淺談空行程試切削車外圓錐面的方法

肖崢嶸

摘 要：本文就外圓錐面車削過(guò)程中車刀的對(duì)刀要求、工件的裝夾以及車削時(shí)如何利用平面幾何的計(jì)算公式從數(shù)學(xué)方面保證圓錐半角a/2的問(wèn)題，探討操作簡(jiǎn)單、靈活方便的車削方法，可為職業(yè)院校學(xué)生操作實(shí)習(xí)提供參考。

關(guān)鍵詞：外圓錐面 圓錐半角 空行程試切削方法

在機(jī)床和工具中，有許多地方使用圓錐面配合，如車床主軸錐孔與頂尖的配合，車床尾座錐孔與麻花鉆錐柄的配合等。在加工圓錐面時(shí)，除了有較高的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度精度要求外，還要有角度的精度要求，即角度的精度還要以加、減角度的分或秒來(lái)要求。為此，筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，探討空行程試切削車外圓錐面的方法。

一、外圓車刀的刃磨要求

外圓車刀的刃磨要求：先磨去車刀前面、后面上的焊渣，并將車刀底面磨平；粗磨主后面和副后面；粗磨主后面，同時(shí)磨出主偏角和主后角；粗磨副后面，磨出副后角和副偏角；粗磨前面，同時(shí)磨出前角；磨斷屑槽，包括圓弧型和直線型；精磨主后面和副后面，刃磨后，使刀刃口平直；車刀的手工研磨，使刀面表面粗糙度極小。

二、工件的裝夾

為了提高效率，在滿足工件技術(shù)要求的前提下，粗、精車加工可采用一夾一頂裝夾，或三爪卡盤裝夾。裝夾后，如果工件跳動(dòng)太大，需要校正工件。校正工件時(shí)，將變速擋調(diào)到空擋位置，用手轉(zhuǎn)動(dòng)工件，采用劃針盤校正或采用外徑百分表觸頭接觸工件進(jìn)行校正。

三、外圓錐面的車削方法

在車工工藝與技能訓(xùn)練課程中介紹的外圓錐面車削方法有四種：轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法、偏移尾座法、仿形法和寬刀刃車削法。轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法是將刀架小滑板按工件的圓錐半角α/2的要求轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的角度，使車刀的運(yùn)動(dòng)軌跡與所要加工的圓錐面平行。轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法操作簡(jiǎn)便，調(diào)整范圍廣，主要適用于單件、小批量生產(chǎn)，特別適用于工件長(zhǎng)度較短、圓錐角較大的圓錐面。

筆者在轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法基礎(chǔ)上探討了一種創(chuàng)新的方法，即采用空行程試車削法。該方法是在不使用刀具試車削工件的情況下，即可判斷出小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是否正確。它的原理是根據(jù)平面幾何知識(shí)，判斷小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角是否正確，具體操作方法如下圖所示。

圖中EC與AC所形成的夾角，即工件中圓錐部分的圓錐半角α/2。斜邊AB即是圓錐表面的圓錐線。它是車削圓錐表面時(shí)的進(jìn)刀軌跡。當(dāng)車刀的刀尖沿軸向移動(dòng)距離AC時(shí)，必須相應(yīng)地沿徑向移動(dòng)距離BC。這樣，明顯地形成直角三角形的正切關(guān)糸tan（α/2）=BC/AC。根椐圓錐公式，錐度C=（D-d）/L，AE=（D-d）/2。若BC=AE，則三角形ABC與ACE全等，那么角BAC與ACE相等。下面筆者介紹空行程試車削外圓錐面的方法。

方法一，例如：車削錐度C1：10的圓錐工件，根據(jù)公式，即中滑板橫向移動(dòng)1毫米，大滑板縱向移動(dòng)20毫米。具體操作如下：首先把小滑板底部的緊固螺母松開(kāi)，轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板至接近圓錐所需要的圓錐半角α/2，然后緊固螺母。以平面為基準(zhǔn)，在工件外圓上刻線20毫米，采用大滑板刻度或游標(biāo)卡尺測(cè)量。用外圓車刀刀尖接觸工件平面，退至與外圓相交的棱邊A點(diǎn)，移動(dòng)小滑板至刀尖對(duì)準(zhǔn)工件外圓刻線20毫米處，記住中滑板刻度值B點(diǎn)，再移動(dòng)中滑板至刀尖接觸外圓20毫米刻線位置，記住中滑板刻度值C點(diǎn)，若在C點(diǎn)中滑板刻度值與在B點(diǎn)中滑板刻度值相差2毫米，即從B點(diǎn)到C點(diǎn)距離是1毫米，BC=AE，說(shuō)明小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)的圓錐半角α/2是正確的。若BC>AE，則小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)圓錐半角α/2大了，若BC

方法二，根據(jù)上圖，在圓錐半角α/2精度要求很高時(shí)，車削錐度C1∶10的圓錐工件，可采用外徑百分表操作。具體方法是，用移動(dòng)小滑板和在精車的工件外圓基礎(chǔ)上操作。首先把磁性百分表座固定在刀架橫向前端側(cè)平面上，把百分表的觸頭接觸工件壓縮幾毫米，然后把小滑板底部的緊固螺母松開(kāi)，將小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)近似的角度，記下百分表的讀數(shù)值，轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板的手柄，利用小滑板刻度盤的讀數(shù)控制縱向移動(dòng)距離20毫米。根據(jù)直角三角形勾股定理，計(jì)算好斜邊小滑板的實(shí)際行程，再觀察百分表的讀數(shù)是否剛好轉(zhuǎn)過(guò)一圈，即中滑板橫向移動(dòng)1毫米，這樣小滑板轉(zhuǎn)過(guò)的角度就是圓錐工件的圓錐半角α/2。這種車削圓錐面的方法也是空行程試切削法，并且精度高，操作簡(jiǎn)單，適合職業(yè)院校學(xué)生實(shí)習(xí)操作或競(jìng)賽使用。

四、錐度車削誤差分析及解決措施

一是采用方法一時(shí)，車床導(dǎo)軌與工件的中心線之間的平行度，是影響圓錐精度的因素之一，外圓車刀刀尖接觸工件時(shí)的誤差也是影響圓錐精度的因素，可以在調(diào)整小滑板時(shí)通過(guò)適當(dāng)增減來(lái)計(jì)算中滑板的讀數(shù)。

二是采用方法二時(shí)，可以把工件外圓作為縱向移動(dòng)的基準(zhǔn)，并要求工件中心線與導(dǎo)軌的平行度一致。如果發(fā)現(xiàn)工件中心線與導(dǎo)軌不平行時(shí)，就需要在調(diào)整小滑板時(shí)，適當(dāng)增減百分表讀數(shù)。

三是在實(shí)踐中，往往出現(xiàn)車床的縱向移動(dòng)距離與大滑板的刻度盤讀數(shù)距離不一致，使小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度產(chǎn)生誤差，其原因可能是因刻度盤鎖緊螺母沒(méi)有鎖緊或刻度盤接觸面之間存在污垢產(chǎn)生摩擦阻力造成的。因此，需要定期清洗刻度盤接觸面之間存在的污垢，保持清潔潤(rùn)滑。

四是為了保證圓錐面的尺寸精度和表面粗糙度要求，車刀的刀體應(yīng)具有足夠的剛性，車削時(shí)應(yīng)保持切削刃鋒利，進(jìn)刀均勻，并要選擇合理的切削速度，這樣才能滿足圓錐面的車削要求。

空行程試車削外圓錐面的方法，還可以用于車削內(nèi)圓錐面，并可以用于職業(yè)院校普通車工學(xué)生生產(chǎn)與實(shí)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王公安.車工工藝學(xué)（第四版）[M].北京：中國(guó)社會(huì)勞動(dòng)保障出版社，2005.

[2]陳?？?車工技能訓(xùn)練（第四版）[M].北京：中國(guó)社會(huì)勞動(dòng)保障出版社，2005.

（作者單位：湖南省汽車技師學(xué)院）