1、,了解三角形螺纹的用途，掌握三角形螺纹的各部分尺寸计算、刀具刃磨方法、车削方法以及测量方法。通过技能训练实例，进一步巩固和熟练掌握车削内、外三角形螺纹的操作技能。,第五章 锥面及成形面的加工,目 录,第一节 锥面及成形面加工知识一、圆锥面的加工二、成形面的加工第二节 锥面加工技能训练实例训练1 锥度心轴的加工训练2 变径管接头的加工训练3 砂轮卡盘体的加工训练4 夹紧套筒的加工第三节 成形面加工技能训练实例训练1 三球手柄的加工训练2 锥套球体的加工训练3 链轮坯的加工复习思考题,第五章 锥面及成形面的加工,第一节 锥面及成形面加工知识,一、圆锥面的加工,1. 圆锥概念及各部分尺寸计算,(2)
2、 圆锥的四个基本参数,圆锥的各部分名称见表5-1图。,圆锥半角( )或锥度（C）。最大圆锥直径（D）。最小圆锥直径（d）。圆锥长度（L）。,锥度是两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径差与该两截面间的轴向距离之比。,即 C(D-d)/L,(1) 圆锥面的形成,(3) 圆锥的各部分尺寸计算,第一节 锥面及成形面加工知识,圆锥可分为圆锥体和圆锥孔，它们各部分的概念及尺寸计算相同。,各部分尺寸计算见表5-1。,2. 标准圆锥,（1）米制圆锥,米制圆锥共有八个号码，即4号、6号、80号、100号、120号、140号、160号和200号。,（2）莫氏圆锥,莫氏圆锥分成7个号码，即0、1、2、3、4、5、6，最小
3、的0号，最大的是6号。,（3）工具柄自锁圆锥配合,第一节 锥面及成形面加工知识,3. 车圆锥面方法,（1）转动小滑板法,车削长度较短、锥度较大的圆锥体或圆锥孔时(图5-3)，可以使用转动小滑板的方法。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-3 转动小滑板车圆锥面a)车外圆锥 b)车内圆锥,1）小滑板转动角度原则：,2）找正小滑板角度方法：,根据小滑板上的角度来确定锥度，精度是不高的，当车削标准锥度和较小角度时，一般可用锥度量规，用涂色检验接触面的方法，逐步找正小滑板所转动的角度。车削角度较大的圆锥面时，可用角度样板或用游标万能角度尺检验找正。,小滑板转动角度应是圆锥素线与车床主轴轴线夹角，即就是
4、工件圆锥半角，使车刀进给轨迹与所要车削的圆锥素线平行即可。如果图样上没有注明圆锥半角/2，可查表计算。,转动小滑板车削圆锥面，不能机动进给而只能手动进给车削，劳动强度大，工件表面粗糙度难控制。同时工件锥度受小滑板行程的限制，只能车削较短的圆锥工件。,第一节 锥面及成形面加工知识,（2）偏移尾座法,对于长度较长，锥度较小的圆锥体工件，可将工件装夹在两顶尖间，采用偏移尾座的车削方法。,偏移尾座的具体车削方法是把尾座水平偏移一个s值，使得装夹在前、后顶尖间的工件轴线和车床主轴轴线成一个夹角，这个夹角就是锥体的圆锥半角/2，当工件旋转后，与车床主轴轴线平行移动的 车刀刀尖的轨迹，就是被车削锥体的素线，
5、见图5-9。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-9 偏移尾座法车圆锥体,1）尾座偏移量的计算,尾座偏移量，不仅和圆锥部分的长度L有关，而且还和两顶尖间的距离有关，这段距离一般可近似看作工件总长L0。偏移量可根据下列公式计算,(5-1),(5-2),第一节 锥面及成形面加工知识,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）。,式中,2）控制尾座偏移量的方法, 应用尾座下层的刻度值控制偏移量。 应用中滑板刻度控制偏移量。 应用百分表控制偏移量。 应用锥度量棒或样件控制偏移量。,（3）宽刃刀车削法,圆锥面也可以用宽刃刀直接
6、车出，见图5-16。车削时，锁紧床鞍，开始时中滑板进给速度略快，随着切削刃接触面的增加而逐渐减慢，图5-16用宽刃刀车削圆锥面当车到尺寸时车刀应稍作停留，使圆锥面粗糙度值减小。,第一节 锥面及成形面加工知识,（4）靠模法车削,对于长度较长、精度要求较高的锥体，一般采用靠模法车削。,图5-17是一种车削圆锥表面的靠模装置。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-17 用靠模车圆锥的方法1底座2靠模3丝杠4滑块5靠模体6、7、11螺钉8挂脚9螺母10拉杆,（5）铰圆锥孔,直径较小的圆锥孔可以使用锥形铰刀铰削加工。,1）锥形铰刀：,锥形铰刀一般分粗铰刀（图5-20a）和精铰刀（图5-20b）两种。,2
7、）铰圆锥孔的方法：, 当圆锥孔的直径和锥度较大时，钻孔后先粗车成锥孔，并 在直径上留铰削余量0.20.3mm，然后用精铰刀铰削。 当圆锥孔的直径和锥度较小时，钻孔后可直接用锥形粗铰 刀粗铰，然后用精铰刀铰削成形。,第一节 锥面及成形面加工知识,3）铰圆锥孔时的注意事项, 铰孔前先用量棒和百分表把尾座套筒轴线调整到与主轴轴线 同轴。 铰孔时，车床主轴只能顺转，不能反转。 铰圆锥孔时，在铰削过程中应经常退出清除切屑。 铰刀的切削刃不允许有毛刺或缺损。 铰刀磨损后，应到工具磨床上去修磨。,（6）车圆锥面时的装刀要求,车刀刀尖必须严格对准工件旋转轴线，以保证车削后的圆锥面素线的直线度及圆锥直径和圆锥角
8、的正确。,第一节 锥面及成形面加工知识,4. 圆锥的精度检验,（1）角度和锥度的检验,1）用游标万能角度尺检验：,结构原理见图5-22a。 读数原理见图5-22b。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-22 游标万能角度尺a）结构原理 b)读数原理1主尺 2角尺 3游标 4制动器 5基尺6直尺 7卡块 8捏手 9小齿轮 10扇形齿轮,2）用角度样板检验：,成批和大量生产时，可使用专用的角度样板测量工件，如图5-24所示。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-24 用样板测量锥齿轮坯的角度,3）用圆锥量规涂色法检验：,在检验标准圆锥或配合精度要求高的工件时使用，见图5-25。,第一节 锥面及成形
9、面加工知识,图5-25 圆锥量规a）圆锥套规 b)圆锥塞规图,5-26 用圆锥套规检验圆锥体方法a）涂色方法 b）检验方法,用圆锥套规检验圆锥体时，用显示剂（印油、红丹粉）在工件表面顺着圆锥素线均匀地涂上三条线，涂色要求薄而均匀，如图5-26a所示。检验时，手握圆锥套规轻轻套在工件圆锥上（图5-26b），稍加轴向推力并将套规转动约半周。,第一节 锥面及成形面加工知识,取下套规后，若三条显示剂全长上擦去均匀，说明圆锥接触良好，锥度正确，如图5-27所示。,第一节 锥面及成形面加工知识,如果显示剂被局部擦去，说明圆锥的角度不正确或圆锥素线不直，如图5-28所示。,图5-27 合格的圆锥面展开,图5
10、-28 不合格的圆锥接触面a)大端接触 b)小端接触 c)两端接触,4）用圆柱和量块检验,用圆柱和量块测量圆锥半角 （图5-29），可用下列公式计算,（5-3）,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-29 用圆柱和量块测量圆锥半角,被测工件圆锥半角（）； M 上端两圆柱间测量读数(mm)； M1 下端两圆柱间测量读数(mm)； h 量块高度(mm)。,式中,5）用钢球检验,用两个精度要求较高的钢球测量圆锥孔的圆锥半角（图5-30），可用下列公式计算,(5-4),第一节 锥面及成形面加工知识,图5-30 用钢球测量圆锥孔的圆锥半角,被测工件圆锥半角()；D0大钢球直径(mm);d0小钢球直径(mm
11、); H小钢球顶端与锥孔端面之间 的距离(mm);h大钢球顶端与锥孔端面之间 的距离(mm) 。,式中,（2）圆锥尺寸的检验,1）用圆锥界限量规检验,（图5-25）,在圆锥塞规和圆锥套规上分别具有一个台阶或刻上两条环形刻线。如被测锥体端面正好处于缺口处或两条环形刻线之间，且两锥体表面接触均匀，则表示该锥体大小和形状均合格，见图5-31。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-31 用圆锥界限量规测量圆锥的尺寸,2）用圆柱检验圆锥体最小圆锥直径,测量方法见图5-32。其计算公式如下,式中d 最小圆锥直径(mm)；M 两圆圆柱间测量读数(mm)；d1圆柱量棒直径(mm)； 被测工件圆锥半角()。,（
12、5-5）,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-32 用圆柱检验圆锥体最小圆锥直径,3）用钢球测量圆锥孔的最大圆锥直径,测量方法见图5-33。其计算公式如下,(5-6),第一节 锥面及成形面加工知识,式中D 圆锥孔最大圆锥直径（mm）;D0钢球直径（mm）;H 钢球顶端与圆锥孔端面之间 的距离（mm）； 圆锥孔的圆锥半角（）。,图5-33 用钢球测量圆锥孔的大端直径,6. 产生废品原因分析及防止方法,车削圆锥时，产生废品原因分析及防止方法见表5-6。,表5-6 车削圆锥时产生废品原因分析及防止方法,第一节 锥面及成形面加工知识,（续）,第一节 锥面及成形面加工知识,二、成形面的加工,1. 用双手
13、控制法车成形面,单件或小批量生产时，或精度要求不高的工件，可采用双手控制法车削。车削如图5-35所示单球手柄，具体方法如下：,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-35 单球手柄,(1)计算圆球部分长度,车削圆球前要将圆球部分的长度和直径以及柄部直径按图5-36所示车好。圆球部分的长度L计算公式如下,(5-8),式中L圆球部分长度(mm)；D圆球直径(mm)；d柄部直径(mm)。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-36 车圆球外圆及车槽,(2) 车圆球时使用车刀,要求车刀主切削刃呈圆弧形，车刀的几何形状与圆弧形沟槽车刀几何形状相似。,(3) 车圆球的具体操作方法,确定圆球中心位置，车圆球前要用
14、钢直尺量出圆球的中心，并用车刀刻线痕，以保证车圆球时左、右半球面对称。,2) 为减少车圆球时的车削余量， 一般用45车刀先在圆球外 圆的两端倒角，见图5-37。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-37 车圆球外圆两端倒角,3) 车圆球方法如图5-38a所示。 操作时用双手同时移动中、 小滑板或中滑板和床鞍，通 过纵、横向的合成运动车出 球面形状。,图5-38 车圆球方法a)双手控制法车圆球 b)车曲面时的速度分析 c)用矩形沟槽刀车连接部位,车削的方法是由中心向两边车削，先粗车成形后再精车，逐步将圆球面车圆整。为保证柄部与球面连接处轮廓清晰，可用矩形沟槽刀或切断刀车削，见图5-38c。,第一
15、节 锥面及成形面加工知识,它是由双手操纵的熟练程度来保证的。,2. 用成形刀车削成形面,数量较多的成形面工件，可以用成形刀车削。,(1)普通成形刀,(图5-39),第一节 锥面及成形面加工知识,图5-39 普通成形刀,图5-40 棱形成形刀,(2) 棱形成形刀,(3) 圆形成形刀,图5-41 圆形成形刀,第一节 锥面及成形面加工知识,3. 靠模法车成形面,靠模法车成形面是一种比较先进的加工方法。一般可利用自动进给根据靠模的形状车削所需要的成形面。,(1) 靠板靠模,在车床上用靠板靠模法车成形面，见图5-42。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-42 靠板靠模1工件 2拉杆 3滚柱 4靠模板
16、5靠模支架,(2) 模向靠模,用来车削工件端面上的成形面，如图5-43所示。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-43 横向靠模1车刀 2刀杆 3刀夹 4弹簧 5滚轮6靠模 7夹板 8螺钉 9键 10工件,(3) 杠杆式靠模,利用杠杆的摆动车削工件的成形面。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-44 杠杆式靠模1工件 2杠杆 3销轴 4螺钉 5靠模支架 6靠模板 7滚轮 8弹簧 9定位销 10方刀架 11夹具体 12车刀,5. 成形面的检验,一般都使用样板来检验。,用样板检验成形面工件的方法见图5-48。检验时，必须使样板的方向与工件轴线一致。成形面是否符合图样要求，可以由样板与工件之间通过透
17、光来判断缝隙的大小。,在车削和检验圆球时，可用外径千分尺变换几个方向来测量圆球的直径圆度误差。,第一节 锥面及成形面加工知识,图5-48 用样板检验成形面方法,6. 车削成形面时产生废品的原因及防止方法,车削成形面时，产生废品的原因及防止方法见表5-7。,表5-7 车成形面时产生废品的原因及防止方法,第一节 锥面及成形面加工知识,第二节 锥面加工技能训练实例,一、工艺准备,1. 阅读分析图样,如图5-50所示锥度心轴。外形较简单，车削刚性较好。毛坯为45热轧圆钢，毛坯尺寸为40mm160mm。车削数量每次为810件。,训练1 锥度心轴的加工,图5-50 锥度心轴技术要求 材料：45 锐角倒角C
18、 0.5,2. 制定加工工艺,车削莫氏4号圆锥面时，可用偏移尾座法车削。尾座偏移量 可用公式计算，尾座的偏移量可用百分来控制。,2) 锥度心轴的车削顺序如下：车端面、钻中心孔粗车莫氏 4号圆锥、外圆16h7调头，车端面、钻中心孔精 车外圆车莫氏4号圆锥。,3. 工件的定位与夹紧,车削端面与钻中心孔时，以毛坯外圆为粗基准，用三爪自 定心卡盘装夹。2) 粗车莫氏4号圆锥及外圆时，采用一夹一顶的装夹方法。3) 精车外圆及圆锥面时，为保证其位置精度，可以装夹在两 顶尖间车削。,4. 选择刀具,工件材料为45钢，精车外圆与圆锥面时，可选用YT15牌号硬质合金常用90车刀。,5. 选择设备,选用C6140
19、型卧式车床或C616型卧式车床。,二、工件加工,锥度心轴的车削加工步骤见表5-8。,表5-8 锥度心轴的车削加工步骤见表,（续）,三、精度检验及误差分析,(1) 莫氏4号圆锥的检验,(2) 两端外圆36h8、 16h7 尺寸精度检验,(3) 莫氏4号圆锥、外圆16h7 对两端中心孔公共轴线的径 向圆跳动误差的检验,图5-51 测量径向圆跳动,用莫氏4号圆锥套规综合测量，圆锥锥度用涂色法检验。,可用外径千分尺测量。,将工件装夹于中心架的两顶尖间，测量方法见图5-51。,一、工艺准备,1. 阅读分析图样,如图5-54所示砂轮卡盘体。毛坯为HT200铸件，每次车削数量为812件。,训练3 砂轮卡盘体
20、的加工,图5-54 砂轮卡盘体技术要求锥度15用涂色法检验，接触面在全长不少于60%材料：HT200,2. 制订加工工艺,1) 为保证端面与外圆31.75d9垂直度，应在一次装夹中加工。,2) 车削外圆时可以不用圆锥孔定位。可以采用软卡爪装夹，以 外圆为定位基准，车削圆锥孔。,3) 在车内孔21mm时，可先按最小圆锥直径留0.5mm余量车成 直孔。,4) 车圆锥孔时，应尽量使用装有靠模附件的车床。,5) 车削螺纹M301.56gLH时，背吃刀量不能太大。,6) 砂轮卡盘体的车削顺序如下：车端面、外圆85mm车端 面、粗车外圆、螺纹大径车孔车螺纹精车外圆 粗、精车圆锥孔。,3. 工件的定位与夹紧
21、,车削85mm外圆及端面时，工件以毛坯外圆31.75d9为粗基 准，用三爪自定心卡盘装夹。,2) 粗、精车外圆及螺纹时，以外圆85mm及端面为精基准，用 软卡爪夹住。,3) 车圆锥孔时，工件以外圆31.75d9及肩平面为基准，用软卡 爪夹住。,4. 选择刀具,可刃磨一把车沟槽与外圆的综合车 刀，见图5-55。,2) 选用YG6牌号硬质合金的60外螺 纹车刀。,5. 选择设备,尽量选择装有靠模附件的卧式车床，也可以选用C6140型卧式车床。,图5-55 外圆沟槽车刀,二、工件加工,砂轮卡盘体的车削步骤见表5-10。,表5-10 砂轮卡盘体的车削步骤,（续）,三、精度检验及误差分析,(1) 圆锥孔
22、锥度的检验,用15锥度塞规涂色检验,(2) 圆锥孔最大圆锥直径 的检验,检验方法有以下两种：,1) 用圆锥塞规测量，测量方法见图5-56。,2) 用钢球测量，测量方法按图5-33所示。,(3) 外圆31.75d9对圆锥孔轴线径向圆跳动误差的检验,检验方法见图5-56。,(4) 端面对外圆31.75d9轴 线垂直度误差的检验,测量时，工件以外圆为测量基准，装于V形架上，在测量平板上测量。,图5-56 测量径向圆跳动误差,第三节 锥面及成形面加工知识,一、工艺准备,1. 阅读分析图样,如图5-62所示三球手柄。毛坯为45热轧圆钢，毛坯尺寸为32mm155mm。车削数量每次为单件。,图5-62 三球
23、手柄技术要求: 1.两端不准留中心孔2.用锉刀、砂布修饰表面 材料：45,训练1 三球手柄的加工,2. 制订加工工艺,1) 由于两端不允许留有中心孔，为保证装夹，应将毛坯长度放长。,2) 两端圆球部分的长度，根据公式计算,3) 车削数量为单件，在无成形车刀的情况下，采用双手控制法车 削三圆球。,4) 柄部圆锥体用转动小滑板法车削。,5) 三球手柄的车削顺序如下：钻中心孔、车辅助外圆粗车各 圆球外圆粗、精车柄部圆锥体粗、精车各圆球修 整左端圆球头部修整右端圆球头部。,3. 工件的定位与夹紧,1) 车削圆球及锥体时，可采用一夹一顶的装夹方法。2) 修整两端头部时，可使用自制辅助夹套装夹。,4. 选
24、择刀具,1) 车削圆球时，可刃磨头部圆弧形的沟槽车刀。2) 车削柄部圆锥体时，可使用主切削刃平直的沟槽车刀。,5. 选择设备,选择C6132型卧式车床。,二、工件加工,三球手柄的车削步骤见表5-12。,表5-12 三球手柄的车削步骤,（续）,（续）,三、精度检验及误差分析,(1) 圆球尺寸精度检验,若有圆弧样板，可透光检验。没有样板也可用外径千分尺测量圆球各个方向的直径。,(2) 柄部圆锥的检验,可用0.02mm游标卡尺测量。,一、工艺准备,1. 阅读分析图样,如图5-63所示锥套球体，是圆锥孔与圆球相结合的工件。毛坯为45热轧圆钢，毛坯尺寸为50mm105mm，车削数量每次为46件。,训练2
25、 锥套球体的加工,图5-63 锥套球体技术要求1) 3号莫氏圆锥孔锥度用涂色检验接触面在全长上大于70%2) 未注倒角C0.5 材料45,2. 制订加工工艺,1) 因圆锥孔不大，使用3号莫氏标准铰刀铰圆孔较适合。,2) 由于外圆 对圆锥孔轴线有位置精度要求，若单件车 削，可在一次装夹中车削外圆与圆锥孔。,锥套球体的车削顺序如下：,车端面、粗车外圆,车端面、钻孔,车孔，车、铰3号莫氏圆锥孔,精车外圆,车沟槽、车圆球。,3. 工件的定位与夹紧,1)钻孔、车圆锥孔时，工件以粗车外圆为基准，用软卡爪夹住。,2)精车外圆 mm时，以3号莫氏圆锥孔为定位基准，套锥 度心轴(图5-65)，装夹在两顶尖间。,
26、3)粗、精车圆球S48mm0.08mm，用成形刀车削时切削力较大， 所以用软卡爪夹住外圆。,图5-65 用锥度心轴装夹,4. 选择刀具,用高速钢刀坯20mm20mm150mm自磨成形刀车S48mm 0.08mm圆球。,2) 圆锥孔选用3号莫氏圆锥铰刀。,5. 选择设备,选择C6140型卧式车床。,图5-66 刃磨成形刀,二、工件加工,锥套球体的车削步骤见表5-13。,表5-13 锥套球体的车削步骤,（续）,（续）,三、精度检验及误差分析,(1) 3号莫氏锥度的检验,用3号莫氏标准塞规涂色检验。,(2) 3号莫氏圆锥孔最大圆锥直径 mm的检验,用钢球法。,(3) 球体直径48mm0.08mm的检
27、验,可用外径千分尺来测量。,(4) 外圆 mm的检验,用外径千分尺测量。,(5) 长度尺寸 mm的检验,用外径千分尺测量。,(6) 外圆 mm对圆锥孔轴线的径向圆跳动误差的检验,以3号莫氏圆锥孔为测量基准，套锥度心轴，装夹于测量架两顶尖间。用百分表测量。,三、精度检验及误差分析（续）,4.根据下表所列的已知条件，求出 、C、d、D 等未知数值。,1.为什么圆锥面配合在机床与工具中获得广泛应用?,2.什么叫锥度?并用公式表示。,3.根据下列已知条件，用近似公式计算圆锥半角( )。,(1) D=24mm、d=23mm、L=40mm(2) D=45mm、d=64mm、C=120(3) C15,第三章
28、 套类零件的加工,9.铰圆锥孔的方法一般有哪两种?,5.说明120号米制圆锥的最大圆锥直径D、锥度C及圆锥半角 。,6.转动小滑板车削圆锥面有什么优缺点?小滑板转动角度的原则是什么?,7.控制尾座偏移量的方法一般有哪几种?,8.用偏移尾座法车削如图5-70所示圆锥体零件，求尾座偏移量s。,图5-70 圆锥体零件,10.说明用圆锥量规涂色检验工件锥度的方法。11.加工一锥度为1:10的圆锥孔，工艺规定留磨余量0.40.5mm,若 用圆锥塞规测量，则塞规刻线中心离开工件端面距离是多少?12.车削圆锥面时，车刀没有对准工件旋转轴线，对工件质量有何影 响?13.试分析用偏移尾座法车削圆锥面时，产生锥度(角度)不正确的原 因及防止方法。14.试分析用靠模法车削圆锥面时，产生锥度(角度)不准确的原因及 防止方法。15.成形面的车削方法一般有哪几种?16.用成形刀车削成形面时，常用的成形刀一般有哪几种?17.用成形刀车削成形面时，怎样防止和减少振动?18.怎样检验成形面?19.试分析用成形刀车削时，成形面的轮廓不正确的原因及防止方法。,
