-車床之種類及規(guī)格課件

第八章車床工作法正修科技大學(xué)機(jī)械系洪振毓hong8832@8－1車床之種類及規(guī)格(1/2)一.車床之種類

1.臺上車床：外型小，可置於桌面上操作，適宜小型工作之車削，面板上之 旋轉(zhuǎn)容量最大為10吋。

2.機(jī)力車床：又稱引擎車床，是一般所稱之車床，為用途最廣者。

3.轉(zhuǎn)塔車床：又稱六角車床，其轉(zhuǎn)塔上可同時裝置六種刀具，通常此車床之 刀具依序裝置可連續(xù)使用，適用大量生產(chǎn)之半自動操作。

4.立式車床：適宜重量大且形狀複雜，重量不平均之工作件的加工，其裝卸 工件容易。

5.自動車床：所有主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)，桿料夾持，刀具的運(yùn)動，進(jìn)紿能在車床上完 全自動運(yùn)轉(zhuǎn)者，適宜大量生產(chǎn)之全自動之單能車床。

6.ＮＣ車床：利用一數(shù)字控制系統(tǒng)來控制生產(chǎn)過程的工具機(jī)適用於形狀 複雜且數(shù)量多而其他車床不易達(dá)到精度的工作。

7.工具製造車床：為最新式的機(jī)力車床之一，附有多種精密工作所需要之附 件及小工具、檢驗規(guī)、模子及其他高精度件製造之用。

8.凹口車床：專為車削直徑大且長度短之工件而設(shè)計之車床。

9.特殊車床：為適應(yīng)單項工作的生產(chǎn)車床，如曲軸車床、複製車床，螺絲車 床…等。8－1車床之種類及規(guī)格(2/2)二.車床規(guī)格之表示法

1.最大工件旋轉(zhuǎn)直徑，即旋徑。

2.最大工件長度，即兩頂心間之距離。 最大車削直徑與床軌長度同時表示之，如l0×6呎車床(床臺長度)。8－2車床之主要構(gòu)造車床係由車頭、尾座、刀具溜座、床臺、傳動機(jī)構(gòu)所組成。

1.車床之頭座分：齒輪式、塔輪式、Ｖ型帶輪式，其主軸錐孔一般均為莫斯錐度。

2.床臺以鑄鐵加工後經(jīng)高週波淬火處理硬化。 尾座可供車錐度偏置用(螺桿為左螺紋)。偏位螺絲偏位螺絲8－3車刀之種類及刀角各部名稱(1/4)一.車刀之形狀 欲求車削工作之迅速而有效，則需具備良好之刀具，車刀之形狀係車削位置而異，常用刀具為高速鋼實體刀或碳化物刀片鑲製而成，常用的車刀形狀及其應(yīng)用如圖1所示。二.車刀之刀角 任何車刀均需有下列五種主要角度邊隙角、刀尖角(60－80°)、邊斜角、後斜角、前隙角。車刀形狀及刀角各部名稱如圖2所示，然其各角之用途乃為：

1.邊隙角及前隙角之用途在於避免和工件造成磨擦。

2.邊斜角及後斜角之用途在於獲得有效之車削及流屑容易。

3.刀尖角之用途在於獲得銳利的切削和支持強(qiáng)度。8－3車刀之種類及刀角各部名稱(2/4)圖1車刀之形狀8－3車刀之種類及刀角各部名稱(3/4)圖2車刀之刀角各部名稱8－3車刀之種類及刀角各部名稱(4/4)車刀外形

077715150.5代表各部位之名稱後邊前邊切刀刀斜斜隙隙邊端鼻角角角角角角半徑表1車刀外形例：P20(0，7，7，7，15，15，0.5)8－4車刀之材料(1/3)常用之車刀材料有高碳鋼、高速鋼、鑄造合金及碳化物等。一.高碳鋼：高碳鋼為一般刀具及工具所使用之鋼，雖硬度大但質(zhì)脆，含1.0～1.5%之碳，可是溫度超過220℃時硬度降低，至300℃時則急劇軟化以至不能切削，所以無法適用於高速切削。二.高速鋼：又稱H.S.S，其耐熱性及耐磨性大，可以重切削及高速度切削，如切削至600℃時仍不致回火軟化而保持其硬度(紅熱硬度)，其成份為鐵、碳、鎢、鉻、釩，一般所謂18－4－4或18－4－2高速鋼即表示含鎢18%、鉻4%、釩4%或2%之高速鋼。三.非鐵鑄合金刀具：此為鈷、鉻、鎢的合金，因切削加工很難以鑄造成形製造，故又叫超硬鑄合金，英文叫「史得來鐵」，在820℃溫度下其硬度仍不受影響，適用切削不銹鋼。8－4車刀之材料(2/3)四.碳化鎢刀具：此係粉末冶金的產(chǎn)品，先將鈷或鎳粉末與鎢粉末混合，然後在模中加壓成型再經(jīng)1400℃高溫?zé)Y(jié)完成，其耐磨性大，其硬度較高碳鋼高三倍。碳化鎢刀具依國際標(biāo)準(zhǔn)ISO其性能有P.M.K三大類，Ｐ類為切削鋼鐵類，Ｍ類為處於ＰＫ中間，K類為切削鑄鐵或石材等不連續(xù)切屑，每一類又分P01，P10...P50，K10...K40等，數(shù)字愈小適用高速切削，數(shù)字愈大適用低速切削。碳化鎢刀具因質(zhì)脆，故常鑲以刀柄上，其方法有銅焊、鐵焊、銀焊、氣焊等，一般以銅焊較為便利價廉。磨利碳化刀具須用碳化矽綠色砂輪。五.陶磁車刀：其成份為氧化鋁。

六.車刀安裝 車刀裝於刀座，刀尖必須與工作物的中心同高度。一般車削工作車刀刀鋒應(yīng)高於工件中心5°或工件每25mm直徑高出約1mm或0.75mm，但切削錐度、螺絲、內(nèi)孔或銅料時，車刀刀鋒絕對要與工件中心同高度。使用墊片時墊片的前端與刀座的前端一致成水平的墊高。 8－4車刀之材料(3/3)使用類別國際規(guī)格ISO切削材料適用條件鋼、鑄鋼類切削P01.2P01.4P10P15P20P25P30P40高碳鋼合金鋼高速切削及精密切削中碳鋼鑄鋼中速切削及細(xì)切削低速切削及重切削鑄鋼普通鐵震動大情形中材間切削料M10M15M20M40不銹鋼高速及精密切削合金鋼低強(qiáng)度鋼粗及細(xì)切削一般切削鑄鐵、非鐵金屬K01K05K10K20K30K40淬硬、高硬鋼高速及精密切削銅、鋁粗及細(xì)切削鑄鐵非鐵金屬一般粗切削表2碳化鎢刀具分類重切削情形

使用墊片情形

8－5車床工作(1/24)車床工作依工作性質(zhì)分有削面、鑽孔、鏜孔、車斜度、車螺絲、車槽、車肩、車低、切斷、壓花及特種工作等。一.端面車削

1.兩心間削面，應(yīng)選用右削面刀，刀刃須與工件中心等高，若尾座之頂心有礙工作，應(yīng)採半頂心。粗車削時由外向內(nèi)車削，而精削則由內(nèi)向外車削，若尾座偏向工作人員則車成凸面，若尾座偏離工作人員則車成凹面。

2.夾頭上削面，當(dāng)工件長度短或有內(nèi)孔時，削面工件須用夾頭夾持儘可能將工件伸出夾頭之部份縮短，內(nèi)孔工件削面不論精、粗車皆須由內(nèi)向外車削。8－5車床工作(2/24)圖3端面車削8－5車床工作(3/24)二.鑽孔

1.鑽孔之方法有二種，即鑽頭置於夾頭和尾座兩種。

2.鑽中心孔，工作物兩端的中心孔係由直孔與60°錐孔所形成，係利用中心鑽來鑽削，中心鑽和工作物直徑之關(guān)係如表3所示。工件直徑W錐孔徑D中心鑽直徑d5~83＞28~254~52~325~605~83~460~1008~124~5表3中心鑽和工作物直徑之關(guān)係

8－5車床工作(4/24)三.鏜孔：鏜孔之前隙角隨孔之直徑而變化，孔徑愈小前隙角愈大以免磨擦，若刀桿太細(xì)則會造成喇叭型。四.車錐度：切削一端直徑大，他端直徑小之形狀，稱為錐度。車錐度應(yīng)注意刀刃與工件中心同高，否則便造成不正確的斜率。錐角8°以下稱錐度，8°以上稱角度。圖4鏜孔8－5車床工作(5/24)

1.錐度常用之計算公式如下 ┌大直徑－小直徑┌Ｄ－ｄ

(1)錐度＝或Ｔ＝ └錐度部份長度└Ｌ Ｔ：錐度Ｄ：大直徑ｄ：小直徑Ｌ：錐度長度

(2)半錐角＝T×28.65° 2.標(biāo)準(zhǔn)錐度之種類

(1)莫氏錐度(M.T)0～7號共8種，每一號約為1/20，其中5號最大，1號最 小，常用於車床和鑽床主軸孔及各種刀具柄。

(2)白氏(B＆S)：由1～18號，除了10號為0.0516外，其餘均為1/24，用於 銑床主軸及其附件。

(3)加農(nóng)錐度(J.T)：其錐度均為l/20。

(4)美國銑床錐度：其錐度為7/24。

(5)錐銷：其錐度為1/50，公稱尺寸為小端直徑。

(6)管錐度：其錐度為3/4T.P.F(1/16)8－5車床工作(6/24)

3.車床上切削錐度之方法有(1)利用複式刀座(2)偏置尾座(3)利用錐度附件。

(1)利用複式刀座法：常用於錐度長，錐率大之工作物，將刀座轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)工 件半角即可切削。＝tanT/2圖5複式刀座法車錐度8－5車床工作(7/24)

(2)偏置尾座法：常用於錐度長，錐率小數(shù)量少之工作物。 偏置尾座量：公制：S＝×L，英制：S＝×L S：偏置量T：(T.P.F)錐度L：工件全長圖6偏置尾座法車錐度

8－5車床工作(8/24)

(3)錐度附件：常用於錐度長，錐率大數(shù)量多之工作物，為切削錐度最精確之一種，亦為車內(nèi)錐度螺紋唯一方法。主要部份為導(dǎo)板，導(dǎo)板可旋轉(zhuǎn)一定錐度而複式刀具座則順導(dǎo)板行走。公制車床錐度以1/10，1/20，1/30為刻度，英制車床1，2，3，4為刻度表示每呎錐度。圖7錐度附件車錐度8－5車床工作(9/24)

4.錐度之檢驗

(1)樣規(guī)檢查法：車削中當(dāng)工作錐率確定後，可用規(guī)體檢查，當(dāng)錐度長度不夠時，則以公式C＝TL/2，計算應(yīng)再進(jìn)刀之尺寸，C表再進(jìn)刀量(單邊深度)，T表錐度，L表不夠之長度，如圖8所示。圖8樣規(guī)檢查法圖9塊規(guī)和圓桿檢查法8－5車床工作(10/24)

(2)塊規(guī)和圓桿檢查法：如圖9所示，其錐度之公式T＝

(3)利用正弦桿檢查法：如圖10圖10正弦桿檢查法 圖11球體檢驗8－5車床工作(11/24)

(4)球體檢驗：檢驗內(nèi)錐度之方法，如圖5－11所示，其公式如下，

C＝r＋ｈ1±ｈ2－R

式中D：大球直徑d：小球直徑C：兩球心距t：半錐度

(5)量錶檢查法：量錶檢查法

8－5車床工作(12/24)五.車螺紋

1.螺絲各部份名稱

(1)大徑：亦稱外徑，係螺紋最大直徑。

(2)節(jié)徑：假想的圓筒直徑，係檢驗螺紋標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

(3)節(jié)距：相鄰兩螺紋相對位置的軸線上距離。

(4)螺距：一對螺紋相配，其中一固定位置轉(zhuǎn)一圈時另一件進(jìn)退的距離， 單頭螺紋，螺距和節(jié)距相同，雙頭螺紋，螺紋為節(jié)距的雙倍， 即螺距＝ｎ×節(jié)距，ｎ為螺紋頭數(shù)。8－5車床工作(13/24)

2.螺紋之種類

(1)Ｖ形牙螺紋

(a)公制粗螺紋：外徑與節(jié)距皆為mm，牙角為60°。牙頂平，牙底稍為圓 弧，如M10×1.25。

(b)惠氏粗螺紋：外徑及節(jié)距皆以吋表示，牙角為55°，牙頂牙底皆為圓 弧，其記號為Ｗ。

(c)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)螺紋：以吋表示，牙角60°牙頂平，牙底具圓弧，粗牙以 UNC表示，細(xì)牙以UNF，特細(xì)牙NEF。

(d)管螺紋：使用於瓦斯管、水管，此種螺紋有斜螺紋(PT)及平行螺紋(PF) 兩種。

(2)方牙螺絲：橫所面為正方形，牙頂牙深皆為0.5P，用於傳達(dá)較大動力。

(3)梯形螺紋：又稱愛克姆螺紋，適用於動力傳送之螺紋，螺紋角為 29°(TW)，公制為30°(TM)。

(4)鋸齒形螺紋：用於單面受力之動力傳送，如干斤頂，其記號為B (5)圓形螺紋：牙頂牙底皆為圓形，使用電燈泡之接頭，記號為E。8－5車床工作(14/24)

3.螺紋之表示法例1：M36×4.5－2A表示右手螺紋單頭公制外徑36mm節(jié)距4.5mm2級外紋。

例2：1/4－20UNC－2A/B表示右手螺紋單頭統(tǒng)一螺紋粗牙外徑1/4吋每吋20牙 2級內(nèi)外螺紋配合。

例3：M16×2－7H/7h6h表示公制外徑16mm節(jié)距2mm內(nèi)螺紋節(jié)徑與內(nèi)徑之公 差皆為7H，外螺紋節(jié)徑7h公差外徑6h公差。8－5車床工作(15/24)

4.螺絲配合之等級 美國標(biāo)準(zhǔn)局將螺絲配合分為5級，級數(shù)愈大愈精密，第四級為最精密

(1)一級配合：間隙最大，用於不太精密之機(jī)件。

(2)二級配合：適用大量生產(chǎn)之螺絲，最受製造廠商所用。

(3)三級配合：精度較二級高，用於機(jī)器上較重要機(jī)件。

(4)四級配合：精度最高，裝配時需工具輔助。

(5)五級配合：裝配容差為負(fù)值，裝時用壓力配合，安裝後不再拆除之機(jī) 件用之。中國工程學(xué)會所訂公制的配合等級分為三級，1級最精密、2級中等配合、3級一般配合；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)螺紋亦分3級；3級最精密、2級為中等、1級則為一般配合，其級數(shù)後並附以A表外螺紋B表內(nèi)螺紋。8－5車床工作(16/24)

5.切削螺紋的原理：圓桿固定於夾頂後旋轉(zhuǎn)主軸，切削任何粗細(xì)的螺紋。工作物迴轉(zhuǎn)一圈，車刀的移動量是由主軸與導(dǎo)螺間所連結(jié)齒輪的齒所定。如在主軸與導(dǎo)螺桿紿與所需之速度，現(xiàn)設(shè)P：導(dǎo)螺桿的螺距(mm)p：工作物螺紋的螺距(mm)，A：主軸柱齒輪的齒數(shù)，B、B‘：中間齒輪的齒數(shù)，C：導(dǎo)螺桿齒輪的齒數(shù)。如工作物為單螺紋切削時，工作物迴轉(zhuǎn)一圈則車刀應(yīng)該移動p的距離，又導(dǎo)桿迥轉(zhuǎn)一圈時車刀應(yīng)移動導(dǎo)螺桿的螺距，所以工作物的一圈為便車刀移動P距離起見，則導(dǎo)螺桿應(yīng)該迴轉(zhuǎn)p/P才可以，也就是工作物欲切削成等於P的螺紋時，工作物轉(zhuǎn)一圈相對的導(dǎo)螺桿使其迴轉(zhuǎn)p/P圈，所以主軸柱齒輪齒數(shù)A與導(dǎo)螺桿的齒數(shù)C有如下的關(guān)係：

(單式)(複式)

選變換齒輪其計算公式如下：擬切削螺紁節(jié)距主軸柱齒輪齒數(shù)───────＝──────── 導(dǎo)桿節(jié)距導(dǎo)(螺)桿上齒輪齒數(shù)8－5車床工作(17/24) 車床附帶之變換齒輪數(shù)有逢4及8或逢5進(jìn)級的，20～120逢4及逢8者，25～125逢5者及127等。圖12切削螺紋的原理8－5車床工作(18/24)

6.螺紋指示器(牙標(biāo))之用法

(1)所切螺紋數(shù)為導(dǎo)桿之倍數(shù)時，則螺紋指示器上任何位置吻合開囗 螺帽(或不需使用螺紋指示器)。

(2)所切螺紋數(shù)為偶數(shù)時，則螺紋指示器上之任何刻度皆可吻合開囗 螺帽(8個機(jī)會)。

(3)所切螺紋數(shù)為奇數(shù)時，則螺紋指示器上之任何有數(shù)字方可吻合開 囗螺帽(4個機(jī)會)。

(4)如含有1/2牙，則在1或3刻度方可吻合開囗螺帽(2個機(jī)會)。

(5)如含有1/4牙，則同一刻度方可吻合開囗螺帽(1個機(jī)會)。8－5車床工作(19/24)圖13英制螺紋指示器圖14公制螺紋指示器

8－5車床工作(20/24)

7.車削螺紋之方法

(1)直進(jìn)法：若車削平頂Ｖ形螺紋，車刀進(jìn)刀距離為0.6495P，若車 削尖頭Ｖ形螺紋則為0.7578P。

(2)斜進(jìn)法(29度切削法)：若車削平頂Ｖ形螺紋車刀進(jìn)刀距離為0.7 425P，若車削尖頭Ｖ形螺紋則為0.8664P。

圖15直進(jìn)法圖16斜進(jìn)法(29°切削法)

8－5車床工作(21/24)

8.螺紋之檢驗 螺紋之檢驗有四種方法：螺紋分厘卡、螺紋樣規(guī)、三線測量法、光學(xué)比較 儀。

(1)螺紋分厘卡：用於測量螺紋之節(jié)徑，其外形和一般內(nèi)外測分厘卡相同， 唯其砧座和主軸以可換式Ｖ枕和錐形代替。

(2)螺紋樣規(guī)：大量生產(chǎn)上檢驗螺絲，可製造一螺絲樣規(guī)，一端通過，一端 不通過。螺紋樣規(guī)可同時檢驗節(jié)徑、導(dǎo)程、大小徑等。

(3)三線測量法：係利三支尺寸相同精確圓桿以測螺絲之節(jié)徑兩根在相鄰的 齒槽內(nèi)，另一根置於相對之一側(cè)，為最精確之方法。三 支鋼線之直徑最理想為sec， 式中G：鋼線直徑P：節(jié)距：螺紋半角。

(4)光學(xué)比較儀：利用光源投射於工件於影像上，以其輪廓和所畫 圖上之標(biāo)準(zhǔn)型牙比較，可測知節(jié)距、牙深、牙 角。8－5車床工作(22/24)圖19三線測量法8－5車床工作(23/24)六.車槽：車床上車槽時，主軸速度應(yīng)減僈，同時應(yīng)加切削劑。七.車削低槽：需要研磨或車螺絲至肩角之工作，為了不使砂輪或車刀觸及工件之肩部，往往需車低槽，槽寬約3mm，深度略大於牙高0.5mm，槽深ｈ＝0.6495P，P表節(jié)距。八.切斷：車床上切斷時，主軸速度須減僈約1/2，切斷刀應(yīng)使刀刃部最寬，兩側(cè)形成1～2度側(cè)隙角。九.壓花：係由一組兩個滾輪壓於工件面上，滾輪有菱形紋、直紋，壓花刀有粗、中、細(xì)三種紋路，一般配合直徑選用。10mm以下用細(xì)滾(紋距約0.5～0.6mm)，10mm～25mm用中滾(紋距0.8mm)，25mm以上用粗滾(紋距約1mm以上)，車床壓花時，其轉(zhuǎn)速較低，以表面速度4.5～5公尺每分鐘為最佳。M0.95之壓花符號係代表模數(shù)為0.95mm，其紋距為π×0.95。8－5車床工作(24/24)十.特種工作

1.車床上繞彈簧

2.車床上磨削

3.大型工件鏜孔圖20壓花刀及裝置8－6車床附件(1/5)