构。挂轮变速机构装在主轴箱与进给箱的左侧，其内部的挂轮连接主轴箱和进给箱，当车削英制螺纹、径节螺纹、精密螺纹、非标准螺纹时须调换挂轮。

⑧丝杠与光杠。丝杠与光杠的左端装在进给箱上，右端装在床身右前侧的挂角上，中间穿过溜板箱。通常丝杠主要用于车螺纹。

4.车床安全使用注意事项

文明生产是工厂管理中一项十分重要的内容，它直接影响产品质量的好坏，影响设备和工、夹、量具的使用寿命，影响操作工人技能的发挥。因此，各项要求如下。

（1）操作者在操作时必须做到的事项

①开车前，应检查车床各部分机构是否完好，各传动手柄、变速手柄位置是否正确，以防开车时因突然撞击而损坏机床。启动后，应使主轴低速空转1～2 min，使润滑油散布到各需要之处（冬天更为重要），等车床运转正常后才能工作。

②工作中主轴需要变速时，必须先停车再变速。变换进给箱手柄位置要在低速时进行。使用电器开关的车床不准用正、反车做紧急停车，以免打坏齿轮。

③不允许在卡盘及床身导轨上敲击或校直工件，床面上不准放置工具或工件。

④装夹较重的工件时，应该用木板保护床面。

⑤车刀磨损后，要及时磨刃，用磨钝的车刀继续切削会增加车床负荷，甚至损坏机床。

⑥车削铸铁、气割下料的工件，导轨上润滑油要擦去，工件上的型砂杂质应清除干净，以免磨坏床面导轨。

⑦使用切削液时，要在车床导轨上涂上润滑油。冷却泵中的切削液应定期调换。

⑧实习结束时，应清除车床上及车床周围的切屑及切削液，擦净后按规定在加油部位加上润滑油，将床鞍摇至床尾一端，各转动手柄放到空挡位置，关闭电源。

（2）操作者应注意事项

①工作时使用的工、夹、量具以及工件，应尽可能靠近和集中在操作者的周围。放置物件时，右手拿的放在右边，左手拿的放在左边；常用的放得近些，不常用的放得远些。物件放置应有固定的位置，使用后要放回原处。

②工具箱的布置要分类，并保持清洁、整齐。要小心使用的物体应放置稳妥，重的东西放下面，轻的放上面。

③图样、操作卡片应放在便于阅读的位置，并注意保持清洁和完整。

④毛坯、半成品和成品应分开，并按次序整齐排列，以便安放或拿取。

⑤工作位置周围应保持整齐、清洁。

（3）操作时必须遵守事项

①工作时应穿工作服，袖口应扎紧，女同学应戴工作帽，头发或辫子应塞入帽内，操作中不准戴手套。

②工作时注意头部与工件不能靠得太近，高速切削时必须戴防护眼镜。

③车床转动时，不准测量工件，不准用手去触摸工件表面。(www.xing528.com)

④应该用专用的钩子清除切屑，不准用手直接清除。

5.车床的润滑和维护保养

为了使车床在工作中减少机件磨损，保持车床的精度，延长车床的使用寿命，应注意日常的维护保养。车床的所有摩擦部件必须进行润滑。

（1）车床润滑的几种方式

①浇油润滑，通常用于外露的滑动表面，如：床身导轨面和滑板导轨面等。

②溅油润滑，通常用于密封的箱体中，如：车床的主轴箱，它利用齿轮转动把润滑油飞溅到各处进行润滑。

③油绳导油润滑，通常用于车床进给箱的溜板箱的油池中，它利用毛线吸油和渗油的能力，把润滑油慢慢地引到所需要的润滑处，如图4-5（a）所示。

④弹子油杯注油润滑，通常用于尾座和滑板摇动手柄转动的轴承处。注油时，以油嘴把弹子揿下，滴入润滑油，如图4-5（b）所示。使用弹子油杯的目的是防尘、防屑。

⑤黄油（油脂）杯润滑，通常用于车床挂轮架的中间轴。使用时，先在黄油杯中装满工业油脂，当拧进油杯盖时，油脂就挤进轴承套内，比加机油方便。使用油脂润滑的另一特点是：存油期长，不需要每天加油，如图4-5（c）所示。

⑥油泵输油润滑，通常用于转速高，润滑油需要量大的机构中，如：车床的主轴箱一般都采用油泵输油润滑。

图4-5　润滑的几种方式

（a）油绳导油润滑；（b）弹子油杯注油润滑；（c）黄油杯润滑

（2）车床的润滑系统

图4-6所示为CA6140型卧式车床的润滑系统图，图中润滑部位用数字标出，除所注处的润滑部位是用2号钙基润滑脂进行润滑外，其余各部位都用机油润滑。图中分子表示油类号为30号机油，分母表示两班制工作时换油间隔天数为7天。换油时，应将废品油放尽，然后用煤油把箱体内冲洗干净，再注入新机油，注油时应用网过滤，且油面不得低于油标中心线。

图4-6　车床润滑部位

（3）车床的日常清洁维护保养要求

①每班工作后应擦净车床导轨面（包括中滑板和小滑板），要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使车床外表清洁。

②每班工作结束后清扫切屑盘及车床周围场地，保持场地清洁。

③每周要求车床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，清洗护床油毛毡，并保持车床外表清洁和场地整齐等。

（4）车床的一级保养

通常车床运行500 h后，需要进行一级保养。一级保养工作以操作工人为主，在维修人员配合下进行，见表4-5。保养时，必须先切断电源，以确保安全。

表4-5　车床的一级保养

6.其他车床

（1）立式车床

立式车床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和重型零件。图4-7所示为立式车床，其中图（a）所示为单柱式，图（b）所示为双柱式，前者用于加工直径小于1.6 m的零件，后者可用于加工直径大于2 m的零件。

图4-7　立式车床

（a）单柱式；（b）双柱式

立式车床在结构布局上的主要特点是主轴垂直布置，工作台面水平布置，以使工件的装夹和找正都比较方便，而且工件及工作台的质量能均匀地作用在工作台导轨或推力轴承上，机床易于长期保持工作精度。

立式车床的工作台装在底座上，工件装夹在工作台上并由工作台带动做旋转主运动。进给运动由垂直刀架和侧刀架来实现。侧刀架可在立柱的导轨上移动做垂直进给，还可沿刀架滑座的导轨做横向进给。垂直刀架可沿其刀架滑座的导轨做垂直进给，而且中小型立式车床的一个垂直刀架上通常带有转塔刀架。横梁沿立柱导轨上下移动，以适应加工不同高度工件的需要。

（2）六角车床

成批生产时，为了提高劳动生产率而在车床上安装更多的刀具，对形状较为复杂的零件进行顺次切削。因此，在普通车床的基础上发展了六角车床。它的主要特点是用六角转塔刀架代替了普通车床的尾架。加工前，可事先按工艺要求将被加工零件所需要的刀具全部安装在转塔刀架和横刀架相应的位置上，并且按工件的尺寸要求调整好刀具间的相对位置，用行程挡块控制行程的大小。这样，在完成一个零件的加工循环中不再像普通车床上那样反复地更换刀具或反复试切、测量而节省了辅助时间。所以六角车床的生产率比普通车床高得多。

六角车床按其六角刀架形式的不同，可分为转塔式六角车床和回轮式六角车床。图4-8所示为转塔式六角车床的外形图。它具有转塔刀架4和前刀架3。转塔刀架可绕垂直轴线转动，以便更换刀具并能精确可靠地定位。同时转塔刀架又可沿床身导轨做纵向进给，以进行外圆车削、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等工作。前刀架3既可做横向进给又可做纵向进给运动。它用来车削较大的外圆和端面、切槽、切断等工作。在六角车床上没有丝杠，加工螺纹时一般采用丝攻或板牙。

图4-8　转塔式六角车床

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；10—主轴
（a）总图；（b）单个部件图

图4-9所示为回轮式六角车床的外形图。回轮式六角车床与转塔式六角车床的主要不同点是以绕水平轴线旋转的回轮刀架4代替了转塔刀架。在回轮刀架的端面上，有许多安装刀具的孔，可以根据需要安装不同的几组刀具。回轮式六角车床更适于加工棒料且直径较小的工件。

图4-9　回轮式六角车床

1—进给箱；2—主轴箱；3—刚性纵向定程机构；4—回轮刀架；5—纵向刀具溜板箱；6—纵向定程机构；7—底座；8—溜板箱；9—床身

（3）半自动车床

半自动车床主要有单轴、多轴、卧式和立式形式，主要用于盘类、环类和轴类工件的加工，其生产效率比普通车床高3～5倍，主要适用于复杂小零件的成批加工。图4-10所示为液压多刀半自动车床。

（4）自动车床

如图4-11所示，自动车床是通过凸轮来控制加工程序的自动加工机床。这种机床具有高性能、高精度、低噪声等特点，其基本核心是经过一定设置与调教后，可以长时间重复加工一批同样的工件，适用于大批量生产。

图4-10　液压多刀半自动车床

图4-11　自动车床