圓錐面車削工藝技能研究

摘?要：錐面配合是機械中經(jīng)常出現(xiàn)的零件形狀，本文介紹了錐度測量方法，對常用的圓錐面車削工藝轉(zhuǎn)動小滑板法、偏移尾座法、仿形法和寬刃法進行了研究。從實際出發(fā)，制定合適的工藝規(guī)程，改進車削工藝，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：圓錐面;車削;工藝

1 緒論

機器零件中除了常規(guī)形狀外，有很多錐形零件，帶有錐面配合主要是因為當圓錐角較小時，可以傳送比較大的扭矩，錐度的配合同軸程度較高，即使反復(fù)拆裝也能做到無間隙配合。在普通車床上進行圓錐面車削，通過實踐總結(jié)了一些實用方法，如轉(zhuǎn)動小滑板法、偏移尾座法、仿形法和寬刃法等。

2 錐度測量方法

2.1 外錐面檢測

外錐面檢測包括對圓錐角度和圓錐精度的檢測。圓錐角度檢測常用工具是萬能角度尺或使用角度樣板，圓錐精度經(jīng)常使用正弦規(guī)或涂色法來測定。萬能角度尺的使用應(yīng)根據(jù)被測角度的大小，選擇不同的測量方法。角度樣板屬于專用量具，用于成批和大量生產(chǎn)，缺點是不能測得實際角度值，只能做粗放測度。正弦規(guī)測量方法通過使用正弦三角函數(shù)計算原理，間接測量圓錐精度。涂色法檢測標準圓錐，要求被檢測工件的外錐表面不能有毛刺，且粗糙值滿足一定的標準要求。

2.2 內(nèi)錐面檢測

檢測內(nèi)圓錐錐度時常采用以下幾種方法，使用專用工具、使用兩個鋼球測量錐孔圓錐角等。

使用專用工具。專用工具的各部尺寸是按照被加工圓錐孔情況制作的。它由外主體和內(nèi)主體組成，將其放入圓錐孔內(nèi)，并讓外主體和內(nèi)主體的右端（測量端）都抵住圓錐孔面，工件錐度合格時，外主體的主左端緣應(yīng)在內(nèi)主體上刻線的合格范圍之內(nèi)。

用兩個鋼球測量錐孔圓錐角。將半徑為R和r的大小兩個鋼珠分別放入孔中，測出鋼珠最高點的深度，先計算圓錐半角a/2。根據(jù)兩鋼珠中心距L=（H+r）-（h+R），在直角三角形ABC中得：

兩個圓錐半角等于圓錐角，即等于錐度。

3 車削圓錐的方法

3.1 轉(zhuǎn)動小滑板法

轉(zhuǎn)動小滑板法適用于車削較短的圓錐，角度調(diào)整范圍大，能車削內(nèi)外圓錐。

該方法只能加工錐面不長的工件。使用時，先將小滑板轉(zhuǎn)盤上的螺母松開使轉(zhuǎn)盤可以轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到圓錐半角a/2刻度上，調(diào)整轉(zhuǎn)盤對齊基準零線，固定螺母。

作行程是否確定小滑板行程，工作行程應(yīng)大于圓錐加工的長度。粗體圓錐車應(yīng)找正圓錐的角度，先校正錐度，留精車余量0.5mm。精車圓錐體時提高工件轉(zhuǎn)速，雙手緩慢均勻的轉(zhuǎn)動小滑板手柄精車圓錐體至尺寸。

3.2 偏移尾座法

偏移尾座法適用于車削錐度小、錐形部分較長的外圓錐面，該方法可以自動走刀，缺點是不能車削整圓錐和內(nèi)椎體，因受尾座偏移量的限制，不能加工錐度較大的工件。使用時橫向移動尾座上層滑板，尾座發(fā)生偏移S，使車床主軸線與尾座兩頂尖連線相交形成圓錐半角α/2的角度。尾座偏移量計算如下：

上式中L為工件錐體部分長度，L0表示工件總長度，D為錐體大頭直徑，d為錐體小頭直徑。將車刀沿主軸軸線方向移動切削，這時工件就被車成一個圓錐體。在實際應(yīng)用中，計算出的偏移量S不能超出尾座允許的偏移量。

3.3 仿形法

仿形法是一種加工齒形的方法，使用的刀具與被加工齒輪齒槽法向截面形狀相符。利用這一特點，在臥式車床上安裝一套仿形裝置，將刀具按照仿形裝置法向截面軌跡對工件進行加工，調(diào)整車刀運行軌跡與圓錐面素線平行，車刀可以同時進行縱向和橫向進給，加工出所需的圓錐面。

3.4 寬刃法

寬刃法適用于車削較短的圓錐，使用寬刃法車削圓錐時，一般選用高速工具鋼車刀，前角20°-30°，后角8°-10°。車刀的刀刃必須刃磨平直，調(diào)整與主軸軸線的夾角至圓錐半角α/2的角度。先用車孔刀粗車內(nèi)錐面，留精車余量;換寬刃錐孔車刀精車，將寬刃刀的切削刃伸入孔內(nèi)長度應(yīng)大于錐長，橫向或縱向進給，低速車削。采用橫向進給的方法加工出外圓錐面時，切削深度應(yīng)小于0.1mm，切削速度不宜過高。

3.5 數(shù)控車削圓錐面的編程分析

數(shù)控車削圓錐面的加工路線是刀具相對工件的運動軌跡和方向，因此進行編程時應(yīng)首先考慮工件要達到的加工精度要求;其次，為了減少刀具空行程時間，要注意對加工路線的選擇，不易過長;為了使刀具在切割過程中不留下刀痕，應(yīng)減少刀具在工件輪廓中的停留時間，選擇好切入切出方向;最后為了提高編程效率盡量簡化其中的數(shù)值計算工作量。

4 圓錐面車削質(zhì)量分析

車削圓錐面時，造成圓錐面車削誤差的原因很多，總結(jié)主要有錐度不準確、圓錐母線不直、表面粗糙度不和要求等原因。

不管使用哪種車削圓錐方法，車刀安裝好后，都要檢查刀尖是否與工件的旋轉(zhuǎn)中心對準，以避免出現(xiàn)雙曲線誤差。保證車刀鋒利，精車圓錐表面要一次走刀車完，不允許中間磨刀或換刀。采用轉(zhuǎn)動小滑板車削外圓錐時，小滑板轉(zhuǎn)動角度在開始時應(yīng)稍微大于圓錐半角，然后逐漸調(diào)小直到錐度正確。車刀在中途經(jīng)刃磨后再裝刀時，必須調(diào)整墊片厚度，重新對中心。

5 總結(jié)

本文分析了車削圓錐常用的轉(zhuǎn)動小滑板法、偏移尾座法、仿形法和寬刃法等，一個零件可以使用多種不同的加工方法制造，從實際出發(fā)，制定合適的工藝規(guī)程，根據(jù)對工件的加工精度要求合理選擇刀具及車削工藝，積累經(jīng)驗，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。

參考文獻：

[1]王霞.車削內(nèi)圓錐面的工藝方法[J].經(jīng)濟視野，2013，2.

[2]孫建彬，王建中，等.精密車削圓錐面及在線自檢技術(shù)[J].機械制造，2016，45（1）.

作者簡介：龍偉（1971-），男，四川雅安人，中技，高級技師，研究方向：數(shù)控加工。