圆锥车削的优势分析

圆锥车削的优势分析

(荆州技师学院,湖北荆州434020)

摘要:车床上车削圆锥的方法有转动小滑板法、偏移尾座法、仿形法、宽刃刀切削法、铰内圆锥法等。这些方法中,以转动小滑板法最为常见,应用也最为广泛,具有一定的优势,原因之一就是转动小滑板法操作简单、方便;另外一个原因就是转动小滑板法的调整范围广,可加工各类大小角度的圆锥。

关键词:圆锥车削优势分析

转动小滑板法加工圆锥面时,除了尺寸精度、形位精度和表面粗糙度具有较高要求外,还有角度(或锥度)的精度要求。对于精度要求较高的圆锥面,常用涂色法检验,其精度以接触面的大小来评定。

一、圆锥的基本概述

1.圆锥面配合的主要特点

(1)当圆锥角较小(在3°以下)时,可以传递很大的转矩。

(2)圆锥配合同轴度较高,能做到无间隙配合。

(3)装卸方便,虽经多次装卸,仍能保证精确的定心作用。

2.圆锥半角的计算

转动小滑板法不适用于成批、大量生产,通常适用于单件、小批量的多角度的零件加工中。面对单件或是多变的锥体加工,我们要经常性地校正锥度的角度,因此,如何快、简、精、准地校正锥度的角度是我们操作者应该掌握的技能之一。

在锥体加工中,根据被加工零件给定的已知条件,可应用公式tana/2=C/2=D-d/2L计算圆锥半角(小滑板转动角度)。式中:α/2——圆锥半角;C——锥度;D——最大圆锥直径;d——最小圆锥直径;L——最大圆锥直径与最小圆锥直径之间的轴向距离。

应用上面公式计算出α/2,须查三角函数表得出角度,比较麻烦,当圆锥半角α/2<6°时,可以用下列近似公式α/2≈28.7°×=28.7°×C来计算.

二、圆锥车削的优势分析

1.易保证锥度的加工精度

工件装夹在三爪卡盘上,在工件的旋转中心必须与主轴旋转中心重合的前提下,转动小滑板车削加工时,可以一次性完成端面、外圆、锥面和内孔等加工,同一工件上加工不同的圆锥时调整方便,保证了零件的形状精度,确保了锥度车削中的同轴度及跳动量。

可以利用在车端面时,观察调整车刀,车刀刀尖必须严格对准工件旋转中心,否则会影响圆锥的精度,车刀安装若不对中心(偏高或偏低)时,会造成圆锥的锥度误差和母线直度误差(形成双曲线),并且保证车刀刀尖锋利。

2.适用范围广

转动小滑板法车外圆锥面和内圆锥工件时,如果最大圆锥直径靠近主轴,最小圆锥直径靠近尾座,小滑板应沿逆时针方向转一个圆锥半角α/2,反之则应顺时针方向转动一个圆锥半角α/2。主要适用于单件、小批量生产,特别适用于工件长度较短、圆锥角较大的圆锥面。

3.能保证一定的车削精度

(1)圆锥半角的控制。将小滑板下面转盘上的螺母松开,把转盘转至所需要的圆锥半角(α/2)的刻度上,与基准零线对齐,然后固定转盘上的螺母。其步骤是:1)松开小滑板转动约α/2;2)固定后试车削;3)当圆锥半角α/2不是整数时,其小数部分角目测的方法来估计,大致对准后再通过试车逐步找正,测量比较;4)如果有误差再微调重复①~③步骤,直到找正圆锥角度为止;5)最后再进行加工至尺寸。

转动小滑板时,可以使小滑板转角略大于圆锥半角(α/2),但不能小于(α/2)。转角偏小会使圆锥素线车长而难以修正圆锥长度尺寸。

(2)圆锥长度的控制。车削外圆锥时,小滑板锥度已调好,工件按圆锥大端直径已精车好,使车刀在工件端面对刀,摇中滑板使车刀离开工件,摇大滑板使车刀移动一个锥体长度。此时摇中滑板,在工件外圆上对刀,外圆的表面被划出一条记号线,记号线越浅越好。记住中滑板刻度值,然后退出中滑板,再摇小滑板使车刀退至工件右端面右侧,适当进给中滑板,摇小滑板车削圆锥面,直到刀尖离开工件外圆为止,如此反复走平行四边形路线。最后一次进中滑板时的刻度,与画线时的中滑板刻度值相同,摇小滑板最后一次车外圆锥时,车刀正好在画线处离开工件外圆表面,刚好控制了锥体长度。

学生在车外锥时使用这种方法比较多,因为这种方法不需要计算,长度尺寸容易控制,但是其精度是由刻线的深浅来决定的。

由于小滑板只能用手动进给,故劳动强度较大,表面粗糙度也较难控制;而且车削锥面的长度受小滑板行程的限制。

4.涂色法检测,准确度高

对于标准圆锥或配合精度要求较高的圆锥工件,一般可以使用圆锥套规和圆锥塞规检测。圆锥套规用于检测外圆锥,圆锥塞规用于检测内圆锥。用圆锥套规检测外圆锥时,要求工件和套规表面清洁且工件外圆锥表面粗糙度Ra小于3.2μm且无毛刺。

(1)可通过感觉来判断套规与工件大小端直径配合间隙,调整小滑板角度;

(2)在工件表面上顺着母线相隔120度而均匀地涂上三条显示剂(印油、红丹粉、机油的调和物等);

(3)把套规套在工件上稍加轴向推力,转动半圈之内;

(4)取下套规检查工件锥面上显示剂情况,若显示剂在圆锥大端擦去,小端未擦去,表明圆锥半角小;否则圆锥半角大。根据显示剂擦去情况调整锥度。

用涂色法检查锥度规锥角由于不需要使用复杂的测量工具,可以同时检查内外径尺寸,方法比较简单,而且测量时与使用情况相类似,属于综合性测量,在工具车间得到广泛使用。

三、锥度加工的注意事项

1.小滑板间隙大小的影响,如调得过紧,手动进给时费力,移动不均匀;调得过松,造成小滑板间隙太大,两者均会使车出的锥面表面粗糙度较大且工件母线不平直。

2.车刀材料、工件材料、车刀几何要素及刀尖是否对中心的影响。要求车刀必须对准工件旋转中心,避免产生双曲线(母线不直)误差。

3.手动进给应两手握小滑板手柄,均匀移动小滑板,用力方向应一致。

4.转动小滑板法车削圆锥,在换手时要尽量保证力的方向始终朝着一个方向,这样可以排除小滑板间隙乃至大、中滑板间隙在力的作用下对角度精度的影响,还可消除手动移动不均匀对表面粗糙度的影响,从而,间接地保证圆锥的精度。

5.当车刀在中途刃磨以后装夹时,必须重新调整,使刀尖严格对准中心。注意扳紧固螺钉时打滑伤手。

参考文献

[1]中国劳动社会保障出版社《车工工艺与技能训练》。

作者简介:钱友艳,女,荆州技师学院数控技术应用专业一级实习指导教师,专业方向为机械加工。

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圆锥车削的优势分析
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