车床轴类与盘类金属零件加工的得力助手

车床作为金属切削机床中至关重要的一员，堪称机械制造领域的 “工作母机”，在各类机器制造工厂中广泛应用。其主要工作方式是通过车刀对旋转的工件进行车削加工，能对多种不同形状和大小的旋转表面，甚至螺旋表面进行精准切削。除车刀外，在车床上还可借助钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工操作 。

车床的工作原理与结构

车床的工作原理基于工件的旋转与刀具的相对移动。以常见的卧式车床为例，工件被牢牢固定在可旋转的主轴上，主轴的旋转为切削加工提供了主要动力，带动工件高速转动。而刀具则安装在刀架上，刀架可沿着床身导轨进行纵向、横向或斜向的移动。通过精确控制刀具与工件之间的相对位置和运动轨迹，车刀便能对工件进行切削，从而获得所需的零件形状和尺寸 。

车床主要由多个关键部分组成。主轴箱，又称床头箱，内部包含一系列变速机构，其作用是将主电机传来的旋转运动，经过精密的变速调节，为主轴提供不同转速，并确保主轴能实现正反转。主轴作为车床的核心部件，其旋转的平稳性直接关乎工件的加工精度，一旦主轴的旋转精度出现偏差，加工出的零件质量将大打折扣 。

进给箱，也叫走刀箱，内部设置有进给运动的变速机构。操作人员可根据加工需求，灵活调整进给箱内的变速机构，以此获得合适的进给量或螺距。之后，运动通过光杠或丝杠传递至溜板箱。丝杠主要用于车削螺纹，而在进行其他表面车削时，则依靠光杠来传递运动 。

溜板箱是车床进给运动的控制中枢，它能将光杠和丝杠的旋转运动巧妙地转化为刀架的直线运动。借助光杠传动，刀架可实现纵向和横向的进给运动以及快速移动；通过丝杠传动，刀架则能完成精确的纵向直线运动，满足车削螺纹的特殊要求 。

刀架由中滑板、小滑板、床鞍与刀架体共同构成，主要用于安装车刀，并在溜板箱的驱动下，带动车刀按照预定轨迹进行纵向、横向或斜向运动，实现对工件的切削加工 。

尾架安装在床身导轨上，可根据工件的长度和加工需求，沿导轨进行纵向位置的调整。尾架通常用于安装后顶尖，以支撑较长的工件，确保加工过程中工件的稳定性；此外，尾架还可安装钻头、铰刀等刀具，进行孔加工操作 。

床身是车床的基础支撑部件，其上设置有精度极高的导轨，如山形导轨和平导轨。床身不仅承担着支撑和连接车床各个部件的重任，还需保证各部件在工作时能够保持准确的相对位置，为高精度加工奠定坚实基础 。

车床在轴类零件加工中的应用

轴类零件作为机械结构中常见的零件类型，其结构特征为旋转体，通常长度大于直径。在各类机械设备中，轴类零件发挥着支承传动零部件、传递扭矩和承受载荷的关键作用。车床在轴类零件加工领域具有无可替代的优势 。

轴类零件的主要加工表面集中在外圆表面，部分还涉及特形表面。针对不同精度等级和表面粗糙度要求的轴类零件，车床可采用多样化的加工路线。对于一般常用材料的轴类零件外圆加工，最主要的工艺路线是从粗车逐步过渡到半精车，最后进行精车。这一加工顺序能够逐步去除工件余量，提高加工精度 。

当遇到黑色金属材料且零件精度要求较高、表面粗糙度要求较小，同时需要进行淬硬处理时，合理的加工路线则是先进行粗车、半精车，接着进行粗磨，最后实施精磨。由于磨削加工能够有效提高零件的尺寸精度和表面质量，尤其适用于经过淬硬处理的零件后续加工 。

若加工对象为有色金属材料，考虑到有色金属硬度相对较小，采用磨削加工容易导致沙粒间的空隙被堵塞，难以达到理想的表面粗糙度。因此，针对有色金属轴类零件，加工路线通常为粗车、半精车、精车，必要时还会采用金刚石车工艺，以确保零件的加工质量 。

在对轴类零件进行车削外圆之前，需进行一系列预加工工序，其中校直环节尤为重要。由于工件毛坯在制造、运输和保管过程中，极易发生弯曲变形，这不仅会影响装夹的可靠性，还会导致加工余量分布不均。通过在冷态下利用各种压力机或校直机对毛坯进行校直，能够有效解决上述问题，为后续车削加工创造良好条件 。

在轴类零件加工过程中，定位基准的选择至关重要。以工件的中心孔作为定位基准是一种常见且有效的方法。因为轴类零件各外圆表面、锥孔、螺纹表面的同轴度，以及端面对旋转轴线的垂直度等位置精度，大多以轴的中心线作为设计基准。采用中心孔定位，既符合基准重合原则，又能在一次装夹中尽可能多地加工出多个外圆和端面，同时中心孔还可作为其他加工工序的定位基准和检验基准，满足基准统一原则 。

然而，当加工较重的工件时，单纯依靠中心孔定位可能会出现装夹不稳的情况，限制切削用量的选择。此时，可采用外圆和中心孔相结合的定位方式，这种方法能够有效克服中心孔定位刚性不足的缺点，使工件在粗加工时能够承受较大的切削力矩 。

对于空心轴内孔的加工，由于无法使用中心孔作为定位基准，通常会选用轴的两外圆表面作为定位基准。例如，在加工机床主轴时，常以两支撑轴颈为定位基准，这样能够有效保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求，消除因基准不重合而产生的误差 。

车床在盘类零件加工中的应用

盘类零件在机械领域同样应用广泛，其外形通常呈圆盘状，如各种齿轮、带轮、法兰盘等。车床在盘类零件加工方面也展现出卓越的性能 。

盘类零件的加工内容主要包括外圆、内孔、端面以及螺纹等。车床通过精准控制刀具的运动轨迹，能够高效地完成这些表面的加工。在加工盘类零件的外圆时，与轴类零件外圆加工类似，可根据零件材料、精度要求等因素，选择合适的粗车、半精车和精车工艺，逐步提高外圆的加工精度和表面质量 。

对于盘类零件的内孔加工，可先在车床上利用钻头进行钻孔操作，钻出大致的内孔形状。随后，通过铰刀或镗刀进行进一步的精加工，以保证内孔的尺寸精度、圆度和表面粗糙度符合设计要求。在这一过程中，车床的高精度导轨和精确的进给系统能够确保刀具在内孔加工过程中的稳定性和准确性 。

加工盘类零件的端面时，刀架沿横向移动，车刀对旋转的工件端面进行切削。通过合理调整切削参数和刀具角度，能够加工出平整的端面，满足零件的平面度要求。同时，在车床上还可利用螺纹车刀进行盘类零件的螺纹加工，无论是普通螺纹还是特殊螺纹，只要合理设置车床的螺距参数和刀具运动轨迹，都能实现精准加工 。

车床的类型与选择

车床的类型丰富多样，不同类型的车床在结构、性能和适用范围上存在差异，以满足各种复杂的加工需求 。

普通车床是最为常见的车床类型，其加工对象广泛，主轴转速和进给量的调整范围较大，能够加工工件的内外表面、端面以及内外螺纹等多种特征。然而，由于普通车床主要依靠工人手工操作，生产效率相对较低，因此更适用于单件、小批生产以及修配车间 。

马鞍车床在车头箱处的左端床身设计为下沉状，这种独特的结构使其能够容纳直径较大的零件。车床整体外形呈现两头高、中间低，形似马鞍，故而得名。马鞍车床特别适合加工径向尺寸大、轴向尺寸小的零件，可完成车削工件外圆、内孔、端面、切槽以及多种螺纹加工，还能进行钻孔、镗孔、铰孔等工艺，在单件、成批生产企业中应用较为广泛 。

转塔和回转车床配备了能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，在工件的一次装夹过程中，工人可依次使用不同刀具完成多种工序，大大提高了加工效率，适用于成批生产 。

自动车床能够按照预先设定的程序，自动完成中小型工件的多工序加工，并且具备自动上下料功能，可重复加工一批相同的工件，在大批、大量生产场景中优势显著 。

多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式等多种类型。以单轴卧式为例，其布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别安装在主轴的前后或上下位置，专门用于加工盘、环和轴类工件，相比普通车床，其生产率可提高 3 - 5 倍 。

仿形车床能够依照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环。这种车床适用于形状较为复杂的工件的小批和成批生产，生产率相较于普通车床可提高 10 - 15 倍，具有多刀架、多轴、卡盘式、立式等多种类型 。

立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横梁或立柱上移动。由于其结构特点，立式车床适合加工较大、较重且难以在普通车床上安装的工件，可分为单柱和双柱两大类 。

铲齿车床在车削的同时，刀架会周期地作径向往复运动，主要用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面加工。部分铲齿车床还带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮对齿面进行铲磨 。

专用车床则专注于加工某类工件的特定表面，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等，针对特定零件的加工需求进行了专门优化，加工精度和效率更高 。

联合车床以车削加工为主，同时附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等多种加工，具备 “一机多能” 的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作 。

在选择车床时，需要综合考虑多种因素。首先要明确加工零件的类型、尺寸、形状复杂程度以及精度要求等。对于轴类零件，若为细长轴且精度要求高，可能需要选择具有高刚性和高精度的车床；对于盘类零件，要根据其直径大小、厚度以及加工表面特征来选择合适的车床。其次，生产批量也是重要的考量因素。单件、小批生产宜选用普通车床或多功能车床，以提高设备的通用性和经济性；大批、大量生产则应优先考虑自动车床或多刀半自动车床，以提升生产效率 。此外，还需考虑车床的性能、价格、维护保养便利性以及生产厂家的信誉和售后服务质量等因素 。