實(shí)習(xí)教學(xué)找正圓錐半角的工藝改進(jìn)與應(yīng)用

在機(jī)械行業(yè)中，錐度配合件屬無間隙配合，它具有同軸度高、定位準(zhǔn)確、能傳遞較大扭矩（α≤3°）、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備和工刃具中。因此車削圓錐成為車工實(shí)習(xí)教學(xué)中的重要課題，在車工等級考核以及各類車工競賽中也是必考內(nèi)容之一。教材《車工技能訓(xùn)練（第四版）》中采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動小滑板車削圓錐，通過不斷測量修正的方式找正圓錐半角（α/2），找正需要相當(dāng)長時(shí)間，而且對操作者的經(jīng)驗(yàn)性有較大的依賴，操作時(shí)還需兼顧角度與尺寸余量等，學(xué)生掌握起來有較大的難度，經(jīng)常出現(xiàn)角度還沒校對零件余量已經(jīng)不足，以致工件報(bào)廢。有沒有一種更高效、優(yōu)質(zhì)、學(xué)生更易于掌握的圓錐加工方法？我們在長期的教學(xué)過程中，通過不斷的改進(jìn)、比對、實(shí)踐，開發(fā)了一種更實(shí)用、高效的“百分表間接找正法”，能準(zhǔn)確地調(diào)整小滑板角度，既能很好地達(dá)到控制圓錐角度的目的，又方便快捷，學(xué)生也能很快掌握，取得了較好的教學(xué)效果。本文就較實(shí)用的工藝方法在實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用與大家共同探討。

一、對教材中介紹轉(zhuǎn)動小滑板找正圓錐半角方法的工藝分析

同行都知道，車床的轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)刻度值的最小單位是“度”，而工件的圓錐半角通常要求精確到“分”和“秒”。

傳統(tǒng)的圓錐加工方法中，通常先將車床小滑板轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)刻度值調(diào)整為略大于工件圓錐半角（若小于圓錐半角，會使圓錐素線車長而難以修正圓錐長度尺寸），然后通過試車圓錐，檢測角度，再根據(jù)檢測結(jié)果，微量轉(zhuǎn)動小滑板調(diào)整找正工件的圓錐半角，然后再試車，再檢測。不斷反復(fù)數(shù)次，直到逐步找正工件圓錐半角角度。教材《車工技能訓(xùn)練（第四版）》中介紹轉(zhuǎn)動小滑板找正圓錐半角的方法有圓錐套規(guī)檢測法、萬能角度尺檢測法和用角度樣板透光檢測法三種。

以上方法在找正圓錐半角過程中，一方面經(jīng)反復(fù)數(shù)次試車試測圓錐需要較長時(shí)間，工效得不到提高；另一方面由于反復(fù)數(shù)次對圓錐表面進(jìn)行試車試測，一旦粗車把握不好，余量車沒了，圓錐半角卻沒有找正，易造成圓錐工件尺寸的精度得不到保證，甚至造成工件報(bào)廢；其次是當(dāng)零件形狀復(fù)雜基準(zhǔn)不統(tǒng)一時(shí)，會出現(xiàn)不易或不能測量錐角的情況，給找正圓錐角帶來困難。

二、用百分表間接找正圓錐半角的工藝方法

經(jīng)過對教材中轉(zhuǎn)動小滑板找正圓錐半角方法的分析，針對它存在的缺陷，要解決這些問題，只有選擇更為實(shí)用、高效及精確的找正方法。在教學(xué)過程中，經(jīng)過不斷探索實(shí)踐，我們選用了百分表找正圓錐半角的方法，縮短了找正時(shí)間，提高了車削圓錐工效，學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中運(yùn)用此方法取得了較好的效果。

1.找正圓錐半角的原理

在直角三角形ABC中（如圖1所示），AC與AB所形成的夾角α/2是工件的圓錐半角，它所形成的關(guān)系是正切直角三角形的關(guān)系tgα/2=BC/AC。斜邊AB是圓錐體的表面素線，是車削圓錐表面的走刀軌跡。當(dāng)車刀的刀尖由縱向A點(diǎn)走到B點(diǎn)時(shí)，只要控制好直角邊AC長度和直角邊BC位移距離，就能得到準(zhǔn)確的圓錐半角（α/2），達(dá)到精確找正小滑板轉(zhuǎn)動角度的目的。

2.百分表找正圓錐半角的具體操作

根據(jù)以上關(guān)系和車削圓錐半角的加工原理，角度α/2和長度AC在圖樣中是已知參數(shù)，百分表找正圓錐半角前，應(yīng)先計(jì)算出直角邊BC的位移距離，然后再進(jìn)行百分表找正圓錐半角的工作。

找正圓錐半角的方法（如圖2所示）：即將磁力百分表座固定在車床床身導(dǎo)軌上，并使百分表表頭觸及小滑板的側(cè)邊（小滑板中心線應(yīng)與主軸中心線平行）。同時(shí)百分表校對零，然后松開小滑板下面轉(zhuǎn)盤的兩螺母，逆時(shí)針方向調(diào)整小滑板，使百分表的讀數(shù)等于直角邊BC的位移距離，然后鎖緊轉(zhuǎn)盤上的螺母，大拖板向主軸方向作縱向移動直角邊AC的長度，此時(shí)百分表的讀數(shù)為零，找正圓錐半角工作完成。

3.百分表間接找正圓錐半角實(shí)例

例如：加工一條莫氏4號錐棒工件（如圖3所示），已知莫氏4號錐角α=2°58′30″，圓錐部分長度AC=100。

先求出直角邊BC的位移距離。

BC＝tgα/2×AC＝tg（2°58′30″÷2）×100=2.6㎜

用百分表找正莫氏4號錐棒工件的圓錐半角：將磁力百分表座固定在床身導(dǎo)軌上，同時(shí)百分表對零，并松開小滑板下面轉(zhuǎn)盤的兩螺母，逆時(shí)針方向調(diào)整小滑板，使百分表讀數(shù)等于2.6㎜（BC的位移距離），然后再鎖緊轉(zhuǎn)盤上的螺母，大拖板向主軸方向作縱向移動100㎜（直角邊AC的長度），此時(shí)百分表的讀數(shù)為零，找正圓錐半角工作完成。

三、新方法在常用標(biāo)準(zhǔn)錐度、莫氏錐度的加工中的推廣及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了使學(xué)生在應(yīng)用百分表找正圓錐半角的方法操作方便，也為了使本方法在各類標(biāo)準(zhǔn)圓錐加工中得到推廣使用。本人通過大量計(jì)算，得出各種常用標(biāo)準(zhǔn)圓錐、莫氏錐度用新方法加工所需要的數(shù)據(jù)，并通過多次實(shí)踐校對得到經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)如表1所示。

四、百分表找正圓錐半角車圓錐法的優(yōu)勢及取得的成績

教材中傳統(tǒng)的找正圓錐半角的方法，學(xué)生需要在操作過程中，經(jīng)反復(fù)數(shù)次試車試測，工效較低。另外，由于試車試測反復(fù)數(shù)次較多，有時(shí)把余量車沒了，圓錐角卻沒有找正好，對操作者的經(jīng)驗(yàn)要求較高。而且當(dāng)零件形狀復(fù)雜、基準(zhǔn)不統(tǒng)一時(shí)，還會出現(xiàn)不易或不能測量錐角的情況，給找正圓錐角帶來困難。

而運(yùn)用“百分表找正圓錐半角”的方法，讀數(shù)直觀，操作簡便，且能一次找正完成，找正圓錐工效較高；圓錐半角找正準(zhǔn)確，加工好的工件的錐度用涂色法檢查，接觸面高達(dá)95%以上，精度較高，很實(shí)用。兩者的對比見表2。

五、“百分表找正圓錐半角”存在的不足及解決方案

再好的工藝方法都有利有弊，“百分表找正圓錐半角”的方法也有它的不足之處。對于錐角較大的工件，當(dāng)大拖板移動的長度設(shè)定為100㎜（長度越長精度越高）時(shí)，計(jì)算后的找正圓錐半角百分表的讀數(shù)BC的位移距離大于10㎜，而一般百分表的量程為10㎜，因此無法找正圓錐半角；若要縮短大拖板移動的長度使BC的位移距離小于百分表量程，又會降低找正圓錐半角的精度。

解決方案：對于錐角較大的工件，仍設(shè)定大拖板的移動長度為100㎜，若找正錐角百分表的讀數(shù)BC的位移距離大于10㎜時(shí)，可選擇百分表（0～10㎜）配合量塊（1～100㎜）使用，減小百分表的讀數(shù)，以方便、準(zhǔn)確地控制圓錐角度。

通過多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)該方法找正圓錐半角優(yōu)質(zhì)、高效，學(xué)生易于掌握，在實(shí)習(xí)教學(xué)中取得了良好的效果。另外，該方法也適合在各常用工具圓錐單件、小批量加工中使用，有較大的推廣價(jià)值。

在實(shí)習(xí)教學(xué)中要勇于創(chuàng)新，勤于思考，多從教學(xué)的實(shí)際出發(fā)，開發(fā)、研究更適用、好用的加工工藝，并把創(chuàng)新的理念傳達(dá)給每個(gè)學(xué)生，在提高學(xué)生操作技能水平的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，使實(shí)習(xí)教學(xué)煥發(fā)出勃勃生機(jī)與活力。

（作者單位：廣東省工商高級技工學(xué)校）