高效加工蝸桿的數(shù)控車削方法

三、高效數(shù)控車削蝸桿加工

1.刀具的選擇

高效加工蝸桿選用硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金是難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過(guò)粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨性好,強(qiáng)度、耐熱、耐腐蝕好等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1 000℃時(shí)仍有很高的硬度?？梢杂脕?lái)切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍，可以使用較高的切削速度，使加工時(shí)間大大縮短了；刀具磨損小，一把刀具能加工5件零件以上，加工5件零件后的刀具如圖7所示，因而實(shí)現(xiàn)了刀具的長(zhǎng)壽命，縮短加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的目的。

硬質(zhì)合金刀具選擇40°刀尖角，以保證刀尖角與蝸桿的牙型角相同。為了保證牙型正確，前角一般取0°，后角大于螺旋升角2°～3°，刀頭寬0.9mm，刀具表面粗糙度值Ra≤0.4μm。

刀具安裝時(shí)保證刀具兩切削刃對(duì)稱中線與工件的軸線垂直的，刀具前刀面與水平面平行，刀具前刀面與工件軸線在同一平面上。選擇刀具兩切削刃對(duì)稱中線與刀頭寬度中點(diǎn)處為對(duì)刀點(diǎn)，以利于在加工中刀具損壞后，進(jìn)行重新?lián)Q刀時(shí)提高重合精度。選用的硬質(zhì)合金刀具如圖8所示。

2.高效加工方法及分析

由于加工蝸桿的牙型角是40°，但是G76所能加工的牙型角沒(méi)有40°，這給加工帶來(lái)困難。針對(duì)全刃參與切削的情況，利用G76能夠車削6種角度螺紋的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行切削過(guò)程改進(jìn)，使用30°和55°的牙型角通過(guò)兩次斜進(jìn)刀的方式加工出40°的牙型角，一次切削蝸桿的左側(cè)面，第二次切削蝸桿的右側(cè)面，兩次切削完成牙型的加工。這種方法，不但保證了加工質(zhì)量，而且大大節(jié)省了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

一次車削完成蝸桿左側(cè)面：選擇40°刀尖角的硬質(zhì)合金刀具，刀頭寬0.9mm；切削參數(shù)S=400，大吃刀深度0.2mm，小吃刀深度0.04mm；選用G76提供的55°牙型角加工。程序如下:

O1；

T0101；

G0G40X200.Z200.；

G97S400M3；

G0X50.Z10.；

G76 P020055 Q40 R0.04；

G76 X 28.75Z -30.P6600 Q200 F9.42；

G0X200.Z200.；

M30；

從上面的程序可以看出，對(duì)轉(zhuǎn)速S400進(jìn)行了提升，一刀吃刀深度增加一倍為Q200，P020055中的55是車削牙型角為55°的螺紋，陽(yáng)面由車刀牙型角保證，陰面牙型半角20°由G76中55參數(shù)保證牙型半角為27.5°，則形成一個(gè)47.5°牙型角的螺紋，如圖9所示，刀具右側(cè)與螺紋右側(cè)形成7.5°角度差異的空間。刀具由左側(cè)和前面切削刃參與切削，右側(cè)刃面是由刀尖擬合出來(lái)，因此避免了三刃切削造成的嚴(yán)重不足，而且有較大的排屑空間。同時(shí)減小刀頭的寬度，可以作為一條切削刃參與切削。

第二次車削完成蝸桿右側(cè)面：一次加工形成的牙型角為47.5°，不滿足40°牙型角的要求，因此進(jìn)行右側(cè)牙形的車削工作。選用G76提供的30°牙型角加工。程序如下：

O2；

T0101；

G0G40X200.Z200.；

G97S400M3；

G0X50.Z10. ；

G76P020030 Q80 R0.04；

G76X28.75Z -30 .P6600 Q400F9.42；

G0X200.Z200.；

M30；

如圖10所示，加工中因?yàn)槭菃稳熊囅?，排屑容易，切削力小，因此增大切削參?shù)，小吃刀深度增加一倍Q80，一刀吃刀深度增加一倍為Q400，P020055更改為P020030車削30°牙型角的螺紋，車削55°牙形螺紋與30°牙形螺紋時(shí)，螺紋起始點(diǎn)不發(fā)生變化，螺紋不會(huì)發(fā)生亂扣顯現(xiàn)?，F(xiàn)只需要進(jìn)行余量的調(diào)節(jié)，否則會(huì)出現(xiàn)蝸桿超差現(xiàn)象，完整的蝸桿牙型圖如圖11所示。

用30°的方式可以車出完整的40°牙型角的蝸桿，齒根寬度是1.934mm，而蝸桿理論齒根寬為2.03mm，小于最終尺寸0.1mm。但尺寸太接近，不方便調(diào)整尺寸進(jìn)入公差，因此車削時(shí)的起刀點(diǎn)應(yīng)該向左移動(dòng)約大于0.2mm（方便加工進(jìn)行的取值），但應(yīng)該小于1.034mm。現(xiàn)將刀補(bǔ)向左移動(dòng)0.3mm，車削出零件，如圖12所示（紅色表示刀具移動(dòng)0.3mm后形成的結(jié)果）。此時(shí)蝸桿的分度圓已加工出來(lái)，利用齒厚卡尺測(cè)量蝸桿，副尺調(diào)整高度為（3-（理論齒頂直徑-實(shí)際齒頂圓直徑）/2），主尺測(cè)量出法向尺寸，因?yàn)榉ㄏ螨X厚= 軸向齒厚×0.996 5，因此可以視同為法向齒厚=軸向齒厚，測(cè)量出軸向齒厚值X。

蝸輪蝸桿減速機(jī)的常見(jiàn)問(wèn)題

蝸桿減速機(jī)是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)械，是常用的減速機(jī)之一，其中，中空軸式蝸齒減速機(jī)不僅具有以上的特點(diǎn)，而且安裝方便，結(jié)構(gòu)合理，越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。

常見(jiàn)問(wèn)題及其原因：

1、減速機(jī)發(fā)熱和漏油，2、蝸輪磨損，3、傳動(dòng)小斜齒輪磨損，4、軸承(蝸桿處)損壞。

減速機(jī)發(fā)熱和漏油：

蝸輪減速機(jī)為了提高效率，一般均采用有色金屬做蝸輪，蝸桿則采用較硬的鋼材，由于它是滑動(dòng)磨擦傳動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，使減速機(jī)各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異，從而在各配合面產(chǎn)生間隙，而油液由于溫度的升高變稀，容易造成泄漏。主要原因有四點(diǎn)，一是材質(zhì)的搭配是否合理，二是嚙合磨擦面的表面質(zhì)量，三是潤(rùn)滑油的選擇，添加量是否正確，四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境。

?減速機(jī)型號(hào)含義

減速機(jī)型號(hào)含義

減速機(jī)廠家多了，各自定制的減速型號(hào)也各式各樣。很多用戶都不清楚減速機(jī)型號(hào)含義是什么，通常都把那些字母代號(hào)當(dāng)成是型號(hào)。下面舉例說(shuō)明我司減速機(jī)型號(hào)含義：

B---代表蝸輪蝸桿減速機(jī)，包括RV蝸輪蝸桿減速機(jī)；

E---代表安裝法蘭，與電機(jī)自由配套；

V---代表臥式安裝，即輸出軸朝上；

O---代表輸出端為空心，可自行配對(duì)輸出軸的長(zhǎng)短；

C---代表電磁剎車器，其中BKACS、BKVCS蝸輪減速機(jī)離合剎車等；

S---代表電磁離合器，其中BKACS、BKVCS蝸輪減速機(jī)離合剎車等；

W--代表雙級(jí)蝸輪減速機(jī)，（或是雙段）