课题二__精车圆锥面

1、学习目标学习目标l在实践经验的基础上，使学员的内外圆锥在实践经验的基础上，使学员的内外圆锥面的车削技能进一步巩固与提高，并达到高面的车削技能进一步巩固与提高，并达到高级工要求。级工要求。l掌握内外圆锥面的多种检测方法。掌握内外圆锥面的多种检测方法。一、基础知识一、基础知识1影响圆锥表面加工精度的主要因素影响圆锥表面加工精度的主要因素（1）母线必须是直线。车刀移动的直线性由）母线必须是直线。车刀移动的直线性由刀架的导轨保证。刀架的导轨保证。（2）母线与工件轴线必须相交。）母线与工件轴线必须相交。（3）车刀相对于工件轴线径向和轴向距离的）车刀相对于工件轴线径向和轴向距离的控制必须准确。控制必须准确

2、。图图2.1 2.1 圆锥的直径、长度和锥角圆锥的直径、长度和锥角2圆锥各部分名称、尺寸标注方法和圆锥各部分名称、尺寸标注方法和常用锥度标准常用锥度标准（1）锥体各部分名称及代号）锥体各部分名称及代号（2）圆锥各部分尺寸的计算）圆锥各部分尺寸的计算 若以若以C表示锥度，其计算公式为表示锥度，其计算公式为 锥度锥度C与圆锥角与圆锥角 的关系为的关系为 DdCL2tan2C基基 本本 值值推推 算算 值值系列系列1 1系列系列2 2圆圆 锥锥 角角 锥锥 度度 C C1201201:0.288 6751:0.288 67590901:0.500 0001:0.500 00075751:0.651

3、6131:0.651 61360601:0.866 0251:0.866 02545451:1.207 1071:1.207 10730301:1.866 0251:1.866 025表表2.12.1 一般用途圆锥的锥度与锥角（一般用途圆锥的锥度与锥角（GB15783GB15783）基基 本本 值值推推 算算 值值系系 列列 1 1系系 列列 2 2圆圆 锥锥 角角 锥锥 度度 C C1:31:318185555 28.7 28.7 18.924 64418.924 6441:41:414141515 0.1 0.1 14.250 03314.250 0331:51:511112525 16.

4、3 16.3 11.421 18611.421 1861:61:69 93131 38.2 38.2 9.522 7839.522 7831:71:78 81010 16.4 16.4 8.171 2348.171 2341:81:87 79 9 9.6 9.6 7.152 6697.152 6691:101:105 54343 29.3 29.3 5.724 8105.724 8101:121:124 44646 18.8 18.8 4.771 8884.771 8881:151:153 34949 5.9 5.9 3.818 3053.818 3051:201:202 25151 51.1

5、 51.1 2.864 1922.864 1921:301:301 15454 34.9 34.9 1.909 6831.909 6831:401:401 12525 56.4 56.4 1.432 3201.432 3201:501:501 18 8 45.2 45.2 1.145 8771.145 8771:1001:1000 03434 22.6 22.6 0.572 9530.572 9531:2001:2000 01717 11.3 11.3 0.286 4780.286 4781:5001:5000 06 6 52.5 52.5 0.114 5920.114 592基 本 值推 算

6、 值备 注圆 锥 角 锥 度 C18301:3.070 11511541:4.797 451纺织8401:6.598 442工业7401:7.462 2087:2416.594 2901635 39.41:3.428 571机床主轴、工具配合1:96.359 660621 34.8电池接头1:16.6663.436 853326 12.7医疗设备1:12.2624.670 042440 12.2贾各锥度21:12.9724.414 696424 52.9 1 1:15.7483.637 067338 13.4 331:18.7793.050 33533 1.2 31:19.2642.973 5

7、73258 24.9 61:20.2882.823 550249 24.8 01:19.0023.014 55430 52.4莫氏锥度51:19.1802.986 590259 11.7 6表表2.22.2 特殊用途圆锥的锥度与锥角（特殊用途圆锥的锥度与锥角（GB15783GB15783）基 本 值推 算 值备 注圆 锥 角 锥 度 C1:19.2122.981 618258 53.8 01:19.2542.975 117258 30.4 41:19.9222.875 402252 31.4 31:20.0202.861 332251 40.8 21:20.0472.857 480251 26

8、.9 1续表续表 公称尺寸公差（）锥 度 等 级12345678910自13501 15235813203250364011 302 30461016254061030501 1523581320321018254011 302 304610162518302030501 1523581320305015254011 302 304610165080122030501 15235813801201015254011 302 3046101201808122030501 15235818026061015254011 302 304626036058122030501 1523536050046

9、1015254011 302 304表表2.32.3 配合用锥度和角度公差表（配合用锥度和角度公差表（JB159JB159）3车削圆锥面的几种方法车削圆锥面的几种方法（1）转动小刀架法）转动小刀架法 车削圆锥面时只要将小刀架溜板按零车削圆锥面时只要将小刀架溜板按零件要求转动一定角度，使车刀运动的轨迹件要求转动一定角度，使车刀运动的轨迹与所车削的圆锥母线平行即可。与所车削的圆锥母线平行即可。 小刀架溜板转动角度的规定。小刀架溜板转动角度的规定。 小刀架的调整。小刀架的调整。 一般可利用刻度转动小刀架溜板角度，一般可利用刻度转动小刀架溜板角度，通过试切法逐步校正。通过试切法逐步校正。 图图2.2

10、2.2 按所需夹角按所需夹角 转动小刀架溜板转动小刀架溜板 锥度的校正方法。锥度的校正方法。 当车削标准锥度和较小角度时，一般当车削标准锥度和较小角度时，一般可用锥度套规或塞规用涂色检验的方法，可用锥度套规或塞规用涂色检验的方法，逐步校正小溜转动的角度。逐步校正小溜转动的角度。 当车削较大工件时，可用样板或角度当车削较大工件时，可用样板或角度游标尺来检验和校正。游标尺来检验和校正。 车刀对准中心的方法。车刀对准中心的方法。 车刀对准中心的方法如下。车刀对准中心的方法如下。a当车削实心圆锥体时，可把车刀刀尖对当车削实心圆锥体时，可把车刀刀尖对准端面中心。准端面中心。b当车圆锥孔时，可采用端面划线

11、的方法，当车圆锥孔时，可采用端面划线的方法，如图如图2.4所示。所示。图图2.3 2.3 用百分表校正锥度的方法用百分表校正锥度的方法 图图2.4 2.4 端面划线对准中心的方法端面划线对准中心的方法 车削锥体尺寸的控制方法车削锥体尺寸的控制方法a计算法。计算法。b移动大溜板法。移动大溜板法。图图2.5 2.5 车圆锥面控制尺寸的方法车圆锥面控制尺寸的方法 转动小刀架法的优缺点及其适用范围。转动小刀架法的优缺点及其适用范围。采用此法车削圆锥面，其优点主要是能车采用此法车削圆锥面，其优点主要是能车圆锥体和圆锥孔；能车锥角很大的工件；圆锥体和圆锥孔；能车锥角很大的工件；在同一零件上车削几种锥角时调

12、整较方便。在同一零件上车削几种锥角时调整较方便。其缺点是只能手动进刀，劳动强度较大，其缺点是只能手动进刀，劳动强度较大，表面粗糙度较难控制。表面粗糙度较难控制。 （2）偏移尾座法）偏移尾座法 采用两顶尖夹持工件车削圆锥体时，可采用两顶尖夹持工件车削圆锥体时，可用偏移尾座法。用偏移尾座法。 将尾座向里或向外偏移一定距离，使工将尾座向里或向外偏移一定距离，使工件轴线与车床主轴轴线相交成一角度，其大件轴线与车床主轴轴线相交成一角度，其大小等于圆锥斜角值。小等于圆锥斜角值。 尾座偏移量的计算。尾座偏移量的计算。 尾座偏移量可按下列公式计算尾座偏移量可按下列公式计算2LDdSl式中：式中：S尾座偏移量（

13、尾座偏移量（mm）；）； L两顶尖之间的距离，一般约等两顶尖之间的距离，一般约等于工件总长度（于工件总长度（mm）；）； l圆锥体长度（圆锥体长度（mm）；）； D圆锥体大端直径（圆锥体大端直径（mm）；）； d圆锥体小端直径（圆锥体小端直径（mm）。）。 尾座偏移量的调整。尾座偏移量的调整。 尾座偏移后如何改善顶尖接触状况。尾座偏移后如何改善顶尖接触状况。 图图2.7 2.7 偏移尾座车削圆锥体偏移尾座车削圆锥体 11车床主轴轴线车床主轴轴线 22工件轴线工件轴线图图2.8 2.8 用百分表偏移尾座的方法用百分表偏移尾座的方法 图图2.9 2.9 偏移尾座后改善顶尖接触状况的方法偏移尾座后改

14、善顶尖接触状况的方法11车床主轴轴线车床主轴轴线 22工件轴线工件轴线 偏移尾座法的优缺点及其适用范围。偏移尾座法的优缺点及其适用范围。 其优点是：任何普通车床都可以应用；其优点是：任何普通车床都可以应用；可自动走刀，加工的表面粗糙度较小；能车可自动走刀，加工的表面粗糙度较小；能车削较长的锥体。削较长的锥体。 其缺点是：受尾座偏移量的限制，不其缺点是：受尾座偏移量的限制，不能车削锥度较大的工件；尾座偏移后顶尖能车削锥度较大的工件；尾座偏移后顶尖与工件的孔接触偏向一边，如果不改善顶与工件的孔接触偏向一边，如果不改善顶尖接触状况，会影响加工精度；此外，还尖接触状况，会影响加工精度；此外，还不能车削

15、锥孔和整锥体。不能车削锥孔和整锥体。 因此这种方法只适宜加工较长而锥角因此这种方法只适宜加工较长而锥角较小，精度要求不高的工件。较小，精度要求不高的工件。（3）靠模法）靠模法 靠模装置的一般结构。靠模装置的一般结构。 靠模板转动角度的调整。靠模板转动角度的调整。 一般可用正弦尺和百分表来调整其角一般可用正弦尺和百分表来调整其角度（见图度（见图2.14）。）。图图2.10 2.10 车削锥角小于车削锥角小于1212的纵向靠模装置的纵向靠模装置11螺钉螺钉 22中芯轴中芯轴 33滚轮滚轮 44靠模板靠模板 55滚轮支架滚轮支架 66靠模支架靠模支架 77弹簧弹簧 88工件工件 99车刀车刀 101

16、0手柄手柄图图2.11 2.11 车削大锥度的横向靠模装置车削大锥度的横向靠模装置11工件工件 22车刀车刀 33靠模板座靠模板座 44靠模板靠模板 55滚轮支架滚轮支架 66紧固螺钉紧固螺钉 77滚轮滚轮图图2.12 2.12 车削大锥度的另一种横向靠模装置车削大锥度的另一种横向靠模装置11工件工件 22车刀车刀 33活动刀杆活动刀杆 44靠模板靠模板 55靠模支架靠模支架 66触头触头77床身导轨床身导轨 88可调支承螺钉可调支承螺钉 99尾座芯轴尾座芯轴图图2.13 2.13 靠模活动刀杆靠模活动刀杆11上盖上盖 2 2活动刀杆活动刀杆 3 3滚轮滚轮 4 4、4 4 靠模靠模 5 5压

17、力弹簧压力弹簧 6 6方柱方柱 7 7圆柱销圆柱销图图2.14 2.14 靠模板转动角度的调整靠模板转动角度的调整11正弦尺正弦尺 22量块量块 33百分表百分表 44百分表座百分表座 靠模法的优缺点及其适用范围。靠模法的优缺点及其适用范围。 这种方法的优点是：调整锥度方便、准这种方法的优点是：调整锥度方便、准确；由于中心孔与顶尖接触良好，锥面加工确；由于中心孔与顶尖接触良好，锥面加工质量较高；不论车圆锥体还是圆锥孔均可自质量较高；不论车圆锥体还是圆锥孔均可自动走刀。动走刀。 其缺点是，需要配备一套靠模装置方能其缺点是，需要配备一套靠模装置方能车削带锥面的零件。车削带锥面的零件。4精密圆锥面的

18、检测精密圆锥面的检测（1）圆锥体的测量）圆锥体的测量 用百分表和正弦规测量锥角。用百分表和正弦规测量锥角。 圆锥体直径的间接测量法。圆锥体直径的间接测量法。 图图2.15 2.15 精密圆锥体的测量方法精密圆锥体的测量方法11方箱方箱 22工件工件 33百分表百分表 44压板压板 55百分表座百分表座 66正弦尺正弦尺 77量块量块 88精密平板精密平板 圆锥体圆锥长度的测量。圆锥体圆锥长度的测量。 如图如图2.19所示，有两种测量方法。所示，有两种测量方法。 图图2.19（a）所示为直接测量法，用深）所示为直接测量法，用深度千分尺完成。度千分尺完成。 图图2.19（b）所示为用块规比较测量。

19、）所示为用块规比较测量。 图图2.17 2.17 圆锥体小端直径的间接测量法圆锥体小端直径的间接测量法 11工件工件 22千分尺千分尺 33圆柱量棒圆柱量棒 44平铁平铁 55顶尖顶尖 图图2.18 2.18 圆锥体小端直径与测量读数圆锥体小端直径与测量读数M M的几何关系的几何关系11圆柱量棒圆柱量棒 22平铁平铁图图2.19 2.19 圆锥长度的测量方法圆锥长度的测量方法11深度千分尺深度千分尺 22量块量块（2）圆锥孔的测量）圆锥孔的测量 精密圆锥孔的测量方法与精密圆锥体精密圆锥孔的测量方法与精密圆锥体的测量大同小异，但难度较大一些。的测量大同小异，但难度较大一些。 用百分表和正弦规测量

20、锥角。用百分表和正弦规测量锥角。 圆锥孔直径的间接测量法。圆锥孔直径的间接测量法。图图2.20 2.20 精密圆锥孔斜角的测量方法精密圆锥孔斜角的测量方法图图2.21 2.21 圆锥孔直径的间接测量法圆锥孔直径的间接测量法 图图2.22 2.22 圆锥孔大端直径与测量读数圆锥孔大端直径与测量读数M M的几何关系的几何关系 圆锥孔圆锥长度的测量。圆锥孔圆锥长度的测量。（3）小圆锥孔的测量）小圆锥孔的测量 当圆锥孔的直径小于当圆锥孔的直径小于30mm时，受到圆锥时，受到圆锥孔直径和深度的限制，上述方法不能采用，可孔直径和深度的限制，上述方法不能采用，可用以下测量方法。用以下测量方法。 小圆锥孔斜角

21、的测量。小圆锥孔斜角的测量。 其方法有两种。其方法有两种。a采用标准锥度量规涂色研合检验。采用标准锥度量规涂色研合检验。b采用钢球间接测量。采用钢球间接测量。图图2.23 2.23 用钢球测量小直径精密的测量用钢球测量小直径精密的测量11平板平板 22零件零件 33钢球钢球 44深度百分表深度百分表 小圆锥孔大端直径的测量。小圆锥孔大端直径的测量。a利用块规和百分表测量。利用块规和百分表测量。 b利用量棒测量。利用量棒测量。 图图2.24 2.24 用块规和百分表测量圆锥孔直径用块规和百分表测量圆锥孔直径 11工件工件 22锥体量规锥体量规 33百分表百分表 44量块量块 图图2.25 2.2

22、5 用圆柱量棒测量小圆锥孔直径用圆柱量棒测量小圆锥孔直径11工件工件 22圆柱量棒圆柱量棒 33千分尺千分尺 44锥度量规锥度量规二、精密圆锥面车削实例练习二、精密圆锥面车削实例练习【练习【练习2.1】 精密圆锥体车削。精密圆锥体车削。 图图2.26所示为一精密圆锥体，材料所示为一精密圆锥体，材料45钢，已完成粗车并热处理，淬火硬度钢，已完成粗车并热处理，淬火硬度3338HRC，两端面已平磨（平行度误差小于，两端面已平磨（平行度误差小于0.01mm）。）。1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）半精车。）半精车。 车大端外圆车大端外圆 160mm至图样要求。至图样要求。

23、调头，车内孔调头，车内孔 mm，留精车余量，留精车余量0.51.0mm。0.03060 车圆锥体部分。用转动小刀架法车削，车圆锥体部分。用转动小刀架法车削，留精车余量留精车余量0.51.0mm。（2）测量锥角。）测量锥角。（3）校正小刀架的转动角度。）校正小刀架的转动角度。 图图2.26 2.26 精密圆锥体精密圆锥体图图2.27 2.27 校正小刀架的转动角度校正小刀架的转动角度 图图2.28 2.28 调整小刀架转动角度时，工件轴线，调整小刀架转动角度时，工件轴线， 百分表测头和车刀刀尖的正确位置百分表测头和车刀刀尖的正确位置 1 1工件工件 22百分表测头百分表测头 33车刀刀尖车刀刀尖

24、（4）精车。）精车。 车圆锥体和大面。车圆锥体和大面。 车内孔车内孔 mm至图样要求。至图样要求。 用图用图2.17所示方法测量锥体小端直径。所示方法测量锥体小端直径。 0.03060【练习【练习2.2】 精密圆锥孔的车削。精密圆锥孔的车削。 图图2.29所示为一个精密圆锥孔的零件，所示为一个精密圆锥孔的零件，材料材料45钢，已初车并热处理，淬火硬度钢，已初车并热处理，淬火硬度3338HRC，两端面已平磨（平行度误差不大，两端面已平磨（平行度误差不大于于0.01mm）。）。图图2.29 2.29 精密圆锥孔精密圆锥孔1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）半精车。）半精车

25、。 车外圆车外圆 160mm，留精车余量，留精车余量0.51mm。 车内孔车内孔 mm，留精车余量，留精车余量0.51mm。0.03060 转动小刀架车削圆锥孔部分，留精车余转动小刀架车削圆锥孔部分，留精车余量量0.51mm。（2）测量锥角。）测量锥角。（3）校正小刀架的转动角度。参照车圆锥）校正小刀架的转动角度。参照车圆锥体的方法进行。体的方法进行。（4）精车。）精车。 精车外圆精车外圆 160mm至图样要求。至图样要求。 精车圆锥孔和端面。精车圆锥孔和端面。 车内孔车内孔 mm至图样要求。至图样要求。 用图用图2.21所示方法测量圆锥孔尺寸。所示方法测量圆锥孔尺寸。0.03060【练习【练

26、习2.3】 块形圆锥体零件的车削。块形圆锥体零件的车削。 图图2.30所示为块形圆锥体零件（即零所示为块形圆锥体零件（即零件为圆锥体的一部分），材料件为圆锥体的一部分），材料45钢，粗加钢，粗加工后已进行热处理，淬火硬度工后已进行热处理，淬火硬度3538HRC。 精车前工件的两端面，基准面精车前工件的两端面，基准面A和底和底面面K已磨削加工，各表面相互垂直度误差已磨削加工，各表面相互垂直度误差不大于不大于0.02mm。图图2.30 2.30 块形圆锥体块形圆锥体1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）小刀架转动角度的调整。）小刀架转动角度的调整。（2）装夹定位找正工件。）

27、装夹定位找正工件。 图图2.31 2.31 利用角铁调整小刀架的转动角度利用角铁调整小刀架的转动角度 11花盘花盘 22角铁角铁 33百分表百分表 44小刀架小刀架（3）切削用量的选择。）切削用量的选择。 块形圆锥体是断续车削，故采用高速钢块形圆锥体是断续车削，故采用高速钢车刀低速切削，主轴转速按图示位置安放，车刀低速切削，主轴转速按图示位置安放，基准面基准面A紧靠平铁，底面紧靠平铁，底面K紧贴紧贴 120 0.01mm外圆柱面，尺寸精度如图外圆柱面，尺寸精度如图2.32所示。所示。 图图2.32 2.32 装在花盘上的带台阶圆柱校正棒装在花盘上的带台阶圆柱校正棒 （4）切削用量的选择。）切削

28、用量的选择。 块形圆锥体是断续车削，故采用高速块形圆锥体是断续车削，故采用高速钢车刀低速切削，主轴转速不宜过高，切钢车刀低速切削，主轴转速不宜过高，切削深度为削深度为0.51.0mm，不要过大。，不要过大。（5）精车外圆柱面和圆锥面。）精车外圆柱面和圆锥面。 外圆直径的测量。外圆直径的测量。 外圆长度的测量。外圆长度的测量。 图图2.33 2.33 块形圆锥体的装夹定位块形圆锥体的装夹定位 11校正棒校正棒 22工件工件 33平铁平铁 44精密垫铁精密垫铁 55花盘花盘 图图2.34 2.34 块形圆锥体外圆直径的测量方法块形圆锥体外圆直径的测量方法11工件工件 22千分尺千分尺 33校正棒校

29、正棒图图2.35 2.35 外圆长度的测量方法外圆长度的测量方法11校正棒校正棒 22工件工件 33花盘花盘 44量块量块 55千分尺千分尺 66圆柱量棒圆柱量棒【练习【练习2.4】 对配圆锥面零件的车削。对配圆锥面零件的车削。 图图2.37所示为一弹簧夹头。所示为一弹簧夹头。 由弹簧夹头体、夹头底座和锁紧螺母由弹簧夹头体、夹头底座和锁紧螺母组成。组成。 图图2.37 2.37 弹簧夹头弹簧夹头1 1弹簧夹头体弹簧夹头体 22锁紧螺母锁紧螺母 33夹头底座夹头底座1工艺分析工艺分析2车削加工工艺及步骤车削加工工艺及步骤（1）精车弹簧夹头体的内孔及端面）精车弹簧夹头体的内孔及端面K 。装夹方法如

30、图装夹方法如图2.38所示。所示。（2）精车弹簧夹头体）精车弹簧夹头体15斜角的圆锥面部斜角的圆锥面部分。芯轴装夹如图分。芯轴装夹如图2.39所示。所示。 车一芯轴，其直径与夹头体内孔相配合车一芯轴，其直径与夹头体内孔相配合间隙不大于间隙不大于0.01mm。 车削车削15斜角的圆锥体部分，小刀架顺斜角的圆锥体部分，小刀架顺时针转动时针转动15车削至图样要求。车削至图样要求。 车外圆车外圆 80mm部分至图样要求。部分至图样要求。 将工件连同芯轴一起卸下（注意保持小将工件连同芯轴一起卸下（注意保持小刀架在刀架在15的位置上）。的位置上）。（3）精车夹头体底座）精车夹头体底座15斜角的圆锥孔部斜角

31、的圆锥孔部分。花盘装夹如图分。花盘装夹如图2.40所示。所示。 车内孔车内孔 80mm及及M126 3螺纹。螺纹。 移动小刀架车斜角移动小刀架车斜角15的内锥孔。的内锥孔。（4）精车弹簧夹头体）精车弹簧夹头体30斜角的圆锥体部斜角的圆锥体部分。分。图图2.38 2.38 精车弹簧夹头体的内孔和端面精车弹簧夹头体的内孔和端面 图图2.39 2.39 精车弹簧夹头体精车弹簧夹头体图图2.40 2.40 精车夹头底座精车夹头底座1515斜角的圆锥孔部分斜角的圆锥孔部分11花盘花盘 22工件工件 33小刀架小刀架 精车精车30斜角的圆锥体部分。小刀架逆斜角的圆锥体部分。小刀架逆时针转动时针转动30车至图样要求。车至图样要求。 将工件连同花盘一起卸下（注意保持小将工件连同花盘一起卸下（注意保持小刀架在刀架在30的位置上）。的位置上）。（5）精车锁紧螺母内螺纹。换四爪卡盘装）精车锁紧螺母内螺纹。换四爪卡盘装夹，精车内螺纹，如图夹，精车内螺