王建中,王平
(中國電子科技集團(tuán)第三十八研究所,安徽合肥 230088)
在機(jī)械制造中,圓錐面配合的應(yīng)用較為廣泛。由于圓錐面配合結(jié)合緊密,定位準(zhǔn)確,并且裝拆方便,可以任意拆裝而不會影響原來的精度。當(dāng)圓錐面的錐角較小時(shí),可傳遞很大的扭矩,即使發(fā)生磨損,依然能夠保持精密的定心和配合作用[1]。實(shí)際應(yīng)用如:各種機(jī)床主軸錐孔、鉆頭、絞刀等刀具的莫氏錐柄,各種圓錐銷軸等等。但要說明的是內(nèi)外圓錐面必須保證75%以上的接觸面積,才能達(dá)到上述所講的作用。轉(zhuǎn)換成圓錐斜角 α,其精度必須達(dá)到 α ±3'。
在車削圓錐面時(shí),轉(zhuǎn)動小拖板是常用的方法。傳統(tǒng)的操作方法是,先計(jì)算出需要加工的圓錐半角,在加工時(shí)將小拖板根據(jù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)出大致的角度,再試切一段圓錐面后,用內(nèi)外圓錐環(huán)規(guī)或塞規(guī)進(jìn)行涂色檢測。根據(jù)接觸狀況,再次調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)動的角度。反復(fù)以上步驟,直到圓錐斜角符合要求為止。這種傳統(tǒng)方法,校正小拖板困難,且生產(chǎn)效率低。其根本原因是,車床小拖板上的刻度單位為“度”[2]。然而,實(shí)際生產(chǎn)中工件錐度斜角的精度都是分、秒為單位,1°=60'=3 600″。從換算公式中,可以看出,小拖板刻度與工件的精度等級相差幾十倍,甚至上千倍。所以,這樣的傳統(tǒng)方法即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,操作者很難掌控,效率極低。本人在實(shí)際生產(chǎn)中摸索出了一套便捷、高效的方法,并在加工中得到了驗(yàn)證。
該方法的原理是:將所需轉(zhuǎn)動的精確角度通過百分表的精確讀數(shù),直觀、方便地反映出來。如圖1中△ABC,將圓錐斜角放置進(jìn)直角三角形中,運(yùn)用三角函數(shù)的正切tanα =BC/AB[3]。小滑板移動一段距離(如上圖中的AB),轉(zhuǎn)動小拖板使百分表顯示出BC的長度時(shí),小拖板所轉(zhuǎn)過的角度就是所需的角度α。
圖1 圓錐斜角示意圖
由于車床結(jié)構(gòu)及百分表的測量觸頭為球狀。很難找到車床上已加工外圓的側(cè)母線。如百分表觸頭測量的不是圓柱的最高側(cè)母線,那么百分表讀出的數(shù),就不能真實(shí)反映如圖中BC的長度,也因此不能得到準(zhǔn)確的圓錐斜角?,F(xiàn)將百分表的球狀觸頭改成如圖2所示的扁平形狀,保證了測量觸頭始終接觸在圓柱體的最外側(cè)母線,并且很容易(圖3)。
詳見表1,表2。
表1 車削常用錐度讀數(shù)表
表2 車削莫氏錐度讀數(shù)表
1)先將要加工的圓錐體部分,車成圓柱體,并光出端面;
2)將小拖板的壓緊螺栓松開,根據(jù)表1查出1∶10錐度的半角為2°51'45″,轉(zhuǎn)動小拖板約2°;
3)將磁性表座吸在小拖板上,裝上改進(jìn)的測量觸頭的百分表,將測量觸頭的側(cè)面與斷面平行,保證百分表與工件軸心線垂直,獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù);
4)根據(jù)表1查出1∶10,小拖板每移動20 mm,百分表讀數(shù)差為1 mm。調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角位置,直到百分表讀數(shù)達(dá)到要求,擰緊小拖板的螺栓;
5)精車一段超出20 mm的圓錐面,并留下余量;
6)檢驗(yàn)圓錐面精度,同上方法,裝上磁性表座及百分表,并校準(zhǔn)百分表測量頭,表觸頭接觸到的圓錐表面,精確移動大拖板 20 mm ,此時(shí)讀數(shù)為1±0.02mm,圓錐角度合格;
7)繼續(xù)加工圓錐面至規(guī)定尺寸。
以上方法和步驟主要通過查詢表1(車削莫氏錐度時(shí)查詢表2),利用百分表測出小拖板轉(zhuǎn)動的精確角度,來快速校對和加工圓錐面。
此方法校對小拖板,用時(shí)少且直觀,精度高,很容易就達(dá)到圓錐面接觸≥75%的檢測要求[4],能將機(jī)床綜合誤差在校對時(shí)就排除掉,并且不用內(nèi)外圓環(huán)規(guī)、塞規(guī)檢驗(yàn),在機(jī)床上就可進(jìn)行檢驗(yàn)圓錐角是否合格[5]。這樣易操作,勞動強(qiáng)度低,生產(chǎn)效率高。
[1]是麗云.車削圓錐面的新工藝[J].硅谷,2011(12):132.
[2]陸幸福.車削圓錐面的創(chuàng)新方法[J].機(jī)械工人.冷加工 ,2005(10):21.
[3]陸幸福.車削圓錐面的新方法[J].機(jī)械工程師 ,2003(06):50.
[4]王旭.車削圓錐體的一種精確方法[J].現(xiàn)代零部件,2007(06):83.