車削圓錐面的快速校對(duì)與自我檢驗(yàn)

王建中，王平

（中國(guó)電子科技集團(tuán)第三十八研究所，安徽合肥 230088）

0 引言

在機(jī)械制造中，圓錐面配合的應(yīng)用較為廣泛。由于圓錐面配合結(jié)合緊密，定位準(zhǔn)確，并且裝拆方便，可以任意拆裝而不會(huì)影響原來(lái)的精度。當(dāng)圓錐面的錐角較小時(shí)，可傳遞很大的扭矩，即使發(fā)生磨損，依然能夠保持精密的定心和配合作用［1］。實(shí)際應(yīng)用如:各種機(jī)床主軸錐孔、鉆頭、絞刀等刀具的莫氏錐柄，各種圓錐銷軸等等。但要說(shuō)明的是內(nèi)外圓錐面必須保證75%以上的接觸面積，才能達(dá)到上述所講的作用。轉(zhuǎn)換成圓錐斜角 α，其精度必須達(dá)到 α ±3'。

在車削圓錐面時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板是常用的方法。傳統(tǒng)的操作方法是，先計(jì)算出需要加工的圓錐半角，在加工時(shí)將小拖板根據(jù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)出大致的角度，再試切一段圓錐面后，用內(nèi)外圓錐環(huán)規(guī)或塞規(guī)進(jìn)行涂色檢測(cè)。根據(jù)接觸狀況，再次調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。反復(fù)以上步驟，直到圓錐斜角符合要求為止。這種傳統(tǒng)方法，校正小拖板困難，且生產(chǎn)效率低。其根本原因是，車床小拖板上的刻度單位為“度”［2］。然而，實(shí)際生產(chǎn)中工件錐度斜角的精度都是分、秒為單位，1°=60'=3 600″。從換算公式中，可以看出，小拖板刻度與工件的精度等級(jí)相差幾十倍，甚至上千倍。所以，這樣的傳統(tǒng)方法即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，操作者很難掌控，效率極低。本人在實(shí)際生產(chǎn)中摸索出了一套便捷、高效的方法，并在加工中得到了驗(yàn)證。

1 創(chuàng)新方法

該方法的原理是:將所需轉(zhuǎn)動(dòng)的精確角度通過(guò)百分表的精確讀數(shù)，直觀、方便地反映出來(lái)。如圖1中△ABC，將圓錐斜角放置進(jìn)直角三角形中，運(yùn)用三角函數(shù)的正切tanα =BC/AB［3］。小滑板移動(dòng)一段距離（如上圖中的AB），轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板使百分表顯示出BC的長(zhǎng)度時(shí)，小拖板所轉(zhuǎn)過(guò)的角度就是所需的角度α。

圖1 圓錐斜角示意圖

1.1 百分表測(cè)量觸頭的改進(jìn)

由于車床結(jié)構(gòu)及百分表的測(cè)量觸頭為球狀。很難找到車床上已加工外圓的側(cè)母線。如百分表觸頭測(cè)量的不是圓柱的最高側(cè)母線，那么百分表讀出的數(shù)，就不能真實(shí)反映如圖中BC的長(zhǎng)度，也因此不能得到準(zhǔn)確的圓錐斜角。現(xiàn)將百分表的球狀觸頭改成如圖2所示的扁平形狀，保證了測(cè)量觸頭始終接觸在圓柱體的最外側(cè)母線，并且很容易（圖3）。

1.2 制作百分表讀數(shù)表

詳見(jiàn)表1，表2。

表1 車削常用錐度讀數(shù)表

表2 車削莫氏錐度讀數(shù)表

1.3 具體步驟

1）先將要加工的圓錐體部分，車成圓柱體，并光出端面;

2）將小拖板的壓緊螺栓松開(kāi)，根據(jù)表1查出1∶10錐度的半角為2°51'45″，轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板約2°;

3）將磁性表座吸在小拖板上，裝上改進(jìn)的測(cè)量觸頭的百分表，將測(cè)量觸頭的側(cè)面與斷面平行，保證百分表與工件軸心線垂直，獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù);

4）根據(jù)表1查出1∶10，小拖板每移動(dòng)20 mm，百分表讀數(shù)差為1 mm。調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角位置，直到百分表讀數(shù)達(dá)到要求，擰緊小拖板的螺栓;

5）精車一段超出20 mm的圓錐面，并留下余量;

6）檢驗(yàn)圓錐面精度，同上方法，裝上磁性表座及百分表，并校準(zhǔn)百分表測(cè)量頭，表觸頭接觸到的圓錐表面，精確移動(dòng)大拖板 20 mm ，此時(shí)讀數(shù)為1±0.02mm，圓錐角度合格;

7）繼續(xù)加工圓錐面至規(guī)定尺寸。

以上方法和步驟主要通過(guò)查詢表1（車削莫氏錐度時(shí)查詢表2），利用百分表測(cè)出小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)的精確角度，來(lái)快速校對(duì)和加工圓錐面。

2 結(jié)語(yǔ)

此方法校對(duì)小拖板，用時(shí)少且直觀，精度高，很容易就達(dá)到圓錐面接觸≥75%的檢測(cè)要求［4］，能將機(jī)床綜合誤差在校對(duì)時(shí)就排除掉，并且不用內(nèi)外圓環(huán)規(guī)、塞規(guī)檢驗(yàn)，在機(jī)床上就可進(jìn)行檢驗(yàn)圓錐角是否合格［5］。這樣易操作，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高。

［1］是麗云.車削圓錐面的新工藝［J］.硅谷，2011（12）:132.

［2］陸幸福.車削圓錐面的創(chuàng)新方法［J］.機(jī)械工人.冷加工 ，2005（10）:21.

［3］陸幸福.車削圓錐面的新方法［J］.機(jī)械工程師 ，2003（06）:50.

［4］王旭.車削圓錐體的一種精確方法［J］.現(xiàn)代零部件，2007（06）:83.