车削圆柱中消除回转体锥度的创新方法

王云德WANG Yun-de

（甘肃畜牧工程职业技术学院，武威 733006）

（Gansu Polytechnic College of Animal Husbandry &Engineering，Wuwei 733006，China）

0 引言

在我们进行普通的数控车船加工圆柱体的过程中，无论是加工外圆还是内控，都有不可避免产生锥度的现象，为了避免造成工件尺寸大小不一，就需要调整好尺寸，这样才不会生产出来次品或者废品。

我们生产出来的产品不合格的时候就会给车削加工的实习教学带来很大的困难，这样不但降低整体的工作效率，还会缩小机床加工的工艺范围。也只有利用传统的方法才能够消除繁琐又复杂的现象，但是由于实用性不强，给车工实习教学和生产都受到了一定的限制，这是车床加工中令人头痛的问题之一。寻找一种既避开传统复杂的调整过程，也不需要专门的技术人员操作，简单、方便，不受客观因素制约而解决锥度问题的新方法，是从事车工加工和车工实习教学人员孜孜以求的。

笔者经过长期车工实习教学的摸索，发现了一种极为方便简洁的操作方法。

1 产生锥度的原因

产生锥度的原因主要有以下几个方面：①床身不够公正，使床身导轨与主轴的轴线不平行；②主轴轴线歪斜；③主轴与轴承的间隙太大；④车刀的几何角度不合理；⑤刀具磨损；⑥车削前，未找正后顶尖与主轴轴线同轴。

由于以上种种的主客观原因的存在，都会使工件在加工中产生锥度。要调整上述误差，既复杂，又费时费力，效果不甚理想，往往达不到工件的加工精度要求。

2 传统消除锥度的方法

2.1 原理：采用运动的合成原理。见图1。

车刀在做纵向工作的时候，会使小滑板沿转过的方向作微量的移动，这样即可消除锥度。如图1 所示：车刀在沿OA 方向（纵向）工作进给时，小滑板沿转过的α 角向后均匀移动，使得车刀在径向增加了一个切深OO′。

图1 采用运动的合成原理

2.2 举例说明：现要加工直径为100mm，长500mm 的孔，已测得两端直径差值为1mm，且靠近卡盘端大，尾座端小，即锥度C=1:500，也就是每50mm 长相差0.1mm，半径方向每50mm 长则相差0.05mm。也就是在50mm 长的内孔上，两端的半径差值是0.05mm。只要在加工时能消除它，使内孔两端半径的差值为零，即可消除锥度。

解决方法：按顺时针方向转动小滑板α=5°，如图1。

OA 为车刀纵向工作进给方向，α=5°为小滑板顺时针转过的角度，OB 为小滑板的移动方向，则小滑板在工件直径方向会有一个切深OO′。

欲使车刀在纵向移动50mm 长的同时，让它在径向的切深为O0′=0.05mm，则OB=OO′/sin5°=0.05/0.08715=0.5737mm，既小滑板沿OB 方向后退0.5737mm，内孔两端半径的差值就为零，即可消除这段内孔锥度，而工件的全长为500mm，小滑板应后退的距离为500/50×0.5737=5.737mm，就可消除工件在全长上的锥度。

结论：即车刀每纵向移动50mm 长的同时，小滑板沿转过的角度均匀后退0.5737mm 可消除这段内孔的锥度。工件的全长为500mm，小滑板应后退的距离为500/50×0.5737=5.737mm，就会使工件全长上的锥度消除。

3 消除锥度的创新方法

经过多年的摸索，我们发现了行之有效，简单、方便的新方法，我们在教学实践中，取得了良好的效果。

我们可以用以下常用的办法消除锥度：

3.1 从机床方面考虑

3.1.1 车削前，找正后顶尖，使之与主轴轴线同轴。

优点：我们在进行操作的时候，如果发现工件存在锥度，就需要先测量锥度的数值，然后根据测量的锥度数值的大小，确定尾座的移动方向和移动距离。我们在进行试切削的时候，要掌握工件两端的尺寸，还要坚持是否能够消除锥度，达到图纸的尺寸要求。如果达不到图纸要求，就需要重新调整尾座，继续进行试切和测量，直至都符合图纸的尺寸规格为止。

缺点：当我们测量好一切后，就需要开始进行不同的导轨位置的尝试，这样产生的锥度效果就很不理想。

3.1.2 检验测量机床精度，校正主轴轴线跟床身导轨的平行度。

优点：为了校正主轴轴线跟床身导轨的平行度，始终保持机床良好的加工精度，就需要由专业的维修人员进行操作，需要使用专门的工具、量具进行机床调整，这样能更好的消除锥度的产生。

缺点：我们在调整环节占据的时间太长，但是调整的范围却缩小。当导轨磨损到无法调整的时候，就需要专业维修人员参与检测，增加成本，这样就能避免经济指标差。

3.1.3 大修车床

当机床使用到达一定的程度以后，就需要送到专门维修的车间去进行全面修理，在此我们就不一一进行详细讨论了。

3.2 从车刀考虑

3.2.1 选择好合理的车刀几何角度，就能够很好地消除锥度。因为加工性质的不同，材料的不同，因此车刀在选取的时候也就不同。如加工铸铁材料时应选较小的前角，加工塑性材料应选较大的前角。

优点：方便、快捷、灵活。

缺点：需要具备良好的试验经验的操作者才能进行操作。

3.2.2 为了提高刀具的耐用度，就需要选择材料适宜的刀具，并且适当降低切削速度。

优点：简单、易行。

缺点：为了让操作者对刀具知识有较深的理解、较高的磨刀技能和丰富的使用经验，就需要加强操作者熟练掌握刀具知识。

3.2.3 当内孔出现锥度时，还可采用浮动绞孔的方法。优点：加工后工件质量较好。

缺点：需要专门的工具与刀具，使用受到一定限制。

4 注意事项

在进行车工实习的教学过程中，采用这种新方法消除锥度时我们需要从以下几个方面进行：

①为了保证小滑板旋转的方向，就需要考虑使用车刀的进给量是否减少，这样才能有利于降低粗糙度值。因此就需要我们在顺时针旋转时，自定义旋转角度，这样旋转出来的整数值便于操作，当锥度较大的时候，小滑板旋转的角度可以大一些，反之锥度较小时小滑板旋转的角度可小些。

②当小滑板在手动后有后腿移动现象，这时候工件全长应该会移动均匀。

③此种方法可推广到外圆柱面的加工，仍然适用。

实践证明：采用这种方法消除锥度，学生便于理解，容易掌握，操作简单、方便，无需专用的工、量具和专业维修人员，对机床的精度要求也不是很高，只需要简单的三角函数计算即可，实际效果很好。完全可以在教学与生产中采用，实用性很强，具有一定的推广价值。

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