車床小拖板轉(zhuǎn)角的快捷精確調(diào)整方法

毛青

摘 要：在車床上采用轉(zhuǎn)動小拖板車圓錐，是生產(chǎn)實踐中較為常用的車削加工工藝。根據(jù)圓錐錐度，借助百分表精確調(diào)整車床小拖板轉(zhuǎn)角，也是應(yīng)用較為普遍的方法。但在小拖板轉(zhuǎn)角調(diào)整過程中，許多操作者沒有注意運用數(shù)學(xué)規(guī)律來控制小拖板轉(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)整過程的工作效率。為解決這一問題，本文從控制原理、量具安裝、誤差檢測、角度調(diào)整及跳動偏差等方面，詳細(xì)介紹車床小拖板轉(zhuǎn)動角度的快捷、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；跳動偏差

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

在車床上轉(zhuǎn)動小拖板車削圓錐是較為常見的圓錐加工方法，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)法讓車床小拖板轉(zhuǎn)動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，是將車床小拖板轉(zhuǎn)動一個預(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量與百分表跳動量之間的對應(yīng)關(guān)系，即小拖板按預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)量移動一個特定的距離OB時、百分表跳動量為一個對應(yīng)的數(shù)值A(chǔ)B，見圖1a及圖1b，充分利用百分表示值精度和小拖板傳動精度均較高的特點，以小拖板配合百分表來精確控制圓錐錐度C，達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了一個預(yù)定的距離OB時，如果百分表跳動量存在誤差BE，則表明小拖板轉(zhuǎn)角也存在誤差，見圖1c，必須調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角，減小誤差，以滿足圓錐半角精度要求。調(diào)整小拖板轉(zhuǎn)角時，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，盲目進行調(diào)整，將浪費大量的調(diào)試輔助時間，嚴(yán)重影響工作效率。提高小拖板轉(zhuǎn)動角度調(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兩個相似三角形對應(yīng)邊成比例的性質(zhì)，按照百分表跳動量的實際誤差BE的大小，精確計算百分表的調(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)動小拖板的方法車削該圓錐時，必須在車削加工前將小拖板轉(zhuǎn)動角度精確地調(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。松開小拖板轉(zhuǎn)盤鎖緊螺母，按小拖板轉(zhuǎn)盤上的角度刻線，將小拖板逆時針旋轉(zhuǎn)一個角度，這個角度約為1°25′56″。因小拖板角度刻線分度值為1°，精度非常低，因此小拖板實際轉(zhuǎn)角只能估測，存在誤差在所難免。為保證小拖板的轉(zhuǎn)角精度，可借助百分表對小拖板轉(zhuǎn)角是否存在誤差進行檢測判斷，而后再根據(jù)檢測判斷結(jié)果對小拖板轉(zhuǎn)角的調(diào)整量進行精確控制。

（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)試過程中十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，將對調(diào)試精度、尤其對調(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，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，見圖1a，磁性表座對稱中心至小拖板旋轉(zhuǎn)中心的距離OD，應(yīng)等于小拖板調(diào)試移動量OB的整數(shù)倍，即OD=n×OB，n為整數(shù)。為便于計算，此處取n=10。安裝百分表時還須注意，表座橫向支架桿應(yīng)與小拖板移動方向相互垂直、且懸壁長度盡可能縮短，百分表測量桿則應(yīng)垂直于測量基準(zhǔn)面，以減少測量誤差。

（3）誤差檢測。這里所指的誤差檢測，并非直接檢測車床小拖板的轉(zhuǎn)角誤差，而是根據(jù)圓錐錐比所確定的小拖板移動量與百分表跳動量之間的對應(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長度為錐比的后項，即OA=20mm。此時，根據(jù)圓錐錐度定義，直角邊AB的對應(yīng)值為圓錐錐比的前項的1/2，即AB=0.5mm，最后用勾股定理計算三角形斜邊的長度即OB=20.01mm。當(dāng)我們旋轉(zhuǎn)小拖板手柄，并用小拖板刻度盤精確控制小拖板沿三角形斜邊OB移動20.01mm時，百分表跳動量應(yīng)為0.5mm，則對應(yīng)的小拖板轉(zhuǎn)角即為圓錐半角α/2。若小拖板沿OB移動20.01mm，而百分表跳動量不等于0.5mm，出現(xiàn)跳動量誤差BE，見圖1c，則表明小拖板轉(zhuǎn)角也存在誤差，需要根據(jù)轉(zhuǎn)角誤差的大小對小拖板轉(zhuǎn)動角度進行調(diào)整。誤差檢測完成后，須將小拖板退回原位，保持磁性表座對稱中心至小拖板旋轉(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為兩個相似三角形，其對應(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20.01mm時，百分表實際跳動量AB=0.43mm，則百分表跳動量誤差為BE=AE-AB=0.5-0.43=0.07mm。那么精調(diào)小拖板轉(zhuǎn)角時，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，將小拖板對稱中心線從OD轉(zhuǎn)動至OF，調(diào)整幅度可用百分表進行監(jiān)測，百分表調(diào)整量應(yīng)為DF =0.7mm。

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

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

（下轉(zhuǎn)第14頁）

（上接第40頁）

許有±6′的偏差，因此進行誤差檢測時，同樣允許百分表跳動量AE存在相應(yīng)的偏差，百分表跳動量的極限偏差值可依據(jù)圓錐半角的極限偏差值進行計算。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)此可計算百分表跳動量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、沒有直接標(biāo)注圓錐錐度C，且精度要求比較高時，可根據(jù)圓錐半角角度值，換算出圓錐錐度C，并以錐比的形式來表示，為全球便于調(diào)試，圓錐錐比的前項可化為1，后項可為整數(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)整車床小拖板轉(zhuǎn)動角度。

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

參考文獻：

[1]唐大鵬.車工工藝學(xué)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2012.

[2]金福昌.車工[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[3]陳宏鈞.車工計算及應(yīng)用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[4]陳則鈞.車工工作手冊（第2版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[5]韓英樹.車工實用技巧100例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.