浅谈锥体配合面的车削技巧

郝灵波 张正

青岛市技师学院

浅谈锥体配合面的车削技巧

郝灵波 张正

青岛市技师学院

锥体零件的加工是机械加工中常见的零件加工，但在加工过程中总是或多或少的出现一些质量问题，比如锥度不合适、表面粗糙度不好、大小端尺寸不正确等等。因此在加工过程中存在一定难度。如何解决这些问题，是值得我们思考的问题。

锥体配合；车削；表面粗糙度；刀具焊接

内外锥面零件的加工是机械加工中常见的零件加工，机械工人几乎都加工过带有圆锥面的零件，但要真正加工好一个圆锥面，特别是圆锥配合面却有相当大的难度，如图所示：

上图是组合件中的两个零件。我们现在只分析锥体的加工。锥体是标准工具圆锥莫氏3号。从锥面的要求来看，有锥度的要求，还有表面粗糙度及配合间隙的要求。此配合件为活动配合，配合时要保持一定间隙且可进行调整，两配合表面应尽可能均匀的沿配合面全长吻合，两配合面的表面粗糙度及素线直线度要求均较高且内圆锥对外圆锥的轴向位置应在规定范围之内，其检测要求为：外圆锥用圆锥套规涂色检测接触面≥70%为合格，内圆锥用圆锥塞规涂色检测接触面≥70%为合格，然后内外圆锥配合涂色检查接触面≥70%为合格，这时工件方为合格。因此对于这个工件的加工要特别仔细，稍有疏忽即会导致有超差现象出现。那么我们在不考虑设备因素的情况下，对于圆锥面如何进行加工才能更好地保证其质量呢？

因本工件长度较短所以加工时通常采用转动小滑板的方法来进行加工，这种方法适用于单件、小批量生产，特别适用于工件长度较短、圆锥角较大的圆锥面。那么转动小滑板时怎样来保证锥度的精度呢？在这里我们着重探讨采用转动小滑板的方法来加工圆锥面的方法。下面我们先来看保证圆锥角度的加工方法：

先看一下转动小滑板车削圆锥面控制角度的基本方法：用扳手将小滑板下面的转盘螺母松开，把转盘转至需要的圆锥半角α/2，当刻线与基准零线对齐后将转盘螺母锁紧。圆锥半角α/2的值通常不是整数，其小数部分用目测估计，大致对准后再通过试车逐步找正。小滑板开始转动的角度值可以大于计算值10ˊ—20ˊ，但不能小于计算值，角度偏小会使圆锥素线车长而难以修正。车削上图工件时小滑板应逆时针方向转动一个圆锥半角α/2。然后用圆锥套规或塞规涂色法校正锥度。这种调整角度的方法较为简单，但有误差存在，对于精度较高的圆锥面则难以达到要求。

对于精度要求较高的圆锥面我们可以采用百分表校正小滑板转动角度的方法。在床身导轨安置一磁力百分表座，使百分表的测量头触及小滑板的侧面，调整指针对准零位，然后移动大床鞍距离b（100mm），并观察百分表指针摆动数值c ，当c等于圆锥半角α/2的正切函数值与b的乘积时，则小滑板转动的角度符合要求，若不相等需继续调整小滑板转动角度并重复上述动作，直至相等。这样角度就算调整好了。

保证内圆锥锥度的方法和外圆锥找正的方法一样，用百分表找正小滑板转动角度。也可以在校正小滑板转动角度并按要求车好外圆锥后，保持小滑板在已调整位置不动，使工件反转，用车刀在对面车削内圆锥，可保证内外圆锥具有良好的配合状态。

车圆锥时要特别注意一点：就是工件旋转中心必须与主轴旋转中心重合，车刀刀尖必须严格对准工件的旋转中心，否则车出的圆锥素线不是直线而是双曲线。车外圆时当车刀刀尖高于工件旋转中心时车出的是凹曲线，当车刀刀尖低于工件旋转中心时车出的是凸曲线。车内孔时情况相反。

圆锥的角度调整好了，然后就是如何保证表面粗糙度的问题了。这也是加工圆锥面的另一个难题，保证表面粗糙度达到要求通常有两种方法：

一种是采用硬质合金车刀，精车时采用高转速（700—800r/min）、小进给量（0. 1mm/r），（0.3mm—0.5mm）的切削深度进行车削，硬质合金车刀车削部分应为圆弧形（约为R2—R3），并且车削时刀刃与工件接触面要大于进给量，这样车削时接触面相对较大，容易使表面粗糙度达到要求。

对于表面粗糙度要求较高的圆锥面，可以采用高速钢车刀，将高速钢车刀磨成光刀形式，车刀切削部分的宽度为(5mm—6mm)。采用低转速（50—80r/min），（0. 2mm—0.3mm）的切削深度，小的进给量（0.1mm/r）。并且要保证车削时刀刃与工件接触面要大于进给量，这样车的表面粗糙度较好，对于配合件才能够保证其配合精度。

我们在加工此内锥体时采用的是自制车刀，刀杆是用一把废旧的内孔车刀刀杆，刀体部分采用的是折断后的中心钻钻头，将中心钻钻头焊接在刀杆上，然后磨成光刀。光刀的前角约10°，主后角20°.加工时因为单纯用光刀加工效率太低，因此我们先用90°硬质合金车刀粗车，粗车后留有(0.3mm—0.5mm)精车余量，然后用光刀精车。这种加工方法车出的表面粗糙度相当好，在一定程度上保证了配合精度。并且加工效率较高。以前总觉得中心钻钻头或是白钢经过焊接后就会降低硬度，无法进行车削，经过试验，中心钻钻头或是白钢经过焊接后硬度及耐用度并没有明显变化，不影响其车削性能。但要保证使车出的工件表面粗糙度好，首先要保证车刀切削刃的表面粗糙度好。否则会影响表面粗糙度的质量。

在保证锥体角度、表面粗糙度的同时还要保证大小端尺寸合格，如果锥度、表面粗糙度合格了，对于锥体的大小端尺寸来讲相对比较容易保证，在这就不论述了。

综上所述：要车好锥体，最主要的就是锥度和表面粗糙度问题，这两个问题解决了，锥体的质量也就基本保证了。以上车削经验是我们在实际加工中得出的。照这种加工方法，锥体的车削难题也就迎刃而解了。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.042