外圆锥面磨削

在机床与工具中,圆锥面配合应用很广泛。如磨床头架主轴孔和尾座锥孔与顶尖外锥的配合,砂轮法兰盘内锥与砂轮架主轴外锥的配合等,都是利用了圆锥面的配合。这种配合具有很多优点:能使配合的零件自动定心,配合紧密,装拆方便,而且经多次装拆仍保持配合性质不变。

一、实训要求

(1)掌握外圆锥面的各种磨削方法;

(2)学会磨削余量的计算和尺寸控制。

二、实训内容

1.转动工作台磨削外圆锥面

锥度不大的外圆锥面,可转动上工作台进行磨削。

操作方法:

(1)工件安装在二顶尖之间。

(2)将上工作台逆时针方向转动至工件的圆锥半角(α/2)。

(3)采用纵向磨削法试磨。

(4)用套规测量锥度是否正确,若大端摩擦痕迹多,小端摩擦痕迹少,则工件锥度大,须将工作台顺时针微调,若接触情况与此相反,那么工作台调整方向也相反。

(5)用套规测量尺寸,并磨至图样要求。

特点:机床调整方便,工件装夹简单,精度容易控制,加工质量好。但受工作台转动角度的限制,只能加工圆锥角小于12°的工件。

2.转动头架磨削外圆锥面

当工件锥度超过工作台转动角度时,可采用卡盘装夹或用主轴孔安装的方法,将头架逆时针转过与工件圆锥半角相同大小的角度进行磨削。

操作方法:

(1)工件安装在卡盘或头架主轴内,用百分表校正。

(2)头架逆时针方向转动工件圆锥半角。

(3)移动工作台,使工件进入磨削区,并调整好行程距离,紧固挡铁。

(4)试磨工件,并用圆锥套规检验锥度是否正确。如果锥度不正确,可依据转动工作台调整锥度的方法进行调整。

(5)用套规检查磨削余量,随后磨至图样要求。

特点:适合于磨削锥度较大和长度较短的工件。如果遇到工件锥度大,长度较长,安装后砂轮已退至极限位置,还不能磨削,但距离相差不多时,可把工作台也偏转一个角度,使头架转动的角度比原来小些,这样工件相对就退出一些,但头架转动角度与工作台转动角度之和应等于工件圆锥半角。

3.转动砂轮架磨削外圆锥面

适合于磨削带大锥角锥体的长工件。

操作方法:

(1)工件安装在二顶尖之间。

(2)砂轮外圆修整后,砂轮架逆时针回转的角度应等于工件的圆锥半角。

(3)移动工作台,将锥体部位移入磨削区域,采用横向磨削法进行磨削,不能作纵向运动。

特点:磨削时只能作横向进给,不能作纵向移动,工件加工质量差。角度调整麻烦,生产效率低,一般情况下很少采用。

4.磨削余量的计算和尺寸控制

如图4.2-9所示,在外圆锥面磨削过程中,当锥度已磨准,而大小端尺寸还未达要求时,应确定磨去多少余量才能使大,小端尺寸合格,可用下面公式计算:

h＝2asinα/2

式中 h——应磨去的最小余量,mm;

a——工件端面至圆锥套规过端界限的距离,mm(图4.2-9);

α/2——工件圆锥半角,(°)。

当工件圆锥角α≤6°或者C(锥度)≤1∶5时,

sinα/2≈tanα/2

h可按下面的近似公式计算:

h/2≈atanα/2≈a C/2

所以　h＝a C

图4.2-9 最小磨削余量

三、磨削图样(图4.2-10)

图4.2-10 外锥体磨削图

四、实训步骤

(1)研磨两端中心孔,使其接触面积不小于75％。

(2)将工件支撑在万能外圆磨床的前、后顶尖上,松紧适中。

(3)按外锥面莫氏锥度的斜角值扳转上工作台,并试磨工件的外圆锥表面。试磨后,用莫氏锥度的环规对工件进行涂色检验。若未达到接触面要求,就应继续调整上工作台,直至锥度调准。

(4)采用纵磨法粗磨外锥面,纵向进给速度为2～3m/min,工件速度为0.4～0.6m/min,磨削深度为0.03～0.05mm,砂轮圆周速度为35m/s,并为精磨留余量0.04mm。

(5)精磨外圆锥面。调整机床,使头架中心和尾座中心在同一直线上。精修砂轮,精磨工件的外圆锥面至尺寸,再光磨1～2次,并用莫氏锥度环规进行涂色检验。精磨时的纵向进给速度为1～2m/min,工件圆周线速度为0.2～0.3m/min,磨削深度为0.02～0.03mm。

五、注意事项

(1)外锥体测量时,工件装卸次数较多,应注意中心孔的清洁和润滑,以免影响加工精度。

(2)用套规检查接触情况时,推力不要过大。

(3)调整工作台时,应注意调整量不要过大。