中职 · 数控加工技术专业知识技能实训课

普通车床操作与车削加工的基础知识

从零开始认识车床、看懂车削、安全地车出第一个零件

🎯 学完这节课，你能做到：

用自己的话说出什么是车削，并认出主运动和进给运动。
在车床上指出主轴箱、卡盘、刀架、尾座、溜板箱等主要部件，说出它们是干什么的。
说出车削能加工的常见形状：外圆、端面、槽、孔、圆锥、螺纹等。
知道切削用量三要素（吃多深、走多快、转多快）的意思，会算简单的切削速度。
按照安全操作规程，完成装夹工件、装夹车刀、车端面和车外圆的基本操作。

卧式车床外形简图（示意）

🎬 三维切削动画：工件转、车刀走（按住拖动可翻转）

三维动画：卡盘带着工件旋转（主运动），刀架带着车刀向卡盘方向移动（进给运动），铁屑卷出

② 知识导入：车间里的“圆东西”都是怎么做出来的？

想一想：自行车的车轴、电机里的转轴、拧在一起的螺栓和螺母、汽车上的轴套……它们都有一个共同点——横截面是圆的。

在机加工车间，师傅拿到一根粗糙的圆钢（叫毛坯没加工过的原材料），把它夹在车床上，工件“呼呼”地转，车刀慢慢靠上去，铁屑一卷一卷地掉下来，几分钟后，一根光亮、尺寸精准的轴就出来了。

这个过程就叫做——车削。

💼 岗位链接：车工是机械厂里人数最多的工种之一。学好普通车床，是以后学数控车床的基础——数控车只是把“手摇”换成了“程序控制”，车削原理完全一样。

从毛坯到零件：车削把“粗料”变成“精品”

③ 核心知识讲解

3.1 什么是车削？

一句话记住：工件转，刀具走，把多余的材料切掉。

车削是在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线（或曲线）运动，改变毛坯的形状和尺寸，加工出符合图样要求的工件。

车削是机械制造中最基本、最常用的加工方法。

运动名称	谁在动	大白话
主运动	工件旋转	“转起来”，切下铁屑的主要动力，速度最快
进给运动	车刀移动	“走起来”，让车刀不断切到新的材料

点击下方按钮，切换查看两种运动：

车外圆原理示意：工件转（主运动）+ 车刀走（进给运动）

🎬 走刀切削动画：2D 与 3D 对比　工件一直在转（主运动），车刀从右往左慢慢走（纵向进给），车刀走过的地方直径变小、表面变光。

走刀速度： 1.0×　|　已转 0 圈　|　车刀位置 0 mm

2D：看清“轮廓变化”——车刀走过，直径从 φ80 变成 φ60（示意比例）

3D：看清“立体效果”——车刀在圆柱表面切出一圈圈螺旋刀痕

对比	2D 平面图	3D 立体图
看什么最清楚	工件轮廓、直径变化、刀尖位置	工件真实样子、旋转方向、螺旋刀痕
用在哪里	看图纸、算尺寸（图纸都是 2D 的）	理解车削过程、想象零件形状
大白话	“剪影”，像从正面拍照	“立体模型”，像拿在手里转着看

小提示：进给量 f 越大，3D 图上的螺旋刀痕越稀、表面越粗糙；精车时进给小，刀痕密，表面就光亮。

3.2 车削能干什么？（车削的基本内容）

车削加工范围很广，下面是最常见的 8 种，前 3 种是我们最先要练的：

车外圆把圆柱外表面车小、车光

车端面把工件头部车平

切断 / 车槽切下工件或车出沟槽

钻孔用麻花钻在中心打孔

车孔把孔车大、车准

车圆锥车出一头大一头小的锥面

车螺纹车出螺栓上的“螺旋线”

滚花压出防滑花纹（如手柄）

另外还有：钻中心孔、铰孔、车成形曲面、盘绕弹簧；装上附件后还能镗、磨、研磨和抛光。

🎬 8 种车削内容走刀动画：2D 与 3D 对比　点下面的按钮（或点上面的卡片）选择加工内容，观察工件怎么转、刀具怎么走、材料怎么被切掉。

动画速度： 1.0×　|　加工进度 0%

2D：看轮廓和尺寸怎么变化

3D：看零件真实的立体样子和表面

3.3 车削有什么特点？

① 适应性强：钢、铁、铜、铝、塑料都能车，粗加工、精加工都能做。

② 刀具简单：车刀结构简单，磨刀、装刀都方便。

③ 过程平稳、效率高：车削是连续不断地切，切削力变化小。

④ 精度高：能车出尺寸准确、表面光亮的工件。

3.4 认识普通车床（以 CA6140 卧式车床为例）

CA6140 型号怎么读？C＝车床A＝结构改进6＝落地及卧式车床组1＝卧式车床40＝最大车削直径 400 mm 的 1/10

👇 点击部件名称（或图上部件），看看它是干什么的：

CA6140 卧式车床主要部件简图（示意）

🧊 部件三维立体透视图（按住拖动可翻转）

提示：点击上方部件按钮或图中彩色部件，这里会显示它的作用。

📌 记忆口诀：
“头（主轴箱）转、爪（卡盘）夹、刀架走、尾座顶，溜板带刀跑，进给定快慢，床身托全家。”

3.5 认识车刀

90° 外圆车刀组成示意（俯视）

车刀由刀头切东西的部分和刀柄手柄，夹在刀架上组成。

前刀面：切屑流出去经过的面。
主切削刃：主要负责“切”。
副切削刃：负责把表面“修光”。
刀尖：主、副切削刃交汇的尖点，最容易磨损和崩掉。

常用车刀材料：高速钢（白钢刀，好磨、韧性好）和硬质合金（焊在刀柄上，耐高温、可高速切削）。

🧊 车刀三维模型：“三面两刃一尖”　用鼠标（手机用手指）按住模型拖动，可以从任意方向看车刀。点下面的按钮，对应部位会闪烁高亮。

90° 外圆车刀三维模型（刀头为硬质合金、刀柄为碳钢，按金属本色模拟）

口诀	部位	颜色
三面	前刀面	■ 金黄
	主后刀面	■ 红
	副后刀面	■ 蓝
两刃	主切削刃	━ 亮红线
两刃	副切削刃	━ 亮蓝线
一尖	刀尖	● 橙色闪点

📐 车刀角度的“三维参考坐标系”与六个基本角度　车刀的角度要放在三个假想的参考平面里量。点“显示参考系”看平面，点角度按钮，模型会自动转到最合适的方向，角度用彩色圆弧标出来。

参考平面	大白话
基面 P_r	过刀尖、水平的平面（和切削速度方向垂直），像“地面”。
切削平面 P_s	过主切削刃、竖直的平面（和基面垂直），像“沿着主刃立起来的一堵墙”。
正交平面 P_o	同时垂直于基面和切削平面，像把车刀横着一刀切开的断面。

箭头：v_c 切削速度方向（工件表面向下转过刀尖）；v_f 进给方向（车刀向卡盘方向走）。

点上面的角度按钮，这里会显示这个角度在哪个平面量、是什么意思、有什么用。

角度	在哪个平面量	由谁和谁夹成	本模型	大白话 / 作用
前角 γ_o	正交平面 P_o	前刀面与基面	12°	刀刃“锋利不锋利”。前角大→切削轻快；太大→刀刃弱、易崩
后角 α_o	正交平面 P_o	主后刀面与切削平面	≈8°	让刀的后面不蹭工件，减少摩擦
主偏角 κ_r	基面 P_r	主切削刃投影与进给方向	≈93°	90° 左右的车刀能车出直角台阶，径向力小、不易顶弯细长轴
副偏角 κ_r'	基面 P_r	副切削刃投影与进给反方向	≈13°	副偏角小→残留刀痕浅、表面更光
刃倾角 λ_s	切削平面 P_s	主切削刃与基面	0°	控制铁屑往哪边流；正值流向待加工表面
副后角 α_o'	副正交平面	副后刀面与副切削平面	≈8°	减少副后刀面与已加工表面的摩擦
楔角 β_o（派生）	正交平面 P_o	前刀面与主后刀面	≈70°	刀头“厚不厚”：β_o＝90°－γ_o－α_o
刀尖角 ε_r（派生）	基面 P_r	主刃投影与副刃投影	≈74°	刀尖“结实不结实”：ε_r＝180°－κ_r－κ_r'

记忆口诀：“前后楔在正交面，主副偏和刀尖角在基面，刃倾角在切削面。”

3.6 切削用量三要素（吃多深、走多快、转多快）

切削用量三要素示意

名称	大白话	单位
背吃刀量 a_p	车刀一次“吃”进去多深（单边）	mm
进给量 f	工件转一圈，车刀走多远	mm/r
切削速度 v_c	工件表面转得多快（线速度）	m/min

点开看：切削速度怎么算？（含例题）

公式：v_c = π × d × n ÷ 1000

d：工件直径（mm）；n：主轴转速（r/min，每分钟转几圈）；π≈3.14

例：车直径 50 mm 的外圆，主轴转速 400 r/min，求 v_c。

v_c = 3.14 × 50 × 400 ÷ 1000 ≈ 62.8 m/min

反过来，直径越大，同样转速下切削速度越快，所以车大工件要把转速调低。

点开看：粗车和精车怎么选？

粗车（先去掉大部分余量）：吃刀深一点、进给大一点、转速低一点。
精车（保证尺寸和光洁度）：吃刀浅、进给小、转速高一点（硬质合金刀）。

🎬 切削用量三要素走刀动画：2D 与 3D 对比　拖动滑块改变 a_p、f、n，看看：吃刀深了台阶变高；进给大了刀痕变稀；转速快了工件转得快、切削速度 v_c 变大。

背吃刀量 a_p： 2.0 mm

进给量 f： 0.30 mm/r

主轴转速 n： 400 r/min

工件直径 d＝50 mm
切削速度 v_c＝πdn/1000＝62.8 m/min
已转 0 圈 → 车刀走了 0.00 mm（＝圈数×f）
车后直径＝50－2×a_p＝46 mm

2D：a_p 是台阶的“高度”，f 是相邻两道刀痕的“间距”（示意图已放大）

3D：橙色圆环＝一次切掉的厚度 a_p；螺旋刀痕的螺距＝f

3.7 安全文明生产（必须牢记！）

① 个人防护

穿好工作服，袖口扎紧，衣服下摆不能敞开。
长发必须盘起并戴工作帽。
必须戴防护眼镜，防止铁屑飞进眼睛。
严禁戴手套操作车床！手套容易被旋转的工件卷进去。

② 操作安全规程要点

开车前检查各手柄位置、润滑油是否正常，先低速空转 1～2 分钟。
工件、车刀必须夹紧；卡盘扳手用完立刻取下。
变速必须停车，不允许运转中扳动变速手柄。
不能用手去摸旋转的工件，不能用手直接清除铁屑，要用铁钩或毛刷。
测量工件必须停车。
头部不要靠工件太近；离开机床必须停车并断电。

③ 文明生产要求

工具、量具、刀具分类摆放整齐，量具不能和刀具、工件混放。
图纸、工艺卡放在便于阅读的地方并保持清洁。
床面导轨上不能放工具或工件，不能敲击导轨。
下班前清除铁屑、擦净机床、导轨加油，把大拖板摇到床尾，切断电源。

④ 实操技能步骤：车端面与车外圆（入门实训）

实训任务：把 φ45 mm 的 45 钢棒料，车平端面，再车出 φ40 mm、长 50 mm 的外圆。
准备：CA6140 车床、90° 外圆车刀、卡盘扳手、刀架扳手、游标卡尺、钢直尺、铁屑钩、毛刷。

穿戴检查
穿工作服、扎紧袖口，戴工作帽和防护眼镜。不准戴手套！
机位：（可拖动画面旋转）
开机前检查
检查各手柄是否在空挡位置，查看油窗是否有油；低速空转 1～2 分钟，听声音是否正常。
机位：（可拖动画面旋转）
装夹工件
把棒料放进三爪卡盘，伸出长度约 60 mm（比加工长度多 5～10 mm），用卡盘扳手夹紧。
⚠ 夹紧后立刻取下卡盘扳手！再低速转动检查工件是否夹正、有没有跳动。
机位：（可拖动画面旋转）
装夹车刀
车刀放在刀架上，刀尖必须对准工件中心（等高），可用尾座顶尖对比高度，不够就在刀下垫平整的垫片。
⚠ 车刀伸出长度一般不超过刀柄厚度的 1～1.5 倍，至少用两个螺钉拧紧。
机位：（可拖动画面旋转）
选择转速和进给量
停车状态下扳动变速手柄，粗车转速可选约 400～500 r/min，进给量约 0.2～0.3 mm/r（以实训老师要求为准）。变速一定要停车！
机位：（可拖动画面旋转）
车端面
开车，摇动中滑板手柄，使刀尖轻轻碰到端面（对刀），再横向由外向中心进刀，把端面车平。端面中心不能留小凸台。
机位：（可拖动画面旋转）
对刀试切车外圆
刀尖轻碰外圆表面，记下中滑板刻度；纵向退出，按余量进刀，试车 2～3 mm 长后停车测量，确认尺寸再继续。
机位：（可拖动画面旋转）
粗车、精车外圆
先粗车留 0.5～1 mm 余量，再精车到 φ40 mm。纵向走刀到 50 mm 长度时及时停止进给。
机位：（可拖动画面旋转）
停车测量
完全停车后用游标卡尺测量直径和长度，合格后卸下工件。
机位：（可拖动画面旋转）
收尾整理
用毛刷、铁钩清理铁屑，擦净机床，导轨加油，手柄归位，切断电源，工量具摆放整齐。
机位：（可拖动画面旋转）

点开看：中滑板刻度怎么用？（新手必会）

中滑板手柄转一小格，车刀横向移动的距离是固定的（CA6140 常见为 0.05 mm/格，以机床标牌为准）。

注意：车外圆时，车刀进 0.5 mm，工件直径会减少 1 mm（直径是双边）！

例：直径要从 45 mm 车到 44 mm，只需进刀 0.5 mm，即转 10 格。

如果摇过头了，要反摇半圈以上消除间隙，再重新摇到正确刻度，不能直接退回几格。

⑤ 常见误区 & 易错坑点

❌ 戴手套操作，觉得能防油、防烫

绝对不戴手套！手套会被旋转工件卷进去，导致严重伤害。

❌ 夹完工件忘了取卡盘扳手

“扳手不离手”：夹紧后马上取下，养成习惯再开车。

❌ 用手扯、用嘴吹铁屑

铁屑锋利且很烫，用铁钩、毛刷清理，并且先停车。

❌ 工件还在转就拿卡尺量

必须完全停车后测量，既安全又准确。

❌ 机床运转中扳变速手柄

先停车，等主轴停稳再变速，否则会打坏齿轮。

❌ 刀尖装高或装低，觉得“差不多就行”

刀尖必须对准中心；否则端面中心留凸台，车刀还容易崩刃。

❌ 车刀伸出太长

伸出不超过刀柄厚度的 1～1.5 倍，太长会振动，表面车不光。

❌ 以为进刀 1 mm，直径就小 1 mm

直径是双边：进刀 1 mm，直径减少 2 mm。

❌ 刻度摇过头直接倒回几格

反摇半圈以上消除丝杠间隙，再重新摇到位。

❌ 量具和车刀、工件堆在一起

量具单独放在软垫或盒子里，防止碰伤影响精度。

⑥ 课堂小练习

选好答案后点“提交答案”，系统会马上告诉你对错和解析。

⑦ 小结

车削＝ 工件转（主运动）＋刀具走（进给运动）。
车削能加工外圆、端面、槽、孔、圆锥、螺纹、滚花等。
车床主要部件：主轴箱、卡盘、刀架、尾座、溜板箱、进给箱、丝杠光杠、床身。
切削用量三要素：背吃刀量 a_p、进给量 f、切削速度 v_c；v_c=πdn/1000。
装刀：刀尖对中心，伸出要短，螺钉拧紧。
安全三不：不戴手套、不开车变速、不开车测量；卡盘扳手用完必取。

⑧ 拓展小知识：车工岗位上的真实应用

车工在工厂里做什么？

车工负责按图纸加工轴类、盘类、套类零件，比如汽车传动轴、水泵轴、法兰盘、轴承套。小批量、维修件、单件试制，常用普通车床；大批量生产多用数控车床。

普通车床和数控车床是什么关系？

两者原理相同。普通车床靠人摇手柄控制车刀；数控车床靠程序提前编好的指令自动控制。会操作普通车床、懂切削用量和装夹的人，学数控车会快很多。

车工可以考哪些证书？

可以参加车工职业技能等级认定（初级/中级/高级），以及数控车铣加工相关的 1+X 职业技能等级证书。证书是找工作、评技能等级的重要凭证。

车削加工工艺守则（工厂里的规矩）

加工前准备：看懂图纸和工艺卡，检查毛坯尺寸和余量。
车刀装夹、工件装夹：牢固、对中、不碰伤已加工面。
车削加工：先粗后精，首件必须检验。
加工后处理：工件去毛刺、摆放整齐，防止磕碰生锈。