圆锥零件的加工技巧

1、 薛明艮：圆锥零件的加工技巧圆锥零件的加工技巧薛明艮 收稿日期：2009-02-15作者简介：薛明艮（1963- ），男，一级实习指导教师，研究方向：机械制造。（浙江工贸职业技术学院， 浙江 温州 325003 ）摘要：普通车床在专业基础教学、技术等级考核、机械零件加工中得到大量的使用。如何利用现有普通设备来解决高精度的零件加工是摆在新工人面前的一项技术难题。转动小滑板车削圆锥零件是普通车床加工圆锥体最常见的方法。本文在实际工作中总结出转动小滑板车削圆锥在短时间内校准高精度圆锥锥角的技术及加工技巧做一下探讨。关键词：锥角；百分表；调整；对配圆锥中图分类号：TG351 文献标识码： B 文章编号

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、 引言在机床与工具中，圆锥面结合可传递很大扭矩（锥角30时且结合同轴度高，有精确的定心作用。现阶段，数控加工并没有普及，大部分圆锥零件还是采用普通车床加工完成。在实际生产或培训、教学、考核中，最常用的圆锥加工方法普通车床上转动小滑板法。转动小滑板法的特点是适用范围广，不受锥度和圆锥角的影响，但需完全靠手动控制。转动小刀架法车削圆锥零件的精度和效率受个人技术影响很大，一般图上高精度的圆锥要求用量规检验，接触面>65%，需确定小滑板的旋转准确位置。作者通过对实际加工进行分析总结得出以下几个加工技巧。2 传统的半锥角校对法2.1半锥角校调步骤根据图样计算出圆锥半角/2（如图1圆锥半角示意图）。

5、a.转动小滑板位置，轻轻固定；b.转动小滑板试车，其加工长度为锥长的1/22/3；c.凭经验摆动锥度量规或采用涂色法检测，多次调整小滑板半锥角，多次试车，多次检验，直到调准为止。2.2半锥角检验方法一般采用标准或高精度量规进行综合检验。使用涂色法：以圆锥塞规检验内圆锥为例，首先在塞规表面顺着圆锥素线用显示剂均匀地涂上三条线（1200一条），然后把塞规放入内圆锥中大概转动半圈，观察显示剂擦去的情况。如果显示剂擦去均匀，说明圆锥接触良好，锥度正确。如果小端擦着，大端没擦去，说明圆锥角大了，反之，说明圆锥角小了。圆锥面的精度是以涂色研合接触面大小来评定，接触面越大精度越高，也就是角度越接近标准值。3

6、 传统校调半锥角的弊端3.1锥度精度低或非标准的锥度测量，例如：使用万能角度尺测量，量具与工件的接触位置一定要在直径上，且被测面，基准面要求高，才能测出较真实的角度，否则将测量不准确。3.2万能角度尺或样板测量锥角采用透光法进行，其测量尺口或样板有一定的厚度，影响其透光性，测量误差很大。经验不足的新工人怎么看都是准的。3.3 标准圆锥其要求量规精度高，且表面不能有锈斑，撞伤等，否则，量规本身就存在误差。3.4 操作时，要有相当好的技术水平，比如显示剂的稀稠，量规转动的平稳性，小端、大端擦去或间隙的判断。新工人难以校准，经验丰富的人也会存在经验性的误差。微调小滑板角度，其操作难度更大（有时调大了

7、，有时又偏小了）。3.5 调整锥角繁琐，高精度锥角还要边调边送到计量室检测。比如，原温州冶金厂生产的T20、T148发动机气门镶座（如图2气门镶座）其内锥角为300±5，工件车完内锥孔后，要进行精铰，半精车内锥孔的精度，直接影响到精铰后内锥孔的精度，要是精铰角度不准，精加工的余量不均匀，精加工后内锥孔表面较差，直接影响到进、排气门的密封效果，影响油料的燃烧效率和发动机的功率。由于批量生产，工人为调准锥角，往往从车间跑送计量室检测，有时跑上一天也校不准半锥角，锥角校准把握性小，偶然校准了，计量室才开出锥角已准的检测证明。现在，机械加工向数控加工、加工中心方向发展，高职院所设的机电一体化

8、专业，改变传统切削加工需当三年学徒的历史，取而代之的是计算机辅助制造CAM加工技术。因此，在一段时间内，工厂、学校、国家等级考核还用传统的加工方式，但我们在计算机、数学知识的帮助下，可以改进锥度难校的现状。4 圆锥锥角快速校准法受量棒校准车床尾座思路的启发，利用百分表的精度来解决校对小滑板旋转位置。圆锥锥角快速校准法是利用百分表的精度来校对小滑板旋转的位置。（如图3圆锥锥角快速校准示意图 ）其操作是受量棒校准车床尾座思路的启发，标准的圆柱量棒，一头用卡盘爪夹住（卡盘精度不高的话，可用死顶尖套在主轴锥孔内直接顶住），另一头用尾座上的死顶尖顶上，把百分表装在大拖板上，移动大拖板，观察百分表指针的偏

9、动情况就可以检测尾座的偏移程度；采用反向思维，假如我把要车锥度的外圆车好了，那么，大滑板固定不动,移动小滑板，理论上外圆没锥度，其装在刀架上的百分表指针就应该没偏移，要是有朝一个方向偏移的话，就说明小滑板同车床主轴轴心线存有夹角，那么转动小滑板车出来的零件就会带有锥度。那么该操作有以下特点：a.百分表的精度代替量规，万能角度尺，样板的精度；b.检测操作时间短，误差大小直观；c.不论是车内锥度或车外锥度，锥度的长短，都可以试车一段外圆直接校准；d.通过计算,试校能校准很高精度的锥角；e.任何工艺都有弊端，此方法要是车大锥角的锥度，只能缩短小滑板移动的长度，因为一般百分表的行程为10mm。现以车削

10、1：5内圆锥为例进行说明（附图4），其校调步骤为：a.车端面，加工外圆（车光洁工件毛坯即可）；b.把百分表装在刀架上，表头同工件端面中心等高；建立计算简图，并予以计算出百分表的变化量X值，设三角形形斜边长为30mm（越长误差越小）；已知锥度为1：5，可计算出半锥角/2=504236 则X=30×sin/22.985mmd.把百分表触头接触工件外圆，确定指针刻度，并调之为零位，小滑板调为零刻度值。转动小滑板，百分表的指针就会往顺时针转动；e.把小滑板向前转动6圈：6×5=30mmf.结果：百分表变化量为X=2. 985即锥角精度正确，若有偏差可再次调整，在开始处与6圈处对两点

11、，看一看百分表的变化量是不是接近于2.985；若误差1；则X=30×sin001=30×sin0.01666660.0087mm 误差5； X=30×sin005=30×sin0.08333330.043mm即误差1；则百分表可观值为0.87格 误差5； 百分表可观值为4.3格 误差±5；百分表可观值为8.6格，非常的直观。本方法在原温州冶金厂T120、T148发动机气门镶座加工中，检测快捷、准确，在车工六级工、高级工的考核中，同样获得快捷、准确的效果。（如图4实例计算图）圆锥锥角快速校准法，速度快，大概只需十五分钟，而传统校半锥角要30分钟左

12、右，甚至更长，精度高，同经验校对无法相比，能校准高精度的锥角。因此，圆锥锥角快速校准法，对实际生产、教学指导，技能考核中，都具有准确、快捷、简单等特点，对补充经验性操作具有重要的意义。5 对配圆锥的加工技巧在车削工件的圆锥表面前，车床的小滑板必须转过一个角度，使得车床小滑板移动的轨迹和机床主轴的旋转轴线夹角等于圆锥半角(2)。车削圆锥既要保证圆锥角正确，又要保证圆锥直径正确。车削圆锥常用的方法是把小滑板转过一个圆锥半角，但转过的角是一个近似值，圆锥大径不加工到尺寸，用角度尺或圆锥塞规(圆锥套规)调整角度，待角度调整正确后，在车削圆锥大径至尺寸。此方法车削圆锥调整角度效率较低，常因角度还没有调整

13、正确，圆锥大径已加工到尺寸,可能已造成了半途而废。另外，用研配接触面积判断圆锥车削质量时，无法断定是由于角度不正确，还是表面质量差所造成的接触面积达不到要求。因此，圆锥零件的加工，操作者的技能水平很难提高。对配圆锥车削方法的基本思路是先车削外圆锥，将圆锥半角和圆锥直径车削正确，车削内圆锥时，不变动小滑板角度，将主轴反转，切削刃向上(或主轴正转，切削刃向下)，刀尖严格对准工件旋转中心，转动中,滑板手柄、车刀移向对面车削，由于小滑板的角度没有改变，因此，可获得接触面较好的圆锥配合表面(如图5对配圆锥的车削)。另外，在检验时，如果表面接触面积达不到要求，那么和内外圆锥角度不一致关系不大，这样可以有针

14、对性地分析原因和加强练习。 图5 对配圆锥的车削对配圆锥的车削方法有如下几种。根据刀具选择的不同，拓展为四种不同的相互配套的车削方法，各有其优、缺点，在此作详细介绍。方法一：车圆锥时，小滑板角度按车外圆锥的方向转动,用90°外圆车刀车削外圆锥。车削内圆锥时，选择反内孔车刀，和普通车孔相比车刀车孔的对面，机床主轴反转，刀尖向上(如图6 对配车削方法一)。此方法是最常用的一种方法，刀具需特殊刃磨，刀具的长度可按工件孔的大小和长度制作，刀具强度较高，表面质量容易控制，缺点是通用性差。图6 对配圆锥车削方法一方法二：车削圆锥时，小滑板角度按车内锥方向转动，车削外圆锥时，圆锥小端靠近卡盘,用9

15、0°左偏刀车削外圆锥，小滑板反向进给。内圆锥用普通镗孔刀车削，机床主轴全部正转(如图7圆锥车削方法二)。这种车削方法车外圆锥的刀具强度受到影响，表面质量不宜保证，而且需切工艺槽。但使用这种方法，工件的内圆锥较好车削，并且带外圆锥工件的同轴度容易保证。图7 对配圆锥车削方法二方法三：车圆锥时，小滑板角度按车外圆锥方向转动。用90°外圆车刀车外圆锥。车内圆锥时，选择普通镗孔车刀，主轴正转，刀尖向下，和普通车孔相比车刀在对面车削(如图1)。这种车削方法和方法一基本相同。需要把普通的内孔车刀进行修磨。把内孔车刀的刀杆去薄，以满足车刀刀尖的中心和主轴的旋转轴线等高。方法四：车圆锥时，

16、小滑板角度按车内圆锥方向转动，用普通内孔车刀车内圆锥。同样用内孔车刀车外圆锥,机床主轴反转，刀尖向上,和用普通90°外圆刀车外圆锥不同的是，在对面车削(如图8 对配圆锥车削方法四)。此方法较方便，只用一种车刀就能完成内外圆锥的车削。但车外圆锥时，刀具的强度没有用90°外圆车刀强度高,表面质量不宜保证，而且车削外圆锥的角度受中滑板行程的限制不能太大。图8 对配圆锥车削方法四以上几种方法可根据操作者的现有条件进行选择，或制作专用刀具以克服该方法的不足，提高圆锥表面的加工质量。车削对配圆锥应注意事项： (一)在工艺许可的情况下，一般先车削外圆锥,再车削内圆锥，因为外圆锥精度和表面

17、质量比内圆锥容易保证，然后用外锥去配作内锥。(二)车内圆锥时，既要保证表面粗糙度，又要保证圆锥直径,较难掌握,而且耗费时间，所以精车内圆锥时可选择小被吃刀量车削。(三)为保证圆锥面精度和表面粗糙度，车刀的刀体必须具有足够的刚性，切削刃应该始终保持锋利状态,，进刀应均匀，同时必须确定合适的切削速度。(四)车削圆锥时，车刀的安装必须和工件的旋转中心等高，否则母线会呈双曲线，影响配合精度。6 工具圆锥体的修研技巧常用的工具圆锥表面经常会出现划痕影响正常使用，为了保证工具圆锥使用精度和延长使用寿命我们可以对出现划痕的工具圆锥进行修研。修研方法：将被研修塞规的手持柄末端装夹在普通车床的卡盘上，装夹的长度

18、在1015mm左右。对中心轴线的跳动须控制在0.02mm之内，卡盘的转数可选在6001200r/min之间。粗砂研修时宜低速，反之则用高速。磨料使用规则须根据实际情况而定。测量面表面划痕严重者应首选粗砂再用细砂，反之应首选细砂或只用金相砂纸。测量面表面划痕轻微者:分别用毛刷将白刚玉砂W11和氧化铬，以宽约3mm左右的条状均匀涂于塞规表面，然后用硬脂画两条线，再启动普车床头设备，用研板赶匀研磨修理。研修中，施力不宜过大，行走的速度宜匀，不得忽紧忽慢，最后用氧化铬加硬脂抛光。研修时间应控制在13min左右。测量面表面划痕严重者:可选用白刚玉砂W3和氧化铬加硬脂。白刚压砂W2和氧化铬加硬脂、氧化铝W1和氧化铬加硬脂以及氧化铬加硬脂等四组不同规格的磨料分别进行研修，研修时间应控制在35min左右。7 结论圆锥锥角快速校准法，具有操作筒单、速度快，精度高等优点，同经验校对相比，能校准高精度的锥角。圆锥加工的几种技巧方法实用，又能保证加工圆锥的精度，值得推广。它们在实际生产、教学指导，技能考核中，都具有准确、快捷、简单等特点，对补充经验性操作具有重要的意义。参考文献：1金禧德，王志海.金