车床基础：普通车床、数控车床、自动车床、立式车床，各部分与规格，刀片型号标记，切削条件，可在 3D 中切削的数控车床模拟器

▦车床的种类

示意图

普通车床Manual (engine) lathe

将主轴箱、尾座、溜板（上面装刀架）装在床身上的车床。由人通过手轮和进给手柄移动刀具，进行外圆车削、镗孔、钻孔、车锥度、车螺纹和滚花。尾座装上顶尖或钻夹头后，还可以做顶尖作业、钻孔、攻丝和铰孔。^[1][2]

擅长单件、试制、维修件。技能习得：日本厚生劳动省的手册指出，即使在以数控车床为主流的现场，确定加工步骤、刀具和条件的技能以及测量技能，也要实际使用普通车床才能掌握，因此需要用普通车床进行脱产培训（Off-JT）。^[3]

车床的维护保养与安全 →

数控车床（CNC 车床）CNC lathe

数控装置读取按约定规则写好刀具运动和加工条件的加工程序，自动进行加工的车床。刀架多为刀塔式。通过数值控制和自动换刀，可以切削曲面和复杂形状。^[4][5]

擅长批量、重复件。日本厚生劳动省的手册列举了相比普通车床的 5 个优点：无需熟练技能也能加工；可防止加工方法、条件出错；精度波动小，质量与生产率可兼顾；一人可负责多台；用对话式或 CAD/CAM 容易编程。^[4]

车削中心Turning center

提升数控车床的功能、配备多把刀具，并带有旋转刀具（铣削）主轴，也能铣削和钻孔的机床。例：大隈 LBⅢ 的 M 规格，12 工位复合刀架的所有工位都可安装车削刀具和旋转刀具；MY 规格则通过 Y 轴集约工序。^[6][7]

车铣复合加工机（车床型）Multi-tasking machine (mill-turn)

车削中心中带有可摆动（分度）加工的旋转刀具主轴的机型。除车削外，一台机床即可完成铣削、斜孔、沟槽乃至滚齿。例：大隈 MULTUS BⅡ 带有 B 轴摆动的刀具主轴和 ATC（HSK-A63，20～80 把）。^[6][5][8]

擅长工序集约（减少换装次数）。大隈还介绍了在车铣复合加工机上完成齿轮加工乃至刮齿（内花键）的规格。^[8]

前往五轴加工页面 →

走心式数控自动车床（瑞士型）Sliding-headstock (Swiss-type) automatic lathe

夹持棒料的主轴箱本身沿轴向（Z）移动，由导套在紧靠加工点处支撑棒料，用导套正前方的刀具进行切削。规格表中之所以有“主轴箱最大移动量”（例：星精密 SR-20JⅡ 为 205 mm），就是这个缘故。有些机型还可切换为不使用导套（无导套）的运转方式（同机型移动量 50 mm）。^[9][10][11]

擅长高精度、高速加工细长的小零件。西铁城机械介绍，Cincom 是以钟表零件上积累的小直径高精度加工技术为基础的走心式（列表中有最大加工直径 ø12、ø16、ø20 等机型）。星精密的列表罗列了最大加工直径为 10～51 mm 的机型。^[9][12][10]

固定主轴箱式数控自动车床Fixed-headstock CNC automatic lathe

主轴箱不动，由刀塔等刀架一侧移动的自动车床（有从送料机送入棒料的棒料机，以及一次夹持一个坯料的卡盘机）。西铁城机械的 Miyano 以高刚性、可重切削的机型为主力，列有最大棒料直径 42～80 mm 的机型。^[9][13]

立式车床（立车、VTL）Vertical turning lathe

主轴垂直、卡盘朝上的车床。工件靠自重紧贴卡盘基准面，因此能抑制夹持力造成的变形，从薄件到大直径、重型工件都能稳定切削。手工装夹异形工件时也不需要扶着。例：大隈 V100R 的最大加工直径为 1,000 mm，最大加工长度（高度）为 890 mm。^[14]

▶数控车床模拟器：编写 G 代码，以 3D 切削

可读取 FANUC 系统车床的 G 代码（G00～G03、G50、G96/G97、G99、G32/G92 车螺纹）。毛坯为 ø40 的圆棒，原点在端面中心。切换到“截面与刀具路径”，可以看到刀具走过的轨迹和 DRO。点击 ▶ 运行开始切削，发暗的部分仍是毛坯，发亮的部分是已切削的表面。

速度

无小数点的数值也按 mm 读取（计算器型）

拖动可旋转

正在加载 3D…

X—

Z—

S0min⁻¹

T—

时间0.0s

行—

┅ 快速移动 G00━ 切削进给━ 车螺纹

检查是否按图纸加工到位的评分练习题共 5 题（端面、台阶、锥度、圆弧、螺纹），见数控车床编程入门。

模拟器是用来观察原理的，刀尖圆角（R）和刀具干涉都做了简化。实际机床请务必查阅机床厂商的使用说明书和参数。

◎让车削条件可视化

改变被加工材料、直径、切削速度、进给、切深、刀尖圆角和刀具后，转速（G50 的上限）、理论粗糙度、切屑厚度、主切削力和功率、车刀挠度、刀具寿命会同时变化。请观察提高其中任何一项时，其他哪些量会受到影响。

⚙车床的各部分

主要的 5 个部分主轴箱、溜板、尾座、进给与螺纹切削机构、床身（及床腿）^[2][1]日本厚生劳动省的手册列出并说明了主轴箱、尾座、溜板、刀架
主轴箱容纳夹持并带动工件旋转的主轴及其轴承，以及传递电机转动并改变转速的齿轮装置（变速机构）的部分。^[2][1]
溜板（床鞍、横滑板、刀架、溜板箱）为车刀提供进给和定位的部分。沿床身导轨在主轴中心线方向（Z）移动，上面的横滑板沿垂直方向（X）移动。溜板由床鞍、横滑板、回转盘、上滑板（小刀架）、刀架和溜板箱组成。^[2][1]
小刀架（上滑板）刀架可以倾斜后固定，在溜板不动的情况下，用小刀架手柄进给来车削锥度。图纸用“1:A”标注锥度，所以刀架的倾斜角要由斜度求出，如 tanθ＝0.5/A（1:5 时为 5.71°）。单一资料·仅供参考^[1]
尾座用尾座轴前端的顶尖支撑长工件的一端。装上钻头、铰刀后，还可引导钻孔和铰孔精加工。有固定顶尖（死顶尖）和回转顶尖（活顶尖）两种。^[2][1]尾座的支撑力过强或过弱都会改变工件的圆度（日本大学的实验；卡盘侧与尾座侧所受背向力的影响不同）。
进给与螺纹切削机构（丝杠、光杠）以主轴的转动为基础，向溜板和横滑板提供准确进给的丝杠、光杠和齿轮的组合。车螺纹时由丝杠带动溜板进给。单一资料·仅供参考^[2]
床身支撑主轴箱、尾座和溜板，并在溜板和尾座移动时起导向作用。要做得足够结实，以免在重量和切削力下变形。^[2][1]
卡盘的种类三爪自定心（联动）卡盘：3 个卡爪同时移动，圆形、六角形工件装卸快。四爪（单动）卡盘：卡爪可逐个移动，因此能夹持异形、偏心工件，也能找正，但重心偏离旋转中心，不能高速旋转。液压、气动动力卡盘：适用于数控车床和自动化，夹持力大。软爪：用未淬火的卡爪按工件形状车削后使用，夹持时不会损伤已加工表面。^[5][1][3]
刀架的形式：排刀与刀塔排刀（Gang）刀架将刀具排成一横列，靠刀架移动选刀（多见于走心式小型自动车床。例：星精密 SR-20JⅡ 有 6 把 □12 mm 车刀）。刀塔刀架将刀具排在圆周上，靠分度选刀（例：大隈 LBⅢ 为 12 角 V12，西铁城机械 Miyano 为 8～12 工位）。京瓷用图示出了小型数控自动车床的刀具配置示例：排刀型、对向排刀型和刀塔型。^{[15][7][13][10]}

≡规格的看法

项目	含义与示例
最大加工直径、回转直径	可切削的工件最大直径。数控车床的规格表中多用“最大加工直径”标示（例：大隈 LB35Ⅲ ø460 mm、LB45Ⅲ ø660 mm，MULTUS B300Ⅱ ø630 mm，V100R ø1,000 mm）。^[7][8][14]关于普通车床使用的“床身上回转直径”“溜板上回转直径”的定义，因无法查阅一手资料（JIS B 0105）而未能确认。百科全书（线索）的说明是：床身上回转直径＝不碰到床身所能转动的最大直径，溜板上回转直径＝不碰到溜板所能转动的最大直径。
最大加工长度、顶尖距	可切削的最大长度。规格表中用“最大加工长度”（例：LB35Ⅲ 850、1,500、2,000 mm）或“顶尖距”（主轴与尾座顶尖之间，例：MULTUS B300Ⅱ 900 mm）标示。立式车床用“最大加工长度（高度）”（V100R 890 mm）。^[7][8][14]
主轴端（JIS A2-6 等）	安装卡盘的主轴前端的形状和尺寸。国内的规格表写作 A2-6、A2-8（例：MULTUS B250Ⅱ、B300Ⅱ 为 A2-6，B400Ⅱ 和 V40R 为 A2-8）。卡盘厂商在型号中采用符合 JIS B 6109-1、-2（2005）的安装形状 A2-5、A2-6、A2-8、A2-11、A2-15（北川铁工所：A5、A6、A8…，丰和工业：A5、A6、A8）。数字越大，主轴端越大。^{[8][14][16][17]}“数字越大尺寸越大”来自北川铁工所的型号排列（A2-5 → A2-15）与卡盘尺寸的对应关系
主轴通孔、最大棒料直径	主轴内可穿过的棒料粗细。对送料连续加工的机床，“最大棒料直径”是规格的核心（例：西铁城机械 Miyano BNA42 为 42 mm，BNE65ATC 为 65 mm）。也有用“主轴轴承内径”（MULTUS BⅡ ø100、ø120 mm），或与主轴端型号并列的主轴外径、内径（V40R：ø120、ø77 mm）来标示的。^[13][8][14]
卡盘尺寸	用英寸标示（例：LB35Ⅲ 12 英寸，LB45Ⅲ 15 英寸，V100R 36、40 英寸）^[7][14]
主轴转速、功率、扭矩	最高转速（例：LB35Ⅲ 3,200 min⁻¹）和主电机功率，写成“30/22 kW（30 分钟/连续）”这样的两个额定值。前者是短时额定，后者是连续额定。带齿轮变速的机床在低速段能输出大扭矩（LB35Ⅲ 最大扭矩 1,308/959 N·m）。^[7][8]
刀具数量（刀塔工位数、ATC 容量）	刀塔用边数表示（V12＝12 工位）。车铣复合加工机标注 ATC 的容量（MULTUS BⅡ 为 20 把，选配 40、60、80 把）和刀柄（HSK-A63）。排刀式自动车床标注车刀数量（SR-20JⅡ 为 6 把 □12 mm）和旋转刀具的数量。^[7][8][10]

◐车床能做的加工

外圆车削（车外圆）、仿形

刀尖沿工件轴向移动，车削外周。仿形时还会向切入方向移动，加工出斜面和曲面。^[5][6]

端面车削（车端面）

刀尖沿半径方向横穿端面进行切削。有朝中心切削和从中心向外退出切削两种走法。^[5][6]

镗孔（车内径）

用镗杆切削已有孔的内表面，完成孔径和表面的精加工。^[5][6][1]

切槽（外圆、内孔、端面）

刀尖垂直于工件送入，加工出沟槽。窄槽分几次切入，宽槽则配合横向进给（三菱综合材料：改进切入加工的顺序，切屑不易拉长，槽壁精度也好）。^[5][18]

切断

刀尖送到中心，将工件切离。三菱综合材料的注意事项：在接近中心处把进给降到 50%，在到达中心之前停止进给（工件靠自重掉落）。恒线速时越接近中心转速越高，所以要把转速限制在机床最高转速的 80% 左右，并在即将切离前降低转速，这样可以防止工件飞出。^[5][18][6]

车螺纹（外径、内径）

让螺纹车刀沿轴向进给，加工出螺纹牙。通常分几次（多刀）切入。切入方式有径向（直进）、侧面、改进侧面和交替侧面进刀：径向进刀便于改变条件，但断屑难、容易振动（颤振）；侧面类进刀的切屑朝一个方向流出，容易处理。^[5][19][20]

车锥度

普通车床上将小刀架倾斜后手动进给来车削。数控车床上让 X 和 Z 同时移动。^[1][3]

圆弧（R）、倒角

数控车床用圆弧插补切削。因为有刀尖圆角，不使用刀尖圆弧半径补偿的话，锥度、圆弧的尺寸会出现偏差。^[4]

滚花

将滚花轮压在表面，加工出防滑的纹路。纹路形状有直纹（平行于轴）、右旋、左旋、网纹（凸起型和凹陷型）、交叉纹（DIN 82 系的 IS 3403 中为 RAA、RBL、RBR、RGE、RGV、RKE、RKV）。节距为 0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6 mm，齿角 90°。压入时材料会隆起，所以加工前的直径要根据节距比成品外径小一些。^[21][3]

中心孔、钻孔

在尾座上装钻夹头，先用中心钻钻出中心孔（打中心孔），再让钻头通过。长轴则用回转顶尖顶住中心孔来支撑。^[1][3]

◆刀片的型号标记

可转位刀片的型号标记依据 ISO 1832:2017（2022 年确认，现行有效）。国内对应的标准是 JIS B 4120。^[22][23]泰珂洛刊登了标明符合 JIS B 4120-1998、ISO 1832/AM1:1998 的型号标记表。
型号标记共 10 项：①形状 ②后角 ③精度 ④沟槽、孔 ⑤切削刃长度（内切圆） ⑥厚度 ⑦刀尖圆角 ⑧刃口处理 ⑨方向 ⑩断屑槽。①～⑦是 ISO 的基本项，⑧～⑩由厂商自行添加或省略。^[24][5][25]

CNMG 120408（C＝80° 菱形，N＝后角 0°，M＝M 级，G＝圆柱孔、双面断屑槽，12＝切削刃长度 12 mm 级，04＝厚度 4.76 mm，08＝刀尖圆角 0.8 mm）

位置	项目	符号与含义
1	形状C	C菱形 80°D菱形 55°V菱形 35°S正方形 90°T正三角形 60°W等边不等角六边形（Trigon）80°R圆形^[25][5][26]三菱综合材料的 e-Learning：80° 菱形既能车外圆也能车端面，是数控车床上最常用的。55°、35° 适合仿形，但刀尖较弱。正方形刀尖强，每面 4 个刀尖（负型刀片共 8 个），但无法车直角。圆形刀尖最强、表面也好，但切屑宽，不易断屑。伊斯卡还例示了 A、B、K（平行四边形）、H（六边形）、O（八边形）。
2	后角N	N0°（负型刀片）P11°B5°C7°A3°D15°^[25][5][26]B、C 仅见于住友电工硬质合金，A、D 仅见于伊斯卡（ISCAR）。后角为 0° 的刀片称为负型，非 0° 的称为正型（三菱综合材料）。负型刀片两面都可带断屑槽，正型只有一面（三菱综合材料）
3	精度（等级）M	由刀尖高度、内切圆、厚度这 3 项公差组合而成。A～J 级通过磨削保证精度（统称 G 级），K～U 级只磨上下面（统称 M 级）。车削主要用 G 级（有时用 J 级）或 M 级。例：住友电工硬质合金的 E、G 级内切圆和厚度为 ±0.025 mm，M 级内切圆为 ±0.05～±0.15 mm（随尺寸而变）。^[5][25][23]
4	孔、断屑槽（槽孔）G	N无孔、无断屑槽A圆柱孔、无断屑槽M圆柱孔、单面断屑槽G圆柱孔、双面断屑槽W圆柱孔＋单面倒角（40～60°）、无断屑槽T圆柱孔＋单面倒角、单面断屑槽X特殊^[25][26]其他代号仅见于住友电工硬质合金的表
5	尺寸（公制：切削刃长度，英制：内切圆）12	公制用 2 位数字写切削刃长度（的整数部分），所以即使内切圆相同，形状不同符号也会不同。英制则用以 1/8 英寸为单位的数字写内切圆（3＝3/8 英寸＝9.525 mm，4＝12.70 mm）。例：住友电工硬质合金的表中 C 形的 12 为切削刃长度 12.9 mm、内切圆 12.70 mm。^[5][25]伊斯卡把 CNMG 120404 的“12”写作“尺寸 12.7 mm”，给出的是内切圆的数值（并没有说是切削刃长度）。
6	厚度04	011.59 mm022.38 mm033.18 mmT33.97 mm044.76 mm066.35 mm^[25][26]04＝4.76 mm 在伊斯卡与住友电工硬质合金之间一致。
7	刀尖圆角（刀尖 R）08	121.2 mm161.6 mm202.0 mm242.4 mm00尖角010.1 mm020.2 mm040.4 mm080.8 mm^[25][26]三菱综合材料的 e-Learning 说明为从 0.4 mm 开始以 0.4 mm 递增（从 4.0 mm 起以 0.8 mm 递增）。
8	刃口处理（刃口钝化）(E)	有圆形钝化和倒棱钝化等，各厂商按材质牌号、尺寸自行确定尺寸。型号标记中多被省略。^[5][27]符号字母（E、F、S、T 等）的含义，在一手资料的正文中未能确认。
9	方向（左右手）(N)	可切削的方向（右、左）。左右都能用的（中性）多被省略。^[5]
10	断屑槽-MA 等	断屑槽的形状由各厂商自行设定，所以符号也是厂商自定的（任意）。例：伊斯卡的 CNMG 120404-F3P，F＝精加工用，3＝中等负荷，P＝钢用。^[5][26]

刀尖的角度

前角对切削力、排屑、切削热、刀具寿命影响很大。向正（＋）方向加大则切削更锋利（切削力下降），但刀尖变弱。遇到黑皮或断续切削等需要刀尖强度的情况，应取小值（或负值）。三菱综合材料：前角向正方向每增大 1°，切削功率约下降 1%。^[28][15][26]“1° 对应 1%”与伊斯卡、山特维克乘在比切削力上的前角修正 (1−γ/100) 大小相同。
后角避免后刀面与工件接触（摩擦）的角度。加大后可减少后刀面磨损，但刀尖变弱。^[29][15]
横刃偏角（＝90°−主偏角）加大后，同样的进给下切屑变得更薄更宽，切削力分散到较长的切削刃上，刀具寿命延长，但切屑更不易折断。背向力增大，所以加工细长工件时可能出现弯曲。^[30][15][20]
前刃偏角防止已加工表面与前切削刃干涉的角度，通常为 5～15°。取小则刀尖强，但背向力增大，容易振动。粗加工取小一些，精加工取大一些。单一资料·仅供参考^[30]
刃倾角重切削时避免让刀尖的尖端承受切入冲击的角度。车削推荐 3～5°。取负值，切屑流向工件一侧；取正值，则流向相反一侧。取负值刀尖强，但背向力增大，容易振动。单一资料·仅供参考^[30]
刀尖圆角（刀尖 R）加大后表面质量变好、刀尖也变强，但过大会使切削力（背向力）增大而引起振动，排屑也会变差。三菱综合材料认为取进给的 2～3 倍为宜。^[31][20]
刃口钝化、刃带保持切削刃强度的刃口处理。加大钝化量则不易崩刃，但后刀面磨损更容易发展，切削力增大，容易振动。三菱综合材料认为钝化宽度取进给的约 1/2 最佳。硬质合金、涂层、金属陶瓷刀片标配圆形钝化。单一资料·仅供参考^[27]

悬伸

外圆车刀的悬伸尽量缩短。日本厚生劳动省的普通车床手册把悬伸量定为刀柄高度的 1.5 倍左右。刀柄的挠度与悬伸的 3 次方成正比，与刀柄高度的 3 次方成反比（京瓷、泰珂洛）。^[1][15][23]
镗杆的悬伸（L/D）悬伸 L 与杆径 D 之比 L/D 越大越容易振动。三菱综合材料：钢制刀柄 L/D 超过 4～5 就容易振动，切深、进给受限。改用重金属、硬质合金刀柄后刚性提高，可在更大的 L/D 下切削。^[5][15]
刀尖的中心高使车刀尖端的高度对准主轴中心。普通车床上，用划针盘的针尖对准主轴中心来调整车刀高度，或将回转顶尖的尖端与刀尖高度作比较，垫片尽量少用几片来调整。单一资料·仅供参考^[1]

≈切削条件的确定

切削速度切削速度对刀具寿命影响最大。三菱综合材料：速度提高 20%，寿命降为 1/2；提高 50%，降为 1/5。低速（20～40 m/min）时同样容易振动，寿命也短。单一资料·仅供参考^[34]相当于 Taylor 公式（伊斯卡）中的 m ≈ 0.25
进给进给与表面粗糙度紧密相关，大多数情况下由所要求的表面粗糙度决定。理论粗糙度为 h＝f²/(8r)。进给过小，后刀面磨损会增大，刀具寿命会极端缩短。进给增大，切削温度上升，但对寿命的影响比切削速度小。^{[34][32][15][20]}
切深切深要根据加工余量、形状、机床的功率与刚性以及刀具的刚性来定。切深变化时，刀具寿命变化不大。切深过小会变成在加工硬化层上摩擦，缩短寿命。黑皮、铸件表皮在功率允许的范围内尽量加大切深，让刀尖切入坚硬表层之下单一资料·仅供参考^[34]
转速n＝1000×Vc÷(π×D)。三菱综合材料的例题：外径 ø50、700 min⁻¹ 时 Vc≒110 m/min^[32][33][15]

条件示例（S45C 等，日本厚生劳动省教材）

刀具、工序	切削速度 m/min	切深 mm（半径）	切深 mm	进给 mm/rev
高速钢^[1]	20〜30	—	—	—
硬质合金（半精加工～粗加工，刀尖 R 0.2～0.4）^[1]	80〜130	0.5〜2	—	0.15〜0.30
金属陶瓷（精加工，刀尖 R 0.2～0.4）^[1]	160〜200	0.1〜0.5	—	0.05〜0.15
数控车床粗加工（硬质合金，刀尖 R 0.8）^[4]	100〜120	—	2.0〜3.0	0.2〜0.3
数控车床精加工（金属陶瓷，刀尖 R 0.4）^[4]	160〜180	—	0.1〜0.2	0.05〜0.1

表面粗糙度与进给的参考值（刀尖圆角 0.2～0.4）

Ra（µm）	进给 mm/rev
25	0.25〜0.30
6.3	0.10〜0.15
1.6	0.05〜0.08

日本厚生劳动省普通车床手册中的“推荐进给速度”（刀尖半径 0.2～0.4 mm 时）。比理论粗糙度公式更偏安全（r＝0.4、f＝0.15 时理论 Rz≒7 µm）^[1]

修光刃刀片修光刃刀片是在刀尖圆角与直线刃之间设有精加工刃（修光刃）的刀片。即使提高进给也能保持表面粗糙度，因此可以缩短加工时间、合并粗加工与精加工工序，切屑也会变厚而更容易折断。三菱综合材料称，即使进给提高到 2 倍也能保持表面粗糙度。在圆弧部分和锥角 5° 以上的部分，粗糙度与普通刀片相当。DNMX、TNMX 需要前刃偏角 93° 的刀柄，且内角圆弧的形状会改变（过切、残料）^[35][15]
切屑处理要把切屑切短，提高进给、减小横刃偏角（增大主偏角）、减小刀尖圆角半径，这几种做法都会使切屑变厚而见效。切屑形状分为 A（不规则缠绕）～E（细小碎片），以短螺旋～不足 1 圈的 C、D 形为佳。A、B 形会缠绕、排屑不畅并带来安全问题，E 形会飞溅，并引起颤振和发热问题^{[20][23][30][31][15]}

更换刀尖圆角 R 时的补偿

更换刀片的刀尖圆角 R 时，刀具补偿的变化量 ΔX、ΔZ 可根据刀柄的形状（刀片的刀尖角与主偏角），用表格和公式求出。例：PCLN（80°、95°）从 R0.8 换成 R0.4 时，ΔX＝ΔZ＝0.100×(0.8−0.4)＝0.04 mm单一资料·仅供参考^[15]

刀尖圆弧半径补偿（G41/G42）和假想刀尖号，请参见数控车床编程入门。

⚙装夹准备（调试）

找正使主轴的回转中心与工件的轴线对齐。必要时在卡爪上垫保护板，一边看跳动一边尽量均匀地夹紧，再用百分表抵住工件，缓慢转动主轴读取跳动。一般用四爪卡盘反复紧松卡爪来调整单一资料·仅供参考^[3][1]技能五轮（全国技能大赛）的课题中要找正约 50 次，顶尖选手每次 2～3 分钟。找正的参考值：粗加工 0.1～0.3 mm，半精加工 0.01～0.03 mm，精加工 0～0.002 mm（竞赛水平）
三爪卡盘的夹持方法一边轻轻转动工件，一边按顺序均匀地拧紧 3 个卡爪。普通车床的课题（ø60）中，工件伸出卡盘约 65～80 mm 并夹牢单一资料·仅供参考^[1]
软爪的成形夹持外径时用成形塞，夹持内径时用成形环，用卡爪夹住后，保持夹紧状态将卡爪车到与工件相同的直径。成形塞的尺寸要能在卡爪行程的中间附近夹持，并顶紧卡盘端面，不要夹歪。成形时的液压（夹持压力）要与实际加工时相同。成形后通过试切确认是否打滑及精度^[16][17][4]北川称“与加工时相同或略高”，丰和称“相同”。北川要求夹持部直径与工件同径（外径夹持约 H7）、表面粗糙度 6.3s 以下，内径夹持时使用不超过外径夹持允许最大输入的 1/2。丰和要求外径夹持时不要夹在卡爪行程靠内侧的 1/4 处。日本厚生劳动省的数控车床手册指出，前道工序用和后道工序用的软爪分别成形，不拆下直接进入加工，更能保持精度
尾座的使用方法较长的工件在端部钻出中心孔，用回转顶尖顶住支承。顶紧力过大或过小都会影响圆度单一资料·仅供参考^[3][36]关于 L/D 达到多少以上就要使用尾座、中心架的数值参考，在公开的一手资料中没有找到
加工余量的留法（粗加工→半精加工→精加工）粗车时比成品尺寸在直径上留 1 mm（单边 0.5 mm），半精车时在直径上留 0.2 mm（单边 0.1 mm）。加工中材料会因受热膨胀，目标尺寸要把这一点也考虑进去单一资料·仅供参考^[3]
目标尺寸有尺寸公差时，以公差中间值为目标（例：ø40 −0.05/−0.10 时取 39.925）单一资料·仅供参考^[1]
切深的调整方法要求精度时，不要看机床的刻度盘，而是用抵在刀架或刀塔后面的百分表读数来调整切深单一资料·仅供参考^[3]

!常见失误

G96 时不限制转速上限切断、车端面时越靠近中心转速越高，在接近最高转速时会变得不稳定，工件还可能飞出。三菱综合材料提醒要把转速限制在最高转速的 80% 左右单一资料·仅供参考^[18]
车刀、镗杆的悬伸过长挠度与悬伸的 3 次方成正比增加，会引起颤振和尺寸不良^[15][23][5]
软爪成形时的夹持压力与加工时不同成形时的压力要与加工时相同（北川为相同或略高）。不同则无法保证夹持精度^[16][17]“不同则无法保证夹持精度”是为说明两家公司都要求统一压力的理由而写的，并非原文
用较重的顶爪（大软爪）高速旋转旋转时卡爪受离心力作用，外径夹持时夹持力会下降。下降量与转速的平方成正比，卡爪质量和重心半径越大，下降越多。丰和警告不要使用比标准更重的顶爪^[16][17]
夹在卡爪行程的末端要确定卡爪的成形直径，使工件能在行程中间附近夹持（北川）。外径夹持时不要夹在行程靠内侧的 1/4 处（丰和）^[16][17]
四爪卡盘偏心状态下高速旋转四爪卡盘的重心偏离回转中心，不能使用高转速。存在不平衡时，要降低转速或用平衡块补偿（北川推荐 JIS B 0905 的 G6.3 以下）^[5][16]
进给过小后刀面磨损变大，刀具寿命极度缩短。切屑也变薄而不易折断^[34][20]
放任长切屑不管会缠绕在刀具和工件上导致加工中断、划伤已加工表面，还会割伤手而带来安全问题（A、B 形）。要重新检查断屑槽、进给和切深^[23][20]
不考虑热膨胀加工中的工件会因受热膨胀，量具也会因体温膨胀。除护罩外不要用手直接握持量具，并从与刻度垂直的位置迅速读数单一资料·仅供参考^[3]
切断时到中心都用同一进给靠近中心时把进给降到 50%，在即将切断前停下单一资料·仅供参考^[18]
把修光刃用于圆弧、锥面圆弧部分和锥角 5° 以上时没有修光效果，拐角的形状可能比样本值小单一资料·仅供参考^[35][15]

⚠安全

旋转中的作业不戴手套（数控车床手册指出调试作业时除外）。戴好工作帽、护目镜、安全鞋，束紧袖口，扣好口袋单一资料·仅供参考^[1][4]
普通车床要站在刀架位置向后偏 45° 的位置操作和观察。工件和车刀要牢固固定，防止飞出。测量等需要停止主轴的作业，应将主轴置于空挡、踩下制动或切断电源等，以安全为先单一资料·仅供参考^[1]
不要使安全装置失效，不要用湿手操作，要确认急停按钮的位置并能随时按下，设备运行时手不要伸入单一资料·仅供参考^[4]
不要夹持有斜面或锥度形状的工件（会打滑飞出）。加工前以低速确认卡盘、工件与刀具、刀架是否干涉。离心力造成的夹持力损失不得超过静态夹持力实测值的 2/3（北川作为 JIS B 6150:2015 介绍）单一资料·仅供参考^[16]

法规、检查表和事故案例请见车床的维护保养与安全。

↗学习顺序

安全、着装与车床各部分的名称着装与站位，主轴箱、溜板、尾座、刀架的作用，数控车床还要了解急停和操作面板
量具的使用方法千分尺、游标卡尺、内径量表（用标准环进行比较测量）、深度千分尺、百分表。避免因体温使其膨胀的握持方法
装夹与找正从三爪卡盘的均匀夹紧，到用四爪卡盘和百分表进行找正
车刀的选择、安装与切削条件对中心高度与悬伸，高速钢、硬质合金、金属陶瓷的区分使用，由 Vc 求转速，由要求的表面粗糙度求进给
基本加工外圆、端面、台阶，钻孔、镗孔，锥度，切槽、切断，车螺纹，滚花。按粗加工→半精加工→精加工逐步逼近尺寸，以公差中间值为目标
数控车床加工步骤的研讨、刀具的选择、切削条件的设定、程序编制、刀具补偿量与刀具起点的设定、程序检查、试切、软爪的成形
在技能检定、竞赛中检验自己的水平日本厚生劳动省公开了以 3 级技能检定实操试题为题材的初学者手册。在此之上还有 2 级、1 级以及技能五轮（要求 0.001 mm 的精度）

普通车床 3 级实操所需的技能

根据工件进行恰当、可靠的装夹
根据作业选择并安装车刀
加工装夹准备
根据加工部位确定切削条件
倾斜小刀架车削锥度
端面加工，要求相对轴线的垂直度
配合部位能顺滑滑动的同轴度加工

日本厚生劳动省手册列出的普通车床 3 级实操课题所需技能（课题材料为 S45C，标准时间 2 小时，超过 2 小时 30 分即终止）^[1]

ƒ常用公式

主轴转速与切削速度

n = 1000 × Vc / (π × D)　／　Vc = π × D × n / 1000

n：主轴转速（min⁻¹）
Vc：切削速度（m/min）
D：加工直径（mm）

^[32][33][15]

进给速度

Vf = f × n

Vf：进给速度（mm/min）
f：每转进给量（mm/rev）
n：主轴转速（min⁻¹）

^[32][33]

加工时间（转速恒定，1 次走刀）

Tc = L / (f × n) [min]　（京瓷为 T = 60 × L / (f × n) [s]）

Tc：加工时间（min）
L：加工长度（mm）
f：进给（mm/rev）
n：主轴转速（min⁻¹）

^[32][33][15]

加工时间（恒线速，外圆 1 次走刀）

T = 60 × π × L × Dm / (1000 × f × Vc) [s]

T：加工时间（s）
L：加工长度（mm）
Dm：被加工材料的直径（mm）
f：进给（mm/rev）
Vc：切削速度（m/min）

^[15]

加工时间（外圆分多次走刀，恒线速）

N = ceil((D1 − D2) / ap / 2)、T = 60 × π × L × (D1 + D2) / (2 × 1000 × f × Vc) × N [s]

N：走刀次数（小数点后进位取整）
D1：最大直径（mm）
D2：最小直径（mm）
ap：每次走刀的切深（mm，半径）
L：每次走刀的加工长度（mm）
f：进给（mm/rev）
Vc：切削速度（m/min）

^[15]

加工时间（端面、切槽、切断，恒线速。含达到最高转速的情况）

未达到最高转速：T1 = 60 × π × (D1 + D2) × (D1 − D2) / (4000 × f × Vc) [s] 切到中心（切断）：D3 = 1000 × Vc / (π × nmax)、T1 = 60 × π × (D1 + D3) × (D1 − D3) / (4000 × f × Vc)、T3 = T1 + 60 × D3 / (2 × f × nmax) [s] 转速恒定：T = 60 × (D1 − D2) / (2 × f × n) [s]

D1：外侧直径（mm）
D2：内侧直径（mm）
D3：达到最高转速时的直径（mm）
nmax：主轴最高转速（G50 的上限，min⁻¹）
f：进给（mm/rev）
Vc：切削速度（m/min）
n：转速（min⁻¹）

^[15]

理论（几何）表面粗糙度

h = f² / (8 × r) × 1000

h：理论粗糙度（µm）。京瓷写作 Rz(h)，三菱综合材料写作 h
f：进给（mm/rev）
r：刀片的刀尖圆角半径 RE（mm）

^[32][15]

切屑排出量

Q = Vc × ap × f [cm³/min]

Q：切屑排出量（cm³/min）
Vc：切削速度（m/min）
ap：切深（mm）
f：进给（mm/rev）

^[33][15]

主切削力（切削阻力）

Fc = kc × ap × f

Fc：主切削力（N）
kc：比切削力（N/mm²）。随进给（切屑厚度）而变化
ap：切深（mm）
f：进给（mm/rev）

^[23][15]

所需功率

Pc = Vc × ap × f × kc / (60 × 10³ × η) [kW]

Pc：所需功率（kW）
Vc：切削速度（m/min）
ap：切深（mm）
f：进给（mm/rev）
kc：比切削力（N/mm²）
η：机械效率（若为净功率则不计入）

^[23][33][15]

前角对比切削力的修正

kc(γ) ≈ kc(0°) × (1 − γ / 100)

γ：前角（°）
kc(0°)：前角 0° 时的比切削力（N/mm²）

^[26][28]

切屑厚度与主偏角

h = f × sin κr

h：切屑厚度（mm）
f：进给（mm/rev）
κr：主偏角（°）＝90° − 横刃偏角

^[15][20][30]

方柄车刀的刀尖挠度与弯曲应力

δ = 4 × F × L³ / (E × b × h³)　／　S = 6 × F × L / (b × h²)

δ：刀尖挠度（mm）
S：刀柄的弯曲应力（MPa）
F：切削力（N）＝kc×ap×f
L：悬伸量（mm）
b：刀柄宽度（mm）
h：刀柄高度（mm）
E：杨氏模量（MPa）。钢 210,000，硬质合金 560,000～620,000

^[15][23]

圆柄（镗杆）的刀尖挠度与弯曲应力

δ = 64 × F × L³ / (3 × E × π × D⁴)　／　S = 32 × F × L / (π × D³)

δ：刀尖挠度（mm）
S：弯曲应力（MPa）
F：切削力（N）
L：悬伸量（mm）
D：刀柄直径（mm，京瓷 DCON、泰珂洛 DCONMS）
E：杨氏模量（MPa）

^[15][23]

刀具寿命（泰勒公式）

Vc × T^m = C　→　T2 = T1 × (Vc1 / Vc2)^(1/m)

Vc：切削速度（m/min）
T：刀具寿命（min）
m：指数。用硬质合金切削钢时为 0.2～0.4
C：常数（由刀具和被加工材料决定）

^[26]

更换刀尖圆角 R 时的刀尖补偿量

ΔX = (RE − RE') × { (1/sin(EPSR/2)) × cos(EPSR/2 + (KRINS − 90°)) − 1 }、ΔZ = (RE − RE') × { (1/sin(EPSR/2)) × sin(EPSR/2 + (KRINS − 90°)) − 1 }

RE：变更前的刀尖圆角 R（mm）
RE'：变更后的刀尖圆角 R（mm）
EPSR：刀片的刀尖角（°）
KRINS：刀柄的主偏角（°）
ΔX、ΔZ：X、Z 方向的补偿量（mm）

^[15]

滚花前的直径（滚压成形）

d2 = d1 − k × P　（RAA、RBL、RBR：k＝0.5；RGE、RKE：k＝0.67；RGV、RKV：k＝0.33）

d2：加工前的直径（mm）
d1：滚花完成后的外径（公称直径，mm）
P：节距（mm）

^[21]

锥度的角度（小刀架的倾斜）

tan θ = (D − d) / (2 × L)　（锥度 1:A 时 tan θ = 0.5 / A）

θ：刀架的倾斜（单侧角度，°）
D、d：大端直径、小端直径（mm）
L：锥度部分的长度（mm）
A：锥度 1:A 中的 A

^[1]

参考值

刀尖圆角半径取进给的 2～3 倍单一资料·仅供参考^[31]
刃口钝化宽度约为进给的 1/2单一资料·仅供参考^[27]
前刃偏角 5～15°单一资料·仅供参考^[30]
刃倾角 3～5°（车削重切削）单一资料·仅供参考^[30]
钢制刀柄的镗杆超过 L/D 4～5 就容易颤振单一资料·仅供参考^[5]
外圆车刀的悬伸约为刀柄高度的 1.5 倍单一资料·仅供参考^[1]
切断时转速上限约为最高转速的 80%，靠近中心时进给取 50%单一资料·仅供参考^[18]
使用修光刃时，进给翻倍也能保持表面粗糙度单一资料·仅供参考^[35]
切削速度 +20% → 刀具寿命 1/2，+50% → 1/5单一资料·仅供参考^[34]
前角 +1° → 切削功率 −1%^[28][26]
切削比（切屑厚度与切深之比）与剪切角单一资料·仅供参考^[5]

📚参考资料

已于 2026-10-14 核实了刀具、机床、卡盘厂商公开的技术资料，日本厚生劳动省的教材以及标准的书目信息。切削条件会因刀具、被加工材料和机床而异，请从所用刀具样本的推荐值开始。

▦车床的种类

普通车床Manual (engine) lathe

数控车床（CNC 车床）CNC lathe

车削中心Turning center

车铣复合加工机（车床型）Multi-tasking machine (mill-turn)

走心式数控自动车床（瑞士型）Sliding-headstock (Swiss-type) automatic lathe

固定主轴箱式数控自动车床Fixed-headstock CNC automatic lathe

立式车床（立车、VTL）Vertical turning lathe

▶数控车床模拟器：编写 G 代码，以 3D 切削

◎让车削条件可视化

⚙车床的各部分

≡规格的看法

◐车床能做的加工

外圆车削（车外圆）、仿形

端面车削（车端面）

镗孔（车内径）

切槽（外圆、内孔、端面）

切断

车螺纹（外径、内径）

车锥度

圆弧（R）、倒角

滚花

中心孔、钻孔

◆刀片的型号标记

刀尖的角度

悬伸

≈切削条件的确定

条件示例（S45C 等，日本厚生劳动省教材）

表面粗糙度与进给的参考值（刀尖圆角 0.2～0.4）

更换刀尖圆角 R 时的补偿

⚙装夹准备（调试）

!常见失误

⚠安全

↗学习顺序

普通车床 3 级实操所需的技能

ƒ常用公式

主轴转速与切削速度

进给速度

加工时间（转速恒定，1 次走刀）

加工时间（恒线速，外圆 1 次走刀）

加工时间（外圆分多次走刀，恒线速）

加工时间（端面、切槽、切断，恒线速。含达到最高转速的情况）

理论（几何）表面粗糙度

切屑排出量

主切削力（切削阻力）

所需功率

前角对比切削力的修正

切屑厚度与主偏角

方柄车刀的刀尖挠度与弯曲应力

圆柄（镗杆）的刀尖挠度与弯曲应力

刀具寿命（泰勒公式）

更换刀尖圆角 R 时的刀尖补偿量

滚花前的直径（滚压成形）

锥度的角度（小刀架的倾斜）

参考值

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📚参考资料