車削加工外圓錐度的精確控制方法

2022-06-21 06:20:08易小虎

金屬加工(冷加工) 2022年4期

易小虎

攀鋼集團工程技術有限公司修建分公司四川攀枝花 617000

1 序言

在機械傳動和裝配中，錐度配合應用廣泛[1]。如果設計人員給定了內孔的錐度尺寸，要求加工出外圓錐與之相配合，那么對于操作人員來說，是相當困難的，這是因為外圓錐的錐度不好控制、不好測量。

攀鋼主廠區的機械加工設備都是C6120、CA6140這種類型的，車床在轉動小滑板車削圓錐時，最小偏轉精度為1°，對于要求精度配合高的外圓錐加工則很難達到配合要求。

下面利用其他測量儀器，采用相對測量法控制圓錐的錐度，從而達到配合要求。

2 短圓錐小滑板手動車削

圖1所示零件主要由圓錐和螺紋組成，圓錐部分主要尺寸如圖2所示，主要包括：①圓錐角α，為兩條素線間的夾角。②圓錐半角α/2，也即車削時小滑板轉動的角度。③最大端直徑D，簡稱大端直徑。④最小端直徑d，簡稱小端直徑。⑤圓錐長度L，即大端直徑與小端直徑在軸線上的距離[2]。

圖1 零件

圖2 圓錐部分主要尺寸

車削錐度時，小滑板轉動角度為α/2，如圖3所示。

圖3 小滑板轉動角度示意

小滑板轉動α/2角度時，根據三角函數關系，tan（α/2）＝（D－d）/（2L）＝（40－20）/（2×50）＝0.2，可得α/2＝11°20′。即小滑板轉動的角度是11°20′，小滑板的轉角分度是1°一格，沒有細分到20′，只能靠萬能角度尺邊測量邊調整小滑板，不僅費時費力，而且車削出來的圓錐角度不準確，工件精度不高，難以達到配合要求。

為了解決此問題，分析圖2中陰影部分直角三角形（見圖4），車錐度時，車刀行走軌跡為從C點到B點，根據勾股定理可以計算出車刀行走軌跡的長度（見圖5）。

圖4 陰影部分直角三角形

圖5 車刀行走軌跡的長度

車削時，刀尖從C點到B點的距離可以通過小滑板的刻度盤來控制，當車刀走了50.99mm時，刀尖離開車床軸心線的距離剛好是10mm時，就證明車削的圓錐角度是正確的；否則不正確，即小滑板的轉動角度也不正確。在加工錐度前，可以先模擬加工。轉動小滑板后，先搖動小滑板50.99mm，再用量具監測刀尖離開車床軸心線的距離是不是10mm，就可以知道小滑板轉角是否正確。通過這種方法可以直觀地調整小滑板角度，直到錐角正確。具體操作方法如圖6所示。

圖6 具體操作方法示意

1）先精車一段外圓，表面粗糙度值要小，圓柱長度上不出現錐度。可用千分尺測量圓柱的兩端，如果兩端圓柱尺寸相同，則說明圓柱沒有錐度[3]。

2）計算百分表移動量，根據勾股定理計算BC邊長，正好是車錐度時小滑板要行走的長度（BC＝50.99mm）。

3）將小滑板先逆時針移到11°～12°，鎖緊小滑板的任一顆螺釘，然后把百分表的底座吸在小滑板刀架上，把百分表的觸頭頂在外圓上（見圖6）。

4）將小滑板對準零位，百分表指向10mm的刻度位置，向前進給小滑板，百分表的觸頭就會緩慢伸出。當小滑板移動了50.99mm，百分表移動距離＜10mm時，說明錐度小了，這時松開鎖緊螺釘，將錐度調大；當小滑板移動了50.99mm，百分表移動距離＞10mm時，說明錐度大了，這時應把錐度調小；當小滑板移動了50.99mm，百分表也移動了10mm時，說明此時的錐度是正確的，可以進行車削。

調整時的注意事項如下。

1）用來確定錐度的外圓，其本身不能出現錐度現象，否則確定出來的錐度就不準確。如果車削出的外圓出現錐度，則可將百分表頂在尾座套筒上來找正錐度。

2）百分表磁力表座要吸牢固，表架上的連桿螺釘要擰緊，不能松動。

3）百分表的測量桿要垂直于外圓軸線，必要時可以用小直角尺來校正垂直度，而且百分表的測量桿觸頭應該盡量在外圓靠近軸線的母線上[4]。

4）百分表的測量行程應盡量大。10mm量程的較多，如果需要也可以準備1個30～50mm量程的。

5）加工內圓錐時，此方法也可以使用。