车工工艺学 第四章

3. 转动小滑板法车圆锥的特点
（1）可以车削各种角度的内外圆锥，适用范围广。 （2）操作简便，能保证一定的车削精度。 （3）由于小滑板只能用手动进给，故劳动强度较 大，表面粗糙度也较难控制，而且车削锥面的长度受 小滑板行程限制。
二、偏移尾座法
偏移尾座法车圆锥 1—工件回转轴线 2—车床主轴轴线 3—进给方向
主切削刃低于中心O 的距离H可按下式计算：
式中 D ——圆轮成形刀直径，mm； αp ——成形刀的背后角， 一般取αp=6° ~10°。
2. 成形法车削的注意事项
（1）车床要有足够的刚度，车床各部分的间隙要 调整得较小。
（2）成形刀角度的选择要恰当， 成形刀的后角一 般选的较小（αo = 2° ~ 5°）， 刃倾角宜取λs =0°。
游标万能角度尺的读数方法
（3）测量方法
2. 用角度样板检验
用角度样板测量工件 1、4—齿轮坯 2、3—角度样板
3. 用正弦规测量
正弦规及测量方法 a) 正弦规 b) 测量方法 1—后挡板 2—长方体 3—侧挡板 4—圆柱体 5—平板 6—工件 7—百分表 8—正弦规 9—量块
用正弦规测量工件时，已知圆锥角α，则需垫进量 块组的高度为：
H=Lsinα 如果已知量块组的高度H，圆锥角α为：
式中 H ——量块组的高度，mm； L——正弦规两圆柱的中心距，mm； α ——圆锥角， （°）。
4. 用涂色法检验
圆锥界限量规 a) 圆锥套规 b) 圆锥塞规
（1）首先在工件的圆周上，顺着圆锥素线薄而均 匀地涂上三条显示剂（印油、红丹粉和机械油等的调 和物）。
整体式成形刀及其使用 a)、b) 整体式高速钢成形刀 c) 整体式成形刀的使用
1—成形曲面 2—整体式成形刀
（2）棱形成形刀
棱形成形刀及其使用 a) 棱形成形刀 b) 棱形成形刀的使用 1、5—刀头 2、6—燕尾块 3、8—弹性刀柄 4、7—紧固螺栓
（3）圆轮成形刀
圆轮成形刀的使用 a) 圆轮成形刀 b) αp ＝0° c) αp >0° 1—前面 2—主切削刃 3—端面齿 4—弹性刀柄 5—圆轮成形刀
1、3—工件 2—圆锥塞规 4锥面的双曲线误差 a) 外圆锥 b) 内圆锥
§ 4-4 车成形曲面的方法和质量分析
成形曲面工件 a) 单球手柄 b) 三球手柄 c) 橄榄球手柄
车成形面 1
车成形面 2
车成形面 3
一、双手控制法
1. 车削方法
圆弧刃车刀
单球手柄的车削 a) 尺寸标注 b) 车削方法
圆锥工件 a) 带外圆锥的工件 b) 带内圆锥的工件
圆锥的基本参数有： （1）最大圆锥直径D （2）最小圆锥直径d （3）圆锥长度L （4）锥度C
（5）圆锥半角α /2
圆锥的基本参数
2. 圆锥基本参数的计算
例4-1 磨床主轴圆锥已知锥度C =1:5，最大圆 锥直径D=45mm，圆锥长度L=50mm，求最小圆锥直 径d。
第四章 车圆锥和成形曲面
§ 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 车成形曲面的方法和质量分析
§ 4-1 圆锥的基本知识
车床上的圆锥面配合 a) 主轴锥孔与前顶尖锥柄的配合 b) 尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合
一、圆锥的基本参数及其尺寸计算
1. 圆锥的基本参数
后顶尖用球头顶尖支撑
（3）不能加工整锥体或内圆锥。 （4）因受尾座偏移量的限制，不能加工锥度大的 工件，偏移尾座法适宜于加工锥度小、精度不高、锥 体较长的外圆锥工件。
三、仿形法
仿形法车圆锥的基本原理 1—靠模板 2—滑块 3—刀架
1. 仿形法的基本原理
仿形法又称为靠模法，它是在车床床身后面安装 一个固定靠模板，其斜角根据工件的圆锥半角α /2 调整，取出中滑板丝杠，刀架通过中滑板与滑块刚 性连接。
二、圆锥线性尺寸的检测
1. 用卡钳和千分尺测量
圆锥的精度要求较低及加工中粗测最大或最小圆锥 直径时，可以使用卡钳和千分尺测量。测量时必须注 意卡钳脚或千分尺测量杆应与工件的轴线垂直，测量 位置必须在圆锥的最大或最小圆锥直径处。
2. 用圆锥量规检验
用圆锥界限量规检验 a) 检验内圆锥的最大圆锥直径 b) 检验外圆锥的最小圆锥直径
2. 用蜗杆副车成形曲面
（1）用蜗杆副车成形曲面的车削原理
内外成形曲面的车削原理 a) 车外圆球面 b) 车外圆弧面 c) 车内圆球面
（2）用蜗杆副车内外成形曲面的结构原理
用蜗杆副车内外成形曲面 1—车刀 2—刀架 3—圆盘 4—手柄
五、成形曲面的车削质量分析
2. 铰内圆锥的方法
（1）钻→铰内圆锥 （2）钻→扩→铰内圆锥 （3）钻→车→铰内圆锥
§ 4-3 圆锥的检测
一、角度和锥度的检测
1. 用游标万能角度尺测量
（1）结构
游标万能角度尺 a) 主视图 b) 后视图 1-尺身 2-直角尺 3-游标 4-制动器 5-基尺 6-直尺 7-卡块 8-捏手
（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。
涂色方法
（2）然后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。
用圆锥套规检验外圆锥
（3）最后取下套规， 观察工件表面显示剂被擦 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，大端未擦 去，说明工件圆锥角小；若大端擦去，小端未擦去， 说明工件圆锥角大。
（1）圆锥半角应在6°以内。 （2）计算出来的单位是度（°），度以下的小数 部分是十进制的，而角度是60进制的， 应将含有小数 部分的计算结果转化为分（′） 和秒（″）。
例4-4 有一外圆锥，已知D ＝70mm，d=60mm，L =100mm，试分别用查三角函数表法和近似法计算圆锥 半角α /2。
2. 球状部分长度L 的计算
在直角三角形AOB中，
式中
L ——球状部分长度，mm； D——圆球直径，mm； d——柄部直径，mm。
二、成形法
成形法是用成形刀对工件进行加工的方法。切削刃 的形状与工件表面轮廓形状相同的车刀称为成形刀， 又称为样板刀。
1. 成形刀的种类
（1）整体式成形刀 特点是将切削刃磨成和成形曲面表面轮廓素线相同 的曲线形状。
尾座靠模仿形法 1—工件 2—圆头车刀 3—长刀夹 4—标准样件 5—靠模杆
2. 靠模板仿形法
靠模板仿形法 1—工件 2—拉杆 3—滚柱 4—靠模板 5—支架
四、用专用工具车成形曲面
1. 用圆筒形刀具车圆球面
圆筒形刀具车圆球面 a) 圆筒形刀具 b) 车圆球面 1—圆球面工件 2—圆筒形刀具 3—销轴 4—特殊刀柄
解：
例4-2 车削一圆锥面， 已知圆锥半角α /2 =3°15′， 最小圆锥直径d = 12mm ，圆锥长度L =30mm，求最大 圆锥直径D。
例4-3 车削例4-1中的磨床主轴圆锥，已知锥度 C =1:5，求圆锥半角α /2。
当圆锥半角α /2 < 6°时，可用下列近似公式计算：
采用近似计算公式计算圆锥半角α /2时，应注意以 下几点：
解： 1）用三角函数表法
2）用近似法
二、标准工具圆锥
1. 莫氏圆锥（Morse）
莫氏圆锥是机械制造业中应用最为广泛的一种，如 车床上的主轴锥孔、顶尖锥柄、麻花钻锥柄和铰刀锥 柄等都是莫氏圆锥。
2. 米制圆锥
米制圆锥有7个号码，4号、6号、80号、100号、 120号、160号和200号。
§ 4-2 车圆锥的方法
（3）成形刀的刃口要对准工件的回转轴线，装高 容易扎刀，装低会引起振动。必要时，可以将成形刀 反装，采用反切法进行车削。
（4）为降低成形刀切削刃的磨损，减小切削力， 最好先用双手控制法把成形曲面粗车成形，然后再用 成形刀进行精车。
（5）应采用较小的切削速度和进给量，合理选用 切削液。
三、仿形法
1. 尾座靠模仿形法
一、转动小滑板法
转动小滑板法车外圆锥
转动小滑板车削圆锥体
转动小滑板法车内圆锥
1. 小滑板的转动方向
2. 小滑板的转动角度
由于圆锥的角度标注方法不同， 有时图样上没有 直接标注出圆锥半角α /2，这时就必须经过换算，才 能得出小滑板应转动的角度。换算原则是把图样上 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。
2. 仿形法的特点
（1）调整锥度准确、方便，生产率高，因而适合 于批量生产。
（2）中心孔接触良好，又能自动进给，因此圆锥 表面质量好。
（3）靠模装置角度调整范围较小， 一般适用于 车削圆锥半角α /2<12°的工件。
四、宽刃刀车削法
宽刃刀车圆锥
五、铰内圆锥法
1. 圆锥形铰刀
铰圆锥孔
圆锥形铰刀 a) 粗铰刀 b) 精铰刀
偏移尾座车削圆锥体
1. 尾座偏移量S的计算
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. 偏移尾座法车圆锥的特点
（1）可以采用纵向机动进给，使表面粗糙度Ra值 减小，圆锥的表面质量较好。
（2）顶尖在中心孔中是歪斜的，因而接触不良， 致使顶尖和中心孔磨损不均匀， 故可采用球头顶尖或 R型中心孔。