車床（Lathe），又稱鏇床，是一種將加工物固定在一旋轉主軸上加工的工具機^[1]。1797年英國人亨利·莫茲利發明了車床^[2]，通常用在圓柱型態的工件加工。一般車床配備各種專用刀具，可完成內外圓加工、鑽孔、車螺紋、切斷车槽、端面加工、车外圆、钻中心孔、车孔，铰孔、车圆锥、车成形面、滚花、盘绕弹簧等加工程序。

車床是由電力驅動馬達，經皮帶及齒輪等傳動系統使主軸轉動，帶動主軸夾頭㆖之工件旋轉，再利用固定於刀架㆖之車刀進行車削之工具機，主要加工工件為圓型桿件，切削工作有車端面、內外直徑、圓弧、錐度、鑽孔、搪孔、偏心、壓花、切斷、切槽、車螺牙。

组成

以下以卧式普通车床为例介绍。

頭座

頭座（英语：Head stock）：又稱主軸台，位於車床左側。包含有傳導機構（皮帶傳導的塔輪變速、齒輪變速等。）與莫氏錐度之中空主軸組成。主軸後段裝置齒輪，與傳導機構之塔輪或齒輪連接，帶動主軸運轉。主軸前段可裝置夾頭、面盤等夾具夾持工件。（中空主軸之優點為減輕主軸重量且可夾持長條形工件、更可搭配切断车刀实现自动上落料。）^[3]

主軸變速箱

• H1：机油量观察窗
• H2：中級齒輪桿
• H3：主軸高低速變換桿
• H4：主軸(Main Spindle)
• H5：不倒翁齒輪-前進/後退，啮合/脫開
• H6：变速箱，图中为八段变速
• H7：導螺桿（或称丝杠）(Ball Screw)
• H8：進給桿（或称光杠）(Feed Rod)
• H9：刀架移动开关
• H10：挂輪護蓋

主电动机经过包含 H2、H3 在内的传动链带动主轴 H4 旋转，主轴再经由 H5、H6 控制下带动 H7 或 H8，实现主轴旋转与刀架进给的联动。

H7 称为丝杠、H8 称为光杠，皆因其螺纹（螺丝）与光滑表面而得名。

丝杠用于车削螺纹。主轴的转动通过变速箱内设定好的各组齿轮传动副，以确定的转速比带动丝杠。刀架内装有一个被切成两半的螺母，闭合时可扣在丝杠的螺纹上，进而带动刀架以确定的运动速度（主轴转一转、刀架移动多长距离）移动以切削螺纹。

光杠用于车削光滑外圆面（或滚花）。其上切有键槽，刀架内有滑移齿轮套在光杠上以接收运动，此时走刀通过床身下装的齿条实现。与丝杠的区别是主轴与光杠的转速比不固定，且可通过离合器接通快速进给电动机的传动链，令光杠快速旋转带动刀架快速接近工件、节省加工时间。

H9 是一个四向五位（即可在十字形的轨迹上扳动）的手柄，上下扳动可以更改光杠旋转方向，中间位置切断来自主轴的传动链、停止光杠转动并防止运动干涉，再左右扳动则接通快速进给电动机实施快速走刀。也有车床的该手柄只能上下扳动（两向三位）、快速走刀是装在溜板箱上的单独手柄。

如果变速箱内置的档位无法满足加工要求，可打开 H10 盖子、将特定齿数的齿轮挂装在轴上，扳动手柄选择挂轮即可按照挂轮所设定的传动比走刀。

床台

床台（英语：Lathes bed）：（又稱：床身）床台是车床的大型基础部件，為經過季化處理之鑄鐵製成。有两条精度很高的V形导轨和矩形导轨，其導軌一般都經過高频硬化處理製成。導軌分兩部份，以引導刀座（Carriage）與尾座（Tail stock）移動。床台下方裝置一導螺桿，其螺桿會配合主軸之轉速，可配合刀座部份的自動進刀機構進行車螺紋、工件滾紋(或稱壓花)之工作。

床台的斷面形狀，依製造工廠有不同設計樣式，大致分為英式和美式兩種。^[4]

英式床台和美式床台比較

溜板箱与刀座

溜板箱架在床身上，侧面垂下部分装有传动机构以从丝杠与光杠接受运动，带动上方承装的刀架进刀切削。

刀座（或称刀架，英语：Carriage）：包含複式刀座與自動進刀機構等。複式刀座可操作橫向進刀與縱向進刀。（此处提到的橫向進刀方向與床台保持垂直、縱向進刀方向與床台保持平行，即从主轴而非操作员的角度来看。）一般而言，車床縱向進刀由溜板箱上的大手輪（進刀手輪）操作、橫向進刀由刀座上的手輪操作。自動進刀機構進行車螺紋、工件滾紋的原理係利用車床上工件作一等速運轉，配合刀座之刀具以等速直線移動的方式進行車削。^[5]

• 1: 方形刀架
• 2: 複式刀架上座
• 2a: 複式刀架進刀手輪
• 2b: 分度盘
• 3: 橫向滑板
• 3a: 对侧支架
• 3b: 橫向進刀手輪
• 4: 床鞍（Saddle）
• 5: 裙床（或称溜板箱）（Apron）
• 5a: 縱向進刀手輪（Handwheel）
• 5b: 螺紋 / 光滑面切削控制桿
• 5c: 縱橫进刀控制桿

1 上夹持有车刀。有些车床的该部件可同时夹持四把车刀，用每次旋转 90°的手柄选择一把车刀进行加工，省去频繁换刀的麻烦。

2 可以在 2b 上旋转，使横向进刀变为斜向进刀，用于加工斜面。

当 5b 扳到螺纹档位时，溜板箱内两个半螺母扣在丝杠上，同时光杠上滑移齿轮到床身齿条的传动链断开，刀架由丝杠带动进行螺纹的车削；反之由光杠配合床身齿条带动进行外圆切削。

5c 控制 2 或 3 是否与光杠联动，即是否自动进刀。

尾座

尾座（英语：Tail stock）：（又稱：尾軸架）位於床台的右側位置。尾座的軸孔為莫氏錐度，可裝置鑽頭、絞孔刀與螺絲攻進行內孔加工之工作。亦可配合工件長度的需要，在導軌（ways）上移動尾座；此時尾座可裝置頂心頂住夾頭所夾持之工件，避免夾頭所夾持之工件過長而不易夾持。^[6]

• T1：尾座手輪（Handwheel）
• T2：減速齒輪箱（可選）
• T3：身體
• T4：可調底座
• T5：頂心（Taper）
• T6：鎖定桿

床座

床座包含床台（床軌）及基座（床架），下部為基座；上部為床台。

附件

由於工作上的需要，設有許多的附件。^{[7] [8] [9][10]}

夾頭（Collet）

夾頭是機床上用來夾持工件的機械裝置。

花盤(Face plate)

花盤又稱面盤，是一台車床的基本夾具附件，用於木材或金屬車削車床。它是一個圓形金屬（通常是鑄鐵）板。面盤上有很多放射狀或不規則平行的細長溝，用於裝置較大或不規則形狀工作物之搪孔工作、鑽孔工作、用其他方法無法夾持加工之工作物。

心軸（Finger）

它是套用經過加工後之工作物之孔內，心軸兩端開有頂心孔，以便一端由頂心支持，另一端崁入主軸端。

• 實體心軸：
• 膨脹心軸：
• 排心軸：
• 螺絲心軸：
• 圓錐體心軸：

頂心（頂尖、頂針）、牽轉具（夾頭、卡箍）

（英语：Lathe_center）頂心用來支撐工作物的，裝在主軸端稱活頂心又稱前頂尖，裝在尾座稱為死頂心又稱後頂尖。

頂心種類分為5種：^[11]

• 普通頂心：普通用
• 小件用頂心：小件用
• 半頂心：用於切削端面
• 活動頂心：用於高速切削
• 傘形頂心：用於管或中空之圓筒

牽轉具，中空部位可用以夾持工作物。

• 心形牽轉具又稱為雞心夾頭，通常用來夾持圓形的工作物。
• 夾子形牽轉具：夾子形牽轉具通常用來夾持方形之工作物。

驅動盤（Driven Disc）

驅動盤，安裝於車床主軸上，當其迴轉時，使夾持於兩頂心間之工作物旋轉，以便進行車削加工。

筒夾（Collet）

筒夾是一種零件，它主要負責把小直徑的工作物夾緊於主軸端。主要用於六角車床及自動車床。

中心架（Steady Rest）

避免工作物產生撓曲現象，用來支撐細長工作物，裝設在刀具座上並隨之移動的穩定扶架。

角板 (Angle plate|Angle plate)

使用於工作物不能直接安裝於面盤上的一種輔助工具。

V槽塊（V夾塊）

用來訂定工作物中心位置。

車刀（Turnig Tool）

用於加工，工作物外表。

車削加工

硬车技术(Hard turning)

• 硬车削用于加工高硬度工件。
• 硬车削加工质量好，可以部分替代磨削。
• 刀具使用立方氮化硼(CBN)、陶瓷等材料。
• 大多数情况下，硬车削不使用冷却液。

切削液

切削液是金屬切削加工效率及車刀壽命的重要配套材料。^[12]

輥紋

輥紋，（又稱滾花、滾紋、壓花），為機件表面增加摩擦力或便於持握而特別製成凹凸紋路，這些花紋一般是在車床上用滾花刀滾壓擠件使其表面產生花紋。

輥紋對車床來說是損耗極大的工作，應以低轉速來操作。輥紋部位離夾頭 50 釐米以上時，應以尾座台頂工作物中心，將工作物支撐牢固。^[13]

中心鉆頭

絲攻和絲板

轉動切削參數

切削參數要考慮基本的轉折過程是：

• 選擇最合適的類型的工具
• 夾緊系統
• 切削速度（V c）在米/分鐘
• 外徑車削
• 每分鐘轉數（RPM）車床主軸
• 切削深度
• 剪切
• 類型的車床及配件適合

切削速度

切削速度快慢，取決於很多因素，特別是質量和類型的工具使用，切削深度，硬度和可加工的材料有被加工進給速度和使用。主要限制了機器的速度原因是它的範圍、主軸馬達功率和剛性固定的工件和刀具。

公式：

${\displaystyle V_{c}\left(\mathrm {m \over min} \right)\ =\ {\frac {n\ \mathrm {(min^{-1})} \ \times \ \pi \times \ \mathrm {D_{c}(mm)} }{1000\left({mm \over m}\right)}}}$

其中 Vc 是切削速度，n 是机床的每分钟转数，Dc 是工件的直径。

過度的切削速度可導致：

• 工具快速磨損。
• 工作物的品質降低。

切削速度過低會導致：

• 影響排屑，刃尖容易產生積屑。
• 低效率。
• 加工成本變高。

旋轉速度的工件

在傳統的車床有一個有限的範圍內的速度，取決於速度的主要引擎和變速齒輪箱。在數位車床，這個速度與控制系統的反饋，通常採用可變頻率和速度，可以選擇任何一個範圍內的速度高​​達全速。

La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.

${\displaystyle n\ (min^{-1})={V_{c}\left({m \over min}\right)*1000\left({mm \over m}\right) \over \pi *D_{c}(mm)}}$

种类

由於工業的發達使得實際工作需求日益增進下，為適應各種加工產品及近代自動化加工潮流勢，以符合生產需要，發展多種不同功能與特性：^[14][15]

普通車床（Centre lathe）

普通車床，為目前使用最廣泛的車床種類。早期的普通車床傳動是藉由皮帶傳導的塔輪變速，現今已改用齒輪變速箱傳動。齒輪變速箱的優點為可精確掌握主軸之轉速，且無主軸轉速過高，皮帶摩擦消耗、滑動之情形，因為其主軸是水平放置，所以又名卧式車床。若床面為凹口者，則為凹口車床（Gap lathe）。

桌上車床（Bench lathe）

桌上型車床又稱台式車床，其型式及構造類似普通車床，通常安裝於工作桌上使用而得名，適用於生產精密量具、儀器及小零件之生產。

立式車床（Vertical Lathe）

立式車床的主軸為垂直安裝，床台則成水平方向，工件置於可旋轉的床台上。特別適於加工直徑大，但長度短之工件。

六角車床（Turret lathe）

六角車床又稱轉塔車床，以六角形旋轉刀塔取代普通車床之尾座而設計。特別適於加工需多種加工程序(如鑚孔、鉸孔、搪孔)中大量之工件，適合大量生產。

自動車床（Automatic Lathe）

自動車床，能夠自動照工作物加工次序車削，車製完成後會自動退刀、進料，並進行下一個成品的車削，適合較小直徑工件之大量生產。

靠模車床（Copying Lathe）

靠模車床又稱仿削車床，利用觸針依照模型或樣板的形狀移動，車刀也隨之移動車削工作物，因此可以正確地車削出與模型一樣的工件。

數控機床（Computerized Numerical Control Lathe）

全名為「電腦數值控制車床」，簡稱「數控機床」。優點為適於加工生產中大數量、設計複雜、要求精密度高的工件。

安全標準

當在車床工作時，必須遵守某些規定，以確保不會發生任何事故造成可能的傷害。

保養及維護

潤滑（Lubrication）

相關條目

• 機床
• 自動控制
• 輥紋
• 車刀

參考來源

引用

書目[编辑]

• 《機械加工法》，Amstead, Ostwald, Begeman著，羅仕鵬，黃純權，陳再萬編譯，高立圖書，1995年4月，ISBN 957-584-159-X，第十五章 工具機的基本元件