第四單元 圓錐面的車削

第四單元圓錐面的車削課題一車外圓錐面課題二車內圓錐面和圓錐配合件課題一車外圓錐面一、圓錐的概念及尺寸計算1.圓錐面和圓錐

圓錐面是指由與軸線成一定角度且一端相交于軸線的一條直線段AB（母線）繞該軸線旋轉一周所形成的表面。由圓錐面和一定的軸向尺寸、徑向尺寸所限定的幾何體稱為圓錐，如圖4-1a所示。如截去尖端，即成截錐體，如圖4-1b所示。2.圓錐的基本參數(shù)和計算公式

圓錐分為外圓錐和內圓錐兩種，如圖4-2所示。

圓錐的基本參數(shù)（見圖4-3）包括以下幾種：

二、標準工具圓錐

為了制造和使用方便，降低生產成本，機床、工具和刀具上的圓錐已實現(xiàn)標準化，即圓錐的各部分尺寸可按照規(guī)定的幾個號碼來制造。使用時，只要號碼相同，即能互換。標準工具圓錐已在國際上通用，不論哪個國家生產的機床或工具，只要符合標準都具有互換性。常用標準工具圓錐有莫氏圓錐和米制圓錐兩種。1.莫氏圓錐莫氏圓錐是機械制造業(yè)中應用最廣泛的一種，如車床上的主軸錐孔、頂尖錐柄、麻花鉆錐柄和鉸刀錐柄等都是莫氏圓錐。莫氏圓錐有0~6號共七種號碼，其中最小的是0號（MorseNo.0），最大的是6號（MorseNo.6）。莫氏圓錐號碼不同，其線性尺寸和圓錐半角均不相同，車削莫氏圓錐時小滑板轉動角度見表4-1。2.米制圓錐米制圓錐有七個號碼，即4號、6號、80號、100號、120號、160號和200號。米制圓錐的號碼是指圓錐的大端直徑，其錐度固定不變，即C=1∶20，例如，100號米制圓錐的最大圓錐直徑D=100mm，錐度C=1∶20。米制圓錐的優(yōu)點是錐度不變。三、外圓錐的檢測

圓錐角度的檢測方法有很多種，針對非標準圓錐或錐角較大的圓錐，通常用以下幾種方法進行檢測:1.角度或錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺檢測將游標萬能角度尺調整到要測的角度，基尺通過工件中心靠在工件端面上，直尺靠在圓錐面素線上，用透光法進行檢測，如圖4-4所示。

（3）用角度樣板檢測

角度樣板屬于專用量具。在成批和大量生產時，為減少輔助時間，可直接將設定好圓錐角的樣板放置于工件上，通過透光檢查圓錐角合格與否，如圖4-6所示。這種方法精度較低，且不能測得實際的角度值。

（4）用圓錐環(huán)規(guī)檢測

將圓錐環(huán)規(guī)輕輕地套在工件上，用手捏住圓錐環(huán)規(guī)左、右兩端輕輕晃動，若大端有間隙，說明圓錐角太??；若小端有間隙，說明圓錐角大了，如圖4-7所示。此時可用扳手松開小滑板轉盤鎖緊螺母（須防止扳手碰撞轉盤，引起角度變化），按角度調整方向，用銅棒輕輕敲動小滑板，使小滑板微量轉動，然后擰緊轉盤鎖緊螺母。試車后再次用圓錐環(huán)規(guī)檢測，若左、右兩端均不能晃動時，表明圓錐角基本正確。（5）用涂色法檢測

對于標準圓錐或配合精度要求較高的外圓錐工件，可使用圓錐環(huán)規(guī)采用涂色法進行檢測，如圖4-8所示。被檢測工件外圓錐的表面粗糙度Ra值應小于3.2μm，且無毛刺。檢測時要求工件與環(huán)規(guī)表面清潔。具體檢測步驟見表4-2。2.圓錐尺寸的檢驗外圓錐尺寸主要用圓錐環(huán)規(guī)檢驗。在圓錐環(huán)規(guī)上，根據工件的直徑尺寸和公差，在環(huán)規(guī)小端處開有軸向距離為m的缺口，表示通端和止端。測量外圓錐時，如果錐體的小端平面在缺口之間，說明其小端直徑合格；若錐體未能進入缺口，說明其小端直徑大了；若錐體小端平面超過了缺口，說明其小端直徑小了，如圖4-9所示。四、游標萬能角度尺1.游標萬能角度尺的結構游標萬能角度尺的結構如圖4-10所示，它可用用于測量0°~320°范圍內的任意角度。測量時，基尺帶著主尺沿著游標尺轉動，當轉到所需的角度時，可以用鎖緊裝置鎖緊?？▔K將直角尺和直尺固定在所需的位置上。測量時轉動背面的捏手，通過小齒輪帶動扇形齒輪轉動，使基尺改變角度。

3.游標萬能角度尺的測量方法用游標萬能角度尺測量圓錐角度時，應根據角度的大小選擇不同的測量方法，見表4-3。若將直角尺和直尺都卸下，由基尺和主尺上的扇形板組成的測量面還可以測量角度為230°~320°的工件。

在實際生產中經常會遇到一般用途的圓錐和特定用途的圓錐，具體車削時小滑板轉動角度參見表4-5。

3.轉動小滑板車外圓錐的方法

（1）車刀的裝夾

1）工件的回轉中心必須與車床主軸的回轉中心重合。

2）車刀的刀尖必須嚴格對準工件的回轉中心；否則，車出的圓錐素線不是直線，而是雙曲線，如圖4-16所示。

3）車刀的裝夾方法和車刀刀尖對準工件回轉中心的方法與車端面時裝刀方法相同。

（2）小滑板鑲條的調整

車削外圓錐面前，應檢查及調整小滑板導軌與鑲條間的配合間隙。

若配合間隙調得過緊，手動進給費力，小滑板移動不均勻，在圓錐表面留下停頓痕跡，影響表面質量。若配合間隙調得過松，則小滑板間隙太大，車削時刀紋時深時淺，影響表面質量和圓錐素線的直線度。配合間隙應調整合適，過緊或過松都會使車出的錐面表面粗糙度值增大，且圓錐的素線不直。

（3）粗車外圓錐面

1）按圓錐大端直徑和圓錐面長度車成圓柱，然后再車圓錐面，去除余量①和②。如圖4-17a所示。

2）移動中滑板和小滑板，使車刀刀尖與軸端外圓面輕輕接觸后，小滑板向后退出；中滑板刻度調至零位，作為粗車外圓錐面的起始位置，如圖4-17b所示。

3）中滑板按刻度向前進，調整背吃刀量，當車至終端時，將中滑板退出，小滑板則快速后退復位，如圖4-17c所示。

4）檢測圓錐角度。

（4）精車外圓錐面

小滑板轉角調整準確后，精車外圓錐面主要是提高工件的表面質量及控制外圓錐面的尺寸精度。因此，精車外圓錐面時，車刀必須鋒利、耐磨，進給必須均勻、連續(xù)。其背吃刀量的控制方法有計算法和移動床鞍法，見表4-6。

（5）轉動小滑板車外圓錐的特點

1）可以車削各種角度的內、外圓錐，適用范圍廣泛。

2）操作簡便，能保證一定的車削精度。

3）由于轉動小滑板法只能用手動進給，故勞動強度較大，表面質量也較難控制；而且車削錐面的長度受小滑板行程限制。

轉動小滑板法主要適用于單件、小批量生產中車削圓錐半角較大且錐面不長的工件。

3.偏移尾座的方法先將前、后兩頂尖對齊（尾座上層和下層零線對齊），然后根據計算所得的尾座偏移量S，采用以下幾種方法偏移尾座上層。

（1）利用尾座刻度偏移

（2）利用中滑板刻度偏移（3）利用百分表偏移

（4）利用錐度量棒或標準樣件偏移技能訓練1用轉動小滑板法車外圓錐一、訓練任務車削如圖4-23所示圓錐堵頭，練習用轉動小滑板法車外圓錐。二、車削圓錐堵頭圓錐堵頭車削工藝圖如圖4-24所示，圓錐堵頭的車削步驟見表4-7。三、轉動小滑板法車圓錐的注意事項

1.車刀刀尖必須對準工件軸線，避免產生雙曲線誤差。車刀在中途刃磨后再次裝夾時，必須重新調整，使刀尖嚴格對準工件軸線。

2.車外圓錐前，一般應按最大圓錐直徑留余量1mm左右。

3.應注意消除小滑板間隙。小滑板不宜過松，以防圓錐表面車削痕跡粗細不一。

4.粗車時背吃刀量不宜過大，應先校正錐度，以防將工件車小而報廢。一般留精車余量0.5mm。

四、轉動小滑板法車外圓錐質量分析轉動小滑板車外圓錐時常見問題的產生原因和預防方法見表4-8。技能訓練2用偏移尾座法車外圓錐一、訓練任務車削如圖4-25所示的圓錐塞規(guī)，練習用偏移尾座法車外圓錐面。二、車削圓錐塞規(guī)圓錐塞規(guī)的車削步驟見表4-9。三、偏移尾座法車圓錐的注意事項

1.參考“轉動小滑板車圓錐的注意事項”和“兩頂尖裝夾精車軸類零件時容易產生的問題和注意事項”。

2.尾座套筒伸出的長度不宜超過套筒總長的1/2。

3.車削時，應隨時注意兩頂尖的松緊程度和前頂尖的磨損情況，以防過松而使工件飛出傷人。松緊程度應適中，以手能轉動工件為宜。

4.如果是批量生產，應嚴格控制工件總長和中心孔大小，中心孔大小須保持一致，否則會產生角度誤差。

四、偏移尾座車外圓錐質量分析偏移尾座車外圓錐時常見問題的產生原因和預防方法見表4-10。課題二車內圓錐面和圓錐配合件一、內圓錐面的檢測方法1.角度或錐度的檢測內圓錐的角度或錐度使用圓錐塞規(guī)（見圖4-26）采用涂色法檢測。具體檢測要求與用圓錐環(huán)規(guī)檢測外圓錐相同，將顯示劑涂在塞規(guī)表面，判斷圓錐角大小的方法剛好相反。若小端顯示劑被擦去，大端未被擦去，說明圓錐角大了；反之，若大端顯示劑被擦去，小端未被擦去，則說明圓錐角小了。2.圓錐尺寸的檢測

圓錐尺寸主要用圓錐塞規(guī)檢測。根據工件的直徑尺寸和公差在圓錐塞規(guī)大端開有軸向距離為m的臺階（或兩條刻線），分別表示通端與止端。檢測時，若錐孔大端平面在兩條刻線之間（或臺階兩端面之間），說明錐孔尺寸合格；若錐孔大端平面超過止端刻線，說明錐孔尺寸大了；若通端、止端兩條刻線都沒有進入錐孔，說明錐孔尺寸小了，如圖4-27所示。二、車內圓錐面的方法車內圓錐面（圓錐孔）比車外圓錐面困難，因為車削時車刀在孔內切削，不易觀察和測量。為了便于加工和測量，裝夾工件時應使錐孔大端直徑的位置在外端（靠近尾座方向），錐孔小端直徑的位置則靠近車床主軸。在車床上加工內圓錐面的方法主要有轉動人小滑板法、寬刃刀法和鉸內圓錐法。1.轉動小滑板法車內圓錐（1）錐孔車刀的選擇及裝夾錐孔車刀刀柄尺寸受錐孔小端直徑的限制，為提高刀柄剛度，宜選用圓錐形刀柄，且刀尖應與工件回轉中心等高，以免出現(xiàn)內圓錐面雙曲線誤差，如圖4-28所示。裝夾車刀時，應使刀尖嚴格對準工件回轉中心，刀柄伸出的長度應保證其切削行程，刀柄與工件錐孔間應留有一定空隙。車刀裝夾好后應在停車狀態(tài)沿工件孔全長試走一遍，檢查是否發(fā)生碰撞。車刀對中心的方法與車端面時對中心的方法相同。在工件端面有預制孔時，可采用表4-11所列的方法對中心。（2）轉動小滑板法車內圓錐的方法 轉動小滑板法車內圓錐的步驟見表4-12。（3）精車內圓錐控制尺寸的方法 精車內圓錐控制尺寸的方法見表4-13。

（2）車削方法

1）先用內孔車刀粗車內錐面，留精車余量。

2）換寬刃錐孔車刀精車，寬刃刀的切削刃伸入孔內長度大于圓錐長度，橫向（或縱向）進給，低速車削，如圖4-30所示。

3）車削時使用切削液進行潤滑，可使車出內錐面的表面粗糙度Ra值達到1.6μm。3.鉸內圓錐（1）錐形鉸刀當內圓錐直徑較小且精度要求較高時，可用鉸削方法加工內圓錐面。用鉸削方法加工的內圓錐面精度比車削加工的高，表面粗糙度Ra值可達1.6~0.8μm。錐形鉸刀（見圖4-31）分為粗鉸刀和精鉸刀兩種。粗鉸刀槽數(shù)比精鉸刀少，切削刃上開有一條右旋螺旋分屑槽，將切削刃分割成若干段短切削刃，使切屑容易排出。精鉸刀直線刀齒的錐度精確，有0.1~0.2mm的棱邊，以保證內圓錐質量。（2）鉸削方法在車床上鉸削內圓錐面時，將鉸刀裝夾在尾座套筒的錐孔內，鉸削前必須將尾座套筒軸線調整到與車床主軸軸線同軸位置；否則，鉸出的錐孔不正確，表面質量也不高。

鉸削內圓錐面的方法如下：

1）當內圓錐的孔徑和錐度較大時，先用直徑比圓錐孔小端直徑小1~1.5mm的麻花鉆鉆底孔，然后粗車內圓錐面，并留0.1~0.2mm的余量，最后用精鉸刀鉸削成形。

2）當內圓錐的孔徑和錐度較小時，鉆孔后直接用錐形鉸刀粗鉸錐孔，然后用精鉸刀鉸削成形。

三、車內、外圓錐配合件為保證內、外圓錐面的良好貼合，車削內、外圓錐配合件時，關鍵在于將小滑板調整至同