项目3车工—外圆锥加工 广东省机械类专业技能考试

广东省机械类专业技能考试 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN 项目3：车工—外圆锥加工设计 01. 刀具选择 02. 加工方法与步骤 03. 注意事项 04 课堂小结 目 录 3.外圆锥加工。 （1）考核内容：用转动小拖板法车削短的外圆锥面。 （2）技术要求：外圆直径精度 IT8，研配法检测要求接触面积不小于70%，万能角度尺检测角度精度士6’，表面粗糙度按图纸标注要求加工。 考核要求 考纲解读 01 刀具选择 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN 用于粗车圆锥面，刀尖强度高，适合大切削量，能承受较大的切削力，快速去除多余材料，为后续精加工提供基础。 用于倒角或端面修整，刀尖角度适合加工倒角和修整端面，使工件端部和倒角部位达到设计要求，保证零件的外观和尺寸精度。 刀尖圆弧半径较小（R0.2~0.5mm），保证表面粗糙度（Ra≤3.2μm），适用于精车圆锥面，确保加工表面质量符合高精度要求。 90°外圆车刀 45°外圆车刀 精车刀 主切削刀具 刀尖必须严格对准工件中心，可通过尾座顶尖对刀验证，避免产生双曲线误差，确保圆锥母线的直线度和加工精度。 刀具刃磨角度合理（前角γ₀=5°~8°，后角α₀=6°~8°），确保切削轻快，减少切削力和切削热，延长刀具使用寿命。 01 02 刀尖对准 刃磨角度 刀具要求 02 加工方法与步骤 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN 常用方法为转动小滑板法，适合单件小批量、任意锥度加工，操作灵活，适应性强，可满足不同圆锥加工需求。 转动小滑板法 其他方法如偏移尾座法（适合长轴小锥度）或靠模法（批量生产）暂不展开，可根据具体加工需求选择合适的方法。 其他方法 加工方法 根据图纸计算圆锥半角α/2：公式为tan(α/2)=(D- d)/2L（D为大端直径，d为小端直径，L为圆锥长度），或使用近似公式α/2≈28.7°×C，为后续加工提供准确的参数依据。 计算参数 调整车床 松开小滑板锁紧螺母，按计算角度转动小滑板（顺时针或逆时针方向需与圆锥方向一致），锁紧小滑板，手动摇动检查转动灵活性，确保加工过程的稳定性和精度。 准备工作 分多次进给，采用“阶梯法”粗车（每次进给后纵向退刀，横向进给切削深度ap=1~2mm），留精车余量0.5~1，快速去除多余材料，为精加工预留合适余量。 切削 启动车床，移动中滑板使刀尖轻触工件外圆，中滑板刻度归零，横向退刀，纵向移动刀具至工件端面，轻触后纵向刻度归零，完成对刀操作。 对刀 粗车圆锥面 试切修正 车削2~3mm长度后停车，用万能角度尺或圆锥套规检测角度，若角度偏大，需调小小滑板角度；偏小则调大角度确保圆锥角度符合设计要求。 精车完成 采用低速（n=100~200r/min）、小进给量（f=0.05~0.1mm/r）一次走刀完成，使用切削液改善表面质量，保证加工表面的光洁度和精度。 精车圆锥面 角度检测 用万能角度尺测量圆锥半角，或涂色法检查圆锥套规接触面（≥60%为合格），确保圆锥角度的准确性，满足加工要求。 尺寸控制 游标卡尺测量大端、小端直径，锥度规检查配合精度，若尺寸偏大，可微调中滑板补刀，保证圆锥尺寸符合设计要求。 检测与修整 操作演示 点击视频播放 03 注意事项 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN 调整小滑板时需关闭电源，防止误触导致转动伤人，确保操作安全。 调整小滑板 袖口扎紧，禁止戴手套操作，防止手套卷入机床造成安全事故。 穿戴规范 安全操作 刀尖必须对准工件中心，否则会产生双曲线误差（圆锥母线不直），影响加工精度和质量。 刀尖对准 导轨间隙 小滑板导轨间隙需调整适中，过松易振动，过紧则移动困难，影响加工过程的稳定性和精度。 精度控制 粗车时切削速度v=80~120m/min，根据材料调整，确保切削过程平稳，快速去除材料。 粗车参数 01 精车时v=150~200m/min，避免中途停车或变速，防止表面产生接刀痕，保证加工表面的连续性和质量。 精车参数 02 切削参数 表面粗糙 检查刀具磨损、切削液是否充足，降低进给量，改善表面质量，确保加工表面粗糙度符合要求。 锥度不准 检查小滑板角度是否松动，重新计算并锁紧，确保圆锥角度准确，避免锥度偏差。 常见问题处理 04 课堂小结 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN 需注意莫氏锥度标准值（如莫氏3号锥度C=1:19.922），优先使用标准量规检测，确保加工的莫氏圆锥符合标准要求。 莫氏圆锥加工 刀尖高于或低于工件中心时，车出的圆锥面母线呈双曲线形，可通过百分表对刀避免，确保刀尖与工件中心严格对齐。 双曲线误差成因 课堂小结 谢谢大家 POWERPOINT DESIGN POWERPOINT DESIGN Lavf58.46.101 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.52 $$圆锥在车床上和实际使用中应用很广泛，例如车床主轴孔与前顶尖的配合。车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合等。下面我们来介绍车圆锥的方法。在讲车圆锥之前，先要讲清楚圆锥的四个基本参数。四个基本参数是，最大圆锥直径用大写字母B表示，简称大端直径。最小圆锥直径用小写字母D表示，简称小端直径圆锥长度L。圆锥锥度C或圆锥半角二分之阿尔法。其中，圆锥半角是指母线的延长线与中心线的夹角。圆锥锥度可以根据圆锥大端和小端直径的差与圆锥长度之比这个公式计算出来。在车圆锥之前，应该先计算出圆锥半角。圆锥半角也就是在车削圆锥面时，车床的小滑板应转过的角度。通过这个三角形，我们可以知道圆锥半角与其他三个量的关系，那就是圆锥半角的正切等于锥度值的一半。当缺失的圆锥半角在六度以下时，可以采用下面这个简单的公式来计算，也就是说圆锥半角等于28.7度乘以锥度C。以上所讲的内容是关于圆锥的几个参数，以及圆锥半角的计算问题。那么圆锥体是怎样测出来的呢？让我们先复习一下车外圆的内容。车道进给方向跟弓箭旋转轴线平行，车出来的就是圆柱体表面。如果进给方向跟弓箭旋转轴线的夹角为圆锥半角二分之阿尔法车出来的就是一个锥度为C的圆锥体表面，这就是车圆锥体的道理。车削时，根据圆锥弓箭的圆锥角大小、所加工的锥形部分长短以及加工精度的要求等，在生产中应采用不同的切削方法。当所加工的圆锥长度在小滑板形成范围之内，圆锥斜角较大，而且加工数量不多时，可以采用转动小滑板的方法来车。圆锥方法是先按圆锥的大端和圆锥部分的长度设成圆柱体，然后用带扳手将转盘的两个螺母松开，调整放刀架，使方刀架与车床主轴旋转轴线成二分之阿尔法的角度。将小滑板后退到工作行程的起始位置，然后是移动一次，以便检查工作行程是否足够。然后车圆锥。车削之前一定要先试车，目的是找准弓箭的圆锥半角。分别移动中滑板、小滑板，使刀尖与弓箭轴端外缘轻轻接触，然后使小滑板向后退出，把中滑板刻度调到零位，作为粗车圆椎的起始位置。中华版向前进，给调整好切削深度。开动车床，双手交替摇动小滑板手柄，要求手动进给的速度保持均匀，而且不间断。这种方法的优点是可以车削各种角度的内外圆锥，适用范围广能，保证一定的精度。缺点是在加工中只能用手动进给，所以这种方法的劳动强度比较大，表面粗糙度难以控制。另外受小滑板形成的限制，只能加工圆锥不长的工件，适合小批量的生产。经过几次车削以后，切削深度要逐渐减少。当接近切削深度为零时，卸下中滑板刻度值，将车刀横向退出，小滑板则快速后退复位，在圆刻度的基础上再调整切削深度，粗车到圆锥小端，直径留有1.5至2毫米的余量。在租车时应该找准圆锥角度，用锥形套规检验之前，要求将圆锥表面车平整，使表面粗糙度ra值小于3.2微米。用棉丝将弓箭表面擦干净，然后用涂色法检验圆锥的接触面。用显示器又叫红丹粉，在弓箭表面顺着三个卡板的位置均匀的涂上三条红线，涂色要求薄而均匀。手握套规，轻轻套在弓箭圆锥上，稍加轴向推力，并将套规转动半圈，然后取下套规。观察显示器被擦去的情况，如果大端被擦去，说明弓箭圆锥角度太大，应该将小滑板向操作者相反的方向转动，然后试车。再涂上显示器。用套规再检查一遍追溯。如果小端被擦去，说明弓箭圆锥角度太小，此时应该将小滑板向操作者方向转动。然后试车。再涂上显示器。用套规再检查一遍追堵。如果三条显示器都被均匀地擦去，说明圆锥接触良好，锥度正确。这样经过反复调整试车，直到用圆锥套规检验锥度合格后，才能正式对圆锥进行精车。停车时要对圆锥直径尺寸进行控制，使圆锥直径尺寸在套规界限之内为合格。当车削的圆锥斜角较大、锥面较短，锥面精度要求不太高，加工数量较多时，可以利用宽刀刃的方法测圆锥。对于38度、45度、60度、75度的圆锥半角，可以选用主偏角与圆锥半角相符的车刀进行车削，要求切削刃平直。另外，所用车刀的切削刃长度必须大于所要加工的圆锥母线长度。装刀时，车刀伸出方刀架，边缘面应该尽量短一些，并轻夹在方刀架上，然后把角度样板紧靠在弓箭的已加工面上。移动中华板，使车刀主切削刃与样板的间隙逐渐减小。并做透光检查，发现间隙不一致时，应对车刀角度进行纠正。最后将方刀架上的螺钉拧紧，使直刀固定。然后再确认车胎装的是否正确。加工之前，将车刀切削刃对准弓箭圆锥。并且将车床床杆锁紧。开始车削时，中华版的进给速度略快。随着切削刃切触面的增加而逐步减慢。由于车削过程中切削刃与空间接触面较大，车削时容易产生振动，应该合理的选择切削用量，适当减慢主轴转速。利用宽刀刃法，车圆锥的优点是操作方法简便，生产效率较高，适用于大批量生产。缺点是切削中会产生很大的切削力，车床容易引起震动，车出来的空间表面粗糙度值较高精度难以保证。这种方法只适用于车削锥度较短的弓箭。当车道尺寸时，车道应在原地稍作停留，以便使圆锥表面光洁。当测量圆锥角度和锥度时，一般使用万能角度尺测量。大批量生产时，可以使用角度样板来检验。下面介绍偏移尾座法车圆锥。像这种比较长的圆锥，锥度比较小，吹削时用两顶尖的方法顶住弓箭，将尾座偏移一定的距离，然后再车削。具体方法是使弓箭旋转轴线与车道纵向进给方向相交成二分之阿尔法的角度，这个角就等于圆锥半角二分之阿尔法车出来的椎体才能正确。这种加工方法就叫做偏移尾做法。每座偏移多少，可以根据几何关系及其公式计算出来。由三角形ABC可知偏移量S以及在三角形ABC中，AB与ac的夹角为二分之阿尔法。经过数学变换可以得到尾座偏移的S等于锥度值的一半乘以弓箭全长L0。车削前，应将弓箭圆锥部分的大端直径尺寸、小端直径尺寸、圆锥长度尺寸代入公式中，可以得到锥度尺。再将锥度值及弓箭全长尺寸带入公式中，就可得出尾座偏移量的值，然后按委座偏移量的值来偏移尾座。具体的偏移方法是在方刀架上装加一根铜棒。然后移动中华板，使铜棒与尾座套筒接触。根据刻度值把铜棒推出S的距离，也就是为做偏移量的值。退出时应该减去刻度盘的空行程，然后就可以偏移尾座了。先松开操作者一边的螺钉。再拧紧外侧的螺钉。直到尾座套筒与同伴再次轻轻接触就可以了。接下来就可以车削了。利用这种方法只是对圆锥半角进行了初步找准。这种方法的优点是可以加工较长的锥面，并能自动进给车削，从而可以减轻劳动强度，适用于大批量生产。缺点是当中心孔接触不良时，精度难以控制，这种方法只适用于加工锥度很小的外圆锥空间。如果要进行精确的找准，要用百分表和实验找正尾座偏移量。方法是将实验用两顶尖顶住圆锥，大端应该在卡盘方向。将百分表测量头垂直对准实验外圆的切点。移动床杆，使百分表测量头靠近圆锥大端。移动中华版。当百分表指针转动大约为半周时，转动百分表表面调到零位，在移动长安将百分表移到小端。反复移动长安和调整尾座的过程中使百分表的读数值在圆锥两端基本达到一致以后。锁紧尾座和拧紧两边的调节螺钉。为了防止锁紧尾坐时产生位移，应该再复合一下。车圆锥的方法讲完了，本课题的重点内容是转动小滑板车圆锥、利用宽刀刃法车圆锥和偏移尾座法车圆锥。在实际工作中要根据弓箭的要求来选择不同的科学方法。车工在加工零件时，有些零件的表面不是直线，而是曲线。例如车床上的摇把、手柄、圆球、凸轮等，这些带有曲线的表面叫成型面，也叫特形面。对于这类零件的加工，应根据工件的特点和精度要求以及批量大小等不同的情况，分别采用双手控制法和成型刀等加工方法来车削。对于数量较少或单件特性面零件，可以采用双手控制法进行车削。下面以车削摇把手柄为例，介绍双手控制法车削成形面的操作步骤。这张图只是给出了一些主要数据，详细数据请参考初级车工基本操作技能一书第115页，图10-11。车削之前采用一加一顶的方法将弓箭装甲好。在方刀架上装好90度车刀、切断刀和22圆头车刀。车曲面时所用的刀具为22圆头车刀，这种刀具的主切削刃呈圆弧形，在车削过程中不容易在曲面上留下深的刀痕，便于精加工。下面简单介绍源头车道的建模方法。为了清楚起见，我们以圆弧半径为8毫米的28圆头车刀为例，介绍刃模方法。刃磨228圆头车刀时，选用车刀的宽度应该大于槽宽0.5至1毫米。将鹊刀对准砂轮。外圆刀杆前部。向上倾斜6度到8度。锨刃磨圆头车刀的主后刀面刃磨时转动，刀头尾部做弧形转动。磨出圆弧的形状以后，用二样板初步检测。再磨出圆弧车道的前刀面。最后用油石仔细研磨主后刀面，使圆弧面严格对准二样板。下面就可以车削了。先用90度车刀，车出手柄外缘和长度尺寸。在弓箭圆弧中心位置上用车刀的刀尖轻轻刻出一条线痕。下面用22圆头车刀从二四十处切入。弓箭外援在12的位置应留有精车余量约0.5毫米。然后用双手控制法从2，四十圆弧的两边由高处向低处输出2，四十的圆弧。操作时所选定的主轴转速应该比车外圆时略高出车时为了操作方便，大多是用右手操纵中华版手柄，左手操作。长安首轮。或者右手握住小滑板手柄，左手握住中滑板手柄，通过车道纵向、横向合成运动，使车道行走出成型面所要求的曲线。下面出车2 48的圆弧车之前，先在靠近卡盘的一端切一个沟槽，但不要横向进刀太深，以免手柄根部的外缘尺寸太小，造成尚未完成加工而使弓箭折断的后果。然后粗车2 48的圆弧，为了避免中华版丝杠与螺母的间隙形成的空行程影响，加工采用由空间曲面的高处向低处进行车削。粗车完成后，还要对弓箭曲面进行精车。新车曲面时，为了使表面关节，应该适当提高主轴转速，并减慢手动进给速度。对2，四十八和2，40的曲面进行精车旧车学时，应注意保证圆弧之间的连接处要遮光滑。粗加工完成以后，应该使用样板来检查曲面。检查时必须使样板方向与工件轴线一致，曲面是否正确可以由样板与工件之间的缝隙大小来判断。如果曲面不符合要求，要用粉笔在突出部位涂色作为标记。然后用车刀对准涂色处，将突出部分车去。采用双手控制法，车成形面不需要其他特殊工具就能车出一般精度的成型面，但是要求操作者必须有熟练的技巧，这种方法生产效率很低。经过逐步修整，反复车削，最后要求手柄曲面与样板基本达到吻合为止。用双手控制法车削出来的曲面，由于手动进给速度不均匀，工件表面往往留下高低不平的这些痕迹。为了达到图纸所要求的表面质量，在弓箭精确以后还要用锉刀仔细修整，不用砂纸进行抛光。用锉刀在车床上对弓箭曲面进行修整时，为了保证人身安全，应该用左手握住锉刀顶部，右手扶住错刀的前端，千万不能使用无柄锉刀，并要注意避免手碰到卡盘。用锉刀的半圆弧部分顺着凹圆弧方向锉削，锉削时压力要保持均匀一致，不能用力过大。促销的余量不宜太多，一般为0.1毫米左右，同时要求弓箭转速不宜过高，当凹圆弧的两边错光以后，再将错刀翻过来，用平的一面错凸圆弧。弓箭的曲面经过锉削后，表面上仍会有细微条痕，这些细微条痕可以用砂纸抛光的方法去掉。常用的砂纸有零号、一号、一又2分之1号和二号，号数越小，颗粒越细，抛光后得到的弓箭表面质量越好。用砂纸垫在错拉下面，对弓箭曲面抛光。弓箭转速应选择较高。并且使砂纸在弓箭上慢慢来回移动。最后在细砂纸上加少量机油，以便提高表面质量。用砂纸进行抛光时，还要注意不准把砂纸缠在弓箭和手指上，以免发生事故。最后按照手柄总长尺寸，用切断刀将手柄切断下来。然后将工件表面包上铜皮，再进行装夹并且找正。找正以后仍用双手控制法射出手柄的头部，注意连接处要扯光滑。切好以后用锉刀修整，再用砂纸抛光。经过上面一道道工序，一个摇把手柄就遮好了。下面讲怎样在工件表面上进行滚花加工。为了使有些工具和机器零件的把手部分增加摩擦力和使零件表面美观，常常在零件表面上滚出不同的花纹，例如千分尺上的微分筒。各种滚花、螺母、螺钉等。这些花纹一般是在车床上用滚花刀滚压而成的，花纹有直纹和网纹两种，并有粗细之分，花纹的粗细由截距P来决定。截距P等于1.2毫米和P等于1.6毫米时是粗纹。P等于0.8毫米，是中文。P等于0.6毫米是细纹。拱花的花纹粗细要根据弓箭直径和宽度大小以及图纸的要求来选择。滚花刀有单轮、双轮和6轮3种。单轮滚花刀是滚直纹用的，双轮滚花刀是辊网纹用的。六轮滚花刀是把网文截距P不等的三组双轮滚花刀装在同一个特制的刀杆上，使用时可以很方便地选用粗、中、细不同的洁具。由于滚花时会产生很大的镜像力，在不影响滚花的前提下安装弓箭时，应该使弓箭伸出的长度尽可能短一些。滚花是用滚花刀来挤压弓箭，使弓箭表面产生塑性变形而形成花纹。所以在滚花前，根据工件材料的性质，把滚花部分的直径车小一点，小到0.25至0.5倍的截距P。装刀前要仔细观察，检查轮齿的完好程度，如有严重缺损不宜宜使用。同时转动齿轮看是否灵活。然后把滚花刀装夹在刀架上。初步加紧车道。移动中，滑板使滚轮与弓箭外缘靠近。调整刀杆，使滚轮与弓箭外缘平衡。当花纹比较粗时，为了便于齿轮切入弓箭，也可以将滚轮外缘与弓箭外缘交成一个很小的夹角，大约为2度到3度左右。调好后紧固刀架螺钉。滚花时，切削速度一般为每分钟7至15米，在滚花刀接触弓箭时，必须用较大的镜像压力使弓箭刻出较深的花纹，否则就容易产生乱纹。在滚压过程中，还必须经常加润滑油和清除切屑，以免损坏滚花刀和防止滚花刀被切屑滞涩而影响花纹的清晰程度。一般来回滚压2到3次，就能将花纹辊压出来了。要求花纹突出而且清晰，如果不符合要求可以继续滚压。这就是用六轮滚花刀辊压出来的网文。下面用单轮滚花刀来滚压直纹，滚压方法与六轮滚压是一样的。这就是用单轮滚花刀辊压出来的指纹。下面用双轮滚花刀滚压网纹。这就是双轮滚花刀辊压出来的网文。以上我们介绍了车成形面和滚花加工的内容，本课题的重点内容是车成型面，这部分内容只有多加练习才能掌握。