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1、车工工艺与技能训练第第6章章 圆锥车削加工圆锥车削加工2010年3月11八月2024 目录目录目录目录6.1圆锥基础知识6.2车削圆锥的方法6.3锥度测量圆圆锥锥车车削削加加工工6.4技能训练11八月2024 6.1 圆锥基础知识圆锥基础知识6.1.1圆锥概念圆锥概念由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体，称圆锥。圆锥又可分为外圆锥和内圆锥，如图6-1。常用的圆锥工具有莫氏圆锥和米制圆锥两种。(a)外圆锥 (b)内圆锥图6-1圆锥11八月2024圆锥的基本参数,如图6-2。6.1.2圆锥计算圆锥计算圆锥基本参数圆锥基本参数图6-2 圆锥的基本参数11八月2024(1)圆锥角：在通过圆锥轴线的截面内
2、，两条素线间的夹角。车削时常用到的是圆锥半角(2)最大圆锥直径：简称大端直径。(3)最小圆锥直径：简称小端直径。(4)圆锥长度：最大圆锥直径与最小圆锥直径间的轴向距离。(5)锥度：最大圆锥直径与最小圆锥直径之差对圆锥长度之比，如下式： (6-1)式中：为最大圆锥直径，mm；为最小圆锥直径，mm；为圆锥长度，mm。11八月2024由上可知，圆锥具有四个基本参数，只要知道其中任意三个参数，其他一个未知参数即可求出。(1)圆锥半角与其他三个参数的关系：在图样上一般都注明D、d、L，但是在车圆锥时，往往需要转动小拖板的角度，所以必须计算出圆锥半角，如下式：圆锥各部分尺寸关系圆锥各部分尺寸关系(6-2)
3、其他三个参数与圆锥半角的关系： D=d+2L(6-3) d=D-2L(6-4)(6-5)式中：为最大圆锥直径，mm；为最小圆锥直径，mm；为圆锥长度，mm。11八月2024例6-1有一圆锥，已知D=65MM，D=55MM，L=100MM，求圆锥半角。解：根据公式6-2=0.05查三角函数表=252应用公式6-2计算圆锥半角，必须查三角函数表。当圆锥半角6时，可用下列近似公式计算：28.7(6-6)28.7C(6-7)11八月2024(2)锥度C与其他三个参数的关系：图6-3 标注锥度的工件11八月2024D、D、L三个参数与锥度三个参数与锥度C的关系为的关系为 D=d+CL (6-8) d =
4、 D -CL (6-9)(6-10)圆锥半角与锥度C的关系为 (6-11)或(6-12)式中：为最大圆锥直径，mm；为最小圆锥直径，mm；为圆锥长度，mm。11八月2024例6-2如图6-3所示磨床主轴圆锥，已知锥度=1:5，大端直径=45MM，圆锥长度=50MM，求小端直径和圆锥。DCd11八月2024车较短的圆锥时，可以用转动小滑板法。车削时只要把小滑板按工件的要求转动一定的角度，使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可。 6.2 车削圆锥的方法车削圆锥的方法6.2.1转动小滑板法转动小滑板法转动小滑板法车削较短圆锥转动小滑板法车削较短圆锥图6-4 转动小滑板车外圆锥 图6-5 转动小
5、滑板车内圆锥11八月2024(1)装夹工件和车刀。(2)按圆锥的大端直径和圆锥部分长度的尺寸要求车圆柱体。(3)确定小滑板的转动角度。(4)转动小滑板。(5)调整小滑板导轨与镶条的配合间隙，并确定工作行程。(6)双手交替摇动小滑板手柄匀速进给，粗车圆锥体，检测并找正圆锥角度。(7)精车圆锥体。转动小滑板法车削圆锥件步骤转动小滑板法车削圆锥件步骤11八月2024(1)用卡钳和千分尺测量：测量时必须注意卡钳脚(或千分尺测量杆)和工件的轴线垂直，测量位置必须在锥体的最大端或最小端直径处。(2)用界限套规控制尺寸：当锥度已调整好，而大端(或小端)尺寸还未能达到要求时，须再车削。计算方法：根据套规台阶到
6、工件小端面的距离，可以用公式6-13、公式6-14来计算背吃刀量，如图6-6。车锥体尺寸的控制方法车锥体尺寸的控制方法式中：为当界限量规刻线或台阶中心还离开工件平面的长度时的背吃刀量(mm)。(6-13)(6-14)11八月2024图6-6计算法控制锥体切削深度11八月2024(3)移动床鞍法车外圆锥时，当调整好圆锥体的角度，经过半精车后用圆锥形环规测量出长度a，使车刀轻轻接触工件小端表面，接着移动小滑板，使车刀后退离开工件表面一个a的距离，然后移动床鞍使车刀同工件平面接触，这时虽然没有移动中滑板，但车刀已切入一个需要的深度，如图6-7。图6-7 移动床鞍控制外圆锥尺寸11八月2024车内圆锥
7、时，当圆锥孔的角度已调整好并经过半精车后，先用圆锥形塞规检查工件，假使余出的尺寸为，如图6-8(a)，取下圆锥形塞规，移动中、小滑板，使刀尖轻轻接触锥孔大端内表面，如图6-8(b)；接着向后移动小滑板，用小滑板刻度盘来控制，使刀尖离开工件端面等于，如图6-8(c)；然后向前移动大滑板，使刀具同工件端面轻轻接触。这时虽然没有移动中滑板吃刀，可是车刀已经切入工件一个需要的深度，如图6-8(d)，这样均匀地移动小滑板进行切削，一次走刀就可以车到接近要求尺寸的圆锥孔。图6-8(e)是用标记法控制锥体尺寸的方法。11八月2024图6-8移动床鞍控制内圆锥尺寸11八月20241)转动小滑板法车削圆锥的优点
8、(1)能加工完整的圆锥体及圆锥孔；(2)能加工圆锥斜角很大的工件。2)转动小滑板法车削圆锥的缺点：(1)只能手动进刀，因此劳动强度较大，表面质量很难控制制；(2)因受小滑板行程的限制，所以只能加工较短的圆锥工件。转动小滑板车车削圆锥的特点转动小滑板车车削圆锥的特点11八月2024车削时注意事项车削时注意事项(1)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。(2)车圆锥体前对圆柱直径的要求是，一般应按圆锥体大端直径放余量1mm左右。(3)车刀刃要始终保持锋利，工件表面应一刀车出。(4)应两手握小滑板手柄，均匀移动小滑板。(5)粗车时，进刀量不宜过大，应先车锥度，以防工件车小而报废。
9、一般留精车余量0.5mm。11八月2024(6)用量角器检查锥度时，测量边应通过工件中心。用套规检查时，工件表面粗糙度要小，涂色要薄而均匀，转动量一般在半圈之内，转动量过大则易造成误判。(7)在转动小滑板时，应稍大于圆锥半角()，然后逐步找正。(8)小滑板不宜过松，以防工件表面车削痕迹粗细不一。(9)当车刀在中途刃磨以后装夹时，必须重新调整，使刀尖严格对准工件中心。(10)扳手松开小滑板紧固螺帽时防止打滑而撞伤手。11八月20246.2.2偏移尾座法偏移尾座法工件装夹工件装夹(1)将顶尖安装在车窗卡盘及尾座上，调整校正顶尖轴线与主轴平行。(2)把两顶尖的距离调整到工件总长，尾座套筒在尾座内伸出
10、量一般小于套筒总长的。(3)两中心孔内须加润滑脂(黄油)。工件在两顶尖间的松紧程度，以手不用力能拨动工件(只要没有轴向窜动)为宜。11八月2024先将前后两顶尖对其，然后根据偏移量的大小采用下面几种方法来偏移尾座。尾座的偏移尾座的偏移应用尾座下层的刻度图6-9应用尾座下层的刻度偏移尾座的方法11八月2024应用百分表应用中滑板刻度图6-10应用中滑板刻度偏移尾座的方法图6-11应用百分表偏移尾座的方法11八月2024应用锥度量棒（或样本）图6-12应用锥度量棒偏移尾座的方法11八月2024在两顶尖之间车削圆锥时，床鞍平行于主轴轴线移动，尾座横向偏移一段距离s(图6-9)，工件旋转中心与纵向进给
11、方向相交成一个角度，因此工件就车成了圆锥。尾座偏移量计算公式：尾座偏移量计算尾座偏移量计算式中：为最大圆锥直径（mm）；为最小圆锥直径（mm）；0为工件全长（mm）；为圆锥长（mm）。部分锥：（6-13）全部锥：（6-14）11八月2024图6-13偏移尾座法车削圆锥11八月2024例6-3有一外圆锥工件，=75MM，=70MM，=100MM，=120MM，求尾座偏移量。011八月2024例6-4如图6-10所示的锥形心轴，=40MM，=1:25，=70MM，=120MM求尾座偏移量。图6-10 锥形心轴011八月2024偏移尾座法车削圆锥的特点偏移尾座法车削圆锥的特点1)偏移尾座法车削圆锥的
12、优点(1)可以机动进给,车削后工件表面较光洁；(2)能车较长的圆锥体。2)偏移尾座法车削圆锥的缺点(1)因受机床尾座偏移量的限制，不能车锥度很大的工件；(2)不能车圆锥孔和完整圆锥体；(3)调整尾座偏移量要花去较多的时间；(4)顶尖在中心孔中是歪斜的，造成中心孔和顶尖磨损都不均匀，因此宜采用球形顶尖或在工件上钻一小圆柱孔以代替顶尖孔，这样就可以改善磨损不均匀的情况。11八月2024仿形法车圆锥是刀具按照仿形装置(靠模)进给对工件进行加工的方法，适用于车削长度较长、精度要求较高的圆锥。1)仿形法车圆锥的基本原理2)靠模的结构锥度靠模的结构如图6-14。6.2.3车削圆锥的其他方法车削圆锥的其他方
13、法靠模板法车削圆锥靠模板法车削圆锥11八月2024图6-14靠模板法车削圆锥的基本原理1.固定模板2.滑滑块3.刀架11八月2024图6-15靠模法车削圆锥1.底座2.靠板3.丝杠4.滑块5.靠模体6、7、11螺钉8.挂脚9.螺母10.拉杆11八月20243）靠模板法车削圆锥的特点(1)靠模板法车削圆锥的优点：圆柱体与圆锥孔均能车削；可以应用大滑板自动走刀，因此光洁度较好；可以加工较长的圆锥体。(2)靠模板法车削圆锥的缺点：一般不能加工较大的锥度；装卸中滑板丝杆比较麻烦。11八月2024宽刃刀削圆锥宽刃刀削圆锥(a)直进法 (b)接刀法图6-16宽刃刀车削圆锥的方法图6-17 用样板刀车削圆锥
14、11八月2024 6.3 锥度测量锥度测量6.3.1用万能角度尺测量锥度用万能角度尺测量锥度图6-18 用万能角度尺测量锥角11八月20246.3.2用角度样板测量圆锥用角度样板测量圆锥图6-19用角度样板测量圆锥11八月20246.3.3用圆锥塞规和圆锥套规测量锥度用圆锥塞规和圆锥套规测量锥度如图6-20用锥规和套规测量圆锥11八月2024 6.4 技能训练技能训练1.实训要求实训要求(1)了解圆锥工件各几何尺寸含义。(2)掌握计算圆锥半角的方法。(3)运用转动小滑板法切削如图6-21圆锥工件，单位mm。(4)测量工件圆锥工件加工尺寸。6.4.1外圆锥车削实例外圆锥车削实例11八月2024C
15、A6140车床、#45毛坯4596mm、卡钳、千分尺、万能角度尺、外圆车刀。2.实训设备实训设备图6-21圆锥工件11八月2024(1)用三爪卡盘夹持毛坯工件的外圆，伸出长度约为70mm，找正并夹紧。(2)车平端面。(3)粗、精车外圆mm外圆长(600.5)mm。(4)计算圆锥半角。(5)划线长度45mm，小滑板逆时针转动，粗、精车椎体1:64至尺寸,用万能角度尺检查锥度.保证表面粗糙度要求,锐角倒钝0.545。(6)调头夹持mm外圆，校正。3.实训内容实训内容11八月2024(7)粗、精车端面，保持总长(900.3)mm。(8)粗、精车(0.1)mm，保证长度(600.3)mm，锐角倒钝0.
16、545。(9)取下工件，检查尺寸。(1)车刀必须对准工件旋转中心。(2)工件表面应一刀车出。(3)粗车时，进刀量不宜过大，并校正锥度。(4)在转动小滑板时，应稍大于圆锥半角角然后逐步找。4.注意事项注意事项11八月20246.4.2内圆锥车削实例内圆锥车削实例1.实训要求实训要求(1)复习内孔工件装夹、校正过程。(2)掌握计算尾座偏移量S的方法。(3)运用偏移尾座法切削如图6-22圆锥内孔，单位mm。(4)测量工件圆锥工件加工尺寸。11八月20242.实训设备实训设备CA6140车床、#45毛坯4596mm、卡钳、千分尺、塞规、万能角度尺、外圆车刀。图6-22 圆锥内孔工件11八月20243.
17、实训内容实训内容(1)用三爪自定心卡盘夹持毛坯外圆，车端面及外圆175mm至尺寸。(2)粗车一端外圆155mm至尺寸157mm，长度17mm。(3)夹持157mm外圆车另一端面，保证总长700.05mm；粗车两一端外圆155mm至尺寸157mm，长度17mm。(4)钻底孔后粗车孔至尺寸98mm。(5)计算尾座偏移量S。11八月2024(6)粗车、精车1：10圆锥孔至图样要求，用圆锥塞规涂色检查接触面60%。倒角0.545。(7)圆锥心轴定位装夹，精车另一端外圆155mm，长17.5mm至尺寸，倒角0.545。(8)精车另一端面外圆155mm，长17.5至尺寸。(9)取下工件，检查尺寸。11八月2024(1)尽量选用刚度大的内圆锥车刀，车刀刀尖必须严格对准工件中心。(2)粗车时不宜进刀过深，应大致找正锥度(检查工件与圆锥塞规配合是否有间隙)。(3)用圆锥塞规涂色检查时，必须注意孔内清洁，显示剂必须涂在圆锥塞规表面，转动量在半圈之内且只可沿一个方向转动。(4)取出圆锥塞规时注意安全，不能敲击，以防止工件移位。(5)精车锥孔时要以圆锥塞规上的刻线来控制锥孔尺寸。4.注意事项注意事项11八月2024
