毛青

摘 要：在車(chē)床上采用轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板車(chē)圓錐，是生產(chǎn)實(shí)踐中較為常用的車(chē)削加工工藝。根據(jù)圓錐錐度，借助百分表精確調(diào)整車(chē)床小拖板轉(zhuǎn)角，也是應(yīng)用較為普遍的方法。但在小拖板轉(zhuǎn)角調(diào)整過(guò)程中，許多操作者沒(méi)有注意運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)律來(lái)控制小拖板轉(zhuǎn)角誤差，隨意調(diào)整、盲目操作，增加了小拖板轉(zhuǎn)角誤差調(diào)整次數(shù)，降低了調(diào)整過(guò)程的工作效率。為解決這一問(wèn)題，本文從控制原理、量具安裝、誤差檢測(cè)、角度調(diào)整及跳動(dòng)偏差等方面，詳細(xì)介紹車(chē)床小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度的快捷、精確調(diào)整方法。

關(guān)鍵詞：圓錐錐度；轉(zhuǎn)角調(diào)整；量具安裝；誤差檢測(cè)；跳動(dòng)偏差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.031

在車(chē)床上轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板車(chē)削圓錐是較為常見(jiàn)的圓錐加工方法，小拖板轉(zhuǎn)角的調(diào)整速度和準(zhǔn)確性，直接影響工作效率和圓錐加工精度。小拖板轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法多種多樣，本文介紹一種借助百分表快捷、精確調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角的方法，以供參考。

1 控制原理

要用轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板的方法正確加工圓錐、保證圓錐加工精度，就必須設(shè)法讓車(chē)床小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等于圓錐半角α/2，而圓錐半角α/2與圓錐錐度C之間存在著確定的函數(shù)關(guān)系，C=tan（α/2），只要精確控制圓錐錐度C，就能夠保證圓錐半角α/2的角度精度。借助百分表調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角的方法，是將車(chē)床小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)定的角度α/2之后，再根據(jù)圓錐的錐比C，轉(zhuǎn)換出小拖板特定移動(dòng)量與百分表跳動(dòng)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即小拖板按預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)量移動(dòng)一個(gè)特定的距離OB時(shí)、百分表跳動(dòng)量為一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)值A(chǔ)B，見(jiàn)圖1a及圖1b，充分利用百分表示值精度和小拖板傳動(dòng)精度均較高的特點(diǎn)，以小拖板配合百分表來(lái)精確控制圓錐錐度C，達(dá)到間接控制小拖板轉(zhuǎn)角精度的目的。

當(dāng)小拖板按要求精確移動(dòng)了一個(gè)預(yù)定的距離OB時(shí)，如果百分表跳動(dòng)量存在誤差BE，則表明小拖板轉(zhuǎn)角也存在誤差，見(jiàn)圖1c，必須調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角，減小誤差，以滿(mǎn)足圓錐半角精度要求。調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角時(shí)，如不注意利用數(shù)學(xué)規(guī)律控制小拖板轉(zhuǎn)角調(diào)整量，每次調(diào)整的調(diào)整量隨意確定，盲目進(jìn)行調(diào)整，將浪費(fèi)大量的調(diào)試輔助時(shí)間，嚴(yán)重影響工作效率。提高小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度調(diào)整的準(zhǔn)確性、減少調(diào)整次數(shù)、提高工作效率的關(guān)鍵，在于充分利用ΔOBE和ΔODF兩個(gè)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例的性質(zhì)，按照百分表跳動(dòng)量的實(shí)際誤差BE的大小，精確計(jì)算百分表的調(diào)整值DF，將小拖板軸線由OF精確調(diào)整至OD，避免盲目調(diào)整，保證工作效率。如果應(yīng)用得當(dāng)，一般僅需調(diào)試2-3次即可快速、精準(zhǔn)地控制小拖板轉(zhuǎn)角。

2 調(diào)整方法

圖1b中，圓錐錐度為C=1：20，圓錐半角α/2=1°25′56″±6′。采用轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板的方法車(chē)削該圓錐時(shí)，必須在車(chē)削加工前將小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度精確地調(diào)整至α/2=1°25′56″±6′。小拖板轉(zhuǎn)角調(diào)整方法如下。

（1）粗調(diào)轉(zhuǎn)角。松開(kāi)小拖板轉(zhuǎn)盤(pán)鎖緊螺母，按小拖板轉(zhuǎn)盤(pán)上的角度刻線，將小拖板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這個(gè)角度約為1°25′56″。因小拖板角度刻線分度值為1°，精度非常低，因此小拖板實(shí)際轉(zhuǎn)角只能估測(cè)，存在誤差在所難免。為保證小拖板的轉(zhuǎn)角精度，可借助百分表對(duì)小拖板轉(zhuǎn)角是否存在誤差進(jìn)行檢測(cè)判斷，而后再根據(jù)檢測(cè)判斷結(jié)果對(duì)小拖板轉(zhuǎn)角的調(diào)整量進(jìn)行精確控制。

（2）量具安裝。這里所用的量具為鐘表式百分表，分度值為0.01mm，量程為5mm，表座為磁性表座。百分表的安裝是小拖板轉(zhuǎn)角調(diào)試過(guò)程中十分關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，將對(duì)調(diào)試精度、尤其對(duì)調(diào)試工作效率產(chǎn)生非常大的影響，百分表安裝得當(dāng)，調(diào)試速度將成倍提高。安裝百分表時(shí)，首先要注意的是百分表磁性表座的安裝位置，磁性表座應(yīng)安裝在小拖板頂面上，見(jiàn)圖1a，磁性表座對(duì)稱(chēng)中心至小拖板旋轉(zhuǎn)中心的距離OD，應(yīng)等于小拖板調(diào)試移動(dòng)量OB的整數(shù)倍，即OD=n×OB，n為整數(shù)。為便于計(jì)算，此處取n=10。安裝百分表時(shí)還須注意，表座橫向支架桿應(yīng)與小拖板移動(dòng)方向相互垂直、且懸壁長(zhǎng)度盡可能縮短，百分表測(cè)量桿則應(yīng)垂直于測(cè)量基準(zhǔn)面，以減少測(cè)量誤差。

（3）誤差檢測(cè)。這里所指的誤差檢測(cè)，并非直接檢測(cè)車(chē)床小拖板的轉(zhuǎn)角誤差，而是根據(jù)圓錐錐比所確定的小拖板移動(dòng)量與百分表跳動(dòng)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，間接判斷小拖板的轉(zhuǎn)角誤差。在圖1a的三角形ΔOAB中，可取直角邊OA長(zhǎng)度為錐比的后項(xiàng)，即OA=20mm。此時(shí)，根據(jù)圓錐錐度定義，直角邊AB的對(duì)應(yīng)值為圓錐錐比的前項(xiàng)的1/2，即AB=0.5mm，最后用勾股定理計(jì)算三角形斜邊的長(zhǎng)度即OB=20.01mm。當(dāng)我們旋轉(zhuǎn)小拖板手柄，并用小拖板刻度盤(pán)精確控制小拖板沿三角形斜邊OB移動(dòng)20.01mm時(shí)，百分表跳動(dòng)量應(yīng)為0.5mm，則對(duì)應(yīng)的小拖板轉(zhuǎn)角即為圓錐半角α/2。若小拖板沿OB移動(dòng)20.01mm，而百分表跳動(dòng)量不等于0.5mm，出現(xiàn)跳動(dòng)量誤差BE，見(jiàn)圖1c，則表明小拖板轉(zhuǎn)角也存在誤差，需要根據(jù)轉(zhuǎn)角誤差的大小對(duì)小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行調(diào)整。誤差檢測(cè)完成后，須將小拖板退回原位，保持磁性表座對(duì)稱(chēng)中心至小拖板旋轉(zhuǎn)中心的距離等于預(yù)設(shè)的整數(shù)倍，為精調(diào)小拖板轉(zhuǎn)角做好準(zhǔn)備。

（4）精調(diào)轉(zhuǎn)角。圖1c中，因ΔOBE和ΔODF為兩個(gè)相似三角形，其對(duì)應(yīng)邊成比例，即BE/DF=OB/OD，又因OD=n×OB，故得DF =BE×n×OB / OB= n×BE?，F(xiàn)取n =10，假設(shè)粗調(diào)轉(zhuǎn)角后的小拖板沿OE移動(dòng)20.01mm時(shí)，百分表實(shí)際跳動(dòng)量AB=0.43mm，則百分表跳動(dòng)量誤差為BE=AE-AB=0.5-0.43=0.07mm。那么精調(diào)小拖板轉(zhuǎn)角時(shí)，百分表的調(diào)整量為DF = n×BE=10×0.07=0.7mm，即為了減少小拖板轉(zhuǎn)角誤差，需微量調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角，將小拖板對(duì)稱(chēng)中心線從OD轉(zhuǎn)動(dòng)至OF，調(diào)整幅度可用百分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，百分表調(diào)整量應(yīng)為DF =0.7mm。

重復(fù)誤差檢測(cè)和精調(diào)轉(zhuǎn)角兩個(gè)步驟，直至百分表跳動(dòng)量誤差BE值小于允許的偏差值即可。

（5）跳動(dòng)偏差。圖1b中，按圖紙標(biāo)注的技術(shù)要求，圓錐半角允

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許有±6′的偏差，因此進(jìn)行誤差檢測(cè)時(shí)，同樣允許百分表跳動(dòng)量AE存在相應(yīng)的偏差，百分表跳動(dòng)量的極限偏差值可依據(jù)圓錐半角的極限偏差值進(jìn)行計(jì)算。由于圓錐半角為α/2=1°25′56″±6′，也可表示為α/2=1.432°±0.1°，故圓錐半角最大值為（α/2）max=1.432°+0.1°=1.532°， 最小值為（α/2）min=1.432°-0.1°=1.332°， 據(jù)此可計(jì)算百分表跳動(dòng)量AE的最大值和最小值，其最大值和最小值分別為：

AE max =AB·tan（α/2）max=20×tan1.532°=0.535mm

AE min= AB·tan（α/2）min =20×tan1.332°=0.465mm

百分表跳動(dòng)量AE的最大極限偏差和最小極限偏差分別為：

es= AE max – AE=0.535-0.5=0.035mm

ei= AE min – AE=0.465-0.5=-0.035mm

即百分表跳動(dòng)量AE=0.5±0.035mm。

3 錐度換算

有些圓錐零件圖只標(biāo)注圓錐角α或圓錐半角α/2、沒(méi)有直接標(biāo)注圓錐錐度C，且精度要求比較高時(shí)，可根據(jù)圓錐半角角度值，換算出圓錐錐度C，并以錐比的形式來(lái)表示，為全球便于調(diào)試，圓錐錐比的前項(xiàng)可化為1，后項(xiàng)可為整數(shù)、也可為小數(shù)。已知圓錐半角α/2，則圓錐錐度C=tan（α/2）=1：（1/tan（α/2））= 1：cot（α/2）。例如，設(shè)圓錐半角α/2=3°，則圓錐錐度C= 1：cot（α/2） =1：cot3°=1：19.081。根據(jù)圓錐半角α/2的大小換算出圓錐錐度C之后，即可按照前述方法，借助百分表快速、精確地調(diào)整車(chē)床小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，如果圓錐半角角度值很小、角度公差又較大時(shí)，可采用近似算法，即將小拖板移動(dòng)量OB取近似值，近似等于錐比后項(xiàng)OA，能在保證精度的前提下，簡(jiǎn)化計(jì)算，提高效率。如果角度公差較小、精度要求較高時(shí)，可考慮增加一個(gè)量程較大的百分表，用于精密檢測(cè)小拖板移動(dòng)量，以提高小拖板轉(zhuǎn)動(dòng)角度調(diào)試精度。

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