圆锥零件的车削加工

圆锥零件的车削加工

1.圆锥零件概述

在车床上有多种方法可车削圆锥面。采用不同方法车削圆锥面，对应加工的零件尺寸范围、结构形式、加工精度、使用性能和批量大小有所不同，无论哪一种方法，都是为了使刀具的运动轨迹与零件轴心线成一斜角，从而加工出所需要的圆锥面零件。为了降低生产成本，使用方便，我们把常用的零件圆锥表面按标准尺寸制成标准圆锥表面，即圆锥表面的各部分尺寸，按照规定的几个号码来制造，使用时只要号码相同，就能紧密配合和互换。

一、常用的标准圆锥

常用的标准圆锥有下列两种：

1．莫氏圆锥

莫氏圆锥在机器制造业中应用得最广泛的一种，如车床主轴锥孔、顶尖、钻头柄、铰刀柄等都用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成7个号码，即0、1、2、3、4、5和6号，最小的是0号，最大的是6号。但它的号数不同，锥度也不相同。由于锥度不同，所以斜角a也不同。

表7-1为莫氏圆锥参数。

注：l．锥角的偏差是根据锥厦的偏差折算列入的。

2．当用塞规检查内锥时，内锥大端端面必须位于塞规的两刻线之间，第一条刻线决定内锥大端直径的公称尺寸，第二条刻线决定内锥大端直径的最大极限尺寸。

3．套规必须与配对的塞规校正。套规端面应与塞规上第一条线前面边缘相重合，允许套规端面超出塞规上第一条刻线，但不超过0．1mm距离。

2．公制圆锥

公制圆锥有8个号码，即4、6、80、100、120、140、160和200号。它的号码就是指大端直径，锥度固定不变，即K=1：20。例如80号公制圆锥，它的大端直径是80mm，锥度K=1：20。

二、圆锥表面的精度和公差

圆锥表面的精度主要是指锥度，在国家标准GBll334-89中，

规定了各种圆锥角的公差数值(见表7-2)。

在锥度较大时，标准锥角规定有l20。、90。、75。、60。、45。和30。。在锥度较小时，标准锥度规定有：1：3、1：5、1：7、1：8、1：10、1：12、1：15、1：20、1：30、1：50、1：100和1：200。

图7-1为圆锥角公差。

1．相配合的锥度和角度零件

对于相配合的锥度和角度零件，根据用途不同而规定不同的锥度和角度公差。在国标GBll334中，将锥度公差分为10个精度等级(1～10级，l级最高)。各精度中按公称尺寸的不同而分别规定公差，公差对于零线为对称分布，以角度的分或秒计量。公称尺寸由圆锥的母线长度或角度的短边长度决定。

在标准中所规定锥度的精度等级，应用范围举例如表7-3。

锥度公差的标记举例如下：如锥度1：20，6级精度的锥度公差，写成l：20K6。

2．非配合的锥度和角度公差

对于非配合的锥度和角度公差，在国标GBll334中规定有自由角度公差。其精度等级分为ATl、AT2、AT3和A，r4级，各级精度也是按照公称尺寸的不同分别规定公差，且公差对于零线也是对称分布的。公称尺寸按圆锥的母线长度或角度的短边长度决定。对于自由角度公差的选用：一般机械加工零件用2级，必要时可采用l级；冷冲、压铸和硬模铸造可用2级或3级；热冲、锻压和砂型铸造则用3级或4级。

下面分别介绍调整小拖板角度、偏移尾架、靠模等几种圆锥面车削方法以供参考和选择。2.通过调整小拖板的角度车削圆锥

转动小拖板车削圆锥面最为常见。对于车削长度较短、锥度角a较大的圆锥面零件，车削时只要将车床小拖板按零件要求的锥度a转动该角度即可，即将小拖板转到与工件中心线成a ／2角度。这种方法操作简单，调整范围大，而且能保证一定的精度。转动小拖板车削圆锥的示意图如图7-2所示。

一、转动小拖板角度的车削圆锥步骤

调整小拖板角度，车削圆锥零件的加工过程如下：

1．计算转动小拖板角度

小拖板转动角度的大小应等于工件的锥角。如果工件时锥角值未直接给出，则要根据已知条件计算求出，计算工件锥角的方法如下：

(1)在零件图上注有锥度C或斜度M值时，计算方法如下：t9号=M=导，求得号值。

(2)在加工图上注有工件大端直径D、小端直径d和长度L值时，计算方法如下：

求得号值。

这两种计算公式计算结果相差不大，因小拖板刻度一般相差半度，所以采用以上两种公式做近似计算均可。

2．安装车刀

根据被加工材料性质，选择好车刀，松开小刀架安装车刀，车刀必须安装在工件回转轴线的水平位置，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。

3．选择切削用量，控制吃刀深度

选择切削速度、进给速度，以上参数可参考附表进行选择。根据切削锥面的锥度大小和工件锥孔大端平面离开锥形塞规过端线的距离L7，可选择车刀的吃刀深度。

若已知工件锥孔大端平面离开锥形塞规过端线的距离，则吃刀深度t值为：

式中：t为吃刀深度，mm；L7为工件锥孔大端平面距离锥形塞规的过端线距离，口为锥孔锥角C为锥度标示值，mm0例：已知工件的锥孔锥角为8。，用锥形塞规测量时，工件锥孔大端平面距离锥形塞规的过端线L7=4mm，求吃刀深度t。

即吃力深度为0．280mm。

4．进给车削圆锥

在采用转动小拖板方法车削圆锥时，可以采用手动进给车削或自动走刀进给。手动进给一般不均匀，会影响工件的粗糙度和精度，为克服这一缺陷，可在床身上安装小拖板自动进给机构，利用装在光杠上的主动齿轮传递动力进行车削。

5．反复车削校正圆锥尺寸(1)校正小拖板转动角度获知小拖板应转动的角度后，可实际调整，但因实际操作不

可能一次转动小拖板就能精确地达到这个角度，因此，对精度要求较高的圆锥，要求在其加工过程中，在还留有一定加工余量时，采用锥形塞规或套规来校正小拖板的转角，直到符合工件锥度的精度要求为止。现以加工校正圆锥孔锥度为例进行说明，其校正过程如下：

1)计算所得的角度，初次转动小拖板车削圆锥孑L。

2)检查涂有显示剂(如白粉笔、红丹粉等)的锥形塞规放入锥孑L内运转后的痕迹。若摩擦痕迹均匀，说明锥孔锥度适当。若锥形塞规大端有摩擦痕迹，而小端处无，则说明锥孑L的锥度过小，必须适当增大拖板的转动角度，反之，则应适当减小拖板的转动角度。

3)调整小拖板转角。少量进给车削一刀，再重复上述方法进行检查校正。

4)反复进行以上校正检查过程，直到锥形塞规上摩擦痕迹均匀时为止，这时小拖板转角已符合工件锥度的精度要求，可以进行圆锥工件的精确加工了。若加工圆锥体，则可用锥形套规