車床

title: 历史.
content: 车床是一种古老的工具,其雏型可追溯至古埃及。1797年,英国人亨利·莫兹利发明了近代所认知的车床。
title: 构造.
content: 以下以卧式普通车床为例介绍。
title: 头座.
content: 头座(英语:Head stock):又称主轴台,位于车床左侧。包含有传导机构(皮带传导的塔轮变速、齿轮变速等。)与莫氏锥度之中空主轴组成。主轴后段装置齿轮,与传导机构之塔轮或齿轮连接,带动主轴运转。主轴前段可装置夹头、面盘等夹具夹持工件。(中空主轴之优点为减轻主轴重量且可夹持长条形工件、更可搭配切断车刀实现自动上落料。)
title: 主轴变速箱.
content: 主电动机经过包含 H2、H3 在内的传动链带动主轴 H4 旋转,主轴再经由 H5、H6 控制下带动 H7 或 H8,实现主轴旋转与刀架进给的联动。  H7 称为丝杠、H8 称为光杠,皆因其螺纹(螺丝)与光滑表面而得名。  丝杠用于车削螺纹。主轴的转动通过变速箱内设定好的各组齿轮传动副,以确定的转速比带动丝杠。刀架内装有一个被切成两半的螺母,闭合时可扣在丝杠的螺纹上,进而带动刀架以确定的运动速度(主轴转一转、刀架移动多长距离)移动以切削螺纹。  光杠用于车削光滑外圆面(或滚花)。其上切有键槽,刀架内有滑移齿轮套在光杠上以接收运动,此时走刀通过床身下装的齿条实现。与丝杠的区别是主轴与光杠的转速比不固定,且可通过离合器接通快速进给电动机的传动链,令光杠快速旋转带动刀架快速接近工件、节省加工时间。  H9 是一个四向五位(即可在十字形的轨迹上扳动)的手柄,上下扳动可以更改光杠旋转方向,中间位置切断来自主轴的传动链、停止光杠转动并防止运动干涉,再左右扳动则接通快速进给电动机实施快速走刀。也有车床的该手柄只能上下扳动(两向三位)、快速走刀是装在溜板箱上的单独手柄。  如果变速箱内置的档位无法满足加工要求,可打开 H10 盖子、将特定齿数的齿轮挂装在轴上,扳动手柄选择挂轮即可按照挂轮所设定的传动比走刀。
title: 床台.
content: 床台(英语:Lathes bed):(又称:床身)床台是车床的大型基础部件,为经过季化处理之铸铁制成。有两条精度很高的V形导轨和矩形导轨,其导轨一般都经过高频硬化处理制成。导轨分两部分,以引导刀座(Carriage)与尾座(Tail stock)移动。床台下方装置一导螺杆,其螺杆会配合主轴之转速,可配合刀座部分的自动进刀机构进行车螺纹、工件滚纹(或称压花)之工作。  床台的断面形状,依制造工厂有不同设计样式,大致分为英式和美式两种。  英式床台和美式床台比较
title: 溜板箱与刀座.
content: 溜板箱架在床身上,侧面垂下部分装有传动机构以从丝杠与光杠接受运动,带动上方承装的刀架进刀切削。  刀座(或称刀架,英语:Carriage):包含复式刀座与自动进刀机构等。复式刀座可操作横向进刀与纵向进刀。(此处提到的横向进刀方向与床台保持垂直、纵向进刀方向与床台保持平行,即从主轴而非操作员的角度来看。)一般而言,车床纵向进刀由溜板箱上的大手轮(进刀手轮)操作、横向进刀由刀座上的手轮操作。自动进刀机构进行车螺纹、工件滚纹的原理系利用车床上工件作一等速运转,配合刀座之刀具以等速直线移动的方式进行车削。  1 上夹持有车刀。有些车床的该部件可同时夹持四把车刀,用每次旋转90°的手柄选择一把车刀进行加工,省去频繁换刀的麻烦。  2 可以在2b上旋转,使横向进刀变为斜向进刀,用于加工斜面。  当5b扳到螺纹档位时,溜板箱内两个半螺母扣在丝杠上,同时光杠上滑移齿轮到床身齿条的传动链断开,刀架由丝杠带动进行螺纹的车削;反之由光杠配合床身齿条带动进行外圆切削。  5c控制2或3是否与光杠联动,即是否自动进刀。
title: 尾座.
content: 尾座(英语:Tail stock):(又称:尾轴架)位于床台的右侧位置。尾座的轴孔为莫氏锥度,可装置钻头、绞孔刀与螺丝攻进行内孔加工之工作。亦可配合工件长度的需要,在导轨(Ways)上移动尾座;此时尾座可装置顶心顶住夹头所夹持之工件,避免夹头所夹持之工件过长而不易夹持。
title: 床座.
content: 床座包含床台(床轨)及基座(床架),下部为基座;上部为床台。
title: 附件.
content: 由于工作上的需要,设有许多的附件。
title: 夹头(Lathe chuck).
content: 夹头是机床上用来夹持工件的机械装置。
title: 花盘(Face plate).
content: 花盘又称面盘,是一台车床的基本夹具附件,用于木材或金属车削车床。它是一个圆形金属(通常是铸铁)板。面盘上有很多放射状或不规则平行的细长沟,用于装置较大或不规则形状工作物之搪孔工作、钻孔工作、用其他方法无法夹持加工之工作物。
title: 心轴(Finger).
content: 它是套用经过加工后之工作物之孔内,心轴两端开有顶心孔,以便一端由顶心支持,另一端崁入主轴端。
title: 顶心(顶尖、顶针)、牵转具(夹头、卡箍).
content: (英语:Lathe Center)顶心用来支撑工作物的,装在主轴端称活顶心又称前顶尖,装在尾座称为死顶心又称后顶尖。  顶心种类分为5种:  牵转具,中空部位可用以夹持工作物。
title: 驱动盘(Driven Disc).
content: 驱动盘,安装于车床主轴上,当其回转时,使夹持于两顶心间之工作物旋转,以便进行车削加工。
title: 筒夹(Collet chuck).
content: 筒夹是一种零件,它主要负责把小直径的工作物夹紧于主轴端。主要用于六角车床及自动车床。
title: 中心架(Steady Rest).
content: 避免工作物产生挠曲现象,用来支撑细长工作物,装设在刀具座上并随之移动的稳定扶架。
title: 角板(Angle plate).
content: 使用于工作物不能直接安装于面盘上的一种辅助工具。
title: V槽块(V夹块).
content: 用来订定工作物中心位置。
title: 车刀(Turnig Tool).
content: 用于加工,工作物外表。
title: 车削加工.
title: 切削液.
content: 切削液是金属切削加工效率及车刀寿命的重要配套材料。
title: 辊纹.
content: 辊纹,(又称滚花、滚纹、压花),为机件表面增加摩擦力或便于持握而特别制成凹凸纹路,这些花纹一般是在车床上用滚花刀滚压挤件使其表面产生花纹。  辊纹对车床来说是损耗极大的工作,应以低转速来操作。辊纹部位离夹头 50 厘米以上时,应以尾座台顶工作物中心,将工作物支撑牢固。
title: 转动切削参数.
content: 切削参数要考虑基本的转折过程是:
title: 切削速度.
content: 切削速度快慢,取决于很多因素,特别是质量和类型的工具使用,切削深度,硬度和可加工的材料有被加工进给速度和使用。主要限制了机器的速度原因是它的范围、主轴马达功率和刚性固定的工件和刀具。  公式:  其中 Vc 是切削速度,n 是机床的每分钟转数,Dc 是工件的直径。  过度的切削速度可导致:  切削速度过低会导致:
title: 旋转速度的工件.
content: 在传统的车床有一个有限的范围内的速度,取决于速度的主要引擎和变速齿轮箱。在数码车床,这个速度与控制系统的反馈,通常采用可变频率和速度,可以选择任何一个范围内的速度高 达全速。  刀具的旋转速度与切削速度成正比,与刀具的直径成反比。
title: 种类.
content: 由于工业的发达使得实际工作需求日益增进下,为适应各种加工产品及近代自动化加工潮流势,以符合生产需要,发展多种不同功能与特性:
title: 普通车床(Centre lathe).
content: 普通车床,为目前使用最广泛的车床种类。早期的普通车床传动是借由皮带传导的塔轮变速,现今已改用齿轮变速箱传动。齿轮变速箱的优点为可精确掌握主轴之转速,且无主轴转速过高,皮带摩擦消耗、滑动之情形,因为其主轴是水平放置,所以又名卧式车床。若床面为凹口者,则为凹口车床(Gap lathe)。
title: 桌上车床(Bench lathe).
content: 桌上型车床又称台式车床,其型式及构造类似普通车床,通常安装于工作桌上使用而得名,适用于生产精密量具、仪器及小零件之生产。
title: 立式车床(Vertical Lathe).
content: 立式车床的主轴为垂直安装,床台则成水平方向,工件置于可旋转的床台上。特别适于加工直径大,但长度短之工件。
title: 六角车床(Turret lathe).
content: 六角车床又称转塔车床,以六角形旋转刀塔取代普通车床之尾座而设计。特别适于加工需多种加工程序(如鑚孔、铰孔、搪孔)中大量之工件,适合大量生产。
title: 自动车床(Automatic Lathe).
content: 自动车床,能够自动照工作物加工次序车削,车制完成后会自动退刀、进料,并进行下一个成品的车削,适合较小直径工件之大量生产。
title: 靠模车床(Copying Lathe).
content: 靠模车床又称仿削车床,利用触针依照模型或样板的形状移动,车刀也随之移动车削工作物,因此可以正确地车削出与模型一样的工件。
title: 数控机床(Computerized Numerical Control Lathe).
content: 全名为「电脑数值控制车床」,简称「数控机床」。优点为适于加工生产中大数量、设计复杂、要求精密度高的工件。
title: 安全标准.
content: 当在车床工作时,必须遵守某些规定,以确保不会发生任何事故造成可能的伤害。

Summary: 车床,是机床的一种,将工件固定在主轴上高速旋转,以进给运动中的刀具加工。