车削内圆锥面

任务二　车削内圆锥面

一、工作任务

加工如图6．20所示定位套。

图6．20　定位套零件图

二、相关知识

车内圆锥面比车外圆锥面要困难，因为车锥孔时不易观察和测量。为了便于加工和测量，装夹工件时应使锥孔大端直径的位置在外端（靠近尾座方向）。其加工方法主要有转动小滑板法、仿形法和铰内圆锥法。本节只介绍转动小滑板法车内圆锥面。

转动小滑板法车内圆锥面适用于单件、小批量生产，特别适用于锥孔直径较大、长度较短、锥度较大的圆锥孔及配套的外圆锥面。

1．转动小滑板法车内圆锥面的方法和步骤

（1）钻孔：用小于锥孔小径1～2mm的麻花钻钻底孔。

（2）内圆锥车刀的选择及装夹：由于圆锥孔车刀刀柄尺寸受圆锥孔小端直径的限制，为了增大刀柄刚度，宜选用圆锥形刀柄，且使刀尖与刀柄中心对称平面等高。装刀时，可以用车平面的方法调整车刀，使刀尖严格对准工件中心，刀柄伸出长度应保证其切削行程，刀柄与工件锥孔周围应留有一定空隙。车刀装夹好后还需停车在孔内摇动床鞍至终点，检查刀柄是否会产生碰撞。

（3）转动小滑板粗车内圆锥面：根据公式计算出圆锥半角α／2，小滑板顺时针方向转动一个圆锥半角α／2。车削前必须调整好小滑板导轨与镶条的间隙，当粗车到圆锥塞规能塞进锥孔1／2长度时，应检查和校正锥角。

（4）用塞规检测以找正小滑板转角：用涂色法检测圆锥孔角度，根据擦痕情况调整小滑板转动的角度，经几次试切和检查后逐步将角度找正。

（5）精车内圆锥面：精车内圆锥面控制尺寸的方法，与精车外圆锥面控制尺寸的方法相同，也可以采用计算法确定a_p值（见图6．21）。

图6．21　计算法控制圆锥孔尺寸

如果要加工配合的圆锥表面，可以先转动小滑板车好外圆锥面，然后不要变动小滑板角度，将内圆锥车刀反装，使切削刃向下，主轴仍正转，便可以加工与圆锥体相配合的圆锥孔（见图6．22）。这种方法适于车削数量较少的配套圆锥，可以获得比较理想的配合精度。

图6．22　配套锥面的车削

2．切削用量的选择

（1）切削速度比车外圆锥面时低10%～20%。

（2）手动进给要始终保持均匀，不能有停顿与快慢不均匀的现象。最后一刀的切削深度a_p一般取0．1～0．2mm为宜。

（3）精车钢件时，可以加切削液或机油，以减小表面结构值，提高表面质量。

3．注意事项

（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，必须使孔内清洁，显示剂必须涂在圆锥塞规表面，转动量应小于半圈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．内圆锥面的检测

与外圆锥面的检测一样，内圆锥面的检测主要是指圆锥角度与尺寸精度的检测。

1）角度或锥度的检测

检测内圆锥面的角度或锥度主要是使用圆锥塞规。图6．23所示为莫氏3号塞规。用圆锥塞规检测内圆锥时，也采用涂色法，其具体要求与用圆锥套规检测外圆锥相同，只要将显示剂涂在塞规表面，判断圆锥角大小的方法正好相反，即若小端擦着，大端未擦着，说明圆锥角大了；若大端擦着，小端未擦着，说明圆锥角小了。

图6．23　圆锥塞规

2）圆锥尺寸的检测

圆锥尺寸的检测主要也是使用圆锥塞规。如图6．23所示，根据工件的直径尺寸及公差在圆锥塞规大端开有一个轴向距离为m的阶台（刻线），分别表示过端和止端。测量锥孔时，若锥孔的大端平面在阶台两端面之间，说明锥孔尺寸合格，如图6．24（a）所示；若锥孔的大端平面超过了止端刻线，说明锥孔尺寸大了，如图6．24（b）所示；若两刻线都没有进入锥孔，说明锥孔尺寸小了，如图6．24（c）所示。

图6．24　用圆锥塞规检测内圆锥尺寸

（a）合格；（b）锥孔尺寸大；（c）锥孔尺寸小

1—工件；2—塞规

5．车圆锥的废品分析

加工内、外圆锥时，会产生很多缺陷，如锥度（角度）或尺寸不正确、双曲线误差、表面结构值过大等。对所产生的缺陷必须根据情况进行仔细分析，找出原因，并采取相应的措施加以解决。现将主要的废品产生原因及预防方法列于表6．4。

表6．4　车圆锥时产生废品的原因及预防措施

车圆锥时，虽经多次调整小滑板或锥度靠模板的转角，但仍不能校正；再用圆锥套规检测锥体时，发现两端将显示剂擦去，中间不接触；用圆锥塞规检测内圆锥时，发现中间显示剂擦去，两端没有擦去。出现以上几种情况的原因，则是因车刀刀尖没有严格对准工件轴线而形成了双曲线误差所致（见图6．25）。

因此，车圆锥面时，一定要把车刀刀尖严格对准工件中心。当车刀中途刃磨后再装刀时，必须重新调整垫片的厚度，使车刀刀尖严格对准工件中心。

三、工艺准备

1．分析图纸

（1）明确形状：该零件为一典型的定位套，由一个莫氏5号外圆锥和一个莫氏4号内圆锥组成。

（2）分析技术要求：该零件外圆的尺寸精度要求较高，内外圆锥面的精度均采用涂色法检测时接触面积为60%，锥面的表面结构为R_a3．2μm，是一个精度要求较高的工件。

图6．25　圆锥表面的双曲线误差（a）外圆锥；（b）内圆锥

2．刀具选择

该零件加工选择两把焊接式硬质合金90°偏刀（一把精车，一把粗车），一把硬质合金45°车刀，一把硬质合金内孔车刀。

3．准备量具、工具

选用游标卡尺，一个莫氏5号的圆锥检测套规和一个莫氏4号的圆锥塞规，红丹粉和锥度心轴。

4．选择装夹方法

（1）加工内圆锥采用三爪卡盘对工件进行装夹。

（2）加工外圆锥采用心轴在两顶尖间进行装夹。

5．编写加工工艺

（1）φ50mm的毛坯材料，伸出60mm，采用三爪卡盘夹紧。

（2）车端面及外圆至φ45mm，长60mm。

（3）钻通孔φ25mm。

（4）车孔φ28mm，长5mm。

（5）调头夹持φ45mm，外圆长30mm，车端面，保证总长100mm，接刀车外圆至φ45mm；顺时针转动小滑板，粗精车莫氏4号圆锥至尺寸；用圆锥塞规检测接触面积大于等于60%，孔口倒角1×45°。

（6）工件装夹在两顶尖心轴上，转动小滑板，粗精车莫氏5号圆锥至尺寸，用圆锥套规检测接触面积大于等于60%。

（7）倒角2×45°、3×45°。

（8）综合检查后取下。

四、任务实施

（1）工件装夹：先后用三爪卡盘、两顶尖心轴装夹。

（2）刀具安装：分别将90°偏刀、45°车刀和内孔车刀安装在方刀架上，调整好刀具高度和伸出长度，夹紧刀具。

（3）按照编写的加工工艺对工件进行加工。

五、考核评价

（1）学生对工件进行自检，填写“考评评分表”（见表6．5），并同工件一起交给老师。

表6．5　考评评分表

（2）教师对工件进行检查，对学生整个任务的实施过程进行分析，并填写“考评评分表”对学生进行成绩评定。

六、思考与练习

（1）如何避免出现双曲线误差？

（2）车圆锥时产生废品的原因及预防措施有哪些？

（3）按照图6．20所示技术要求，加工出一个合格的内圆锥工件。