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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。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/26°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：（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。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车圆锥的方法一、转动小滑板法转动小滑板法车外圆锥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。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。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。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/212°的工件。四、宽刃刀车削法宽刃刀车圆锥五、铰内圆锥法1.圆锥形铰刀圆锥形铰刀a)粗铰刀b)精铰刀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。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）。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。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1、3—工件2—圆锥塞规4—圆锥套规三、圆锥的车削质量分析圆锥面的双曲线误差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。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)αp0°1—前面2—主切削刃3—端面齿4—弹性刀柄5—圆轮成形刀主切削刃低于中心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°。（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