圓錐零件的加工技巧

1、 薛明艮：圓錐零件的加工技巧圓錐零件的加工技巧薛明艮 收稿日期：2009-02-15作者簡介：薛明艮（1963- ），男，一級實習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：機械制造。（浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 浙江 溫州 325003 ）摘要：普通車床在專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)、技術(shù)等級考核、機械零件加工中得到大量的使用。如何利用現(xiàn)有普通設(shè)備來解決高精度的零件加工是擺在新工人面前的一項技術(shù)難題。轉(zhuǎn)動小滑板車削圓錐零件是普通車床加工圓錐體最常見的方法。本文在實際工作中總結(jié)出轉(zhuǎn)動小滑板車削圓錐在短時間內(nèi)校準高精度圓錐錐角的技術(shù)及加工技巧做一下探討。關(guān)鍵詞：錐角；百分表；調(diào)整；對配圓錐中圖分類號：TG351 文獻標(biāo)識碼： B 文章編號

2、：16720105（2009）01004007 Processing Skills of Taper ComponentsXue Minggen(Zhejiang Industry & Trade Vocational College， Wenzhou Zhejiang 325003)Abstract: Common lathe is used in basic teaching, technical evaluation, as well as usual production. So how to solve the problem that handling the high d

3、efinition is quite difficult for new workers.Making taper componets by pulley is a usual practice for common lathe. This paper is to explore the technology and the skills of making high definition taper angle in a limited time by pulley.Key words: Taper angle; Dial indicator; Adjustment; Pair taper1

4、 引言在機床與工具中，圓錐面結(jié)合可傳遞很大扭矩（錐角30時且結(jié)合同軸度高，有精確的定心作用?，F(xiàn)階段，數(shù)控加工并沒有普及，大部分圓錐零件還是采用普通車床加工完成。在實際生產(chǎn)或培訓(xùn)、教學(xué)、考核中，最常用的圓錐加工方法普通車床上轉(zhuǎn)動小滑板法。轉(zhuǎn)動小滑板法的特點是適用范圍廣，不受錐度和圓錐角的影響，但需完全靠手動控制。轉(zhuǎn)動小刀架法車削圓錐零件的精度和效率受個人技術(shù)影響很大，一般圖上高精度的圓錐要求用量規(guī)檢驗，接觸面>65%，需確定小滑板的旋轉(zhuǎn)準確位置。作者通過對實際加工進行分析總結(jié)得出以下幾個加工技巧。2 傳統(tǒng)的半錐角校對法2.1半錐角校調(diào)步驟根據(jù)圖樣計算出圓錐半角/2（如圖1圓錐半角示意圖）。

5、a.轉(zhuǎn)動小滑板位置，輕輕固定；b.轉(zhuǎn)動小滑板試車，其加工長度為錐長的1/22/3；c.憑經(jīng)驗擺動錐度量規(guī)或采用涂色法檢測，多次調(diào)整小滑板半錐角，多次試車，多次檢驗，直到調(diào)準為止。2.2半錐角檢驗方法一般采用標(biāo)準或高精度量規(guī)進行綜合檢驗。使用涂色法：以圓錐塞規(guī)檢驗內(nèi)圓錐為例，首先在塞規(guī)表面順著圓錐素線用顯示劑均勻地涂上三條線（1200一條），然后把塞規(guī)放入內(nèi)圓錐中大概轉(zhuǎn)動半圈，觀察顯示劑擦去的情況。如果顯示劑擦去均勻，說明圓錐接觸良好，錐度正確。如果小端擦著，大端沒擦去，說明圓錐角大了，反之，說明圓錐角小了。圓錐面的精度是以涂色研合接觸面大小來評定，接觸面越大精度越高，也就是角度越接近標(biāo)準值。3

6、 傳統(tǒng)校調(diào)半錐角的弊端3.1錐度精度低或非標(biāo)準的錐度測量，例如：使用萬能角度尺測量，量具與工件的接觸位置一定要在直徑上，且被測面，基準面要求高，才能測出較真實的角度，否則將測量不準確。3.2萬能角度尺或樣板測量錐角采用透光法進行，其測量尺口或樣板有一定的厚度，影響其透光性，測量誤差很大。經(jīng)驗不足的新工人怎么看都是準的。3.3 標(biāo)準圓錐其要求量規(guī)精度高，且表面不能有銹斑，撞傷等，否則，量規(guī)本身就存在誤差。3.4 操作時，要有相當(dāng)好的技術(shù)水平，比如顯示劑的稀稠，量規(guī)轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性，小端、大端擦去或間隙的判斷。新工人難以校準，經(jīng)驗豐富的人也會存在經(jīng)驗性的誤差。微調(diào)小滑板角度，其操作難度更大（有時調(diào)大了

7、，有時又偏小了）。3.5 調(diào)整錐角繁瑣，高精度錐角還要邊調(diào)邊送到計量室檢測。比如，原溫州冶金廠生產(chǎn)的T20、T148發(fā)動機氣門鑲座（如圖2氣門鑲座）其內(nèi)錐角為300±5，工件車完內(nèi)錐孔后，要進行精鉸，半精車內(nèi)錐孔的精度，直接影響到精鉸后內(nèi)錐孔的精度，要是精鉸角度不準，精加工的余量不均勻，精加工后內(nèi)錐孔表面較差，直接影響到進、排氣門的密封效果，影響油料的燃燒效率和發(fā)動機的功率。由于批量生產(chǎn)，工人為調(diào)準錐角，往往從車間跑送計量室檢測，有時跑上一天也校不準半錐角，錐角校準把握性小，偶然校準了，計量室才開出錐角已準的檢測證明?，F(xiàn)在，機械加工向數(shù)控加工、加工中心方向發(fā)展，高職院所設(shè)的機電一體化

8、專業(yè)，改變傳統(tǒng)切削加工需當(dāng)三年學(xué)徒的歷史，取而代之的是計算機輔助制造CAM加工技術(shù)。因此，在一段時間內(nèi)，工廠、學(xué)校、國家等級考核還用傳統(tǒng)的加工方式，但我們在計算機、數(shù)學(xué)知識的幫助下，可以改進錐度難校的現(xiàn)狀。4 圓錐錐角快速校準法受量棒校準車床尾座思路的啟發(fā)，利用百分表的精度來解決校對小滑板旋轉(zhuǎn)位置。圓錐錐角快速校準法是利用百分表的精度來校對小滑板旋轉(zhuǎn)的位置。（如圖3圓錐錐角快速校準示意圖 ）其操作是受量棒校準車床尾座思路的啟發(fā)，標(biāo)準的圓柱量棒，一頭用卡盤爪夾?。ūP精度不高的話，可用死頂尖套在主軸錐孔內(nèi)直接頂?。?，另一頭用尾座上的死頂尖頂上，把百分表裝在大拖板上，移動大拖板，觀察百分表指針的偏

9、動情況就可以檢測尾座的偏移程度；采用反向思維，假如我把要車錐度的外圓車好了，那么，大滑板固定不動,移動小滑板，理論上外圓沒錐度，其裝在刀架上的百分表指針就應(yīng)該沒偏移，要是有朝一個方向偏移的話，就說明小滑板同車床主軸軸心線存有夾角，那么轉(zhuǎn)動小滑板車出來的零件就會帶有錐度。那么該操作有以下特點：a.百分表的精度代替量規(guī)，萬能角度尺，樣板的精度；b.檢測操作時間短，誤差大小直觀；c.不論是車內(nèi)錐度或車外錐度，錐度的長短，都可以試車一段外圓直接校準；d.通過計算,試校能校準很高精度的錐角；e.任何工藝都有弊端，此方法要是車大錐角的錐度，只能縮短小滑板移動的長度，因為一般百分表的行程為10mm。現(xiàn)以車削

10、1：5內(nèi)圓錐為例進行說明（附圖4），其校調(diào)步驟為：a.車端面，加工外圓（車光潔工件毛坯即可）；b.把百分表裝在刀架上，表頭同工件端面中心等高；建立計算簡圖，并予以計算出百分表的變化量X值，設(shè)三角形形斜邊長為30mm（越長誤差越?。灰阎F度為1：5，可計算出半錐角/2=504236 則X=30×sin/22.985mmd.把百分表觸頭接觸工件外圓，確定指針刻度，并調(diào)之為零位，小滑板調(diào)為零刻度值。轉(zhuǎn)動小滑板，百分表的指針就會往順時針轉(zhuǎn)動；e.把小滑板向前轉(zhuǎn)動6圈：6×5=30mmf.結(jié)果：百分表變化量為X=2. 985即錐角精度正確，若有偏差可再次調(diào)整，在開始處與6圈處對兩點

11、，看一看百分表的變化量是不是接近于2.985；若誤差1；則X=30×sin001=30×sin0.01666660.0087mm 誤差5； X=30×sin005=30×sin0.08333330.043mm即誤差1；則百分表可觀值為0.87格 誤差5； 百分表可觀值為4.3格 誤差±5；百分表可觀值為8.6格，非常的直觀。本方法在原溫州冶金廠T120、T148發(fā)動機氣門鑲座加工中，檢測快捷、準確，在車工六級工、高級工的考核中，同樣獲得快捷、準確的效果。（如圖4實例計算圖）圓錐錐角快速校準法，速度快，大概只需十五分鐘，而傳統(tǒng)校半錐角要30分鐘左

12、右，甚至更長，精度高，同經(jīng)驗校對無法相比，能校準高精度的錐角。因此，圓錐錐角快速校準法，對實際生產(chǎn)、教學(xué)指導(dǎo)，技能考核中，都具有準確、快捷、簡單等特點，對補充經(jīng)驗性操作具有重要的意義。5 對配圓錐的加工技巧在車削工件的圓錐表面前，車床的小滑板必須轉(zhuǎn)過一個角度，使得車床小滑板移動的軌跡和機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線夾角等于圓錐半角(2)。車削圓錐既要保證圓錐角正確，又要保證圓錐直徑正確。車削圓錐常用的方法是把小滑板轉(zhuǎn)過一個圓錐半角，但轉(zhuǎn)過的角是一個近似值，圓錐大徑不加工到尺寸，用角度尺或圓錐塞規(guī)(圓錐套規(guī))調(diào)整角度，待角度調(diào)整正確后，在車削圓錐大徑至尺寸。此方法車削圓錐調(diào)整角度效率較低，常因角度還沒有調(diào)整

13、正確，圓錐大徑已加工到尺寸,可能已造成了半途而廢。另外，用研配接觸面積判斷圓錐車削質(zhì)量時，無法斷定是由于角度不正確，還是表面質(zhì)量差所造成的接觸面積達不到要求。因此，圓錐零件的加工，操作者的技能水平很難提高。對配圓錐車削方法的基本思路是先車削外圓錐，將圓錐半角和圓錐直徑車削正確，車削內(nèi)圓錐時，不變動小滑板角度，將主軸反轉(zhuǎn)，切削刃向上(或主軸正轉(zhuǎn)，切削刃向下)，刀尖嚴格對準工件旋轉(zhuǎn)中心，轉(zhuǎn)動中,滑板手柄、車刀移向?qū)γ孳囅?，由于小滑板的角度沒有改變，因此，可獲得接觸面較好的圓錐配合表面(如圖5對配圓錐的車削)。另外，在檢驗時，如果表面接觸面積達不到要求，那么和內(nèi)外圓錐角度不一致關(guān)系不大，這樣可以有針

14、對性地分析原因和加強練習(xí)。 圖5 對配圓錐的車削對配圓錐的車削方法有如下幾種。根據(jù)刀具選擇的不同，拓展為四種不同的相互配套的車削方法，各有其優(yōu)、缺點，在此作詳細介紹。方法一：車圓錐時，小滑板角度按車外圓錐的方向轉(zhuǎn)動,用90°外圓車刀車削外圓錐。車削內(nèi)圓錐時，選擇反內(nèi)孔車刀，和普通車孔相比車刀車孔的對面，機床主軸反轉(zhuǎn)，刀尖向上(如圖6 對配車削方法一)。此方法是最常用的一種方法，刀具需特殊刃磨，刀具的長度可按工件孔的大小和長度制作，刀具強度較高，表面質(zhì)量容易控制，缺點是通用性差。圖6 對配圓錐車削方法一方法二：車削圓錐時，小滑板角度按車內(nèi)錐方向轉(zhuǎn)動，車削外圓錐時，圓錐小端靠近卡盤,用9

15、0°左偏刀車削外圓錐，小滑板反向進給。內(nèi)圓錐用普通鏜孔刀車削，機床主軸全部正轉(zhuǎn)(如圖7圓錐車削方法二)。這種車削方法車外圓錐的刀具強度受到影響，表面質(zhì)量不宜保證，而且需切工藝槽。但使用這種方法，工件的內(nèi)圓錐較好車削，并且?guī)鈭A錐工件的同軸度容易保證。圖7 對配圓錐車削方法二方法三：車圓錐時，小滑板角度按車外圓錐方向轉(zhuǎn)動。用90°外圓車刀車外圓錐。車內(nèi)圓錐時，選擇普通鏜孔車刀，主軸正轉(zhuǎn)，刀尖向下，和普通車孔相比車刀在對面車削(如圖1)。這種車削方法和方法一基本相同。需要把普通的內(nèi)孔車刀進行修磨。把內(nèi)孔車刀的刀桿去薄，以滿足車刀刀尖的中心和主軸的旋轉(zhuǎn)軸線等高。方法四：車圓錐時，

16、小滑板角度按車內(nèi)圓錐方向轉(zhuǎn)動，用普通內(nèi)孔車刀車內(nèi)圓錐。同樣用內(nèi)孔車刀車外圓錐,機床主軸反轉(zhuǎn)，刀尖向上,和用普通90°外圓刀車外圓錐不同的是，在對面車削(如圖8 對配圓錐車削方法四)。此方法較方便，只用一種車刀就能完成內(nèi)外圓錐的車削。但車外圓錐時，刀具的強度沒有用90°外圓車刀強度高,表面質(zhì)量不宜保證，而且車削外圓錐的角度受中滑板行程的限制不能太大。圖8 對配圓錐車削方法四以上幾種方法可根據(jù)操作者的現(xiàn)有條件進行選擇，或制作專用刀具以克服該方法的不足，提高圓錐表面的加工質(zhì)量。車削對配圓錐應(yīng)注意事項： (一)在工藝許可的情況下，一般先車削外圓錐,再車削內(nèi)圓錐，因為外圓錐精度和表面

17、質(zhì)量比內(nèi)圓錐容易保證，然后用外錐去配作內(nèi)錐。(二)車內(nèi)圓錐時，既要保證表面粗糙度，又要保證圓錐直徑,較難掌握,而且耗費時間，所以精車內(nèi)圓錐時可選擇小被吃刀量車削。(三)為保證圓錐面精度和表面粗糙度，車刀的刀體必須具有足夠的剛性，切削刃應(yīng)該始終保持鋒利狀態(tài),，進刀應(yīng)均勻，同時必須確定合適的切削速度。(四)車削圓錐時，車刀的安裝必須和工件的旋轉(zhuǎn)中心等高，否則母線會呈雙曲線，影響配合精度。6 工具圓錐體的修研技巧常用的工具圓錐表面經(jīng)常會出現(xiàn)劃痕影響正常使用，為了保證工具圓錐使用精度和延長使用壽命我們可以對出現(xiàn)劃痕的工具圓錐進行修研。修研方法：將被研修塞規(guī)的手持柄末端裝夾在普通車床的卡盤上，裝夾的長度

18、在1015mm左右。對中心軸線的跳動須控制在0.02mm之內(nèi)，卡盤的轉(zhuǎn)數(shù)可選在6001200r/min之間。粗砂研修時宜低速，反之則用高速。磨料使用規(guī)則須根據(jù)實際情況而定。測量面表面劃痕嚴重者應(yīng)首選粗砂再用細砂，反之應(yīng)首選細砂或只用金相砂紙。測量面表面劃痕輕微者:分別用毛刷將白剛玉砂W11和氧化鉻，以寬約3mm左右的條狀均勻涂于塞規(guī)表面，然后用硬脂畫兩條線，再啟動普車床頭設(shè)備，用研板趕勻研磨修理。研修中，施力不宜過大，行走的速度宜勻，不得忽緊忽慢，最后用氧化鉻加硬脂拋光。研修時間應(yīng)控制在13min左右。測量面表面劃痕嚴重者:可選用白剛玉砂W3和氧化鉻加硬脂。白剛壓砂W2和氧化鉻加硬脂、氧化鋁W1和氧化鉻加硬脂以及氧化鉻加硬脂等四組不同規(guī)格的磨料分別進行研修，研修時間應(yīng)控制在35min左右。7 結(jié)論圓錐錐角快速校準法，具有操作筒單、速度快，精度高等優(yōu)點，同經(jīng)驗校對相比，能校準高精度的錐角。圓錐加工的幾種技巧方法實用，又能保證加工圓錐的精度，值得推廣。它們在實際生產(chǎn)、教學(xué)指導(dǎo)，技能考核中，都具有準確、快捷、簡單等特點，對補充經(jīng)驗性操作具有重要的意義。參考文獻：1金禧德，王志海.金