論在數(shù)控車(chē)上保證圓錐軸配合精度的加工方法及工藝

李立

摘 要 本文以在數(shù)控車(chē)床上加工典型圓錐的軸類(lèi)零件為分析對(duì)象，分析圓錐軸的配合在數(shù)控車(chē)加工中存在的問(wèn)題，結(jié)合多年指導(dǎo)中職學(xué)生數(shù)控車(chē)競(jìng)賽積累的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)講述在數(shù)控車(chē)床上如何加工圓錐工件才能更好地保證配合精度和尺寸精度。

關(guān)鍵詞 數(shù)控車(chē)削 錐度配合長(zhǎng)度與直徑的尺寸關(guān)系計(jì)算 加工工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG519文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

在機(jī)械制造業(yè)中，圓錐配合件是一種極其重要的配合。如數(shù)控車(chē)床尾座與頂尖的配合，數(shù)控加工中心主軸孔與刀柄的配合等許多地方對(duì)緊密配合、定位配合有較高的要求，但是同時(shí)又要求能經(jīng)常拆卸，并且還要像上面舉例的配合一樣不但需要拆裝方便而且還不能影響零件表面精度和配合精度。所以這些地方的配合就經(jīng)常需要采用圓錐配合。

圓錐配合對(duì)參加數(shù)車(chē)車(chē)、數(shù)控綜合技能競(jìng)賽的學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一項(xiàng)必須掌握的基本技能，圓錐尺寸控制不好，對(duì)競(jìng)賽的成績(jī)會(huì)有5至10分的影響，對(duì)競(jìng)賽結(jié)果起決定性作用。圓錐的配合除了要保證尺寸精度外、還要保證形位公差和表面粗糙度及其角度精度，這樣才能保證內(nèi)外圓錐的接觸面積及圓錐配合之后長(zhǎng)度方向的間隙尺寸要求。圓錐的加工精度與配合精度也是中、高職學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中的一個(gè)重要實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。因此圓錐的加工是中高職學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)技能。

1加工中常存在的問(wèn)題

存在的問(wèn)題主要是對(duì)數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)不夠，很多數(shù)控指導(dǎo)老師和學(xué)生認(rèn)為，數(shù)控機(jī)床加工精度高，加工圓錐時(shí)只要編好程序直接加工就可以保證尺寸精度和配合精度，因此認(rèn)為在數(shù)控機(jī)床上不要采取過(guò)多的方法去保證配合尺寸，正因?yàn)檫@樣的認(rèn)識(shí)，所以很多選手在參加比賽時(shí)圓錐部分丟了分自己還不知道，因此也比賽成績(jī)也不理想。數(shù)控機(jī)床本身的精度是很高，但是機(jī)床在裝配、運(yùn)輸、調(diào)試以及加工參數(shù)的選擇等方面的因素都會(huì)影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量，所以直接加工的話(huà)一般難以保證圓錐的配合精度。主要出現(xiàn)的問(wèn)題是：錐度配合時(shí)長(zhǎng)度間隙尺寸不會(huì)控制從而導(dǎo)致圓錐的接觸面積不達(dá)標(biāo)進(jìn)而影響幾個(gè)工件裝配后的總長(zhǎng)。所以在加工工藝上需要進(jìn)行改進(jìn)才能更好地保證尺寸和配合精度。

2圓錐配合精度保證的方法

下圖是學(xué)生在技能比武和數(shù)控等級(jí)考證中必須要掌握的內(nèi)容之一，其中圖中的難點(diǎn)是件1和件2的圓錐配合，與之相關(guān)的配合尺寸有總長(zhǎng)80+-0.20、間隙長(zhǎng)度5+-0.15以及錐度的接觸面積，涉及的分?jǐn)?shù)有9分，這9分對(duì)參加技能比武的選手來(lái)說(shuō)是非常非常的重要。我們只有掌握了圓錐配合的加工，才能拿更高的分?jǐn)?shù)，在比賽時(shí)才能獲得更好的成績(jī)。

在數(shù)控機(jī)床上加工圓錐，圓錐角度的控制是不需要做過(guò)多考慮的，只要尺寸算對(duì)即可保證圓錐角度。所以我們重點(diǎn)就是要解決配合長(zhǎng)度尺寸控制和保證錐面接觸面積的問(wèn)題。

重點(diǎn)：圓錐長(zhǎng)度與直徑的關(guān)系：圓錐錐度1：x的含義：就是沿長(zhǎng)度移動(dòng)x毫米，直徑就變化1毫米。如圖中的錐度：1：5就是沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)5毫米直徑方向變化1毫米。

圖中圓錐配合部分長(zhǎng)度尺寸保證的具體加工工藝及方法：

圖中圓錐的加工，先加工件1軸上的圓錐，盡量要按下偏差（39.98）進(jìn)行加工，因?yàn)榘聪缕顏?lái)加工，軸的尺寸就會(huì)相對(duì)偏小，件2軸套孔上的尺寸變化空間就會(huì)大一些，這樣利于保證配合尺寸。加工件2時(shí)，先加工精加工￠30的孔，一定要保證￠30的孔能夠裝到件1軸￠30的臺(tái)階上，再配合加工件2軸套上的圓錐。

圓錐配合的加工方法：

（1）單獨(dú)加工件2的圓錐部分留0.3的余量，將件1軸用力配到件2軸套上，量取它們之間的間隙，現(xiàn)在這個(gè)長(zhǎng)度值應(yīng)該是6.6mm左右，我們應(yīng)該控制的長(zhǎng)度尺寸是5。6.6-5=1.6mm，那么圓錐的配合位置長(zhǎng)度方向就還有1.6mm余量。圓錐錐度比為1：5，1.6/5=0.32mm，也就是現(xiàn)在件2的圓錐直徑尺寸還小了0.32mm。這里不能一刀到位，確保萬(wàn)無(wú)一失需要2-3次加工。

（2）首先我們?cè)诘堆a(bǔ)里面X方向輸入0.16mm進(jìn)行圓錐的精加工。加工完成以后再次將件1軸裝到件2軸套上，量取它們長(zhǎng)度之間的間隙，此時(shí)他們之間的間隙理論上是5.80mm，同理圓錐配合位置長(zhǎng)度方向還有余量0.8mm。再用0.8/5=0.16mm，也就是現(xiàn)在錐孔的尺寸還小了0.16mm。如果第一次精加工錐度后，量取的長(zhǎng)度是5.80mm，那么現(xiàn)在我們就將圓錐尺寸一刀到時(shí)位，直接在刀補(bǔ)X方向輸入0.16即可，如果量取長(zhǎng)度不是5.80。那么就要按上述方法留余量再一次精加工。

注意：（1）圓錐進(jìn)行精加工的時(shí)候要保證表面粗糙度，所以精加工時(shí)內(nèi)孔刀片刀尖圓角要換成0.2的。（2）如果是選手參加比賽，面對(duì)不熟悉的機(jī)床，圓錐的余量留0.5mm。

3整套工件加工藝的制定

（1）先加工件3螺紋套，具體工藝：①平端面，將外圓車(chē)光;②調(diào)頭，打表找正，平端面留余量總長(zhǎng)至20.2mm;③鉆￠22的孔，將內(nèi)孔加工至￠24，換內(nèi)螺紋車(chē)刀加工內(nèi)螺紋。

（2）加工件1軸，具體工藝：①平端面，將外圓光一刀，調(diào)頭夾被切部分找正，平端面總長(zhǎng)留余量0.5mm，打中心孔;②加工工件左端￠35-15，￠48-10兩個(gè)臺(tái)階至尺寸要求;③調(diào)頭夾￠35找正，控制總長(zhǎng);④加工工件左端各個(gè)特征至尺寸要求。

（3）加工件2套，具體工藝：①將外圓光一刀、平端面，調(diào)頭找正，平端面保證總長(zhǎng);②鉆孔￠22，先將內(nèi)錐孔粗加工留0.3mm的余量，￠30精加工至尺寸要求;③配做加工圓錐保證5+-0.15的尺寸。

（4）三件配合一起加工，具體工藝：①裝夾件1￠35的外圓找正，將件2、件3裝上，平件3的右端面保證配合件總長(zhǎng)80;②加工件2、件3的外圓尺寸￠48;③加工配合尺寸槽￠40--10。

4檢驗(yàn)

通過(guò)各種量具檢查各部分的尺寸，錐度配合處采用紅丹粉涂色檢查接觸面積，具體方法是用紅丹粉在件1軸上均勻的涂上三條很薄的線(xiàn)，再套上件2軸套，用力壓緊旋轉(zhuǎn)1/3圈，再看件2軸套上面被染紅的部分是否達(dá)到60%。

5結(jié)語(yǔ)

以上在數(shù)控車(chē)上加工圓錐配合的方法是我多年指導(dǎo)學(xué)生參加技能比武總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生掌握這個(gè)方法以后加工圓錐，無(wú)論是圓錐的尺寸、配合間隙、接觸面積都能控制得非常理想，可以保證在技能競(jìng)賽中圓錐部分基本上不丟分。剛練習(xí)圓錐配合的新手進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)不要做這么復(fù)雜的工件，只需訓(xùn)練單一的圓錐配合加工，等掌握好單一的圓錐配合后再進(jìn)行整套完整工件的加工。