1、第五章 车复杂、畸形、精密工件培训要点 复杂、畸形、精密工件的装夹、加工、测量及保证加工精度的方法：复杂畸形、精密工件的有关计算；典型工件的工艺分析。第一节 车 圆 锥一、圆锥基本术语1圆锥直径 圆锥在垂直轴线截面上的直径，如图 5-1 所示。常用的圆锥直径有：最大圆锥直径 D、最小圆锥直径 d 和给定截面圆锥直径 dx。2圆锥长度 L 最大圆锥直径与最小圆锥直径之间的距离，如图 5-1 所示。3圆锥角 在通过圆锥轴线的截面内，两条素线间的夹角，如图 5-1 所示。车削时常用圆锥半角 2。图 5-1 圆锥基本术语4锥度 C 最大圆锥直径 D 与最小圆锥直径 d 之差对圆锥长度 L 之比LC圆锥
2、半角 2 与锥度 C 的关系为 d2tan当圆锥半角0.1990.289 0.2890.357 0.3570.414 0.4140.464 0.4640.51K 28.6 28.5 28.4 28.3 28.2 28.1C 0.510.552 0.5520.593 0.5930.631 0.6310.667 0.6670.702 0.7020.736K 28.0 27.9 27.8 27.7 27.6 27.5二、车圆锥的方法1常用的车削方法 根据工件的精度要求和批量的不同，可分别采用转动小滑板法、偏移尾座法、靠模法、宽刃刀切削法和铰内圆锥。采用转动小滑板法、偏移尾座法、靠模法车圆锥时，车刀运
3、动轨迹与所要车削的圆锥素线平行。当不能直接按图样上标注的角度调整时，必须把图样上标注的角度换算为圆锥素线与车床主轴轴线的夹角 2。可用试切法逐步校正小滑板或靠模转动的角度；如有样件时，可用百分表校正小滑板或靠模转动的角度。采用偏移尾座法时，尾座偏移量为 0022LCsdDs或式中 s尾座偏移量(mm)；D最大圆锥直径(mm)；d最小圆锥直径(mm)；L圆锥长度(mm)；L0工件全长(mm)；C锥度。2车配套圆锥的方法 单件生产配套的内、外圆锥时，若两次转动小滑板，生产率低，锥面精度较低。可采用图 5-2 所示的方法车削。先车削外圆锥，将圆锥半角和圆锥直径车正确；车削内圆锥时，不变动小滑板角度，
4、将主轴反转，切削刃向上(或主轴正转，切削刃向下)，刀尖严格对准工件中心，转动中滑板手柄，车刀移向对面车削。由于小滑板的角度没有改变，因此可获得接触面较好的圆锥配合表面。图 5-2 配套圆锥的车削方法3车对称圆锥的方法 车对称圆锥时，若将工件两次装夹，由于卡盘定位面跳动，使两内圆锥同轴度较差，影响工作性能。可采用图 5-3 所示的方法车削。先车外端的内锥孔，将圆锥半角车正确，圆锥长度为工件长度的一半；然后不变动小滑板角度，将车刀反装，刀尖严格对准工件中心，主轴正转，转动中滑板手柄，车刀移向对面，车里面一个内锥孔，圆锥长度为工件长度的一半(留 0.10.2mm 的棱边不车) 。由于在一次装夹中，未
5、改变小滑板角度，不但使两圆锥孔锥度相等，而且两圆锥孔同轴度较高。图 5-3 对称圆锥的车削方法三、圆锥的测量1角度和锥度的测量 可用游标万能角度尺、角度样板、圆锥量规和正弦规测量角度和锥度。用圆锥塞规测量内圆锥时，先在圆锥塞规表面沿素线方向用显示剂涂三条间隔 120薄而匀的线，然后把圆锥塞规放人内圆锥中转动半周，取出观察圆锥塞规表面显示剂擦去情况。如果显示剂擦去均匀，说明圆锥接触良好，锥度正确。如果小端擦着，大端未擦去，说明圆锥角大了。反之，就说明圆锥角小了。若用圆锥塞规测量内圆锥时，中间显示剂擦去，两端没有擦去；用圆锥套规测量外圆锥时，两端显示剂擦去，中间未擦去，是车刀刀尖没有严格对准工件中
6、心而形成双曲线误差。必需重新调整垫刀片厚度，使车刀刀尖严格对准工件中心。车实心锥体时，可把车刀刀尖对正端面中心；车圆锥孔时，可采用端面划线的方法。用正弦规测量时，如图 5-4 所示。首先根据被测工件的基本圆锥角计算量块组高度H，然后将量块组放在乎板上与正弦规圆柱之一相接触，放上被测工件，使锥体轴心线垂直于正弦规两圆柱轴线，再用百分表分别测量被测圆锥上 a、b 两点，即可计算锥度误差和锥角误差图 5-4 正弦规测量外锥体lnC/5102式中 C锥度误差；锥角误差( )；na、b 两点百分表的读数差(mm)；la、b 两点间距离 (mm)。例 1 用正弦规测量一米制圆锥，正弦规中心距为 200mm
7、，计算量块组高度。若 a、b两点间距离为 l00mm，百分表读数差为 0.02mm，确定锥角误差。解 米制圆锥的锥度为 1：20，圆锥角为 25151。 m095.15sinm0sinLH.lC450215 2圆锥直径的测量 最大圆锥直径和最小圆锥直径可用圆锥界限量规测量，当工件端面位于圆锥量规台阶(或刻线 )中间时，圆锥直径合格。若圆锥直径还未达到要求时，必须再进刀车削。背吃刀量的控制方法有计算法和移动床鞍法。计算法控制背吃刀量如图 5-5 所示。背吃刀量可用下式计算图 5-5 计算背吃刀量控制圆锥直径a)外圆锥 b)内圆锥或2tanlP2ClP式中 P背吃刀量(mm)；l工件端面与界限量规
8、的距离 (mm)；圆锥半角()；2C锥度。移动床鞍控制圆直径如图 5-6 所示。先测量工件端面与界限量规的距离 l，使车刀刀尖轻轻接触工件端面，然后移动小滑板，刀尖离开工件端面 l，床鞍向前移动 l，车刀即切入需要的背吃刀量。a) b)图 5-6 移动床鞍控制圆锥直径a)外圆锥 b)内圆锥3圆锥长度的测量 圆锥长度根据精度要求可用钢直尺、深度游标尺、深度千分尺等量具测量。4圆锥角度和圆锥直径的间接测量(1)外锥体的测量计算 用圆柱量棒、量块和千分尺可测量圆锥半角和最小圆锥直径，如图 5-7 所示。圆锥半角和最小圆锥直径可用下式计算 HM2tan145cot02dd式中 2圆锥半角( )；d最小
9、圆锥直径(mm)；M1、M 2千分尺测量尺寸(mm)；H量块高度(m)；d0圆柱量棒直径(mm)。例 2 已知：d 0=10mm，M 1=110.51mm，M 2=100.51mm，H =100mm。求圆锥斜角2 和最小圆锥直径 d。解 05.m02.5.2tan1 286.m8026.4cot151.45cot02 dMd(2)小圆锥孔的测量计算 用钢球、深度千分尺可测量圆锥半角和最大圆锥直径，如图5-8 所示。圆锥半角和最大圆锥直径可用下式计算 )()(2sin00dDhH2/tan/cos00D式中 2圆锥半角( )；D最大圆锥直径(mm)；D0、d 0钢球直径(mm)；H小钢球最高点与
10、工件端面之间的距离 (mm)；h大钢球最高点与工件端面之间的距离(mm)。图 5-7 外锥体的测量计算图 5-8 小圆锥孔的测量计算例 3 已知：D 0=16mm，d 0=12mm，h=1.60mm，H =23.70mm。求圆锥半角 2 和最大圆锥直径 D。解 )()(2sin00hH)m126().1m7.3(260953457./2tan)(2/cos0hDta)m6.134516m8四、车精密圆锥体精密圆锥体如图 5-9 所示。1主要技术要求(1)外圆锥的圆锥半角 61，圆锥长度 ，最小圆锥直径 。m705. m102.(2)内孔 。m03.(3)外圆锥面对 孔中心圆跳动允差 0.01m
11、m。60.图 5-9 精密圆锥体(4)右端面对左端面的平行度允差 0.01mm。2工艺分析(1)外径尺寸相差较大，中间孔径 ，为节约材料，采用 45 钢锻造毛坯。m60(2)圆锥半角 61，精度要求高，可采用转动小滑板法车圆锥，用百分表校正小滑板转动的角度，小滑板移动 60mm 时，百分表读数差 。允许变m27.6sin60动量0.02mm。(3)最小圆锥直径公差为 0.02mm，可用图 5-10 所示的方法测量。若圆柱量棒直径d0=l0mm，测量尺寸 M=d+d0+d0cot(454)=100mm+l0mm+l0mmcot(453)=121.11mm。图 5-10 测量精密圆锥体最小圆锥直径
12、1工件 2千分尺 3圆柱量棒 4平铁 5后顶尖3机械加工工艺过程小批生产精密圆锥体的机械加工工艺过程见表 5-2。表 5-2 精密圆锥体机械加工工艺过程 (单位：mm)产品名称 图号机械加工工艺过程卡片零件名称 精密圆锥体 共 1 页 第 1 页材料牌号 45 钢 毛坯种类 锻件 毛坯尺寸工序工种工步 工 序 内 容 设备 工艺装备1 锻 锻造毛坯2 热 正火3 车 12四爪单动卡盘夹毛坯外圆，找正车右端面车外圆 160 至 162，外锥至 118 长 68车孔至 58倒角四爪单动卡盘夹 118 外圆，找正车左端面至 92倒角CA61404 热 调质5 车 12四爪单动卡盘夹 118 外圆，找正车左端面至 91.5车外圆 160 至尺寸倒角四爪单动卡盘夹 160 外圆，找正车右端面至 01.9车外锥面，圆锥半角 61，圆锥长度，05.7小端直径 至要求02.1车孔 至尺寸3.06倒角CA61406 磨 磨左端面至尺寸 90 M71307 检 检验第二节 车长丝杠丝杠是将旋转运动转变为直线运动的传动零件之一，不仅能传递一定的动力，准确地传递运动，而且可作精密的直线分度元件。长丝杠是一种 ld 较大的细长轴，属于加工难度大、精度要求高的细长工件。一、梯形螺纹计算梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式见表 5-3。表 5-3 梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式(单位：mm)
