二、車(chē)削外圓錐面

車(chē)床上加工外錐面的工步一般是先粗車(chē)外圓，然后車(chē)削圓錐面，最后再精車(chē)大端外圓直徑。

車(chē)削外錐面的重點(diǎn)是要保證圓錐角的正確，這時(shí)通常采用偏轉(zhuǎn)小滑板法、偏移尾座法、靠模法和寬刃車(chē)刀法等。

1.偏轉(zhuǎn)小滑板進(jìn)給方向車(chē)外錐面

（1）車(chē)削方法。

①車(chē)床上車(chē)削圓柱形工件，車(chē)刀的進(jìn)給方向是平行于主軸中心線的。若使進(jìn)給方向與主軸中心線之間傾斜成一個(gè)角度，車(chē)出的表面就是一個(gè)圓錐面，偏轉(zhuǎn)小滑板進(jìn)給方向車(chē)圓錐面就是應(yīng)用了這樣的加工原理。

②偏轉(zhuǎn)小滑板進(jìn)給方向主要是按照被加工圓錐面的圓錐半角轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板，使小滑板導(dǎo)軌與車(chē)床主軸軸心線相交成圓錐半角α/2的角度，如圖5-11所示，并通過(guò)手動(dòng)進(jìn)刀把圓錐面車(chē)削出來(lái)。由于受小滑板行程距離的限制，這種加工方法適用于長(zhǎng)度較短的內(nèi)、外圓錐面工件。

③車(chē)削一般要求的錐度工件，轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板時(shí)，如果圖樣中沒(méi)有標(biāo)注出偏轉(zhuǎn)小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角的圓錐半角α/2，可按照公式tan進(jìn)行計(jì)算。

④采用偏轉(zhuǎn)小滑板方法車(chē)削外圓錐面時(shí)，若工件的角度較大，如需要將小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)80°角，但由于刻度盤(pán)上自零位起順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一般都各有50°，在這種情況下，可采用輔助刻線的方法。即先使小滑板逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)50°，如圖5-12所示，對(duì)正中滑板平面的0°處，在轉(zhuǎn)盤(pán)的圓周面上刻出一條輔助線；然后以刻出的輔助線為0°，再使小滑板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)30°，這時(shí)小滑板就轉(zhuǎn)動(dòng)80°了。

圖5-11　偏轉(zhuǎn)小滑板車(chē)外圓錐面

圖5-12　刻輔助線車(chē)大角度外圓錐

（2）小滑板偏轉(zhuǎn)角度近似計(jì)算。按照公式tan計(jì)算圓錐半徑α/2，需要使用三角函數(shù)表查出角度值，在缺少三角函數(shù)表的情況下計(jì)算α/2時(shí)，可使用下面方法。如圖5-13所示，圓錐半徑α/2即小滑板扳轉(zhuǎn)角度β，是所要求的角度，OEFB為所要加工的圓錐面，如圖5-13（b）所示。如果以O(shè)點(diǎn)為圓心，以O(shè)A=L為半徑作一個(gè)圓時(shí)，則這個(gè)圓與工件OB邊相交于S點(diǎn)。若所求之角度α/2用弧度表示，則得如下公式：

若看做是近似時(shí)（因?yàn)樵诮嵌群苄r(shí)的確很近似），即：

將此代入上式則得：

但從公式的推導(dǎo)來(lái)看，只有α/2≤5°時(shí)才能近似等于，即＜0.175時(shí)才能使用此公式。如果α/2增到θ時(shí)，就不等于，這時(shí)應(yīng)用公式tan計(jì)算才對(duì)，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的計(jì)算誤差。該方法同樣適用于車(chē)削內(nèi)錐面時(shí)的計(jì)算。

圖5-13　計(jì)算小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度

（3）偏轉(zhuǎn)小滑板時(shí)的準(zhǔn)確方法。車(chē)床上，小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度的刻度線一般每小格是0.5°，如果需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度數(shù)值在度以后還有“′”或“″”，就無(wú)法將小滑板準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)動(dòng)到刻線處，只能在相鄰近的兩個(gè)格間去估計(jì)。如α=5°20′，就只能在5°和5.5°（5°30′）中間去估計(jì)，甚至在加工過(guò)程中，將小滑板敲來(lái)敲去，尤其對(duì)于精度要求較高的錐度工件，小滑板的轉(zhuǎn)動(dòng)需要很準(zhǔn)確時(shí)，就會(huì)更加困難。為了把握準(zhǔn)確度，可精確校準(zhǔn)小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度：將磁性表座吸到三爪自定心卡盤(pán)平面上，按照工件的圓錐半角將小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)α/2的角度。百分表平放，測(cè)量桿觸頭抵住小滑板側(cè)面，如圖5-14（a）所示。然后，移動(dòng)溜板位置，用溜板箱處刻度盤(pán)控制移動(dòng)距離，從百分表在兩接觸點(diǎn)上的讀數(shù)差可知小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度的準(zhǔn)確性。如圖5-14（b）所示，AB為小滑板在零度時(shí)的位置，A′B′為小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)α/2后的位置，圖中的50是用百分表校準(zhǔn)小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否準(zhǔn)確時(shí)溜板的移動(dòng)距離，這時(shí)：

圖5-14　小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度校準(zhǔn)方法

根據(jù)百分表在溜板移動(dòng)前后測(cè)出的讀數(shù)差，由上式計(jì)算可知小滑板轉(zhuǎn)過(guò)角度的準(zhǔn)確性。

例：在車(chē)床上車(chē)制莫氏6號(hào)的外錐面，校準(zhǔn)小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度誤差時(shí)，使用圖5-13所示方法，溜板移動(dòng)距離按50mm計(jì)算，求百分表在兩接觸點(diǎn)的讀數(shù)差應(yīng)為多少?

解：從表5-2查出，莫氏6號(hào)圓錐的基本值為1∶19.180；β＝1°29′36″，tanβ＝0.0261。

用公式b-a=50tanβ計(jì)算：

b-a=50tanβ=50×0.0261=1.305（mm）

即小滑板轉(zhuǎn)過(guò)角度1°29′36″后，百分表觸頭抵住小滑板側(cè)面，溜板移動(dòng)50mm，百分表在兩處接觸點(diǎn)的讀數(shù)差為1.305mm時(shí)，小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度是準(zhǔn)確的。

小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度還可通過(guò)各部分尺寸都準(zhǔn)確的樣件進(jìn)行校準(zhǔn)。這時(shí)，將樣件安裝在前、后頂尖之間，如圖5-15所示，小滑板上安裝一只百分表，百分表的測(cè)量頭對(duì)準(zhǔn)樣件中心，并壓在樣件的表面上。手搖小滑板，從圓錐面的一端移動(dòng)到另一端，觀察百分表的指針在移動(dòng)過(guò)程中是否穩(wěn)定，如果在樣件母線的全長(zhǎng)上百分表指針沒(méi)有擺動(dòng)，就說(shuō)明小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度是準(zhǔn)確的。

圖5-15　按樣件校準(zhǔn)小滑板扳動(dòng)位置

（4）偏轉(zhuǎn)小滑板車(chē)外錐面操作步驟。操作時(shí)，先做好必要的準(zhǔn)備工作，包括裝夾車(chē)刀、車(chē)刀刀尖對(duì)準(zhǔn)工件中心、計(jì)算小滑板轉(zhuǎn)動(dòng)角度α/2、松開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)螺母并將小滑板轉(zhuǎn)至所需要角度α/2的刻度線上，以及調(diào)整好小滑板導(dǎo)軌的間隙等。然后按照以下步驟進(jìn)行車(chē)削：

①車(chē)削圓柱體。調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，按圓錐工件的大端直徑及外錐面的長(zhǎng)度，車(chē)削出圓柱體。

②粗車(chē)圓錐體。粗車(chē)時(shí)，移動(dòng)中、小滑板位置，使車(chē)刀刀尖與工件軸端接觸，然后，按照工件情況和加工需要，使小滑板后退一段距離，作為粗車(chē)外錐面起始位置。中滑板刻度置于零位。接著中滑板刻度向前進(jìn)給，調(diào)整背吃刀量后開(kāi)動(dòng)車(chē)床，均勻地?fù)u動(dòng)小滑板手輪進(jìn)行車(chē)削。由于是車(chē)削外錐度工件，所以，切削過(guò)程中切削深度會(huì)逐漸減小，直至切削深度接近零位，這時(shí)，記下中滑板刻度值，將車(chē)刀退出，小滑板也快速退回原位。最后，在原刻度的基礎(chǔ)上調(diào)整背吃刀量，將外圓錐小端車(chē)出，并留出1.5～2mm的余量。車(chē)削過(guò)程中，可采用由右向左進(jìn)刀的車(chē)削方法，如圖5-16所示，也可采用由左向右的進(jìn)刀方法，如圖5-17所示。第一種方法適于車(chē)削直徑較大工件時(shí)使用；被車(chē)削件直徑較小，剛性差時(shí)，一般采用第二種方法。

圖5-16　由右向左進(jìn)刀車(chē)外圓錐面

圖5-17　由左向右進(jìn)刀車(chē)外圓錐面

③檢查外圓錐角度。粗車(chē)過(guò)程中要檢查外圓錐角度，用套規(guī)檢查。外圓錐面經(jīng)檢查若不正確，就需調(diào)整小滑板位置，這時(shí)，松開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)螺母（不要太松），輕輕敲動(dòng)小滑板，使角度朝著正確的方向做極微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。小滑板位置調(diào)整后，再進(jìn)行試切削，直至用套規(guī)檢查時(shí)，錐度正確為止。

④精車(chē)外圓錐面。提高車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速，緩慢均勻地?fù)u動(dòng)小滑板手柄精車(chē)外圓錐面。使用高速鋼車(chē)刀低速精車(chē)時(shí)，充足使用切削液。精車(chē)時(shí)要掌握外圓錐面的圓錐角和各部分尺寸。

⑤檢驗(yàn)。精車(chē)后對(duì)外圓錐面進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.偏移尾座法車(chē)削外圓錐面

（1）偏移尾座法的特點(diǎn)和偏移量計(jì)算。偏移尾座法車(chē)削外圓錐面，就是將尾座上層滑板橫向偏移一個(gè)距離S，使尾座偏移后，前、后兩頂尖連線與車(chē)床主軸軸線相交成一個(gè)等于圓錐半角的角度，當(dāng)床鞍帶著車(chē)刀沿著平行于主軸軸線方向移動(dòng)切削時(shí)，工件就車(chē)成一個(gè)圓錐體，如圖5-18所示。偏移尾座車(chē)外圓錐面的特點(diǎn)如下。

①適宜于加工錐度小、精度不高、錐體較長(zhǎng)的工件；受尾座偏移量的限制，不能加工錐度大的工件。

②可以用縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給車(chē)削，使已加工表面刀紋均勻，表面粗糙度值小。

③由于工件需用兩頂尖裝夾，因此不能車(chē)削整錐體，也不能車(chē)削圓錐孔。因頂尖在中心孔中是歪斜的，不能良好地接觸，所以，頂尖和中心孔磨損不均勻。

圖5-18　圓錐體工件

S——尾座偏移量（mm）；D——圓錐大端直徑（mm）；d——圓錐小端直徑（mm）；L——圓錐長(zhǎng)度（mm）；L₀——工件全長(zhǎng)（mm）；C——錐度

④尾座偏移量的計(jì)算。尾座偏移量S可以根據(jù)下列近似公式計(jì)算：

（2）偏移尾座的方法。先將前、后兩頂尖對(duì)齊（尾座上、下層零線對(duì)齊），然后根據(jù)計(jì)算所得偏移量S，偏移尾座。主要采用以下幾種方法。

①利用尾座刻度偏移。先將尾座緊固螺母松開(kāi)，然后用六角扳手轉(zhuǎn)動(dòng)尾座上層兩側(cè)的螺釘1和螺釘2進(jìn)行調(diào)整，如圖5-19（a）所示。車(chē)削正錐時(shí)，先松螺釘1，緊螺釘2，使尾座上層向里（向操作者方向）移動(dòng)一個(gè)S的距離，如圖5-19（b）所示；車(chē)削倒錐時(shí)則相反。尾座偏移量S調(diào)整準(zhǔn)確后，必須把尾座緊固螺母擰緊，以防在車(chē)削時(shí)偏移量S發(fā)生變化。這種方法簡(jiǎn)單方便，一般尾座上有刻度的車(chē)床都可以采用。

②利用中滑板刻度偏移。先在刀架上夾持一端比較平整的銅棒，搖動(dòng)中滑板手柄，使銅棒比較平整的一端與尾座套筒接觸，此時(shí)記下中滑板刻度值，再根據(jù)尾座偏移量把中滑板移動(dòng)一個(gè)S距離，如圖5-20所示，最后橫向移動(dòng)尾座的上層，使尾座套筒與銅棒端面接觸，這樣，尾座也就橫向偏移了一個(gè)S的距離。移動(dòng)中滑板時(shí)，要注意消除中滑板絲杠與螺母間的間隙。

圖5-19　利用尾座刻度偏移

圖5-20　利用中滑板刻度偏移

③利用百分表偏移。將百分表固定在刀架上，使百分表的測(cè)量頭與尾座套筒接觸（百分表測(cè)量桿的軸線和尾座套筒的軸線應(yīng)相互垂直，且在同一水平面內(nèi)），并調(diào)整百分表使指針處于零位，然后按偏移量調(diào)整尾座，當(dāng)百分表指針轉(zhuǎn)動(dòng)至S值時(shí)，再把尾座固定，如圖5-21所示。利用百分表可準(zhǔn)確地調(diào)整尾座偏移量。

④利用錐度量棒或樣件偏移。先將錐度量棒（或標(biāo)準(zhǔn)樣式）安裝在兩頂尖之間，在刀架上固定一只百分表，使百分表測(cè)量頭與量棒錐面接觸（百分表測(cè)量桿的軸線和錐度量棒的軸線應(yīng)相互垂直，且在同一水平面內(nèi)），然后偏移尾座，縱向移動(dòng)床鞍，使百分表在圓錐面兩端的讀數(shù)一致后，再將尾座固定，如圖5-22所示。使用這種方法偏移尾座，必須選用與加工工件等長(zhǎng)的錐度量棒（或標(biāo)準(zhǔn)樣件）。否則，加工出的錐度是不準(zhǔn)確的。

圖5-21　利用百分表偏移

圖5-22　利用錐度量棒或樣件偏移

注意：由于尾座偏移量的計(jì)算公式中，用兩頂尖間的距離近似看作工件全長(zhǎng)，這樣計(jì)算出的偏移量S為近似值。所以，除利用錐度量棒或標(biāo)準(zhǔn)樣件偏移尾座之外，其他按S值偏移尾座的三種方法，都必須經(jīng)試切和逐步修正來(lái)達(dá)到精確的圓錐半角，以滿足圖樣的要求。