车圆锥和成形面

车工工艺学第四章车圆锥和成形面第四章车圆锥和成形面§4-1圆锥的基本知识§4-2车圆锥的方法§4-3圆锥的检测§4-4车成形面的方法和质量分析教学目的和要求掌握车圆锥和成形面的有关计算方法。能合理选择车圆锥和车成形面的方法。了解常用的标准工具圆锥。了解万能角度尺的结构、读数方法和测量方法。能正确地使用圆锥量规检测圆锥。会分析车圆锥时产生废品的原因，能提出预防措施。重点和难点重点：圆锥的各部分尺寸计算、测量以及车削圆锥和成形面的方法。难点：仿形法车圆锥和车成形面。§4-1圆锥的基本知识知识目标•1、掌握圆锥的各部分尺寸计算•2、了解工作中会遇到的标准工具圆锥§4-1圆锥的基本知识生产中，带有圆锥面的工件很多，如：圆锥齿轮带锥孔的齿轮锥形手柄锥形主轴§4-1圆锥的基本知识在机床和工具中，常遇到使用圆锥面配合的情况，如车床主轴锥孔与前顶尖的配合及车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合。如图a）、b）§4-1圆锥的基本知识因为圆锥面配合紧密，拆装方便，多次拆装后仍能保持精确的对中性，因此被广泛应用于要求定位准确，能传递一转矩和经常拆卸的配合件上。一、圆锥的基本参数及尺寸计算1.圆锥的基本参数§4-1圆锥的基本知识（1）大端直径D（2）小端直径d（3）圆锥长度L（4）锥度C（5）圆锥半角α/2LdDC222tanCLdD§4-1圆锥的基本知识2.圆锥基本参数计算LdD2)(2tan2tan2LdD2tan2LDd2tan2)(dDLLdDC)(CLdDCLDdCdDL)(§4-1圆锥的基本知识•补充：计算圆锥半角的近似公式当圆锥半角α/213°时可用近似公式计算：说明：k的取值与锥度有关。C0.10k=28.7°C=0.10~0.20k=28.6°C=0.21~0.28k=28.5°CkdDk*2)(*2§4-1圆锥的基本知识C=0.29~0.35k=28.4°C=0.36~0.41k=28.3°C=0.42~0.45k=28.2°例题：车削一锥度为C=1﹕20的圆锥，求圆锥半角α/2。解：α/2=k*C=28.7°*1/20=1.435°=1°26´§4-1圆锥的基本知识二、标准工具圆锥1.莫氏圆锥Morse莫氏圆锥有0～6号7种，最小的是0（MorseNo.0）,最大的是6号（MorseNo.6）。莫氏圆锥号码不同，其线性尺寸和圆锥半角均不相同。§4-1圆锥的基本知识2.米制圆锥4号、6号、80号、100号、120号、160号、200号锥度不变C=1:20，100号即D=100mm§4-2车圆锥的方法知识目标:•1、掌握车圆锥的几种方法•2、了解各种车圆锥方法的特点§4-2车圆锥的方法思考：•车削圆柱体时车刀的运动轨迹与工件轴线之间是什么关系？•车圆锥时车刀的运动轨迹与工件轴线之间又应该是什么关系？•在车床上用那些方法可以得到圆锥面？§4-2车圆锥的方法车圆锥方法：转动小滑板法偏移尾座法仿形法宽刃刀车削法铰内圆锥法在数控车床上车圆锥法§4-2车圆锥的方法一、转动小滑板法原理：把小滑板按工件的圆锥半角转动一个相应的角度，采用小滑板进给方式，使车刀的运动轨迹与所要车削的圆锥素线平行。§4-2车圆锥的方法车内圆锥车外圆锥§4-2车圆锥的方法1.小滑板的转动方向大径靠近主轴：逆时针转动小径靠近主轴：顺时针转动2.小滑板的转动角度原则：把图样上所标注的角度，换算成圆锥素线与车床主轴轴线的夹角α/2。圆锥半角α/2就是车床小滑板应转过的角度。§4-2车圆锥的方法3.转动小滑板法车圆锥的特点1）适用范围广。2）操作简便。3）表面质量较差，圆锥长度受限，劳动强度大。适用于加工圆锥半角较大且锥面不长的工件。§4-2车圆锥的方法思考如何克服转动小滑板法车削时表面质量差的点？二、偏移尾座法原理：把尾座向里（用于车正外圆锥面）或向外（用于车倒外圆锥面）横向移动一段距离S后，使工件回转轴线与车床主轴轴线相交，并使其夹角等于圆锥半角。由于床鞍是沿平行于主轴轴线的进给方向移动，工件就形成了一个圆锥体。§4-2车圆锥的方法1.尾座偏移量S的计算尾座偏移量S与圆锥长度L和两顶尖间的距离（可近似看作工件的总长）有关。LLLC或SLdDS002022*tan§4-2车圆锥的方法2.偏移尾座法车圆锥的特点1）、表面质量好。2）、不能加工整体圆锥和内圆锥。3）、顶尖和中心孔接触不良。4）、圆锥半角不能太大。•适宜加工锥度小、精度不高、锥体较长的外圆锥工件。•注意：工件需两顶尖装夹。§4-2车圆锥的方法三、仿形法1、原理：如图4—8所示。当床鞍做纵向移时，滑块就沿着靠模板斜面滑动，由于中滑板与滑块是刚性连接的，中滑板便沿着靠模板斜面做横向进给，车刀就合成斜进给运动。小滑板转90°，以代替中滑板横向进给。图4-8§4-2车圆锥的方法2、仿形法的特点：1）圆锥锥度准确，生产率高。2）圆锥表面质量好。3）靠模调整角度范围较小。一般适用于车削圆锥半角α/212°的工件。注意：小滑板转过90°，以代替中滑板横向进给。§4-2车圆锥的方法四、宽刃刀车削法•倒角C0.5—C1—C2—C3•原理：把主切削刃与主轴轴线夹角调整到与工件的圆锥半角相等后，采用横向进给的方法加工出外圆锥面。§4-2车圆锥的方法•注意事项：车刀刃倾角=0°，车床、刀具、夹具和工件等组成的工艺系统必须具有较高的刚性；背吃刀量应小于0.1mm，切削速度宜低。•适用于车削较短圆锥面的精车工序。§4-2车圆锥的方法五、铰内圆锥法•车削直径较小的标准圆锥内锥面时，如采用普通内孔车刀进行加工，由于刀柄刚度低，很难保证加工出的圆锥面的精度和表面粗糙度达到要求，这时可用圆锥形铰刀进行加工。用铰削方法加工的内圆锥面比车削的精度高，表面粗糙度可达到Ra1.6～0.8§4-2车圆锥的方法1、圆锥形铰刀粗铰刀精铰刀§4-2车圆锥的方法2、铰内圆锥的方法1）钻—铰内圆锥面；2）钻—扩—铰内圆锥面；3）钻—车—铰内圆锥面。•注意：切削用量要小些，加注充分地切削液。§4-3圆锥的检测知识目标•1、能正确使用游标万能角度尺和圆锥量规检测圆锥•2、会分析车圆锥时废品产生的原因，能提出预防措施§4-3圆锥的检测对于相互配合的锥度或角度工件，根据用途不同，规定不同的锥度公差和角度公差。圆锥的检测主要是指圆锥角度和尺寸精度检测。§4-3圆锥的检测一、角度和锥度的检测常用的圆锥角度和锥度的检测方法有：用万能角度尺测量、用角度样板检验、用正弦规测量等。对于精度要求高的圆锥面，常用圆锥量规涂色法检验，其精度以接触面的大小来评定。§4-3圆锥的检测1.用游标万能角度尺测量（1）结构a）主视图尺身90°角尺游标制动器基尺直尺卡块捏手b）后视图量程：0-320°精度：2′§4-3圆锥的检测（2）读数方法游标万能角度尺的分度值一般分为2′和5′两种。万能角度尺的读数方法与游标卡尺相似，即先从尺身上读出游标零线前面的整数值，然后在游标上读出分的数值，两者相加就是被测件的角度数值。§4-3圆锥的检测举例9°16′§4-3圆锥的检测（3）测量方法测量角度：0°～50°结构的变化：被测工件放在基尺和直尺的测量面之间§4-3圆锥的检测测量角度：50°～140°结构的变化：卸下90°角尺，用直尺代替。§4-3圆锥的检测测量角度：140°～230°结构的变化：卸下直尺，装上90°角尺。§4-3圆锥的检测2.用角度样板检验在大批量生产时，可用专用的角度样板来测量工件。如图所示为用角度样板检测圆锥齿轮坯角度的情况。§4-3圆锥的检测3.用正弦规测量正弦规是利用三角函数的正弦关系来间接测量角度的一种精密量具。sinL百分表量块工件正弦规平板LHarcsin§4-3圆锥的检测4.用途色法检验对于标准圆锥或配合精度要求高的圆锥件，一般使用圆锥套规和圆锥塞规检验。圆锥套规用于外圆锥，圆锥塞规用于内圆锥。圆锥套规圆锥塞规§4-3圆锥的检测圆锥套规涂色检验步骤：（1）在工件表面顺着圆锥素线薄而均匀地泖上周向均等的三条显示剂；（2）手握套规轻轻地套在工件上，稍加周向推力，并将套规转动半圈；（3）取下套规，观察工件表面显示剂擦去的情况。若三条显示剂全长擦痕均匀，圆锥表面接触良好，说明锥度正确；若小端擦去，说明工件圆锥角小了，否则，说明工件圆锥角大了。圆锥塞规检验的步骤与套规相同，只是颜色涂到塞规上。工件表面清洁，Ra小于3.2§4-3圆锥的检测二、圆锥线性尺寸的检测D、d、L1.用卡钳和千分尺测量注意：精度较低、粗侧；垂直，最大、最小处。2.用圆锥量规检测工件端面在刻线或台阶之间则合格。§4-3圆锥的检测三、圆锥面的车削质量分析•角度不正确。•表面粗糙度达不到要求。•尺寸不准（大、小端直径）。•双曲线误差。§4-4车成形面的方法和质量分析知识目标:1、掌握车成形面的方法。2、会分析车成形面时废品产生的原因。§4-4车成形面的方法和质量分析有些工件表面的素线不是直线，而是一些曲线，如手轮、手柄和圆球等，如图所示，这类表面称为成形面。加工方法：双手控制法、成形法、仿形法a）单球手柄b）三球手柄C）摇手柄§4-4车成形面的方法和质量分析一、双手控制法两种方法：1、左手中滑板+右手小滑板2、床鞍（自动）+中滑板（手动）方法1小滑板不能连续进给，劳动强度大；多用方法2来完成成形面的加工。单件小批量适用范围：§4-4车成形面的方法和质量分析例：双手控制法车削单球手柄刀具选用车削时，为了使每次进给切削时过渡圆滑，需采用主切削刃呈圆弧形的车刀，如下图所示。§4-4车成形面的方法和质量分析车削步骤1.先分别车圆球直径D和柄部直径d，均留0.3～0.5mm精车余量，并根据公式计算圆球部分L的长度。2.粗车确定圆球中心，粗车右半球，粗车左半球（由高处到低处）。车刀运动轨迹单球手柄§4-4车成形面的方法和质量分析3.精车提高主轴转速，精车圆球面，适当减慢进给速度。车削时仍由球中心直径最大处向两半球左右进刀，如图所示。最后一刀的起始点应从球的中心线痕处开始进给，逐步修整，注意勤检查，防止把球车废。车刀轨迹§4-4车成形面的方法和质量分析补充：表面修光用双手控制法车成形面，由于进给不均匀，工件表面往往留下高低不平的痕迹，表面粗糙度难以达到要求，因此，车削完成的成形面还要用锉刀、砂布修整抛光。手捏纱布抛光成形面成形面的锉削§4-4车成形面的方法和质量分析二、成形法成形法：是用成形车刀对工件进行加工的方法。成形刀：切削刃的形状与工件成形面的轮廓形状同的车刀，又称为样板刀。适宜加工：数量多、轴向尺寸较小的成形面。§4-4车成形面的方法和质量分析1.成形车刀的种类（1）整体式成形车刀刃磨：手工刃磨（精度要求不高的成形面）。工具磨床刃磨（精度要求较高的成形面）。适用范围：车削简单成形面a）b）整体式高速钢成形车刀§4-4车成形面的方法和质量分析（2）棱形成形刀组成：刀头和弹性刀柄刃磨：工具磨床上刃磨特点：加工精度高，使用寿命长(棱形车刀磨损后，只需刃磨前面),制造复杂。适用范围：较大直径的成形面。棱形成形刀棱形成形刀的使用§4-4车成形面的方法和质量分析（3）圆轮成形刀组成：刀头和刀柄特点：允许重磨多次，易制造。适用范围：车削直径较小的成形面。圆轮成形刀a）b）圆轮成形刀的使用左图中a）主切削刃与圆轮中心等高。图中b）主切削刃低于圆轮中心。式中：H—刃口低于中心的距离（mm）;D—圆形成形刀直径（mm）;α—成形刀背后角，一般为6°～10°§4-4车成形面的方法和质量分析2.成形法车削的注意事项1）车床刚性要好。2）成形刀角度的选择要适当。成形车刀的后角应取较小值（2°—5°），刃倾角宜取0°。3）成形刀刃口应对准工件中心。4）最好先用双手控制法粗车，然后用成形刀进行精车。5）应采用小的切削速度和进给量，合理选用切削液。§4-4车成形面的方法和质量分析三、仿形法仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。特点：加工质量好，生产效率高适用范围：质量要求较高，批量大。思考：如何提高车削时的效率和质量？？§