（工作分析）典型机床工作
运动分析
第三篇 金属切削加工机床
4 典型机床
金属切削机床基础知识
机床的分类与型号编制
机床的品种和规格繁多。为便于区别、使用和管理，需对机床加以分类和编制型号。我
国的机床型号，现在是按 1994年颁发的国家标准 GB/T 15375-1994《金属切削机床型号编
制方法》编制的。
1．机床的分类
机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。根据我国制定的机床
型号编制方法。目前将机床分为 12大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹
加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床及其它机床。在每一类机床中，
又按工艺范围、布局形式和结构等，分为若干组，每一组又细分为若干系（系列）。
在上述基本分类方法的基础上，还可根据机床的其它特征进一步区分。
同类型机床按应用范围（通用性程度）又可分为：
l）普通机床
它可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，通用性较强，但结构比较复杂。这
种机床主要适用于单件小批生产．例如卧式车床、万能升降台铣床等。
2）专门化机床
它的工艺范围较窄，专门用于加工某一类或几类零件的某一道（或几道）特定工序．如
曲轴车床、凸轮轴车床等。
3）专用机床
它的工艺范围最窄，只能用于加工某一种零件的某一道特定工序，适用于大批量生产。
如机床主轴箱的专用镗床、车床导轨的专用磨床等。各种组合机床也属于专用机床。
同类型机床按工作精度又可分为：普通精度机床、精密机床和高精度机床。
机床还可按自动化程度分为：手动、机动、半自动和自动机床。
机床还可按重量与尺寸分为：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（10t）、重
型机床（大于 30t）和超重型机床（大于 100t）。
按机床主要工作部件的数目可以分为：单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。
通常机床根据加工性质进行分类，再根据其某些特点进一步描述，如多刀半自动车床、
高精度外圆磨床等。
随着机床的发展，其分类方法也将不断发展。现代机床正向数控化方向发展。数控机床
的功能日趋多样化，工序更加集中。现在一台数控机床集中了越来越多的传统机床的功能。
例如，数控车床在卧式车床功能的基础上又集中了转塔车床、仿形车床、自动车床等多种车
床的功能；车削中心出现以后，在数控车床功能的基础上，又加入了钻、铣、镗等类机床的
功能。又如，具有自动换刀功能的镗铣加工中心机床（习惯上称为“加工中心”（machining
center）），集中了钻、镗、铣等多种类型机床的功能；有的加工中心的主轴既能立式又能卧
式，即集中了立式加工中心和卧式加工中心的功能。可见，机床数控化引起了机床传统分类
方法的变化。这种变化主要表现在机床品种不是越分越细，而应是趋向综合。
2．机床型号的编制方法
机床的型号用以简明地表示机床的类型、通用特性和结构特性，以及主要技木参数等。
普通机床型号表示方式如图 所示。
图 普通机床型号表示方式
1）机床类、组、系的划分及其代号
机床的类别用汉语拼音大写字母表示。例如，“车床”的汉语拼音是“Che chuang”，所
以用“C”表示。当需要时，每类又可分为若干分类；分类代号用阿拉伯数字表示，在类代
号之前，它居于型号的首位，但第一分类不予表示。例如，磨床类分为 M，2M，3M三个分类。
机床的类别代号及其读音如表 所示。
表 机床的类别代号
类
别
车
床
铣
床
刨
床
磨床
齿轮
加工
机床
螺纹
加工
机床
钻
床
镗
床
拉
床
电加
工机
床
切
断
机
床
其
它
机
床
代
号
C X B M 2M 3M Y S Z T L D G Q
读
音
车 铣 刨 磨
2
磨
3
磨
牙 丝 钻 镗 拉 电 割 其
机床的组别和系别代号用两位数字表示。每类机床按其结构性能及使用范围划分为 10
个组，用数字 0～9表示。每组机床又分若干个系（系列），系的划分原则是：主参数相同，
并按一定公比排列，工件和刀具本身的及相对的运动特点基本相同，且基本结构及布局型式
相同的机床，即划为同一系。机床的类、组划分参见标准 JB1838-85。
2）机床的特性代号
它表示机床所具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性。当某类型机床除有普通型外，
还具有如表 所列的某种通用特性，则在类别代号之后加上相应的特性代号。例如“CK”
表示数控车床。如同时具有两种通用特性，则可用两个代号同时表示；如“MBG”表示半自
动高精度磨床。如某类型机床仅有某种通用特性，而无普通型者，则通用特性不必表示。
如 Cll07型单轴纵切自动车床，由于这类自动车床没有“非自动”型，所以不必用“Z”表
示通用特性。
表 机床通用特性代号
通用
特性
高精
度
精
密
自
动
半自
动
数字
控制
自动
换刀
仿
形
万
能
轻
型
简
式
代号 G M Z B K H F W Q J
读音 高 密 自 半 控 换 仿 万 轻 简
为了区分主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。结构代号为汉
语拼音字母。例如 CA6140型卧式车床型号中的“A”，可理解为这种型号车床在结构上区别
于 C6l40型车床。结构特性的代号字母是根据各类机床的情况分别规定的，在不同型号中的
意义可不一样。
3）机床主参数、第二主参数和设计顺序号
机床主参数是代表机床规格的大小一种尺寸参数，在机床型号中，用阿拉伯数字给出
主参数的折算值，位于机床组、系代号之后。折算系数一般是 1/10或 1/100，也有少数是
1。例如，CA6140型卧式机床中主参数的折算值为 40（折算系数是 1/10），其主参数表示在
床身导轨面上能车削工件的最大回转直径为 400mm。各类主要机床的主参数及折算系数见表
。
某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则用设计顺序号来表示。设计顺序号由 1
起始、当设计顺序号小于 10时，则在设计顺序号之前加“0”。
第二主参数是对主参数的补充，如主轴数、最大工件长度、最大跨距、工作台工作面长
度等，第二主参数一般不予给出。第二主参数也用折算值表示。
4）机床的重大改进顺序号
当机床的性能及结构布局有重大改进，并按新产品重新设计、试制和鉴定时．在原机床
型号的尾部，加重大改进顺序号，以区别于原机床型号。序号按 A，B，C，……字母的顺序
选用。
5）其它特性代号与企业代号
其它特性代号用以反映各类机床的特性，如对数控机床，可用来反映不同的数控系统；
对于一般机床可用以反映同一型号机床的变型等。其它特性代号可用汉语拼音字母或阿拉伯
数字或二者的组合来表示。
企业代号与其它特性代号表示方法相同，位于机床型号尾部，用“—”与其它特性代
号分开，读作“至”。若机床型号中无其它特性代号，仅有企业代号时，则不加“—”，企业
代号直接写在“/”后面。
表 各类主要机床的主参数和折算系数
机床 主参数名称 折算系数
卧式车床 床身上最大回转直径 1/10
立式车床 最大车削直径 1/100
摇臂钻床 最大钻孔直径 1/1
卧式镗床 镗轴直径 1/10
坐标镗床 工作台面宽度 1/10
外圆磨床 最大磨削直径 1/10
内圆磨床 最大磨削孔径 1/10
矩台平面磨床 工作台面宽度 1/10
齿轮加工机床 最大工件直径 1/10
龙门铣床 工作台面宽度 1/100
升降台铣床 工作台面宽度 1/10
龙门刨床 最大刨削宽度 1/100
插床及牛头刨床 最大插削及刨削长度 1/10
拉床 额定拉力(吨) 1/1
综合上述普通机床型号的编制方法，举例如下：
例 CA6140型卧式车床
例4-2 MG1432A型高精度万能外圆磨床
零件表面的切削加工成形方法和机床的运动
1.零件表面的切削加工成形方法
在切削加工过程中，机床上的刀具和工件按一定的规律作相对运动，通过刀具对工件
毛坯的切削作用，切除毛坯上多余金属，从而得到所要求的零件表面形状。
机械零件的任何表面都可以看作是一条线（称为母线）沿另一条线（称为导线）运动
的轨迹。如图 所示，平面是由一条直线（母线）沿另一条直线（导线）运动而形成的；
圆柱面和圆锥面是由一条直线（母线）沿着一个圆（导线）运动而形成的；普通螺纹的螺旋
面是由“∧”形线（母线）沿螺旋线（导线）运动而形成的；直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓表
面是渐开线（母线）沿直线（导线）运动而形成的等等。
图 零件表面成形运动的组成
母线和导线统称为发生线。切削加工中发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运动得
到的。一般情况下，由切削刃本身或与工件相对运动配合形成一条发生线（一般是母线），
而另一条发生线则完全是由刀具和工件之间的相对运动得到的。这里，刀具和工件之间的相
对运动都是由机床来提供。
2.机床的运动
机床在加工过程中，必须形成一定形状的发生线（母线和导线），才能获取所需的工件
表面形状。因此，机床必须完成一定的运动，这种运动称为表面成形运动。此外，还有多种
辅助运动。
1）表面成形运动
表面成形运动按其组成情况不同，可分为简单成形运动和复合成形运动两种。
如果一个独立的成形运动是单独的旋转运动或直线运动构成的，则此成形运动称为简单
成形运动。例如，用车刀车削外圆柱面时（见图 ）工件的旋转运动 B1产生圆导线，刀
具纵向直线运动 A2产生直线母线，即加工出圆柱面。运动 B1和 A2是两个相互独立的表面成
形运动，因此，用车刀车削外圆柱时属于简单成形运动。
如果一个独立的成形运动，是由两个以上的旋转运动或直线运动或两种运动兼有，按某
种确定的运动关系组合而成，则此成形运动称为复合成形运动。例如，用螺纹车刀车削螺纹
表面时（见图 ），工件的旋转运动 Bj1和车刀的直线运动 A12按规定作相对运动，形成螺
旋线导线，三角形母线（由刀刃形成，不需成形运动）沿螺旋线运动，形成了螺旋面。形成
螺旋线导线的两个简单运动 Bj1和 A12，由于螺纹导程限定而不能彼此独立，它们必须保持严
格的运动关系，从而 Bj1和 A12这两个简单运动组成了一个复合成形运动。又如，用齿轮滚
刀加工直齿圆柱齿轮时（见图 ）它需要一个复合成形运动 Bj1、B12（范成运动），形成
渐开线母线，又需要一个简单直线成形运动 A2，才能得到整个渐开线齿面。
成形运动中各单元运动根据其在切削中所起的作用不同，又可为主运动和进给运动（见
第二篇第 2章）。
图 成形运动的组成
2）辅助运动
机床上除表面成形运动外，还需要辅助运动以实现机床的各种辅助动作。辅助动作的种
类很多，主要包括以下几种：
①各种空行程运动 空行程运动是指进给前后的快速运动和各种调位运动。例如，在装
卸工件时，为避免碰伤操作者，刀具与工件应相对退离。在进给开始之前快速引进，使刀具
与工件接近。进给结束后应快退。再如，车床的刀架或铣床的工作台，在进给前后都有快进
或快退运动。调位运动是在调整机床的过程中，把机床的有关部件移到要求的位置。例如摇
臂钻床，为使钻头对准被加工孔的中心，可转动摇臂和使主轴箱在摇臂上移动。又如龙门式
机床，为适应工件的不同高度，可使横梁升降。这些都是调位运动。
②切入运动 使刀具由待加工表面渐渐切入工件到给定切削位置。
③分度运动 加工若干个完全相同的均匀分布的表面时，为使表面成形运动得以周期地
继续进行的运动称为分度运动。如车削多头螺纹．在车完一条螺纹后，工件相对于刀具要回
转 1／K转（K——螺纹头数）才能车削另一条螺纹表面，这个工件相对于刀具的旋转运动就
是分度运动。多工位机床的多工位工作台或多工位刀架也需要分度运动。
④操纵和控制运动 操纵和控制运动包括启动、停止、变速、换向、部件与工件的夹
紧、松开、转位以及自动换刀、自动测量、自动补偿等。
卧式车床的工艺范围及其组成
车床的分类与运动
1.车床的分类
为适应不同的加工要求，车床分为很多种类。按其结构和用途不同，可分为：卧式车床
（图 ）、立式车床（图 ）、转塔车床、回轮车床、落地车床、液压仿形及多刀自动和
半自动车床、各种专用车床（如曲轴车
床、凸轮车床等）、数控车床和车削加工
中心等。
图 CA6140型卧式车床外形
a)单立柱式立式车床 b)双柱式立式车床
图 立式车床
2.车床的用途
车床类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成形回转表面和
回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用
性又较广，因此在机器制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属切削机床中所占的比重最大，
约占机床总台数的 20％～35％。
在车床上使用的刀具，主要是各种车刀，有些车床还可以采用各种孔加工刀具如钻头、
扩孔钻、铰刀及镗刀等，或者使用螺纹刀具如丝锥、板牙进行内、外螺纹加工等。
3.车床的运动
车床刀具和工件的主要运动有表面成形运动和辅助运动。
1）表面成形运动
①工件的旋转运动。这是车床的主运动，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。
②刀具的移动。这是车床的进给运动。刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动（车
圆柱表面）或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动（车端面），也可作与工件旋转轴线倾
斜一定角度的斜向运动（车圆锥表西）或作曲线运动（车成形回转表面）。进给量 f常以主
轴每转刀具的移动量计，即 mm／r。
车削螺纹时，只有一个复合的主运动：螺旋运动。它可以被分解为两部分：主轴的旋转
和刀具的移动。
2）辅助运动
为了将毛坯加工到所需要的尺寸，车床还应有切入运动，有的还有刀架纵、横向的机动
快移。重型车床还有尾架的机动快移等。
卧式车床加工的典型表面及部件组成
1）卧式车床加工的典型表面
卧式车床的工艺范围很广，能适用于各种回转表面的加工。其加工的典型表面如图
所示。
图 卧式车床所能加工的典型表面
2）卧式车床的组成部件
卧式车床的外形图如图 所示，其主要组成部分及功用如下：
1.主轴箱
主轴箱 1固定在床身 4的左端，内部装有主轴和变速及传动机构。工件通过卡盘等夹具
装夹在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动
工件按规定的转速旋转，以实现主运动。
2．刀架
刀架 2可沿床身 4上的运动导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车
刀，实现纵向、横向或斜向运动。
3．尾座
尾座 3妥装在床身毛右端的尾座导轨上．可沿导轨纵向调整其位置，它的功用是用后顶
尖支承长工件．也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。
4．进给箱
进给箱 10固定在床身 4的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变机
动进给的进给量或所加工螺纹的导程。
5．溜板箱
溜板箱 8与刀架 2的最下层——纵向溜板相连。与刀架一起作纵向运动，功用是把进给
箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向和横向进给或快速移动或车螺纹。溜板箱上装有
各种操纵手柄和按钮。
6．床身
床身 4固定在左、右床腿 9和 5上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工
作时保持准确的相对位置或运动轨迹。
卧式车床的传动与结构
卧式车床的传动系统图
现以 CA6140型卧式车床为例，分析普通卧式车床的传动系统图如图 所示。图中各
种传动元件用简单的规定符号代表，各齿轮所标数字表示齿数。规定符号详见国家标准
GB4460-1984《机械制图——机构运动简图符号》。机床的传动系统图画在一个能反映机床基
本外形和各主要部件相互位置的平面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。各传动元件
应尽可能按运动传递的顺序安排。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空
间位置。
CA6140型卧式车床传动系统分析
1.主运动传动链
1）传动路线
CA6140型卧式车床主运动传动链的两末端件是主电动机和主轴。运动由电动机
（，1450r／min）经 V型带轮传动副Ф130mm／Ф230mm传至主轴箱中的轴 I。在轴 I
上装有双向多片摩擦离合器 M1，使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器 M1左部的摩擦片
时，轴 I的运动经齿轮副 56／38或 51／43传给轴Ⅱ，使轴Ⅱ获得两种转速。压紧右部摩擦
片时，经齿轮 50、轴Ⅶ上的空套齿轮 34传给轴Ⅱ上的固定齿轮 30。这时轴 I至轴Ⅱ间多一
个中间齿轮 34，故轴Ⅱ的转向与经 M1左部传动时相反。轴Ⅱ反转转速只有一种。当离合器
处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧。轴Ⅰ的运动不能传至轴Ⅱ，主轴停转。
轴Ⅱ的运动可通过轴Ⅱ、轴Ⅲ间三对齿轮的任一对传至轴Ⅲ，故轴Ⅲ正转共有 2×3＝6
种转速。
运动由轴Ⅲ传往主轴有两条路线：
①高速传动路线。主轴上的滑移齿轮 50移至左端，使之与轴Ⅲ上右端的齿轮 63啮合。
运动由轴Ⅲ经齿轮副 63／50直接传给主轴，得到 450～1400r／min的 6种高转速。
②低速传动路线。主轴上的滑移齿轮 50移至右端，使主轴上的齿式离合器 M2啮合。
轴Ⅲ的运动经齿轮副 20／80或 50／50传给轴Ⅳ，又经齿轮副 20／80或 51／50传给轴 V，
再经齿轮副 26／58和齿式离合器 M2传至主轴，使主轴获得 10～500r／min的低转速。
传动系统可用传动路线表达式表示如下：
式中，ⅰ2和ⅰ3基本相同，所以实际上只有 3种不同的传动比。因此，运动经由低速
传动路线时，主轴实际上只能得到 2× 3×（2× 2－1）＝18级转速。加上由高速路线传动获
得的 6级转速，主轴总共可获得 2× 3× [1＋（2× 2－1）] = 6 +18 ＝24级转速。
同理，主轴反转时，有 3× [ l＋（2× 2－1）]＝12级转速。
主抽的各级转速，可根据各滑移齿轮的啮合状态求得。如图 4-3中所示的啮合位置时，
主轴的转速为：
同理，可以计算出主轴正转时的24级转速为10～1400r/nin；反转时的12级转速为14～
1580r／min。主轴反转通常不是用于切削，而是用于车削螺纹时，切削完一刀后使车刀沿
螺旋线退回，所以转速较高以节约辅助时间。
3）主传动系统的转速图
转速图可以表达主轴的每一级转速是通过哪些传动副得到的．这些传动副之间的关系如
何，各传动轴的转速等。
图 是 CA6140型卧式车床主传动系统的转速图。转速图由以下三个部分组成：
①距离相等的一组竖线代表各轴。轴号写在上面。竖线间的距离不代表中心距。
②距离相等的一组水平线代表各级转速回与各竖线的交点代表各轴的转速、由于分级
变使机构的转速一般是按等比数列排列的，故转速采用了对数坐标。相邻两水平线之间的间
隔为 lgφ（其中 φ为相邻两级转速之比，称为公比）。为了简单起见，转速图中省略了对
数符号。
图 CA6140型卧式车床主运动传动链的转速图
③各轴之间连线的倾斜方式代表了传动副的传动比，升速时向上倾斜，降速时向下倾斜。
斜线向上倾斜 x格表示传动副的实际传动比为 Z 主／Z 被＝φx；斜线向下倾斜 x格表示传动
1
50
51
50
50
4
1
80
20
50
50
4
1
50
51
80
20
16
1
80
20
80
20
4
3
2
1
i
i
i
i
）（主 min/10
58
26
80
20
80
20
58
22
43
51
230
130
1450 rn
副的实际传动比为 Z 主/Z 被＝φ-x。
例如：CA6140型车床的公比φ＝，在轴Ⅱ与轴Ⅲ之间的传动比 30/50≈1/φ2，基
本下降 2格；22／58≈l／φ4，基本下降 4格。
2.进给运动传动链
进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传动链。卧式车床在切削螺纹时，进给传动链
是内联系传动链。主轴转 1转刀架的移动量应等于螺纹的导程。在切削圆柱面和端面时，进
给传动链是外联系传动链。进给量也以工件每转刀架的移动量计。因此，在分析进给链时，
都把主轴和刀架当作传动链的两端。
运动从主轴 VI开始，经轴Ⅸ传至轴 X，可经一对齿轮直接传递，也可经轴Ⅺ上的惰轮传
递。这是进给换向机构。然后，经挂轮架至进给箱。从进给箱传出的运动，一条路线经丝杠
XIX带动溜板箱，使刀架作纵向运动，这是车削螺纹传动链；另一条路线经光杠 XX和溜板
箱，带动刀架作纵向或横向的机动进给，这是进给传动链。
l）车削螺纹
CA6140型车床可车削米制、英制、模数制和径节制四种标准的常用螺纹，此外还可以
车削大导程、非标准和较精密的螺纹。既可以车削右螺纹，也可以车削左螺纹。进给传动链
的作用，在于能得到上述四种标准螺纹。
车螺纹时的运动平衡式为：
式中：ｉ为从主轴到丝杠之间的总传动比；tｌ为机床丝杠的导程，mm，CA6140型车床
的 tｌ=12mm；S为被加工螺纹的导程，mm。
改变传动比ｉ，就可得到这 4种标准螺纹中的任意一种。
①米制螺纹
米制螺纹导程的国家标准见表 。可以看出，表中的每一行都是按等差数列排列的，
行与行之间成倍数关系。
表 标准米制螺纹导程 mm
－ 1 － 1. 25 －
1. 75 2 2. 5 － 3
4 5 6
7 8 9 10 11 12
车削米制螺纹时，进给箱中的离合器 M3和 M4脱开，M５接合。挂轮架齿数为
63-100-75。运动进入进给箱后，经移换机构的齿轮副 25/36传至轴ＸＩＶ，再经过双轴滑
移变速机构的齿轮副 19/14，20/14，36/21，33/21，26/28，28/28，36/28，32/28中的
任一对传至轴ＸＶ，然后再由移换机构的齿轮副 25/36×36/25传至轴肌ＸⅥ，接下去再经
轴ＸⅥ～ＸⅧ 间的两组滑移变速机构，最后经离合器 M５传至丝杠ＸＩＸ。溜板箱中的开合
螺母闭合，带动刀架。
车削米制螺纹时传动链的传动路线表达式如下:
其中，轴ⅩⅣ~轴ⅩⅤ之间的变速机构可变换 8种不同的传动比：
即i基j=Sj/7，Sj=，7，8，9，，10，11，12。这些传动比的分母相同，分子则除
和用于其他种类的螺纹外，其余按等差数列排列，相当于米制螺纹导程标准的最后
一行。这套变速机构称为基本组。轴XVI--轴XVⅢ间的变速机构可变换4种传动比：
它们用以实现螺纹导程标准中行与行间的倍数关系，称为增倍组。基本组、增倍组和移
换机构组成进给变速机构。它和挂轮一起组成换置机构。
车削米制(右旋)螺纹的运动平衡式为：
式中：i基为基本组的传动比；i倍为增倍组的传动比。
将上式简化后可得
选择 i 基和 i 倍之值，就可以得到各种标准米制螺纹的导程 S。
Sj最大为12，U倍最大为1，故能加工的最大螺纹导程为S=12 mm。如需车削导程更大的螺
纹，可将轴Ⅸ上的滑移齿轮58向右移，与轴Ⅷ上的齿轮26啮合。这是一条扩大导程的传动路
线。
轴Ⅸ以后的传动路线与前文传动路线表达式所述相同。从主轴Ⅵ~轴Ⅸ之间的传动比为
在正常螺纹导程时，主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动比为 i=58/58=1。
扩大螺纹导程机构的传动齿轮就是主运动的传动齿轮，所以：
a.只有当主轴上的 M2合上，即主轴处于低速状态时，才能用扩大导程。
b.当轴Ⅲ一Ⅳ一Ⅴ之间的传动比为 50/50×20/80=1/4时，i 扩 1=4，导程扩大了４倍；当
传动比为 20/80×20/80=1/16时，i 扩 1=16，导程扩大了１６倍。因此，当主轴转速确定后，
螺纹导程能扩大的倍数也就确定了。
c.当主轴Ⅲ一Ⅳ一Ⅴ之间的传动比为 50/50×50/51时，并不准确地等于 1，所以不能用
于扩大导程。
②模数螺纹
模数螺纹主要是米制蜗杆，有时某些特殊丝杠的导程也是模数制的。米制蜗杆的齿距为
ｐ=πm，所以模数螺纹的导程为Ｓｍ =zp =Zπm ，这里 z为螺纹的线数。
模数 m的标准值也是按分段等差数列的规律排列的。与米制螺纹不同的是，在模数螺
纹导程 Sm=Zπm中含有特殊因子π。为此，车削模数螺纹时，挂轮需换为 64/100×100/97。
其余部分的传动路线与车削米制螺纹时完全相同。运动平衡式为：
式中，。代入化简后得
因为，从而得
改变 i 基和 i 倍时，就可以车削出各种标准模数螺纹。如应用扩大螺纹导程机构，也可以
车削出大导程的模数螺纹。
③英制螺纹
英制螺纹在采用英制的国家(如英、美、加拿大等)中应用广泛。我国的部分管螺纹目前
也采用英制螺纹。
英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数ａ（扣/in)表示，因此英制螺纹的导程 Sa =1/a。
由于 CA6140车床的丝杠是米制螺纹，被加工的英制螺纹也应换算成以毫米为单位的相应导
程值，即
a的标准值也是按分段等差数列的规律排列的，所以英制螺纹导程的分母为分段等差级
数。此外，还有特殊因子 。车削英制螺纹时，应对传动路线作如下两点变动：
①将基本组两轴(轴ⅩⅤ和ⅩⅣ)的主、被动关系对调，使轴ⅩⅤ变为主动轴，轴ⅩⅣ变
为被动轴， 就可使分母为等差级数。
②在传动链中实现特殊因子 。
为此，将进给箱中的离合器 M3和 Ms接合，M4脱开，轴ⅩⅥ左端的滑移齿轮 25移至左
面位置，与固定在轴ⅩⅣ上的齿轮 36相啮合。运动由轴 XIII经 M3先传到轴ⅩⅤ，然后传
至轴ⅩⅣ，再经齿轮副 36/35传至轴ⅩⅥ。其余部分的传动路线与车削米制螺纹时相同。车
削英制螺纹时传动路线表达式读者可自行写出，其运动平衡式为
其中，
故
改变i基和i倍，就可以车削出各种标准的英制螺纹。
④径节螺纹
径节螺纹主要是英制蜗杆。它是用径节 DP来表示的。径节 DP=ｚ／Ｄ(z为齿轮齿数；
D为分度圆直径，in) ，即蜗轮或齿轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数。英制蜗杆的轴向
齿距即径节螺纹的导程为
径节 DP也是按分段等差数列的规律排列的。径节螺纹导程排列的规律与英制螺纹相同，
只是含有特殊因子 π。车削径节螺纹时，传动路线与车削英制螺纹时完全同，但挂轮
需换为 64/100×100/97，它和移换机构轴ⅩⅣ～ⅩⅥ间的齿轮副 36／25组合，得到传动比
值：
综上所述：
a.车削米制和模数螺纹时，使轴ⅩⅣ主动，轴ⅩⅤ被动；车削英制和径节螺纹时，使轴ⅩⅤ
主动，轴ⅩⅣ被动。主动轴与被动轴的对调是通过轴ⅩⅢ左端齿轮 25 (向左与轴ⅩⅣ上的
齿轮 36啮合，向右则与轴ⅩⅤ左端的 M3形成内、外齿轮离合器)和轴ⅩⅥ左端齿轮 25的移
动(分别与轴ⅩⅣ右端的两个齿轮 36啮合)来实现的。这两个齿轮由同一个操纵机构控制，
使它们反向联动，以保证其中一个在左面位置时，另一个在右面位置。轴ⅩⅢ~ⅩⅣ间的齿
轮副 25/36、离合器M3、轴XV-ⅩⅣ-ⅩⅥ间的齿轮25－36－25(这个齿轮36是空套在轴ⅩⅣ
上的) 和轴ⅩⅣ～ⅩⅥ间的 36/25(这个齿轮 36是固定在轴ⅩⅥ上的)称为移换机构。
b.车削米制和英制螺纹时，挂轮架齿轮为63-100-75；车削模数和径节螺纹(米制和英
制蜗杆)时，挂轮架齿轮为64-100-97。
⑤非标准螺纹
车削非标准螺纹时，不能用进给变速机构。这时，可将离合器 M3，M4和 M５全部啮合，
把轴ⅩⅢ，XV ，XVIII和丝杠连成一体，使运动由挂轮直接传动丝杠。被加工螺纹的导程 S
依靠调整挂轮架的传动比ｉ挂来实现。
为了综合分析和比较车削上述各种螺纹时的传动路线，把 CA6140型车床进给传动链中
加工螺纹时的传动路线表达式归纳总结如下：
2）车削圆柱面和端面
①传动路线
为了减少丝杠的磨损和便于操纵，机动进给是由光杠经溜板箱传动的。这时，将进给中
的离合器Ｍ５脱开，使轴ⅩⅤⅢ的齿轮 28 与轴ⅩⅩ左端的 56 相啮合。运动由进给箱传至光
杆ⅩⅩ，再经溜板箱中的齿轮副(36/32) × (32/56)、超越离合器及安全离合器M８、轴ⅩⅩⅡ、
蜗杆蜗轮副 4/29传至轴ⅩⅩⅢ。运动由轴ⅩⅩⅢ经齿轮副 40/48或(40/30) X (30/48)、双
向离合器 M6...轴ⅩⅩⅣ、齿轮副 28/80、轴ⅩⅩⅤ传至小齿轮 12。小齿轮 12与固定在床
身上的齿条相啮合。小齿轮转动时，就使刀架作纵向机动进给以车削圆柱面。若运动由轴ⅩⅩ
Ⅲ经齿轮副 40/48或 40/30 × 30/48、双向离合器 M7、轴ⅩⅩⅤⅢ及齿轮副 48/48 X
59/18传至横向进给丝杠ⅩⅩⅩ，就使横刀架作横向机动进给以车削端面。其传动路线表达
式如下：
②纵向机动进给量
CA6140型车床纵向机动进给量有 64 种。当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线
时，可获得正常进给量。这时的运动平衡式为
化简后可得
改变 i 基和 i 倍可得到从 ~ 32种正常进给量。其余 32 种进给量可分别
通过英制螺纹传动路线和扩大螺纹导程机构得到。
③横向机动进给量
通过传动计算可知，横向机动进给量是纵向的一半。
3）刀架的快速移动
为了减轻工人劳动强度和缩短辅助时间，刀架可以实现纵向和横向机动快速移动。按下
快速移动按钮，快速移动电动机(370W，2600r/min)经齿轮副 13/29 使轴ⅩⅩⅡ高速转动，再经
蜗杆副 4/29、溜板箱内的转换机构，使刀架实现纵向或横向的快速移动。快移方向仍由溜板
箱中双向离合器 M6和 M7控制。
刀架快速移动时，不必脱开进给传动链。为了避免仍在转动的光杠和快速电动机同时传
动轴ⅩⅩⅡ，在齿轮与轴ⅩⅩⅡ之间装有超越离合器 M8。
CA6140型卧式车床主要结构
1.主轴箱
CA6140型车床主轴箱内有：主轴部件、主传动变速及操纵机构、摩擦离合器及制动器、
主轴到交换齿轮间的传动与换向机构以及润滑装置等。
如图所示，为主轴箱的展开图。该图是按照传动路线中各传动轴的先后传动顺序，
沿轴Ⅳ-Ⅰ-Ⅱ–Ⅲ(V )-VI-XI-X的轴线剖切，展开在一个平面上而得到的。展开图是把立
体展开在一个平面上，因而其中有些轴之间的距离拉开，使原来相互啮合的齿轮副分开了，
如轴Ⅳ和轴Ⅲ、轴V之间，因此，展开图不表示各轴的实际空间位置。展开图上的轴向尺寸
和各轴上所有的零件是按尺寸比例绘出的，图中表示了主轴箱内全部传动件、支承件及有
关结构。为了表示出各轴的空间相互位置和各变速操纵机构的实际情况，还需要有主轴箱
的向视图和横剖面图。
1）卸荷式带轮
电动机经 V带将运动传至轴Ⅰ左端的带轮上(图 )。带轮与花键套筒用螺钉联接成一
体，支承在支承套内孔中的两个深沟球轴承上。支承套固定在主轴箱体上。作用在带轮上的
传动带拉力，通过花键套筒、滚动轴承和支承套，最后传给主轴箱体。而转矩则由带轮经过
花键套筒传给轴Ⅰ。这样，轴Ⅰ只传递转矩而避免了由传动带拉力产生的弯曲变形。这种带
轮起到了卸荷的作用。
2）双向片式摩擦离合器及其操纵机构
轴Ⅰ上装有双向片式摩擦离合器，其主要作用是实现主传动的换向。如图所示，
摩擦离合器由内摩擦片、外摩擦片、定位片，压紧块及调整螺母组成。左、右两边的双联
齿轮和单联齿轮分别空套在轴Ⅰ上，当电动机起动后，经传动带带动轴Ⅰ旋转，这时并不
能直接带动上述两个齿轮转动，而要通过摩擦离合器的内、外片的接合才能转动。
图 CA6140型卧式车床主轴箱展开图
图 表示的是左离合器的结构。离合器的内、外两组摩擦片依次相间安装，外摩
擦片 2外圆周上有 4个凸起，正好嵌在双联空套齿轮罩壳的缺口中，外片的内孔大于轴Ⅰ上
的花键。内摩擦片外圆无凸起略小于齿轮罩壳的内径，内孔是花键孔，装在轴Ⅰ的花键上并
同轴Ⅰ一起旋转。当拉杆通过销子向左推动压紧块时，使内、外摩擦片互相压紧。轴Ⅰ的转
矩便通过摩擦片间的摩擦力矩传给空套齿轮，使主轴正转。两定位片起限制摩擦片轴向位置
的作用。同理，当压紧块向右推时，使主轴反转。压紧块处于中间位置时，左、右离合器
均脱开，主轴及轴Ⅱ以后其他各轴传动停转。右摩擦离合器结构与左摩擦离合器结构原理相
同，就是摩擦片数少一些。
图 摩擦离合器及其操纵机构
离合器接合和脱开的操纵，由溜板箱右侧的开关杠上的手柄完成（图 ）。当向上扳
动手柄时，通过杠杆机构使扇形齿轮顺时针转动，带动齿条向右移动，其上的拨叉拨动轴Ⅰ
右端的滑套右移。滑套右移时，将元宝销(杠杆)的右角压下，元宝销绕其回转中心顺时针转
动，下端的凸缘推动装在轴Ⅰ内孔中的拉杆左移，并通过销子带动压紧块向左压紧，主轴正
转。当手柄向下扳时，右离合器压紧，主轴反转。当手柄处于中间位置时，离合器脱开，主
轴停转。
为了缩短停车的辅助时间，主轴箱中还装有闸带式制动器，该制动器与摩擦离合器操纵
机构联动。当正转和反转时，齿条上的凹槽处与杠杆的下端接触，使杠杆顺时针转动，制
动器松开；当停车时(手柄处于中间位置时)，齿条上的凸起处与杠杆接触，杠杆逆时针转动，
拉紧闸带，制动器工作，使主轴立即停下来。
摩擦离合器除换向和传递转矩外，还可起到断开传动键的作用。车床往往要频繁变换主
轴转速，如果利用关停主电动机来停车变速(转动时变速会损坏齿轮)，电动机频繁起制动易
损坏。利用摩擦离合器的脱开位置，可切断轴Ⅰ以后的传动链，在主电动机运转情况下，
轴Ⅱ后各轴停转，即可变速。此外，摩擦离合器还可起到过载保护作用。当机床过载时，
摩擦片打滑，主轴停转，就可避免损坏机床。摩擦片间的压紧力是可以调整的，调整时，先
压下防止螺母圆松动的弹簧销，同时拧动压紧块上的圆螺母，圆螺母轴向移动，改变摩擦片
间的间隙，即可达到调整摩擦力大小的作用，调整后，使弹簧销重新卡进圆螺母的缺口中，
避免螺母松动。
3）主轴部件
主轴部件由主轴、主轴轴承、主轴上的传动齿轮以及紧固件组成。由于机床工作时由主
轴直接带动工件旋转进行切削加工，因此，主轴是机床上的一个关键部件。
如图 所示，CA6140型车床主轴是一个空心阶梯轴。主轴内孔用于通过长的棒料或穿
入钢棒打出顶尖，或通过气动、液压或电气夹紧装置的管道、导线。主轴前端的莫氏 6 号
锥孔用于安装顶尖或心轴，利用锥孔配合的摩擦力直接带动顶尖或心轴转动。主轴前端部采
用短锥法兰式定位结构，用于安装卡盘或拨盘。短锥面与卡盘的锥孔相配合来定位，并由卡
板及四个螺钉快速固定，通过圆形拨盘传递转矩。
CA6140型车床的主轴组件，近年来采用二支承结构及后端面轴向定位。这种结构的主轴
组件完全可以满足刚度与精度方面的要求，且使结构简化，降低了成本。主轴的前支承是
NN3021K/P5型双列短圆柱滚子轴承，用于承受径向力。这种轴承具有刚性好、精度高、尺
寸小及承载能力大等优点。 后支承有 2 个滚动轴承，一个是 7025ACJ型角接触球轴承，大
口向外安装，用于承受径向力和由后向前的轴向力。后支承还采用了一个 51215型推力球
轴承，用于承受由前向后的轴向力。
主轴支承对主轴的回转精度及刚度影响很大，特别是轴承间隙直接影响到加工精度。
主轴轴承应在无间隙(或少量过盈)条件下进行运转，因此，主轴组件应在结构上保证能调
整轴承间隙。CA6140型车床主轴前轴承的前后两端各有一个螺母(后螺母带有锁紧装置，与
前轴承之间还有一个隔套) ，用来调整间隙。这两个螺母可以改变 NN3021K/P5型轴承的轴
向位置，当轴承的内环向前移动时，由于轴承内环很薄，且内环孔与主轴是锥面配合，就
会引起内环径向弹性膨胀变形，从而调整轴承径向间隙或预紧(过盈)程度。后支承外边的
螺母也被用来调整后支承两个轴承的间隙。
主轴上装有三个齿轮，从右至左为空套在主轴上的斜齿轮、与主轴花键连接的滑移齿
和固定在主轴上的进给传动齿轮。用斜齿轮传动时，主轴运转较平稳；且齿轮是左旋的，
其传动时产生的作用力于主轴的轴向力方向向前，与纵向切削力方向相反，可抵消一部分
支承所受轴向力。中间的滑移齿轮，在左边位置时，为高速传动；在右边时，作为内齿离
合器与斜齿齿轮接合，为低速传动；在中间位置时，主轴空档，可较轻快地用于转动主轴，
以便进行调整工作。
4）变速操纵机构
主轴箱中共有三套操纵机构来操纵滑移齿轮进行动作。图是其中轴Ⅱ和轴Ⅲ上的
滑移齿轮操纵机构。
轴Ⅱ上的双联滑移齿轮和轴Ⅲ上的三联滑移齿轮是用一个手柄进行操纵的。变速手柄
装在主轴箱的前壁上，通过链传动使轴Ⅳ转动，轴Ⅳ上装有盘形凸轮和曲柄。盘形凸轮上
有一条封闭的曲线槽，由两段半径不同的圆弧和直线组成，凸轮上有六个变速位置。在位
置1、2、3时，杠杆上端的滚子处于凸轮槽曲线的大半径圆弧处，杠杆经拨叉1将轴Ⅱ上的
双联滑移齿轮移至左端位置。在位置4、5，6时，双联滑移齿轮移至右端位置。另外，曲柄
随轴Ⅳ转动，带动拨叉2拨动轴Ⅲ上的三联滑移齿轮，使其处于左、中、右三个位置。依次
转动手柄，就可以使两个滑移齿轮得到6种位置组合，即使轴Ⅲ得到6种转速。
图 变速操作机构
2.进给箱
CA6140型车床进给箱由变换螺纹导程和进给量的变速机构(基本组和增倍组)、变换螺
纹种类的移换机构、丝杠和光杠的转换机构以及操纵机构等组成。
进给箱中的滑移齿轮和离合器也用三个集中变速机构来操纵。基本组的 4个滑移齿轮由
一个手柄操纵；增倍组的两个滑移齿轮用一个手柄操纵；移换机构和丝、光杠转换机构由一
个手柄操纵。
进给箱中精度要求较高的是与丝杆联接的轴ＸＶⅢ，其回转精度和轴向窜动会直接影
响车削螺纹的精度，因此，该轴使用了两个D级推力球轴承。
3.溜板箱
溜板箱内有开合螺母机构、纵向和横向机动进给传动及操纵机构、螺纹进给与机动进给
间的互锁机构以及超越离合器和安全离合器等安全保险机构等。图是溜板箱中的主要机
构图。
1）开合螺母机构
车螺纹时，进给箱的运动由丝杆传出，合上溜板箱中的开合螺母，就可通过丝杠螺母
副带动溜板箱及刀架运动。机动进给时，打开开合螺母，就可切断与丝杠的联系。
开合螺母的结构见图中的A-A剖视，由下半螺母18和上半螺母19组成，它们都可沿
溜板箱后壁上的竖直燕尾形导轨上下移动。每个半螺母上各装有一个圆柱销20，它们分别插
入槽盘21的两条曲线槽d中(见B-B视图)。车削螺纹时，转动手柄15，使轴4及与之一体的槽
盘21转动。槽中的两个圆柱销在曲线的作用下带动上下半螺母互相靠拢，使得开合螺母与丝
杠啮合。盘21上的偏心圆弧槽d接近盘中心部分的倾斜角比较小，使得开合螺母闭合后能自
锁。限位螺钉17用来调节螺母与丝杠的间隙。
2)纵、横向机动进给及快速移动操纵机构
纵、横向机动进给及快速移动是由一个四向操纵手柄1集中操纵的，如图和图
所示。该手柄向左或向右扳动，可使刀架向左或向右作纵向进给运动；向前或向后扳动，
则可使刀架向前或向后作横向进给运动。若按下手柄1上端的快速按钮，快速电动机起动，
刀架就可朝手柄扳动的相应方向作快速运动，松开快速按钮，则快速运动停止，同时自动
地恢复相应的机动进给运动。
向左或向右扳动手柄时，由于轴的轴向位置固定，故手柄1绕销轴α摆动，通过其下
部的开口槽带动轴向右或向左移动，再经过杠杆及推杆，使圆柱形凸轮顺时针或逆时针方
向转动，凸轮9上的曲线槽推动拨叉向后或向前移动，带动双向牙嵌离合器M6 (见图)
向相应的方向啮合，使刀架作向左或向右的纵向机动进给。
向前或向后扳动手柄时，轴和固定在轴左端的圆柱凸轮转动，通过凸轮上的曲线槽使
杠杆绕其安装轴摆动，再通过拨叉拨动轴ＸＸＶⅢ上的双向牙嵌离合器M7向相应的方向啮
合，使刀架作向前或向后的横向机动进给。
快速移动由安装在溜板箱右壁上与轴ＸＸⅡ右端相联的快速电动机实现(图)。快
速 电动机起动后，驱动轴ＸＸⅡ快速转动，然后由机动送给路线使刀架快速移动。此时，
由进给传动链的齿轮传给轴ＸＸⅡ的较慢的运动并不用切断，因为在蜗杆轴的左端装有超
越离合器。超越离合器可保证两运动同时传给轴ＸＸⅡ而不产生矛盾。
当手柄处于中间位置时，离合器 M6和 M7都脱开，机动进给停止，快速移动也不能进行。
手柄下部的盖上开有十字形槽，使操纵手柄不能同时接合纵向和横向进给运动，起到互锁作
用。
此外，为了避免损坏机床，在接通机动进给或快速移动时，开合螺母不应闭合；反之合
上开合螺母时，就不允许接通机动进给或快速移动。因此，在溜板箱中还设置了互锁机构(件
与轴、轴)来实现这一互锁功能。
当进给力过大或刀架移动受到阻碍时，也很有可能损坏机床。因此，在溜板箱的轴ＸＸⅡ
与超越离合器之间还设置有靠弹簧预紧的螺旋形端面齿安全离合器。当刀架过载时，该离合
器两部分之间产生相对滑动，运动不再由蜗轮传出， 而自动切断机动进给。
图 溜板箱
图 溜板箱操纵机构
机床主要附件
卡盘和顶尖
1.三爪卡盘装夹工件
三爪卡盘的构造如图 所示。将夹紧扳手的方头插入小伞齿轮的方孔，使小伞齿轮
带动大伞齿轮转动。大伞齿轮背后有平面螺纹(形状好似一盘蚊香)，3个卡爪的背面有螺纹
与平面螺纹啮合。因此，当转动伞齿轮时，3个卡爪在平面螺纹的作用下，同时作向心或离
心方向移动，将工件夹紧或放松。用三爪卡盘夹持工件，一般不需校正，3个卡爪能自动定
心，使用方便，但定位精度较低。
由于三爪卡盘本身制造误差、卡盘装上主轴时的装配误差和卡盘使用较长时间后卡爪
磨损引起精度逐渐下降等原因，使三爪卡盘3个卡爪的定位面所形成的中心与车 床主轴旋
转中心不完全重合。因此，当被加工零件各加工面位置精度要求较高时，应尽量在一次装
夹中加工出来，以保证精度要求。
卡爪分正爪和反爪，当用正爪夹紧工件时，工件直径不能太大，一般卡爪伸出量不超过
卡爪长度的一半，否则卡爪与平面螺纹只有 2～3牙啮合，容易使卡爪的牙齿损坏。安装较
大直径的工件时，可以改用反爪装夹，如图 (c)所示。
三爪卡盘能自动定心，安装效率较高，但夹紧力没有四爪卡盘大。这种卡盘不能装夹形
图 三爪卡
盘
状不规则的工件，只适用于中小型规则工件的装夹，如圆柱形、正三边形、正六边形等工件。
2.四爪卡盘装夹工件
四爪卡盘的构造如图 所示。它的 4个卡爪与三爪卡盘的不同，4个卡爪互不相关，
可以单独调整。每个爪的后面有一半瓣内螺纹，跟螺杆啮合，螺杆的一端有一方孔，当卡盘
扳手的方头插入方孔转动螺杆时，就使这个卡爪径向移动。由于四爪卡盘的 4个卡爪各自移
动，互不相连，所以不能自动定心。
图 四爪卡盘
（a）用划针校正 (b)用百分表校正
图 四爪卡盘安装工件时的校正
为了使工件中心与车床主轴旋转中心相一致，装夹工件时，需对工件进行校正。如图
所示为用划针盘按工件划线进行校正。在四爪卡盘上校正精度要求较高的工件时，可用
百分表代替划针盘来校正，如图所示，径向跳动在百分表上显示出来，用这种方法校
正工件，精度可达以内。在校正外圆时，应先校正近卡盘的一端，再校正远端。
四爪卡盘由于其4个卡爪均可独立移动，因此可安装截面为方形、长方形、椭圆以及
其他不规则形状的工件；由于夹紧力比三爪卡盘大，亦常用来安装较大截面的工件。根据
需要，将卡爪调转180°安装，即成反爪。实际使用中可以用一个或两个反爪，而其余的仍
用正爪。
四爪卡盘的优点是夹紧力大，缺点是校正比较麻烦，适用于装夹毛坯、形状不规则的工
件或较重的工件。
3.顶尖装夹工件
对于较长的或必须经过多次装夹才能完成加工的轴类工件，或工序较多在车削后还须
进行铣、磨加工的工件，要求有同一个装夹基准，这时可在工件两端钻出中心孔，工件安
放在前、后顶尖之间，用顶尖、卡箍、拨盘安装工件，主轴通过拨盘带动紧固在轮端的卡
箍使工件转动，如图所示。
1）中心孔的作用及结构
中心孔是轴类工件在顶尖上安装的定位基面。中心孔的60°锥孔与顶尖上的60°锥面相配
合：锥孔里端有小圆孔，可保证锥孔与顶尖锥面配合贴切，并可存储少量润滑油脂。B型中
心孔外端的120°锥面又称保护锥面，用以保护60°锥孔外缘不被碰坏。
2）顶尖的种类
顶尖有普通顶尖(又称死顶尖〉、活顶尖和反顶尖等，如图 所示。
图 用顶尖装夹工件
图 顶尖的种类
图 中前顶尖采用死顶尖装夹，另一端插入主轴锥孔内，随工件一起转动，与工件
无相对运动，不发生摩擦。后顶尖的选用视情况而定。在高速切削时，为了防止后顶尖与中
心孔摩擦发热过多而磨损或烧坏，常采用活顶尖。活顶尖的精度不如死顶尖高，故一般用于
轴的粗加工或半精加工。若轴的精度要求较高时，后顶尖也应用死顶尖。为减轻摩擦，可在
顶尖头部加少许油脂，并合理选择切削速度。加工直径小于 6mm的轴类零件，需用顶尖装夹
加工时，由于直径小，在轴端钻孔不方便，可将轴端车成 60°锥面，用反顶尖支承工件。
3）顶尖的安装与校正
a.顶尖的安装。顶尖尾端锥面的圆锥角较小，所以前后顶尖是利用尾部锥面分别与主轴
锥孔和尾座套筒锥孔的配合而装紧的。安装顶尖时必须先擦净顶尖锥面和锥孔，然后用力推
紧。否则，装不正也装不牢。
b.顶尖的校正。校正前后顶尖，将尾架移向主轴箱，使前后两顶尖接近，检查其轴线
是否重合。如不重合，需将尾座作横向调节，使之符合要求。否则，车削的外圆面将成为
锥面。
在双顶尖上安装轴件，由于两端是锥面定位，定位精度较高，经过多次调头或装卸，工
件的旋转轴线不变，仍是两端 60°锥孔的连线。因此，可保证在多次调头或安装中所加工的
各个外圆具有较高的同轴度。这是与三爪卡盘安装工件的一个重要区别，这个特点对于需经
过多次装夹或工序较多的轴类工件特别重要。
花盘和角铁
花盘是一个大圆盘，盘上有几条狭长的通槽，用以安插螺栓，将工件或其他附件 (如角
铁等)紧固在花盘上。花盘的端面需平整，且应与主轴中心线垂直。
如图所示，当零件上需加工的平面相对于基准平面有平行度要求或需加工的孔和
外圆的轴线相对于基准平面有垂直度要求时，应以基准平面为定位基准在花盘上安装。安
装时应选择恰当的部位安装压板，以防工件变形。如果工件与花盘面不能贴合时，可加用
角铁。
（a）加工连杆孔 (b)加工轴承座轴承孔
图 在花盘上安装工件
中心架和跟刀架
加工细长轴时，为了防止工件受到切削力而产生弯曲变形，往往通过安装中心架或跟
刀架来解决。如图所示为利用中心架车削长轴外圆。中心架固定在床身某一部位，其3
个支承爪支承在预先加工过的工件外圆上，车削工件右端外圆，一端加工完毕再调头车削
另一端。长轴的端面或轴端内孔要加工时，也可利用中心架支撑其一端，对端面和内孔进
行加工。
跟刀架多用于加工细长光轴，跟刀架固定在大拖板侧面上，随大拖板一起移动作纵向运
动。如图 所示，跟刀架一般为两个支承爪，紧跟在车刀后面起辅助支承作用。因此，
跟刀架主要用于细长光轴的加工。使用跟刀架需先在工件右端车出一小段光滑的圆柱面，根
据外圆调整两支承爪的位置和松紧，然后即可车削光轴的全长。
图 利用中心架车削长轴外圆
圆形回转工作台
圆形回转工作台常用于较大零件的分度加工，以及圆弧面、圆弧槽的加工。
圆形回转工作台的外形如图 所示，其中的 b）图为加工圆弧槽的示意。调整好工
件的位置后，一面切削一面均匀地摇动手轮使工件缓慢地实现圆周进给，即可铣出圆弧槽。
图 回转工作台
分度头
分度头是一种用于分度的装置，是铣床上的主要附件之一。
万能分度头最基本的功能是使装夹在分度头主轴顶尖与尾座顶尖之间或夹持在卡盘上
的工件，依次转过所需的角度，利用分度刻度环和游标，定位销和分度盘以及交换齿轮，能
将装卡在顶尖间或卡盘上的工件分成任意角度，以达到规定的分度要求。它可以完成以下工
作：由分度头主轴带动工件绕其自身轴线回转一定角度，完成等分或不等分的分度工作，用
以铣削方头、六角头、直齿圆柱齿轮、键槽、花键等的分度工作，工件铣完一个工作面转动
一个角度再铣下一个工作面；通过配备挂轮，将分度头主轴与工作台丝杠联系起来，组成一
条以分度头主轴和铣床工作台纵向丝杠为两末端件的内联系传动链，用以铣削各种螺旋表面、
阿基米德旋线凸轮等；用卡盘夹持工件，使工件轴线相对于铣床工作台倾斜一定角度，以铣
削与工件轴线相交成一定角度的沟槽、平面、直齿锥齿轮、齿轮离合器等。
如图所示，为最常见的万能分度头。它可以在水平、垂直和倾斜三种位置工作。主
轴前端可以安装三爪卡盘，主轴锥孔内可以安装顶尖等。
图 万能分度头
思考题与习题
试说明机床型号 CK6140、 M7150A、 X6132， X5032， C6132， Z3040， T6112，
Y3150，C1312，B2010A中个汉语拼音及阿拉伯数字的含义。
试述车床包括哪些种类？
试述普通卧式车床由哪几大部件组成，并分析各部件的功用。
试述车床能加工哪些表面？
试述 CA6140型车床主传动链的传动路线。该车床共有几条传动链？指出各条传动
链的起始元件和末端元件。
试比较 CA6140型车床纵向进给运动和车螺纹时传动链的区别。车床这样设计有
何优点？
CA6140型车床中主轴在主轴箱中是如何支承的?三爪卡盘是怎样装到车床主轴上
去的
在 CA6140型车床的传动链中设置了哪几个离合器？为何要设置离合器？
CA6140型车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？
CA6140型车床主轴箱Ⅰ轴上带的拉力作用在哪些零件上？
根据图 、图 b所示传动系统图，完成：
①分别列出图 a、图 b的传动路线表达式；中
②分析图 a中Ⅲ轴、图 b中Ⅴ轴的转速级数；
③分别计算图 a中Ⅲ轴、图 b中Ⅴ轴的最高转速 nmax和最低转速 nmin。
某型号车床的主传动系统图如图 所示。试计算其最高转速 nmax，并完成机
床的主运动的传动路线表达式。
为何车削螺纹时用丝杠承担纵向进给运动，而车削其它表面时用光杠传动纵向
进给和横向进给？
在卧式车床上车削左旋螺纹时应如何操作？
常用的机床附件有哪些？各种附件的功用是什么？
图 ，题 图
