车工理论知识

车工

1.螺纹

低速车螺纹和高速钢车刀高速可用直进法（螺距小于2.5），斜进法和左右切削法（螺距大于2.5）。硬质合金高速车螺纹时只能用直进法。

低速车螺距小于8mm梯形螺纹时，可采用左右切削法或车直槽法。大于8的梯形螺纹用车阶梯槽法。高速车螺距小于8mm梯形螺纹时，可采用直进法。大于8的梯形螺纹用车直槽法或车阶梯槽法。

梯形螺纹测量一般是用三针测量法或单针测量螺纹的中径。

用硬质合金螺纹车刀和高速钢精车高速车梯形螺纹时，刀尖角应为30°，高速钢粗车时为29°30′。

2.蜗杆

蜗杆的用途：蜗轮、蜗杆传动，常用于做减速运动的传动机构中传递90°的运动。米制蜗杆的压力角为20°。

蜗杆的齿形角是在通过蜗杆的剖面内，轴线的垂直面与齿侧之间的夹角。为40°。

测量蜗杆分度圆直径的方法有三针和单针测量。

车削轴向直廓蜗杆时，应采用水平装刀法。即装夹刀时，应使车刀两侧刀刃组成的平面处于水平位置，并与蜗杆轴线等高。阿基米德螺旋线的螺杆是轴向直廓蜗杆。轴向直廓蜗杆在垂直于轴线的截面内齿形是阿基米德螺旋线。法向蜗杆延长渐开线。

蜗杆的车削与车削梯形螺纹很相似，但由于蜗杆的齿形较深，切削面积大，车削时比车削梯形螺纹困难些。粗车时，使蜗杆牙形基本成型，也常采用水平装刀和垂直装刀；精车时，保证齿形螺距和法向齿厚尺寸。测量法向齿厚时，应使尺杆与蜗杆轴线间的夹角等于蜗杆的导程角。

测量蜗杆时，一般用齿厚游标卡尺测蜗杆的法向齿厚，用单针测量法测量分度圆上的槽宽。法向直廓蜗杆在垂直于轴线的截面内齿形是延伸渐开线。

3.车刀

车刀分前面（上）和后面（左、前）。前面所成的角为前角。影响刃口锋利和强度。

后面所成的角为后角，减少与工件摩擦。

车刀三个辅助平面：基面切削平面正交平面

车刀材料：碳素工具钢、合金工具钢（成形刀）高速钢（形状复杂的刀具）硬质合金

对刀具寿命（切削热）影响最大的是切削速度，后是进给量，最后背吃刀量（切削力影响最大）。

4.偏心轴

偏心轴的结构特点是两轴线平行而不重合。车偏心工件的原理是：装夹时把偏心部分的轴线调整到与主轴轴线重合的位置上即可加工。

偏心工件的主要装夹方法有：两顶尖装夹、四爪卡盘装夹、三爪自定心卡盘装夹、偏心卡盘装夹、双重卡盘装夹、专用偏心夹具装夹等。

车削精度要求较高或偏心距较大的偏心工件，可用偏心卡盘来车削。

用百分表测量偏心距时，表上指示出的最大值和最小值之差的一半应等于偏心距。用百分表测得某偏心件最大与最小值的差为4mm，则实际偏心距为2mm。

曲轴的装夹就是解决曲柄径的加工。较大曲轴一般都在两端留工艺轴颈，或装上偏心夹板。在工艺轴颈上或偏心夹板上钻出主轴颈和曲轴颈的中心孔。

5.细长轴薄壁件深孔件

薄壁件减少变形：

增大装夹时的接触面积，可采用特制的软卡爪和开缝套筒，这样可使夹紧力分布均匀，减小工件的变形。薄壁工件采用辅助支撑或工艺肋使夹紧力作用在工艺肋上，以减小工件变形。刀具角度变大，合适切削量。采用轴向夹紧。采用减震措施如橡胶管。

当工件的刚性较差的细长轴时，为减小背向力，减小弯曲变形，主偏角应选较大值，前角较大，较小的刀尖圆弧半径。

车细长轴时，跟刀架卡爪与工件的接触的压力太小，或根本就没有接触到，这时车出的工件会出现频率振动。车削细长轴工件时，跟刀架的支承爪压得过紧时，会使工件产生竹节形。加工细长轴要使用中心架和跟刀架，以增加工件的装夹刚性。跟刀架由架体、调整螺钉、支撑爪、螺钉、螺母等组成。

调整跟刀架时，应综合运用手感、耳听、目测等方法控制支撑爪，使其轻轻接触到工件。细长轴的主要特点是刚性差。

为避免中心架支撑爪直接和毛坯表面接触，安装中心架之前，应先在工件中间车一段安装中心架支撑爪的沟槽，这样可减小中心架支撑爪的磨损。

跟刀架固定在床鞍上，可以跟着车刀来抵消径向切削力。

非整圆孔工件采用四爪卡盘和花盘装夹。

在花盘上加工工件，车床主轴转速应选较低。转速如果太高，就会因离心力的影响，使工件飞出，而发生事故。

在花盘角铁上加工工件，为了避免旋转偏重而影响工件的加工精度，必须用平衡铁平衡。深孔加工主要的关键技术是深孔钻的几何形状和冷却排屑问题。设计薄壁工件夹具时夹紧力的方向应是轴向夹紧。

6.车床工艺设备

离合器的作用是使同一轴线的两根轴、或轴与轴上的空套传动件随时接通或断开，以实现机床的启动、停止、变速和换向等。离合器的种类较多，常用的有：啮合式离合器、摩擦离合器和超越离合器三种。

CA6140型车床，为了使滑板的快速移动和机动进给自动转换，在滑板箱中装有超越离合器。CA6140型车床主轴前支承处装有一个双列推力向心球轴承，主要用于承受左右轴向力。制动装置的功用是在车床停车过程中，使主轴迅速停止转动。车床的开合螺母机构主要是用来接通断开车螺纹运动。

CA6140型车床，当进给抗力过大、刀架运动受到阻碍时，能自动停止进给运动的机构是安全离合器。

车床主轴的工作性能有回转精度、刚度、热变形、抗振性等。

立式车床用于加工径向尺寸较大，轴向尺寸相对较小，且形状比较复杂的大型和重型零件，如各种盘、轮和壳体类零件。

CA6140型车床主轴径向跳动过大，应调整主轴前轴承。CA6140型卧式车床的主轴正转有24级转速。多片式摩擦离合器的内外摩擦片在松开状态时的间隙太大，易产生闷车现象。变速机构可在主动轴进给时，使从动轴获得不同的转速。

操纵机构用来改变离合器和滑移齿轮的啮合位置，实现主运动和进给运动的启动、停止、变速、变向等动作。

机械制图

基本视图：主俯左仰后右视图

斜视图：将零件中部分倾斜结构向不平行于基本投影面的投影面投影，所得图形为斜视图。若将零件中部分结构向基本投影面投影，所得图形称为局部视图。

将图样中所表示物体部分结构用大于原图形所采用的比例所画出的图形称为局部放大图。

（视图，剖视或剖面）

假想用剖切面在零件的适当部分外部切开，把处于观察者和剖切面之间的部分移去，将剩余部分向投影面投影，称为剖视。全剖半剖局部剖视图。

假想用剖切面将零件的某处切断，只画出其断面的真实形状，这种图形称为断面图。

移出断面重合断面

形状公差：直线度平面度圆度圆柱度

位置公差：平行度垂直度倾斜度位置度同轴度对称度圆跳动全跳动

间隙配合过盈配合过渡配合

基孔制H下偏差为0

基轴制h 上偏差为0

表面粗糙度指零件加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。

轮廓算术平均偏差Ra 微观不平度十点高度Rz 轮廓最大高度Ry

φ40（基本尺寸）H（孔基本偏差代号）7（公差等级代号）H7（公差带代号）

金属材料

金属材料的力学性能是指强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。金属材料物理性能包括密度、熔点、热膨胀性、磁性、导热性等。金属材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。

碳钢常含有少量的锰、硅、硫、磷等元素，人们将这些元素统称为杂质。锰与硅是钢中的有益元素，提高钢的强度与硬度，而不降低塑性与韧性。硫会使钢产生热脆现象，磷会使钢产生脆脆现象，为有害元素。

按含碳量分，0.25—0.6％为高、中、低碳钢分界线。

钢的牌号：

Q195A·F表示屈服强度为195 MPa的A级沸腾钢。

45表示平均含碳量0.45％的优质碳素结构钢。

65Mn表示平均含碳量O．65％的含锰量较高的优质碳素结构钢。若是沸腾钢，则在两位数后面标注“F”，如08F钢。

T12A表示平均含碳量为1．2％的高级优质碳素工具钢, 若是高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标注字母“A”。

牌号ZG200—400表示最低屈服强度≥200MPa，抗拉强度≥400MPa的铸钢。

退火或正火通常安排在机械粗加工之前进行，作为预备热处理，其作用是：消除前一工序所造成的某些组织缺陷及内应力，可以改善材料的切削性能，为随后的切削加工及热处理(淬火—回火)做好组织准备。对于某些不太重要的工件，正火也可作为最终热处理。含碳量低于O．5％的钢，通常采用正火；含碳量为0．5％～O．75％的钢，一般采用完全退火；含碳量高于O．75％的钢或高合金钢均应采用球化退火。

钢淬火的目的是为了获得高硬度、高耐磨的马氏体组织。淬火必须配以适当的回火，使零件获得良好的性能，满足使用要求。调质处理主要用于各种重要的受力构件，如连杆、螺栓、齿轮、曲轴等零件。

万能硬质合金代号用“硬"“万”两字汉语拼音字母字头“YW”加顺序号表示，如YW1，YW2等。钨钴钛类硬质合金的主要成分为碳化钨、碳化钛及钴。其代号用“硬”“钛”两字的汉语拼音字母字头“YT"加数字表示，钨钴类硬质合金的主要成分为碳化钨及钴。其代号用“硬”“钴"两字的汉语拼音字母字头“YG”加数字表示。

铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。灰铸铁（HT150）石墨以片状形态存在于铸铁中，可锻铸铁（KTH300-06）石墨以团絮状形态存在于铸铁中，球墨铸铁石墨（QT400—18）以球

状形态存在于铸铁中。

机械基础

带传动是利用带的摩擦力进行动力传递，分为摩擦型带传动和啮合型带传动。特点：结构简单，传动平稳，不准确，效率低。

螺旋传动，分普通（滑动）螺旋传动，差动螺旋传动和滚珠螺旋传动。螺杆、螺母和机架组成。传动特点：结构简单，工作平稳，承载强，传动精度高。

链传动是啮合传动，特点：传动能力大，效率高，不平稳，中心距远。

齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成。特点：保证瞬时传动比，可靠性高，效率高，中心距小，噪声振动，安装要求高。正确啮合条件：两齿轮m、α相等。

蜗杆传动传递空间交叉90°两轴减速运动。

加工工艺

工序（换地方，换设备）→安装（工件一次装夹加工完成的部分）→工位（回转工作台或回转夹具工件换位置）→行程（走刀）

工件定位原理

工件六个自由度：沿xyz三轴移动和转动。

完全定位：限制六个自由度。不完全定位：限制少于六个自由度。实际中可允许。

欠定位：限制少于六个自由度且无法满足加工要求。实际中不允许。

过定位：限制多于六个自由度。实际中有的允许，有的不允许。

平面定位：固定钉支撑，可调钉支撑，自位支承，支撑板。

圆柱孔定位：圆柱定位销，圆柱定位心轴。

外圆柱面定位：V形块，定位套定位，自动定心定位（三爪卡盘，弹簧夹头，双V形块）

精密量具

杠杆卡规是一种利用杠杆齿轮放大原理制成的外径测量量具。刻度值常见的有0.002和0.005两种。杠杆千分尺既可以进行相对测量，又可以做绝对测量。为了防止热变形可放在保持架上测量。

千分表分为钟面式千分表和杠杆式千分表。可测形状误差和位置误差，也可相对测量。钟面式刻度值一般有0.002和0.001两种。利用齿条-齿轮传动，测量时与被测表面垂直。杠杆式千分表利用杠杆-齿轮传动。测量时与被测表面夹角要小。

测微仪，作用和千分表相似，但精度高，量程小。测微仪使用时安装在支架上，用刻度中间部分测量。1.杠杆齿轮测微仪2.扭簧测微仪，利用金属扭带的拉伸是指针旋转。

水平仪主要测平面的平行度和垂直度误差。圆度仪测量圆度。气动量仪可以测内孔直径，外圆及形位公差，也可测不接触工件。