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機(jī) 床摘要：車(chē)床用于旋轉(zhuǎn)工件并從生成所需加工表面的所需方向進(jìn)給切削刀具。最常見(jiàn)的車(chē)床形式是以圖解方式顯示的六角車(chē)床，它由一個(gè)支撐床頭箱、拖板和六角刀架的水平床身組成。工件夾在卡盤(pán)或夾頭中，或者安裝在機(jī)床主軸端部的花盤(pán)上。關(guān)鍵字：機(jī)床 車(chē)床機(jī)床基礎(chǔ)許多情況下，初步進(jìn)行成型加工出來(lái)的工件必須在尺寸和表面光潔度方面進(jìn)一步精整，以滿(mǎn)足它們的設(shè)計(jì)技術(shù)要求。為了滿(mǎn)足精密的公差，需要從工件上去掉小量材料。通常機(jī)床就是用于這種加工的設(shè)備。在美國(guó)，材料切削業(yè)是一個(gè)很大的企業(yè)——費(fèi)用每年超過(guò) 36×109 美元，包括材料，勞動(dòng)力，管理費(fèi)，機(jī)床裝運(yùn)費(fèi)等所花的費(fèi)用。由于 60％機(jī)械和工業(yè)工程以及技術(shù)等級(jí)評(píng)定工作都跟機(jī)械加工工業(yè)有某些關(guān)系，或者通過(guò)買(mǎi)賣(mài)、設(shè)計(jì)或者機(jī)器車(chē)間中操作或在有關(guān)工業(yè)企業(yè)中加工，因此，對(duì)于工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，在他的學(xué)習(xí)計(jì)劃中集中一段時(shí)間去學(xué)習(xí)研究材料切削和機(jī)床，那是個(gè)好方法。機(jī)床通過(guò)切削工具去使工件成型以達(dá)到所需的尺寸提供了手段。機(jī)床通過(guò)其基礎(chǔ)構(gòu)件的功能作用，以控制相互關(guān)系方式支持、夾緊工具和工件，現(xiàn)將基本部件列舉如下：a）床身，構(gòu)架即機(jī)架。這是一個(gè)主要部件，該部件為主軸、拖板箱等提供一個(gè)基礎(chǔ)和連接中介，在負(fù)載作用下，它必須使變形和振動(dòng)保持最小。b）拖板箱和導(dǎo)軌。機(jī)床部件（如拖板箱）的移動(dòng)，通常是在精確的導(dǎo)軌面約束下靠直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。c）主軸和軸承。角位移是圍繞一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)發(fā)生的，該軸線(xiàn)的位置必須在機(jī)床中極端精確的限度內(nèi)保持恒定，而且是靠精密的主軸和軸承來(lái)提供保證。d）動(dòng)力裝置。電動(dòng)機(jī)是為機(jī)床所普遍采用的動(dòng)力裝置。通過(guò)對(duì)各個(gè)電機(jī)的合適定位，使皮帶和齒輪傳動(dòng)裝置減少到最少。e）傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)是個(gè)通用術(shù)語(yǔ)，用來(lái)代表機(jī)械、液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)機(jī)構(gòu)的，這些機(jī)構(gòu)與確定的角位移和線(xiàn)性位移相關(guān)聯(lián)。加工工藝有兩個(gè)主要組成部分：a）粗加工工藝。粗加工，金屬切除率高，因而往往切削力也大，但所要求的尺寸精度低。b）精加工工藝。精加工，金屬切除率低，因而往往切削力也小，但所要求的尺寸精度和表面光潔度高。由此可見(jiàn)，靜載荷和動(dòng)載荷，例如由不平衡的砂輪引起的動(dòng)載荷，在精加工中比粗加工中有著更為重要的意義。任何加工過(guò)程所獲得的精度通常將受到由于力的作用引起發(fā)生的變形量的影響。機(jī)床座架一般是用鑄鐵制造的，然而有些也可能用鑄鋼或中碳鋼來(lái)制造。選用鑄鐵是因?yàn)樗阋?，剛性好，受壓?qiáng)度高，并且有減弱機(jī)床操作中產(chǎn)生的振動(dòng)的能力。為了避免床身鑄件碩大斷面，精心地設(shè)計(jì)筋條構(gòu)架以便提供最大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的能力。筋條的兩種基本類(lèi)型是：箱型結(jié)構(gòu)和片狀斜支撐式。箱型結(jié)構(gòu)便于生產(chǎn)，箱壁上有孔口便于使型芯定位和取出。片狀斜支撐筋條有較大的抗扭剛度亦能使截面上的碎屑掉落。它常常用于車(chē)床床身。機(jī)床的拖板箱和導(dǎo)軌是支撐和引導(dǎo)彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件，通常是改變刀具相對(duì)于工件的位置。運(yùn)動(dòng)一般以直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方式，但也有時(shí)是轉(zhuǎn)動(dòng)，例如對(duì)應(yīng)于工件的螺紋上的螺旋角方向而使萬(wàn)能螺紋磨床上的砂輪頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。拖板箱構(gòu)件的基本的幾何結(jié)構(gòu)形狀是平的、V 型槽形、燕尾槽形和圓柱形的。這些構(gòu)件可根據(jù)用途，以各種方法分別使用或結(jié)合使用。導(dǎo)軌的特性如下：（a）運(yùn)動(dòng)精確。于此拖板是要按直線(xiàn)移動(dòng)的，這直線(xiàn)必定是由兩個(gè)相互垂直的平面形成而且拖板必定不存在轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)床導(dǎo)軌的直線(xiàn)度公差是每米0～0.02 毫米，在水平面上這個(gè)公差可以進(jìn)行處理，以使得到凸形表面，這樣就抵消導(dǎo)軌下凹的作用。（b）調(diào)整手段。為了便于裝配、維護(hù)精度和在發(fā)生磨損后便于限制移動(dòng)構(gòu)件之間的“竄動(dòng)” ，有時(shí)在拖板內(nèi)裝入扁條，這扁條被叫做“鋃條” 。通常該鋃條用穿過(guò)長(zhǎng)孔的沉頭螺釘支住，而用平頭螺釘調(diào)整好后用鎖緊螺母上緊。（c）潤(rùn)滑。導(dǎo)軌可用以下兩種裝置進(jìn)行潤(rùn)滑：1）間歇潤(rùn)滑，通過(guò)潤(rùn)滑脂嘴或油嘴進(jìn)行。這是一種適于運(yùn)動(dòng)速度低而不頻繁場(chǎng)合的方法。2）連續(xù)潤(rùn)滑，例如通過(guò)計(jì)量閥和管道將潤(rùn)滑油泵送到潤(rùn)滑點(diǎn)。用這種方法引入兩表面間的油膜必定是很薄的，目的是避免使拖板“浮起” 。如果滑移表面似鏡面平滑，油就會(huì)被擠出而導(dǎo)致表面粘貼。因而在實(shí)踐上，拖板滑移表面是用凹面砂輪的刃進(jìn)行磨削或進(jìn)行刮研。兩種工藝都可產(chǎn)生微小的表面凹痕，它就成為存油凹陷，相配合的零件就不會(huì)處因“浮起”而發(fā)生分離，這樣使拖板確定保持接觸導(dǎo)軌。（d）防護(hù)。為了維護(hù)導(dǎo)軌處于良好狀態(tài)，以下條件必須滿(mǎn)足：1）必須防止外面物質(zhì)，如碎屑進(jìn)入。具有某一形狀的導(dǎo)軌那是所期望的。在這種場(chǎng)合，是不可能進(jìn)入雜物的，例如是倒 V 形的導(dǎo)軌時(shí)，那就不可能保存碎屑雜物在導(dǎo)軌上。2）必須保存潤(rùn)滑油。在垂直或傾斜的導(dǎo)軌面上使用的油要有粘性，那很重要。為了這種使用目的已經(jīng)專(zhuān)門(mén)研制出多種有用的潤(rùn)滑油。油的粘性也要保護(hù)，以免被切削液沖毀。3）必須用防護(hù)罩來(lái)防止意外的損壞。車(chē)床一臺(tái)機(jī)床實(shí)現(xiàn)三個(gè)主要功能：（1）牢固地支持工件或者刀架和刀具；（2）在工件和刀具之間提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（3）提供一定的走刀和切削速度范圍。以去除切屑形式來(lái)加工金屬的機(jī)床一般被分為四大類(lèi)：使用單點(diǎn)刀具切削的機(jī)床；使用多點(diǎn)刀具切削的機(jī)床；使用隨機(jī)點(diǎn)刀具切削的機(jī)床（磨削）和考慮用于特殊場(chǎng)合的機(jī)床。本質(zhì)上，使用單點(diǎn)刀具切削的機(jī)床包括：（1）普通車(chē)床；（2）塔式車(chē)床；（3）仿形車(chē)床；（4）單軸自動(dòng)車(chē)床；（5）多軸自動(dòng)車(chē)床；（6）牛頭刨床和龍門(mén)刨床；（7）鏜床。使用多點(diǎn)刀具切削的機(jī)床包括：（1）鉆床；（2）銑床；（3）拉床；（4）鋸床；（5）齒輪切割機(jī)床。使用隨機(jī)點(diǎn)刀具切削的機(jī)床包括：（1）外圓磨床；（2）無(wú)心磨床；（3）平面磨床。用特殊的方法進(jìn)行金屬切削的機(jī)床包括：（1）化學(xué)蝕刻銑削機(jī)床；（2）電火花加工機(jī)床；（3）超聲波加工機(jī)床。車(chē)床是借助于轉(zhuǎn)動(dòng)的工件對(duì)著刀具來(lái)切去金屬材料，以產(chǎn)生外圓柱面或內(nèi)圓柱面或錐形表面的。它借助端面切削也普遍用于加工平面。在端面切削加工中，工件旋轉(zhuǎn)，而刀具作垂直于回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向移動(dòng)。普通車(chē)床是基本的旋削機(jī)床，從這點(diǎn)出發(fā)，已經(jīng)研制出其他旋削機(jī)床。驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝在床身基礎(chǔ)上并通過(guò)齒輪、皮帶相結(jié)合來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸，以提供每分鐘 25到 1500 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。主軸是一根堅(jiān)固的空心軸，裝在重型軸承之間，其前端用來(lái)安裝驅(qū)動(dòng)盤(pán)（花盤(pán)） ，以便把確定的運(yùn)動(dòng)傳到工件。該驅(qū)動(dòng)盤(pán)可借助螺紋、凸輪鎖緊機(jī)構(gòu)或借助一個(gè)螺紋墊圈和鍵固定在主軸上。車(chē)床的床身是鑄鐵件，它提供精確的磨削的滑動(dòng)表面（導(dǎo)軌） ，其上放有拖板。該車(chē)床拖板是 H 型的鑄件，而刀具就安裝在拖板上的刀架上。溜板箱裝在拖板前面，并裝有移動(dòng)刀具的齒輪機(jī)構(gòu)，而拖板順著導(dǎo)軌或橫過(guò)導(dǎo)軌以提供所希望的刀具的運(yùn)動(dòng)。拖板上面的小刀架能使刀夾回轉(zhuǎn)所要求的任意角度。為使刀具作線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，在小刀架上裝有手輪和絲桿。以手輪和使小刀架垂直于車(chē)床導(dǎo)軌移動(dòng)的絲桿來(lái)提供橫向進(jìn)給。溜板箱中的齒輪系可為拖板沿著導(dǎo)軌和橫跨導(dǎo)軌提供動(dòng)力進(jìn)給。進(jìn)給箱齒輪將運(yùn)動(dòng)傳給拖板并控制刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)速度。典型的車(chē)床進(jìn)給范圍是主軸每轉(zhuǎn)從 0.002 到 0.160 英寸，大約有 50 級(jí)轉(zhuǎn)速。由于進(jìn)給箱的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)是由主軸齒輪驅(qū)動(dòng)的，因此進(jìn)給量直接與主軸速度有關(guān)。進(jìn)給箱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也用于加工螺紋并能加工每英寸 4 到 224 扣螺紋。進(jìn)給箱和車(chē)床溜板箱之間的連結(jié)軸是光桿和絲桿。許多車(chē)床制造商把這兩桿結(jié)合成一桿，實(shí)際上那就以精確的開(kāi)支減少機(jī)器的費(fèi)用。進(jìn)給桿（光桿）用于提供刀具的運(yùn)動(dòng)，它對(duì)于精確的工件和好的表面光潔度是很重要的。螺紋導(dǎo)桿（絲桿）用于提供精確的（螺紋）導(dǎo)程，這對(duì)于螺紋切削是必需的。光桿是通過(guò)摩擦離合器來(lái)驅(qū)動(dòng)的，那樣在刀具切削超載情況下能夠打滑保護(hù)。這一安全裝置不能裝在絲桿上，因?yàn)槁菁y加工是不允許打滑的。由于螺紋全深很難一次走刀加工完成，因此裝設(shè)一螺紋指示盤(pán)作為下幾次走刀加工時(shí)重新對(duì)刀用。車(chē)床裝有尾座，它具有一精確的軸，該軸有一錐孔，以便安裝鉆頭、鉆夾、鉸刀和車(chē)床頂針。尾座可以沿著車(chē)床導(dǎo)軌移動(dòng)以適應(yīng)工件的不同長(zhǎng)度以及加工錐體或錐形表面。轉(zhuǎn)塔車(chē)床基本上是具有某種附加特性的普通車(chē)床，提供作為半自動(dòng)加工和減少人工操作誤差的機(jī)會(huì)。轉(zhuǎn)塔車(chē)床的拖板設(shè)有 T 形槽以便在車(chē)床導(dǎo)軌兩端安裝夾刀裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)入到合適位置時(shí)，要正確地裝設(shè)刀具以便進(jìn)行切削。拖板也裝設(shè)有自動(dòng)停機(jī)裝置以便控制刀具行程和提供良好的切削的再生產(chǎn)。轉(zhuǎn)塔車(chē)床的尾座是六角形結(jié)構(gòu)，在六角頭中可以裝六把刀具。雖然裝刀和加工準(zhǔn)備要花大量時(shí)間，但轉(zhuǎn)塔車(chē)床一次裝刀以后無(wú)需熟練工人就可以連續(xù)地重復(fù)地操作加工，直到刀具變鈍并需更換為止。這樣轉(zhuǎn)塔車(chē)床僅就生產(chǎn)工作在經(jīng)濟(jì)上是可行的、合理的，于此，根據(jù)所制造零件的數(shù)量，為加工準(zhǔn)備需要花一定數(shù)量的時(shí)間那是合理的，無(wú)可非議的。跟蹤、重復(fù)加工車(chē)床裝有一個(gè)重復(fù)裝置以自動(dòng)控制單點(diǎn)刀具縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并可以一次或兩次走刀就生產(chǎn)出所需形狀和尺寸的光潔零件。單軸自動(dòng)車(chē)床使用一個(gè)立式轉(zhuǎn)塔和兩個(gè)橫向溜板。工件通過(guò)機(jī)床主軸孔被送入卡盤(pán)，而刀具是靠凸輪來(lái)自動(dòng)操作控制。多軸自動(dòng)車(chē)床裝有四、五、六或八根主軸，在每根主軸中裝一個(gè)工件。各主軸圍繞著一根中心軸來(lái)轉(zhuǎn)換位置。以主刀具溜板去接近各主軸。每根軸位上都裝有一側(cè)向可以獨(dú)立操作的刀具滑板。由于各刀具滑板都是靠凸輪操作的，因此加工準(zhǔn)備可能花幾天時(shí)間，因而至少需要 5000 件的批量生產(chǎn)，它的使用才是合理的。這種機(jī)床的主要優(yōu)點(diǎn)就是所有的刀具同時(shí)工作，因而一個(gè)工人可以看管幾部機(jī)床。對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單的零件而言，多軸自動(dòng)車(chē)床可以以每五秒鐘一件的速度生產(chǎn)加工出成品來(lái)。