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第 3 章常用金属切削加工
机械零件种类繁多,但其形状都是由一些基本表面组合而成。零件的最终成形,
实际上是由一种表面形式向另一种表面形式的转化,包括不同表面的转化、不同转及
不同精度的转化。转化过程的实现,主要依靠切削运动。不同切削运动(主运动和进
给运动)的组合便形成了不同的切削加工方法。常用的切削加工方法有车削、钻削、
镗削、刨削、铣削、磨削等。对某一表面的加工可采用多种方法,只有了解加工方法
的特点和应用范围,才能合理选择加工方法,进而确定最佳加工方法。
车削加工
回转面是机械零件中应用最广泛的一种表面形式,而车削是加工回面的主要方
法。因此车削在各种加工方法中占的比重最大。一般在机加工车间内,车床约占机床
总数的 50%。
工件的安装
在车床上加工外圆面时,主要有以下几种安装方法:
1. 三爪卡盘安装
三爪卡盘上的卡爪是联动的,能以工件的外圆面自动定心,故安装工件一般不需
找正。但由于卡盘的制造误差及使用后磨损的影
响,定位精度一般为 ~。三爪卡盘最适宜
安装形状规则的圆柱形工件。三爪自定心卡盘如图
3-1 如示。
2. 四爪卡盘安装
四个爪可以分别调整,故安装时需要花费较多
的时间对工件进行找正。当使用百分表找正时,定
位精度可达 ,此时的定位基准是安装找正
的表面。四爪卡盘夹紧力大,适合于三爪卡盘不能
图 3-1 三爪自定心卡盘
安装的工件,如矩形的、不对称或较大的工件。四
1、2、3、4—卡爪
爪单动盘如图 3-2 所示。
3. 花盘安装
适用于外形复杂以不能使用卡盘安装的工件。如图 3-3 所示的弯管,需加工外圆
面 A 及端面 B,要求端面 B 与端面 C 垂直。安装工件时,先将角铁用螺栓固装在花盘
上,并校正角铁平面与主轴轴线平行,再将工件安装到角铁上,找正后用压板压紧。
·2· 机械制造基础
为了使花盘转动平稳,在花盘上装有平衡用的配重块。

图 3-2 四爪单动卡盘图 3-3 花盘安装
4. 在两顶尖间安装
用于长径比为 4~10 的轴类工件。
前顶尖(与主轴相连)可旋转,后顶尖(装在尾座上)不转,它们用于支承工
件。拨盘和卡箍用以带动工件旋转。用顶尖安装时,工件两端面先用中心钻钻上中心
孔,见图 3-4、图 3-5。

图 3-4 在两顶尖间安装工件图 3-5 中心孔和中心钻
5. 心轴上安装
适用于已加工内孔的工件。利用内孔定位,安装在心轴上,然后再把心轴安装在
车床前后顶尖之间。
图 3-6 a)所示为带锥度(一般为 1/1000~1/2000)的心轴,工件从小端压紧到心
轴上,不需夹紧装置,定位精度较高。当工件内孔的长度与内径之比小于 1~ 时,
由于孔短,套装在带锥度的心轴上容易歪斜,不能保证定位的可靠性,此时可采用圆
柱面心轴,图 b)所示,工件的左端靠紧在心轴的台阶上,用螺母压紧。这种心轴与
工件内孔常用间隙配合,因此定位精度较差。
第 3 章常用金属切削加工·3·

图 3-6 锥度心轴和圆柱面心轴
图 3-7 所示为可胀开心轴示意图。当拧紧螺杆时,便带动锥度套筒向左移动,使
具有开口的弹性心轴胀开而夹紧工件。采用这种安装方式,装卸工件方便,可缩短夹
紧时间,且不易损伤工件的被夹紧表面,但对工件的定位表面有一定的尺寸、形状精
度和表面粗糙度要求。在成批、大量生产中,常用于加工小型零件。其定位精度与心
轴制造质量有关,通常为 ~。

图 3-7 可胀开心轴

车削的工艺特点
1. 易于保证加工面间的位置精度
从工件安装方法可知,回转体工件各加工面具有同一回转轴线,因此一次装夹可
车削出外圆面、内孔及端面,依靠机床的精度保证回转面间的同轴度及轴线与端面间
的垂直度。另外,对于以中心孔定位的轴类零件,虽经多次装夹与调头,但所加工的
表面其回转轴线始终是两中心孔的连线,因而能够保证相应表面间的位置精度。
2. 切削过程比较平稳
除了车削断续表面之外,一般情况下车削过程是连续进行的,不像铣削和刨削,
在一次走刀过程中,刀齿有多次切入和切出,产生冲击。并且当刀具几何形状、切削
深度 ap 和进给量 f 一定时,切削层的截面尺寸 ac 和 aww是不变的。
·4· 机械制造基础
3. 适用于有色金属零件的精加工
某些有色金属零件,因材料本身的硬度较低,塑性较好,用砂轮磨削时,软的磨
屑易堵塞砂轮,难以得到很光洁的表面。因此,当有色金属零件表面粗糙度