一、相关知识
1.标准圆锥体的参数
1)圆锥表面的形成
与轴线成一定角度,且一端相交于轴线的一条斜线AB,围绕着该轴线旋转形成的表面,称为圆锥表面(简称圆锥面),如图2-33(a)所示。该斜线称为圆锥母线。如果将圆锥体的尖端截去,则成为一个截锥体,如图2-33(b)所示。
圆锥是由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体。圆锥可分为外圆锥和内圆锥两种。通常把外圆锥称为圆锥体,内圆锥称为圆锥孔。
2)圆锥体的计算
图2-33(c)所示为圆锥的各部分名称、代号。其中:
D——最大圆锥直径(简称大端直径)(mm);
d——最小圆锥直径(简称小端直径)(mm);
α——圆锥角(°);
α/2——圆锥半角(°);
L——最大圆锥直径与最小圆锥直径之间的轴向距离(简称工件圆锥部分长)(mm);
C——锥度;
L0——工件全长(mm)。
圆锥半角(α/2)或锥度(C)、最大圆锥直径(D)、最小圆锥直径(d)、工件圆锥部分长(L)称为圆锥的四个基本参数(量)。在这四个量中,只要知道任意三个量,其他一个未知量就可以求出,计算公式为:
tan(α/2)=(D-d)/(2L)
图2-33 圆锥与圆锥体的计算
2.标准圆锥体的种类
为了降低生产成本和使用方便,常用的工具、刀具圆锥都已标准化。也就是说,圆锥的各部分尺寸,按照规定的几个号码来制造,使用时只要号码相同,就能紧密配合和互换。标准圆锥已在国际上通用,即不论哪个国家生产的机床或工具,只要符合标准圆锥,都能达到互换性。
常用的标准圆锥有下列两种:
1)莫氏圆锥
莫氏圆锥是机器制造业中应用得最广泛的一种,如车床主轴孔、顶尖、钻头柄、铰刀柄等都用莫氏圆锥。莫氏圆锥分成7个号码,即0、1、2、3、4、5、6,最小的是0号,最大的是6号。莫氏圆锥是从英制换算过来的。当号数不同时,圆锥半角也不同。
2)米制圆锥
米制圆锥有8个号码,即4、6、80、100、120、140、160和200号。它的号码是指大端的直径,锥度固定不变,即C=1∶20。例如100号米制圆锥,它的大端直径是100 mm,锥度C=1∶20,其优点是锥度不变、记忆方便。
3.车削圆锥体的方法
车削圆锥体的方法常用的有以下四种:
1)转动小滑板法
将小滑板转动一个圆锥半角,使车刀移动的方向和圆锥素线的方向平行,即可车出外圆锥,如图2-34所示。用转动小滑板车削圆锥面操作简单,可加工任意锥度的内、外圆锥面。但加工长度受小滑板行程限制,还需要手动进给,劳动强度大,工件表面质量不高。
图2-34 转动小滑板法
2)偏移尾座法
车削锥度较小而圆锥长度较长的工件时,应选用偏移尾座法。车削时将工件装夹在两顶尖之间,把尾座偏移一段距离S,使工件旋转轴线与车刀纵向进给方向相交成一个圆锥半角(图2-35),即可车出正确的外圆锥。采用偏移尾座法车削外圆锥时,尾座的偏移量不仅与圆锥长度有关,而且还和两顶尖之间的距离(工件长度)有关。
图2-35 偏移尾座法
3)仿形法
仿形法(又称靠模法)是刀具按仿形装置(靠模)进给车削外圆锥的方法,如图2-36所示。
4)宽刃刀切削法
在切削较短的圆锥面时,也可以用宽刃刀直接车出。宽刃刀的切削刃必须平直,切削刃与主轴轴线的夹角应等于工件圆锥半角,如图2-37所示。使用宽刃刀车削圆锥面时,车床必须具有足够的刚性,否则容易引起振动。(www.xing528.com)
4.测量圆锥体的方法
测量圆锥体,不仅要测量它的尺寸精度,还要测量它的角度(锥度)。角度的检验方法如下:
图2-36 仿形法
图2-37 宽刃刀切削法
1)用万能角度尺测量角度
使用万能角度尺测量圆锥体的方法如图2-38所示。使用时要注意:
(1)按工件所要求的角度,调整好万能角度尺的测量范围。
(2)工件表面要清洁。
(3)测量时,万能角度尺应通过中心,并且一个面要跟工件测量基准面吻合,透光检查;读数时,应该固定螺钉,然后离开工件,以免角度值变动。
图2-38 用万能角度尺的测量方法
2)用角度样板测量角度
在成批和大量生产时,可用专用的角度样板测量工件,如图2-39所示。
图2-39 用角度样板测量工件
3)用圆锥量规测量角度
在测量标准圆锥或配合精度要求较高的圆锥工件时,可使用圆锥量规,圆锥量规又分为塞规和套规,如图2-40所示。
图2-40 塞规
用塞规测量内圆锥时,先在塞规表面上顺着圆锥母线用显示剂均匀地涂上三条线(相隔约120°),然后把塞规放入内圆锥中转动(约±30°),观察显示剂擦去情况。如果接触部位很均匀,说明锥面接触情况良好,锥度正确;假如小端有摩擦,大端没擦去,说明圆锥角大了。反之,就说明孔的圆锥角小了。
圆锥的尺寸一般用圆锥量规检验。圆锥量规除了有一个精确的锥形表面之外,在端面上有一个台阶或具有两条刻线。台阶或刻线之间的距离就是圆锥大小端直径的公差范围。
应用塞规检验内圆锥时,如果两条刻线都进入工件孔内,则说明内圆锥太大。如果两条刻线都未进入,则说明内圆锥太小。只有第一条刻线进入,第二条刻线未进入,内圆锥大端直径尺寸才算合格。
二、工作步骤
工艺流程:
(1)装夹毛坯外圆,伸出长度为45 mm。
(2)粗车端面,车出为止。
(3)精车端面。
(4)粗车ϕ40外圆至ϕ40.5。
(5)掉头装夹ϕ40.5粗车外圆,装夹长度为35 mm。
(7)粗车ϕ25外圆至ϕ25.5,长24.5 mm。
(8)取长度40。
(9)精车ϕ25外圆。
(10)倒角C1。
(11)掉头装夹ϕ25外圆,伸出长度为45 mm。
(12)粗、精车1∶5锥度。
(13)倒角C1。
(14)去毛刺。
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