淺談變齒厚蝸桿的數(shù)控車(chē)床加工技術(shù)

1、    淺談變齒厚蝸桿的數(shù)控車(chē)床加工技術(shù)    何興博摘 要：當(dāng)前，我國(guó)普遍采用數(shù)控車(chē)床加工變齒厚蝸桿，因此必須采取適當(dāng)?shù)拇胧└倪M(jìn)變齒厚蝸桿數(shù)控車(chē)床加工技術(shù)，縮短加工周期，使變齒厚蝸桿加工作業(yè)更具經(jīng)濟(jì)性和合理性。關(guān)鍵詞：變齒厚蝸桿；數(shù)控車(chē)床；加工技術(shù)；蝸桿：tg519.1 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.21.143如果能夠改進(jìn)變齒厚蝸桿數(shù)控車(chē)床的加工方法和加工工藝，將會(huì)有效提高加工效率，提升變齒厚蝸桿的質(zhì)量。筆者以變齒厚蝸桿的零件特點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合變齒厚蝸桿數(shù)控車(chē)床加工技術(shù)存在的缺陷，提出了改進(jìn)加工工藝的措施。1 變齒厚蝸桿的

2、零件特點(diǎn)對(duì)于大部分機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，蝸桿是其重要的組成部件之一，也是減速系統(tǒng)關(guān)鍵的組成零件，在一定程度上決定了機(jī)械產(chǎn)品能否安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。機(jī)械產(chǎn)品的渦輪機(jī)構(gòu)由于渦輪零件的存在，傳動(dòng)比增加，具備更好的承載能力，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動(dòng)更加穩(wěn)定。變齒厚蝸桿具有與其他蝸桿不同的特性。普通蝸桿的齒的厚度由于左邊導(dǎo)程和右邊導(dǎo)程的不同而變化。這種厚度變化是均勻的，機(jī)械經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，傳動(dòng)間隙由此增加。如果使用變齒厚蝸桿，就不需要更換零件，比如渦輪和蝸桿等，只需要適當(dāng)調(diào)整蝸桿的軸向位置，就能滿(mǎn)足機(jī)械對(duì)蝸桿傳動(dòng)的精度需求。因此，使用變齒厚蝸桿不僅方便，而且能滿(mǎn)足機(jī)械對(duì)精度的要求，成本更低

3、。2 數(shù)控車(chē)床加工中存在的問(wèn)題一般情況下，采用車(chē)床車(chē)削的方法加工蝸桿。如果使用普通車(chē)床加工蝸桿，切削深度每增加一次，就需要加工人員手動(dòng)完成很多動(dòng)作，比如進(jìn)刀、退刀等，工作量非常大。有時(shí)車(chē)床與蝸桿參數(shù)不符，比如缺少與蝸桿導(dǎo)程相符的掛輪，就無(wú)法順利地加工蝸桿。目前，隨著新技術(shù)和新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備企業(yè)使用數(shù)控車(chē)床加工蝸桿。這不僅提高了加工精度，還極大地減輕了加工人員的負(fù)擔(dān)。但是，使用數(shù)控車(chē)床加工蝸桿也存在一些不足，比如數(shù)控車(chē)床采用的是徑向進(jìn)刀的切削循環(huán)方式，而一般蝸桿都有很深的齒槽，在加工過(guò)程中，刀具受到的外力很大，只有一面不受碎屑的影響。一旦產(chǎn)生振動(dòng)，就極易造成刀具斷裂。而振動(dòng)也

4、會(huì)影響蝸桿的加工質(zhì)量，如果蝸桿的模數(shù)較大，那么采用數(shù)控車(chē)床很可能無(wú)法完成加工任務(wù)。3 蝸桿數(shù)控車(chē)床加工要點(diǎn)采用數(shù)控車(chē)床加工蝸桿時(shí)，需要注意以下兩方面的問(wèn)題：導(dǎo)程。變齒厚蝸桿的導(dǎo)程分為右側(cè)導(dǎo)程、左側(cè)導(dǎo)程和公稱(chēng)導(dǎo)程，其中，右側(cè)導(dǎo)程和左側(cè)導(dǎo)程對(duì)蝸桿加工有一定的影響，而公稱(chēng)導(dǎo)程則主要用于計(jì)算。使用數(shù)控車(chē)床加工變齒厚蝸桿時(shí)，要使用掛輪來(lái)產(chǎn)生左側(cè)導(dǎo)程和右側(cè)導(dǎo)程，車(chē)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致刀架導(dǎo)程移動(dòng)，由此可以計(jì)算掛輪齒數(shù)。得到掛輪齒數(shù)后，還要確定蝸桿傳動(dòng)比是否滿(mǎn)足加工的精度需求。接著核算掛輪架的尺寸，確定輪中距是否滿(mǎn)足加工的精度需求。如果不滿(mǎn)足，則需要進(jìn)一步計(jì)算和調(diào)整。最小軸向齒間寬度。變齒厚蝸桿的齒厚會(huì)沿著軸變

5、薄或者變厚，而軸向齒間寬度也隨之變小或者變大。如果軸向齒間寬度太小，車(chē)削蝸桿牙刀和牙槽就會(huì)相互影響，無(wú)法繼續(xù)加工變齒厚蝸桿。因此，在加工過(guò)程中需注意，軸向齒間寬度必須大于2 mm，這樣才能保證變齒厚蝸桿的順利加工。此外，加工人員還需要根據(jù)加工方式、模數(shù)和設(shè)備的實(shí)際情況靈活調(diào)整軸向齒間寬度。4 變齒厚蝸桿數(shù)控車(chē)加工技術(shù)改進(jìn)措施4.1 改進(jìn)刀桿為了防止刀桿切削產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)加工作業(yè)造成影響，可以使用可轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧刀桿代替普通刀桿。彈簧刀桿的強(qiáng)度不及普通刀桿，因此在加工變齒厚蝸桿的過(guò)程中，降低切削力并適當(dāng)?shù)叵蛳禄蛳蚝笞尩?，可以在一定程度上吸收振?dòng)力，降低振動(dòng)對(duì)切削產(chǎn)生的影響；再者，彈簧刀桿強(qiáng)度并不大，相

6、應(yīng)的振動(dòng)頻率也不高，這對(duì)使用數(shù)控車(chē)床加工蝸桿有很大的幫助。4.2 改進(jìn)粗車(chē)刀變齒厚蝸桿加工一般使用白鋼刀磨成的刀尖，通過(guò)合理地控制刀尖寬度，可防止產(chǎn)生夾刀問(wèn)題。確定刀尖寬度以后，將刀尖用砂輪打磨成圓弧形狀，刀尖的耐用性和散熱性會(huì)隨著弧度的增加而增加。使用砂輪將刀尖的表面粗糙度控制在0.8 m左右，這也是保證刀頭耐用性高的方法之一。將刀尖前角控制在15°左右，刀具兩側(cè)的夾角控制在40°左右。這樣切削液就能夠順利流出，既能保障加工人員的人身安全，也能使切削液更快地冷卻。將刀具的后角控制在10°左右。較小的后角在一定程度上能夠增加刀尖強(qiáng)度，降低卷刃問(wèn)題的出現(xiàn)頻率，改善刀

7、尖散熱狀況，提高刀具的耐用性。4.3 改進(jìn)精車(chē)刀蝸桿齒厚受精車(chē)刀刀刃和前角的影響。在加工過(guò)程中，將刀頭齒形角控制在20°，前刀刃與兩側(cè)刀刃保持平直，刀刃刃口必須鋒利，齒形角尺寸必須準(zhǔn)確；將刀具的表面粗糙度控制在10°左右，刀具兩側(cè)要有與刀刃平行的兩道溝槽，溝槽深度為1 mm左右；使用油石拋光刀刃，在保證其鋒利的同時(shí)還要將粗糙度控制在0.8 m左右。切削時(shí)，可以先切削兩側(cè)，再切削頂?shù)?，這樣會(huì)顯著提高加工效率。4.4 選擇合適的切削液粗車(chē)刀一般不用乳化液，而用質(zhì)量濃度為90%的30號(hào)機(jī)油與鉛油混合配制的切削液或者質(zhì)量濃度為90%的30號(hào)機(jī)油與質(zhì)量濃度為10%的紅丹粉配制而成的切

8、削液。用這兩種切削液能夠保證刀具具有較高的耐用性。精車(chē)刀一般使用質(zhì)量濃度為75%的30號(hào)機(jī)油或者質(zhì)量濃度為5%的紅丹粉和質(zhì)量濃度為20%的cl4配制而成的切削液，能夠減少刀具與加工原件之間的摩擦，防止產(chǎn)生過(guò)多的積屑。對(duì)于變齒厚蝸桿的數(shù)控車(chē)加工，通過(guò)確定合適的工藝參數(shù)，采用更加先進(jìn)的加工工藝，能夠有效解決普通車(chē)床加工過(guò)程中存在的問(wèn)題，提高加工的效率和質(zhì)量，降低加工成本。5 結(jié)束語(yǔ)綜上所述，在使用數(shù)控床加工變齒厚蝸桿的過(guò)程中，通過(guò)不斷改進(jìn)加工工藝，可以提高加工的效率和質(zhì)量。同時(shí)，加工人員也要時(shí)刻注意控制變齒厚蝸桿的精度和加工參數(shù)，結(jié)合新技術(shù)和新設(shè)備，進(jìn)一步提高數(shù)控車(chē)床加工的經(jīng)濟(jì)性和高效性。參考文獻(xiàn)1竇玉蓮.變齒厚蝸桿在車(chē)床刀架中的應(yīng)用