车床（车削加工）是什么？车床的种类及其结构

车床是什么？

车床是制造现场最常用的机床。在英语中被称为“Lathe”，因此车床加工也被称为“L加工”。本文将讲解车床的原理、历史等制造业不可或缺的基础知识。

车床（车削加工）的基本特点是什么？

车床通过将工件（加工对象）安装在主轴上旋转，并用刀具（切削工具）对其进行切削。使用不同的切削工具可以改变切削的形状和尺寸，这是车床加工的基本原理。车床加工包括外圆切削、螺纹切削、钻孔等加工方法，由于能够加工出带有圆形的产品，因此也被称为“圆形加工”。

车床的历史

机床的起源可以追溯到古埃及的弓形车床。车床的原型“弓钻”在公元前1480年左右的埃及壁画中有所描绘，当时是作为木制加工的工作台使用的。

随着现代化和工业化的推进，机床的技术开发取得了巨大进展。1970年代以后，以数控车床为代表的高精度机床开始兴起。近年来，在少量多样化生产的市场需求背景下，机床的多功能化和小型化不断发展，紧凑型加工中心和复合加工机等设备的需求不断增加。

为什么说车床操作困难？

车床是制造业中最基本的机床，但同时也以“操作难度大”而闻名。主要的原因包括“图纸复杂”、“工具种类选择多”、“切削条件错误会导致工具损坏”等。

车床操作要求工件和工具的精准定位以及细致的操作。可用的工具种类非常丰富，必须根据工件的特性选择合适的工具。如果切削条件或工具设置出错，可能会导致工具损坏甚至机械故障。因此，车床操作需要一定的技术水平和熟练度。不过，从另一个角度来看，这也正体现了车床操作的深度和挑战性。

车床与其他机床的区别是什么？

除了车床之外，机床还包括铣床、加工中心等类型。它们各自有什么特点？下面将为您解析它们之间的区别。

车床与铣床的区别

铣床是与车床齐名的代表性机床。车床是通过主轴固定工件并使其旋转来进行加工，而铣床则是通过旋转刀具进行加工。可以这样形象地理解：车床类似于“陶轮”，而铣床则类似于“雕刻”。

由于这种特性差异，车床更适合加工圆柱形或圆锥形（锥度）的工件，而铣床则更适合直线切削或多面加工等任务。

车床与加工中心的区别

铣床搭载了数控（NC）装置和自动换刀装置（ATC）后，通常被称为加工中心。

加工中心可以在一台设备上完成切削加工、磨削加工等多种加工方式。通过编程设定加工内容后，它能够自动完成工序间的刀具更换，从而实现从工件装夹到加工完成的全程自动化。

车床有哪些种类？

虽然都称为“车床”，但根据结构的不同，车床可以分为“手动与自动”“立式与卧式”等多种类型。接下来，我们将为您详细讲解车床的种类。

通用车床（手动车床）

通用车床是指手动操作的车床，也被称为“普通车床”或“一般车床”。即使在数控（NC）技术成为主流的今天，通用车床因其高度的灵活性，仍然在制造现场被广泛使用。与数控车床不同，它不需要编程设计，因此常用于定制零件或试制品的生产。

数控车床（NC车床）

数控车床是一种通过计算机控制进行加工的车床。NC是“Numerical Control”的缩写，数控车床能够根据预设的程序自动完成加工任务。由于不依赖操作者的技术水平，它可以保证稳定的加工质量，因此非常适合大规模生产或复杂形状零件的制造。

台式车床

台式车床，顾名思义，是一种“可以在桌面上使用的小型车床”，也被称为“台式车床”。由于它可以在有限的空间内操作，因此不仅用于制造业，也常用于DIY等场景。虽然大多数台式车床是手动操作的，但也有配备数控系统的高性能型号。

立式车床

立式车床的主轴垂直于地面布置。由于主轴台与重力方向垂直，因此可以稳定地加工重型或不对称的工件。不过，与卧式车床相比，立式车床的切屑更容易堆积，这是一个缺点。此外，立式车床有时也被称为“立式车削中心”，但根据日本工业标准（JIS），车削中心是指配备数控系统和自动换刀装置等功能的工作机械。

端面车床

端面车床是专门用于端面加工的车床，配备大直径的工作台，能够加工大型工件。主轴为水平方向，从正面进行切削。其加工范围从几十厘米到超过一米不等，广泛应用于航空航天和重工业等领域。

转塔车床

转塔是一种可以安装多个工具的装置（刀架）。在转塔车床上，只需旋转转塔即可更换工具，从而实现无缝的连续加工。然而，随着数控车床和复合加工机的普及，转塔车床如今已很少使用。

复合加工车床

复合加工车床是一种高功能车床，不仅可以进行车削加工，还能进行铣削等操作。它兼具车床和加工中心的功能，配备五个移动轴的“五轴加工机”也属于复合加工机的一种。由于其高加工精度和生产效率，复合加工车床被广泛应用于各行各业的制造现场。

车床结构及各部位的名称

以下为车床的基本组成部分解析：

主轴箱

主轴箱是安装工件的卡盘以及驱动其旋转的轴和电机的核心部件。它是车床的心脏，直接影响整机的加工性能。

床身

床身是车床的基座部分，承担支撑其他主要部件的作用。若因旋转振动导致床身变形，加工精度会显著下降。因此，床身需具备高强度和刚性以确保加工稳定性。

尾座

尾座是与主轴箱相对的部件，通常安装顶尖（一种固定工件的工具），用于辅助支撑长工件，防止加工时弯曲。

溜板箱与刀架

溜板箱包含刀架和齿轮箱，可在床身上左右移动。传统车床中溜板箱多由手动控制，而数控车床（NC旋盤）则通过计算机实现自动化移动。

进给装置

进给装置是驱动切削刀具沿纵向或横向移动的机构，通过调节进给速度实现精确切削。

卡盘

卡盘是主轴箱上用于夹持工件的爪形装置，通过三爪卡盘、四爪卡盘或电磁卡盘等类型实现工件的稳定固定。

车床能做什么？加工目的与方法种类

通过外圆加工、螺纹加工、沟槽加工等，车床可根据不同需求完成多种加工任务。
以下是车床常见加工方法的详细介绍：

外径加工

外径加工是切削圆柱形工件外侧的加工方法。通过将安装在主轴上的工件高速旋转，用切削工具削除外周面。此加工方法用于制造轴、滚轮等圆柱形零件。

内径加工

内径加工是切削圆柱形工件内侧的加工方法。切削工具进入工件内部，从而在工件上形成圆柱形孔或空腔。内径加工适用于轴承座、管道内壁精加工等场景，需根据孔深调整工具长度。

锥度加工

锥度加工是对圆锥形工件施加倾斜（锥度）的加工方法。在工件截面图中，从中心线向外扩展的角度称为“开角”，通过调整刀架角度和进给速度加工出特定角度。

端面加工

端面是指圆柱体底部或顶盖部分。端面加工通过将切削工具按压在工件端面进行加工，适用于平整圆柱形零件的端部。广义上，将棱角加工为圆角的面取加工也属于端面加工范畴。

镗孔加工

镗孔加工是在工件中心部分开孔的加工方法，用于加工大孔径孔或精加工孔内壁。另有专用于镗孔加工的“镗床”设备。

钻孔加工

钻孔加工主要是使用安装在尾座上的钻头在工件上开孔的加工方法，用于为镗孔加工预先制作底孔。

螺纹加工

车床螺纹加工是在工件上切削螺旋状凹槽的加工手法。在工件侧面切削沟槽的方法称为“外螺纹加工”，在内部切削凹槽称为“内螺纹加工”。螺纹加工用于制造丝杠、螺母等零件，使用专用螺纹切削刀具。

沟槽加工

沟槽加工是在圆柱形工件外表面雕刻沟槽的加工方法，用于制作油槽、装饰性沟槽等多样化沟槽。

圆弧加工

圆弧加工是将工件的棱角部分切削为圆形或曲线状的加工方法，适用于制造滚轮、轴承、凸轮等带有曲线的零件。

切断加工

切断加工是使用车床将工件的一部分切割分离的加工方法。通过使用切断刀将工件切成轮片状，适用于将棒材或管材切割至指定长度。

车床关键术语

零点校准：确定刀具与工件的基准位置，确保加工精度。
车削纹路：加工表面的切削痕迹，粗糙度取决于转速与进给量。
撕裂：材料被刀具拉扯脱落的现象，多因刀具磨损或排屑不畅导致。
中心残留：端面或内孔加工时，因刀具未达中心留下的未加工部分。
避空槽：在零件角落切削小槽以减少后续工序，提升效率。

车床的未来发展与选型建议

通过技术革新，车床的功能与加工精度持续提升。通过设备更新，将有助于提高生产效率。最后，我们将解析车床的选购方法与推荐产品。

通用车床 vs 数控车床

通用车床以手动操作为主，产品品质依赖于操作者的技术水平。另一方面，通用车床灵活性高，适合小批量或特殊形状的加工。而数控车床可通过程序实现精密控制，具备优异的一致性与重复性，适合大批量生产。两者各有优缺点，需根据企业承接的订单类型与生产需求选择适合的车床类型。

自动化趋势

人口老龄化及出生率减少，导致劳动力短缺问题日益严峻。制造业中为人力不足所困的企业众多，各公司正通过创意推进省人化与自动化。作为解决方案之一，引入数控车床和车削中心的企业正在增加。

例如通过引入复合加工机，可实现从材料加工、刀具更换到成品出料的全程自动化。若引进加工性能与节能性能优异的工作机械，不仅能提升生产效率，还能削减人力成本与电费支出，从而构建盈利性更高的生产体系。

如何控制人力资源并提升生产效率和速度

兄弟的铣车复合机型「M系列」可同时实现省人化与生产效率提升。该设备在一台机床上集成车削加工与铣削加工功能，最大限度减少工件换装与刀具更换的工时。由于搭载同步五轴功能，还可应对复杂的多面加工。若您希望“实现加工作业自动化”或“通过铣车复合机节省人力”，欢迎随时咨询。