作者：湖北省劳动就业管理局
出版社：湖北科学技术出版社
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车工试读：
前言
为实施“农村劳动力转移就业计划”，促进农村劳动力转移培训，使其提高职业技能后实现转移就业，我们精心策划了这套以《国家职业标准》各职业初级工的要求为依据，适用于农村劳动力转移培训的系列用书，本书也适用于下岗、转岗、再就业培训用书。
本系列用书图文并茂、通俗易懂、简单实用。通过本系列用书的学习，能让有关人员了解相应职业的基本知识和基本操作技能，轻松掌握一技之长，为上岗就业铺平了坚实之路。
本系列用书由湖北省就业局农村就业指导和培训处组织编写，系列培训用书包括《车工》、《铣工》、《数控车工》、《磨工》、《磨工基本技能》、《工具钳工》、《装配钳工》、《机修钳工》、《汽车修理工》、《家用电器维修工》、《维修电工》、《汽车驾驶员》、《营业员》等十多种。
本书由李德富、崔先虎主编，贺海廷、邓清洲、江成洲参加编写，刘建雄审稿。由于编者水平有限，加之时间仓促，书中错误在所难免，望广大读者批评指正，有待我们进一步提高。编者2009年1月
绪论
机械制造工业是国民经济的重要组成部分，担负着为国民经济各部门提供技术装备的任务，对振兴民族工业、促进国民经济迅速发展起着举足轻重的作用，是技术进步的重要基础。图0-1 车削加工的内容（a）车外圆（b）车端面（c）切断和车槽（d）钻中心孔（e）钻孔（f）车孔（g）铰孔（h）车螺纹（i）车圆锥（j）车成形面（k）滚花（l）盘绕弹簧
在机械制造业中，零件的加工制造一般离不开金属切削加工，而车削加工是最重要的金属切削加工之一。它是机械制造业中最基本、最常用的加工方法。车削加工就是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的直线（或曲线）运动来改变毛坯的形状和尺寸，使之成为合格产品的一种金属切削方法。目前在制造业中，车床的配置几乎占到了50%，而数控车床占到了数控机床的35%左右。（一）车削加工的内容
车削加工的范围很广，其基本内容如图0-1所示。如果在车床上装一些附件和夹具，还可以进行镗削、磨削、研磨和抛光等工作。（二）车削的特点
所谓“车削”，就是指操作技术人员（即车工）在车床上根据零件图样的要求，利用工件的旋转运动和刀具的相对直线运动（或刀具的旋转与相对直线运动）来改变毛坯的尺寸和形状，使之成为合格产品的一种金属切削方法。它与机械制造业中的钻削、铣削、刨削和磨削等加工方法相比较具有以下特点。（1）适应性强，应用广泛，适用于车削不同材料、不同精度要求的工件。（2）所用刀具结构相对简单，制造、刃磨和装夹都比较方便。（3）车削加工一般是等截面连续性地进行，因此，切削力变化小，车削过程相对平衡，生产效率高。（4）车削可以加工出尺寸精度和表面质量较高的工件。（三）本课程内容《车工》是一门研究车削加工方法和车削加工过程的技术科学。通过车工培训，可以获得车削加工所必备的车床结构、传动原理，正确操作车床，掌握各种表面车削的操作技能。通过学习，应达到如下具体要求。（1）掌握常用车床（以CA6140型车床为代表）的主要结构、传动系统、日常调整与维护保养的方法。（2）掌握车削的有关计算方法，并能正确查阅有关的技术资料。（3）了解车削加工常用工具、量具的结构、用途，并能熟练、合理地使用。（4）合理地选用切削用量和切削液。（5）能合理地选择工件的定位基准和中等复杂工件的装夹方法，掌握常用车床的夹具结构原理。能独立制定中等复杂工件的车削加工工艺，并能根据实际情况尽可能地采用先进工艺。（6）能对工件进行质量分析，并提出预防质量问题的措施。（7）了解本专业的新工艺、新技术以及提高产品质量和劳动生产效率的途径。（8）熟悉安全、文明生产的有关知识，并做到安全、文明生产。（四）本课程的特点及学习方法
本课程具有很强的实践性，因此，学习本课程时，要将学到的理论知识用到生产实践中去，以解决生产中的实际问题，做到理论联系实际。
本课程的学习方法：勤思考、善总结、细观察、敢实践、活联系、共切磋。（五）安全文明生产
坚持安全、文明生产是保障设备和人身安全、防止事故发生的根本保证，同时也是科学管理的一项十分重要的手段。它直接影响到人身安全、产品质量和生产效率的提高，影响设备、工、夹、量具的使用寿命和操作技术人员技能水平的正常发挥，所以要求操作者必须严格执行。
1．安全生产注意事项（1）工作时应穿工作服，女同志的头发应盘起或戴工作帽将长发塞入帽中。（2）严禁穿裙子、背心、短裤和拖（凉）鞋进入实习场地。（3）工作时必须集中精力，注意手、身体和衣服不能靠近正在旋转的机件，如工件、带轮、皮带、齿轮等。（4）工件和车刀必须装夹牢固，否则会飞出伤人。（5）装好工件后，卡盘扳手必须随即从卡盘上取下来。（6）凡装卸工件、更换刀具、测量加工表面及变换速度时，必须先停车。（7）车床运转时，不能用手去摸工件表面，尤其是加工螺纹时，更不能用手摸螺纹面，且严禁用棉纱擦抹转动的工件。（8）不能用手直接去清除切屑，要用专用的铁钩来清理。（9）不允许戴手套操作车床。（10）不准用手去制动转动的卡盘。（11）不能随意拆装车床电器。（12）工作中发现车床、电气设备有故障，应及时申报，由专业人员来维修，切不可在未修复的情况下使用。
2．文明生产的要求（1）开车床前要检查车床各部分是否完好，各手柄是否灵活，位置是否正确。检查各注油孔，并进行润滑然后低速空运转2～3分钟，待车床运转正常后才能工作。（2）主轴变速必须先停车，变换进给箱外的手柄，要在低速的条件下进行。为了保持丝杠的精度，除了车削螺纹外，不得使用丝杠进行机动进给。（3）刀具、量具及其他使用工具，要放置稳妥，便于操作时取用。用完后应放回原处。（4）要正确使用和爱护量具。经常保持清洁，用后擦净、涂油、放入盒中，并及时归还工具室。（5）床面不允许放置工件或工具，更不允许敲击床身导轨。（6）图样、工艺卡片应放置在便于自己阅读的位置，并注意保持其清洁和完整。（7）使用切削液之前，应在导轨上涂润滑油，若车削铸铁或气割下料件时应擦去导轨上的润滑油。（8）工作场地周围应保持清洁整齐，避免杂物堆放，防止绊倒。（9）工作完毕，将所用物件擦净归位，清理车床、刷去切屑、擦净车床各部分的油污，按规定加注润滑油，将拖板摇至规定的地方（对于短车床应将拖板摇至尾座一端，对于长车床应将拖板摇至车床导轨的中央），各转动手柄放置空挡位置，关闭电源后把车床周围的卫生打扫干净。复习思考题
1．什么是车削？
2．车削与机械制造业中的钻削、铣削、刨削和磨削等加工方法相比较具有哪些特点？第一章车削的基础知识合理使用车床，充分发挥车床潜力，对于保证零件加工质量，提高劳动生产率有着十分重要的意义。生产中应用最多的是卧式车床。掌握并熟悉车床的结构、作用、车削刀具和车削加工的基本操作是十分必要的，只有这样，才能发挥车床应有的作用。一、车床与车削运动（一）车床
1．卧式车床的主要结构
卧式车床在车床中使用最多，它适合于单件、小批量的轴类、盘类等工件的加工，了解车床各部件的名称与作用，对车床的操作与运用是大有必要的，是学习和掌握的重点。
CA6140型卧式车床是目前我国机械制造业中应用较为普遍的一种机型，其结构、性能和功用等方面很具有代表性。本书以CA6140型卧式车床为对象，介绍该车床主要组成部分的名称和作用。
CA6140型车床外形结构如图1-1所示。它的主要组成部分的名称和用途如下。（1）床身：床身是车床的大型基础部件，有两条精度要求很高的V形导轨和矩形导轨，主要用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。（2）主轴箱：主轴箱又称床头箱，主要用于支撑主轴并带动工件作旋转运动。主轴箱内装有齿轮、轴等零件，以组成变速传动机构。变换主轴箱外的手柄位置，可使主轴获得多种转速，并带动装夹在卡盘上的工件一起旋转。（3）交换齿轮箱：交换齿轮箱又称为挂轮箱，主要用于将主轴箱的运动传递给进给箱。更换箱内的齿轮，配合进给箱变速机构，可以车削各种导程的螺纹（或蜗杆）；并可满足车削时对纵向和横向不同进给量的需求。图1-1 CA6140型卧式车床外形图1．主轴箱；2．刀架部分；3．尾座；4．床身；5、10．床脚；6．丝杠；7．光杠；8．操纵杆；9．溜板箱；11．进给箱；12．交换齿轮箱（4）进给箱：进给箱又称走刀箱，是进给传动系统的变速机构。它把交换齿轮箱传递来的运动经过变速后传递给丝杠，以实现车削各种螺纹；传递给光杠，以实现机动进给。（5）溜板箱：溜板箱接受光杠（或丝杠）传递来的运动，操纵箱外手柄和按钮，通过快移机构驱动刀架部分，以实现车刀的纵向或横向运动。（6）刀架部分：刀架部分由床鞍、中滑板、小滑板和刀架等组成，用于装夹车刀并带动车刀作纵向运动、横向运动、斜向运动和曲线运动。沿工件轴向的运动为纵向运动，垂直于工件轴向的运动为横向运动。（7）尾座：尾座安装在床身导轨上，沿此导轨纵向移动，以调整其工作位置。尾座主要用来安装后顶尖，以支顶较长的工件，也可装夹钻头或铰刀等进行孔的加工。（8）床脚：前后两个床脚分别与床身前后两端下部连为一体，用以支撑床身及安装床身上的各个部件。可以通过调整垫铁块把床身调整到水平状态，并用地脚螺栓把整台车床固定在工作场地上。（9）冷却装置：冷却装置主要通过冷却泵将切削液加压后经冷却嘴喷射到切削区域。
2．卧式车床的传动路线
为了把电动机的旋转运动转化为工件和车刀的运动所通过的一系列复杂的传动机构称为车床的传动路线。现以CA6140型车床为例，介绍卧式车床的传动路线。CA6140型卧式车床的传动系统如图1-2所示。图1-2 CA6140型卧式车床的传动系统（a）示意图（b）路线方框图1．电动机；2. V带；3．交换齿轮箱；4．主轴箱；5．主轴；6．卡盘；7．刀架；8．溜板；9．溜板箱；10．床鞍；11．丝杠；12．光杠；13．进给箱
电动机1驱动V带轮，通过V带2把运动输入到主轴箱4，通过变速机构变速，使主轴5得到各种不同的转速，再经卡盘6（或夹具）带动工件旋转。
主轴箱把旋转运动输入到交换齿轮箱3，再通过进给箱13变速后由丝杠11或光杠12驱动溜板箱9、床鞍10、溜板8、刀架7，从而控制车刀的运动轨迹完成各种表面的车削工作。
3．车床的润滑与维护保养
1）车床的润滑方式
为了保证车床的正常运转和延长其使用寿命，应注意车床的日常维护保养。
车床摩擦部分必须进行润滑。车床各部位采用的润滑方式见表1-1。表1-1 车床的润滑方式续表
2）车床的润滑要求
图1-3所示为CA6140型车床润滑系统润滑点的位置。润滑部位用数字标出，图中除所注②处的润滑部位是用2号钙基润滑脂进行了润滑外，其余各部位都用30号机油润滑。换油时，应先将废油放尽，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。车床润滑的要求及具体说明如下。（1）[30]表示30号机油，Ө其分子数字表示润滑类别，其分母表示两班制工作时换（添）油间隔的天数。如表示油类号为30号机油，两班制换（添）油间隔天数为7天。（2）主轴箱的零件用油泵循环润滑或飞溅润滑。箱内润滑油一般3个月更换一次。主轴箱体上有一个油标，当发现油标内无油输出时，说明油泵输油系统出现故障，应立即停车检查断油的原因，待修复后才能开动车床。图1-3 CA6140型车床润滑系统（3）进给箱内的齿轮和轴承，除了用齿轮飞溅润滑外，在进给箱上部还有油绳导油润滑的储油槽，每班应给储油槽加油一次。（4）交换齿轮箱中间齿轮轴轴承是用黄油杯润滑，每班一次， 7天加一次钙基脂。（5）尾座和中、小滑板手柄及光杠、丝杠、刀架等转动部位靠弹子油杯润滑，每班润滑一次。
此外，床身导轨、滑板导轨在工作前后都应擦净，用油枪加油。（二）车削运动及车削时工件上形成的表面
1．车削运动
车削工件时，为了切除多余的金属，必须使工件和车刀产生相对的车削运动。按其作用划分，车削运动可分为主运动和进给运动两种。如图1-4所示。（1）主运动：车床的主要运动，它消耗车床的主要动力。车削时工件的旋转运动是主运动。通常，主运动的速度较高。（2）进给运动：使工件的多余材料不断被去除的切削运动。如车外圆时的纵向进给运动，车端面时的横向进给运动等，如图1-5所示。图1-4 车削运动图1-5 进给运动（a）纵向进给运动（b）横向进给运动
2．车削时工件上形成的表面
工件在车削加工时有3个不断变化的表面，它们是已加工表面、过渡表面与待加工表面，如图1-6所示。图1-6 车削时工件上形成的3个表面（a）车外圆（b）车内孔（c）车端面1．已加工表面；2．过渡表面；3．待加工表面（1）已加工表面：是工件上经车刀车削多余金属后产生的新表面。（2）过渡表面：是工件上由切削刃正在形成的那部分表面。（3）待加工表面：是工件上有待切除的表面，它可能是毛坯表面或加工过的表面。二、车刀
车刀是车削加工中必不可少的刀具，了解和熟悉车刀组成、几何角度，合理地选用和正确地刃磨车刀，是车工必须掌握的关键技术之一，对保证加工质量、提高生产效率有极大的影响。（一）常用车刀
1．常用车刀的种类和用途
车削加工时，根据不同的车削加工要求，需选用不同种类的车刀。常用车刀的种类及其用途见表1-2。表1-2 常用车刀的种类和用途
2．硬质合金可转位车刀
硬质合金车刀是随着切削加工发展起来的一种新型高效刀具。它是把压制有几个切削刃并有合理几何参数的刀片用机械夹固的方式装夹在刀柄（或刀体）上的一种刀具，如图1-7所示。与焊接式车刀相比，具有以下特点。图1-7 硬质合金可转位车刀1．刀片；2．夹紧机构；3．刀柄（1）缩短了磨刀、换刀的辅助时间（刀片呈一定形状的多边形，当切削刃磨损后，不必重磨刀片，只要将刀片转过一个角度，即可用新的切削刃继续车削）。（2）使用寿命高（刀片不经过焊接，避免了焊接造成的内应力和裂纹，充分发挥了刀具的切削性能）。（3）有利于保证加工质量（刀具的各相关形状与尺寸是在压制时就成型的，且尺寸稳定，断屑可靠）。（二）车刀切削部分的几何要素
车刀由刀头（或刀片）和刀柄两部分组成。刀头担负切削工件，故又称为切削部分；刀柄用来把车刀装夹在刀架上。
刀头由若干刀面和切削刃组成，其结构名称与位置作用见表1-3。表1-3 车刀刀头结构与刀面的名称和位置作用（三）测量车刀角度的3个基准坐标平面
为了测量车刀的角度，通常假想3个基准坐标平面，即基面、切削平面和正交平面，见表1-4。表1-4 测量车刀的3个坐标平面（四）车刀切削部分的几何角度
车刀切削部分共有6个独立的基本角度，它们是：主偏角、副偏角、前角、主后角、副后角和刃倾角；还有两个派生角度：刀尖角和楔角。如图1-8所示。图1-8 车刀切削部分主要几何角度（a）几何角度的标注（b）车刀外形图
车刀切削部分几何角度的定义、作用与初步选择见表1-5。表1-5 车刀切削部分几何角度的定义、作用与初步选择续表续表
在车刀切削部分的几何角度中，主偏角与副偏角没有正负值规定，但前角、后角和刃倾角都有正负值规定：车刀前角和后角分别有正值、零度、负值三种情况，如表1-6。表1-6 车刀前角、后角的正负值规定
车刀刃倾角的正负值规定：车刀刃倾角有正值、零度和负值三种情况，其排出切屑情况、刀尖强度和冲击点先接触车刀的位置见表1-7。表1-7 车刀刃倾角的正负值规定三、刀具材料和切削用量（一）车刀切削部分应具备的基本性能
车刀切削部分在很高的温度下工作，经受连续强烈的摩擦，并承受很大的切削力和冲击，所以车刀切削部分的材料必须具备下列基本性能：①较高的硬度；②较高的耐磨性；③足够的强度和韧性；④较高的耐热性；⑤较好的导热性；⑥良好的工艺性和经济性。（二）车刀切削部分的常用材料
目前，车刀切削部分常用的材料有高速钢和硬质合金两大类。
1．高速钢
高速钢是含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢。普通高速钢热处理后硬度为HRC62 ～66，可耐600℃左右的高温。高速钢刀具制造简单，刃磨方便，容易通过刃磨得到锋利的刀口，而且韧性较好，常用于承受冲击力较大的场合。高速钢特别适用于制造各种结构复杂的成形刀具和孔加工刀具，例如，成形车刀、螺纹车刀、钻头和铰刀等。高速钢的耐热性较差，因此不能用于高速车削。
高速钢的类别、常用牌号、性质及应用见表1-8。表1-8 高速钢的类别、常用牌号、性质及应用
2．硬质合金
硬质合金是用钨和钛的碳化物粉末加钴作为黏结剂，高压压制成形后再经高温烧结而成的粉末冶金制品。硬度、耐磨性和耐热性均高于高速钢。常温硬度达HRA89～94，耐热性达800 ～1000℃。切削钢时，切削速度可达220m/min左右。硬质合金的缺点是韧性较差，承受不了大的冲击力。硬质合金是目前应用最广泛的一种刀具材料。
切削用硬质合金按其切屑排出形式和加工对象的范围可分为3个主要类别，分别以字母K、P、M表示。
硬质合金的分类、用途、性能、代号（GB2075—87）以及与旧牌号的对照，见表1-9。（三）切削用量三要素
切削用量是表示主运动及进给运动大小的参数，是背吃刀量、进给量和切削速度三者的总称，故又把这三者称为切削用量三要素。p
1．背吃刀量a
工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量，用p符号a表示。如图1-9所示。表1-9 硬质合金的分类、用途、性能、代号以及与旧牌号的对照
背吃刀量是每次进给时车刀切入工件的深度，故又称为切削深度。车外圆时，背吃刀量可用下式计算：图1-9 背吃刀量1．待加工表面；2．过渡表面；3．已加工表面p式中：a——背吃刀量，mm；w
d——工件待加工表面直径，mm；m
d——工件已加工表面直径，mm。
例1-1 已知工件待加工表面直径为φ95mm，现一次进给车至直径为φ90mm，求背吃刀量。
解：根据式（1-1）
2．进给量f
工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离称为进给量，如图1-10中的尺寸f，单位为mm/r。
根据进给方向的不同，进给量又分为纵进给量和横进给量，纵进给量是指沿车床床身导轨方向的进给量，横进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。图1-10 纵、横进给量（a）纵进给量（b）横进给量图1-11 切削速度c
3．切削速度v
车削时，刀具切削刃上某一选定点相对于待加工表面在主运动方向的瞬时速度，称为切削速度。切削速度也可以理解为车刀在1min内车削工件表面的理论展开直线长度（假定切屑没有变形或收缩），如图1-11所示，单位为m/min。
切削速度可用下式计算：c式中：v——切削速度，m/min；
d——工件（或刀具）的直径，mm；
n——车床主轴的转速，r/min。
例1-2 车削直径为φ60mm的工件的外圆，选定的车床主轴的转速为600r/min，求切削速度。
解：根据式（1-2）
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]