浅谈变齿厚蜗杆的数控车床加工技术

浅谈变齿厚蜗杆 的数控 车床加 工技术
何兴博 ３ １ ） 摘 要 ：当前 ，我 国普遍 采用数控 车床加 工变齿厚蜗杆 ，因此必须采取适 当的措 施改进变齿厚蜗杆数控车床 加工技 术 ， 缩 短 加 工周 期 ，使 变齿 厚 蜗 杆 加 工作 业 更具 经 济 性 和合 理 性 。 关键词 ：变齿厚蜗杆 ；数控 车床 ；加 工技 术；蜗杆
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｇ５ １ ９ ． １ 文 献标 识 码 ：Ａ ＤＯ Ｉ ：１ ０ ． １ ５ ９ １ ３ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｋ ｊ ｙ ｃ ｘ ． ２ ０ １ ５ ． ２ １ ． １ ４ ３
如果 能够 改进 变齿 厚蜗 杆数控 车 床的加 工方 法和 加工 工 艺 ，将会有效提高 加工效率 ， 一 提升变齿厚蜗杆 的质量 。笔者以 变齿厚蜗杆 的零件 特点为基础 ，结合变齿厚蜗杆数控 车床加工 技术存在的缺陷 ，提 出了改进加工工艺 的措施 。 １ 变齿厚蜗杆的零件特点 对于大部分机械产 品来说 ， 蜗杆是其重要 的组成部件之一 ，
也是减速系统关键 的组 成零件 ，在一定程度上决定 了机械产品 能否安全 、稳定地 运行 。机械产品 的涡轮机构 由于涡 轮零 件的 存 在 ，传动 比增加 ，具 备更 好的承载能力 ，结构更加 紧凑 ，传 动更 加稳定 。变齿厚蜗 杆具 有与其他蜗杆不 同的特性 。普 通蜗 杆的齿的厚度 由于左边 导程 和右边导程 的不 同而变化 。这 种厚 度 变化是均匀 的 ，机械 经过一段时间的运行 ，势必会 出现 不同 程度 的磨损 ，传动 间隙由此 增加。如果使用变齿厚蜗杆 ，就不 需要 更换零件 ，比如 涡轮和蜗杆等 ，只需要适 当调整蜗杆 的轴 向位 置 ，就能满足机械对蜗 杆传动的精度需求 。因此 ，使 用变 齿厚 蜗杆 不仅 方便 ， 而且能满足机械对精度 的要求 ， 成本更低 。 ２ 数控 车床 加工中存在的问题 般 情况下 ，采用车床 车削的方法加工蜗杆 。如果使用普 通 车床加 工蜗杆 ，切削深度 每增 加一次 ，就需要加工人员手动 完成很 多动作 ，比如进刀 、退 刀等 ，工作量非常大 。有 时车床 与蜗杆参 数不符 ，比如缺少 与蜗 杆导程相符的挂轮 ，就无法顺 利地加工 蜗杆 。目前 ，随着新技术 和新设 备的不断 出现 ，越来 越多 的机 械设 备企业使用数控车床加 工蜗杆 。这不仅提高 了加 工精度 ，还极 大地减轻 了加工人员 的负担。但是 ，使用数控车 床加工蜗杆也存 在一些不足 ，比如数 控车床采用的是径 向进刀 的切削循环方式 ，而一般蜗杆都有很深 的齿槽 ，在加 工过程中 ， 刀具受到 的外 力很 大 ，只有一面不受 碎屑的影响 。一旦产生振 动 ，就极 易造成 刀具断裂 。而振 动也会影 响蜗杆的加工质量 ， 如果蜗杆 的模数 较大 ，那么采用数控 车床 很可能无法完成加工 任务 。 ３ 蜗杆数控车床ｍ － ｒ 要点 采用数控 车床 加工蜗杆时 ，需要注意 以下 两方面的问题 ： ①导程 。变齿厚蜗 杆的导程分为右侧导程 、左 侧导程和公称导 程 ，其 中 ，右侧导 程和左侧导程对蜗杆加 工有 一定的影响 ，而 公称导程则主要用 于计 算 。使用数控 车床 加工变齿厚蜗杆时 ， 要使用挂轮来产生 左侧 导程和右侧导程 ，车床 主轴转动会导致 刀架导程移动 ，由此可以计算挂轮齿数 。得 到挂轮齿数后 ，还 要 确定蜗杆传动 比是 否满足加工 的精度需求 。接着 核算挂轮架 的尺寸 ，确定轮 中距是 否满足加工 的精度需求 。如 果不满足 ， 则需 要进一步计算 和调 整。②最小轴 向齿 间宽度 。变齿厚蜗杆 的齿 厚会沿着轴变 薄或 者变厚 ，而轴 向齿 间宽度也 随之变小或 者变 大。如果轴 向齿 间宽度 太小 ，车削蜗杆牙刀 和牙槽 就会 相
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文 章 编 号 ：２ ０ ９ ５ —６ ８ ３ ５（ ２ ０ １ ５ ）２ １ —０ １ ４ ３ —０ ２
互影 响 ，无 法继 续加工变齿厚蜗杆 。因此 ，在加工过程 中需注 意， 轴 向齿 间宽度必须 大于 ２ ｍｍ， 这样 才能保证 变齿厚蜗杆 的 顺利加工 。此外 ，加工人员还需要根据加工方式 、模数 和设备 的实际情况灵活调整轴 向齿 间宽度 。 ４ 变齿厚蜗杆数控车加工技术 改进措施 ４ ． １ 改进刀杆 为 了防止刀杆切 削产生的振动对加工作业造成影 响 ，可 以 使用可转动 的弹簧刀杆代替普通刀杆 。弹簧刀杆 的强度不及普 通刀杆 ，因此在 加工变齿厚蜗杆的过程 中，降低切削力并适 当 地 向下或 向后让 刀 ，可以在一定程度上 吸收振动力 ，降低振动 对切削产生 的影 响 ；再者 ，弹簧刀杆强度并不大 ，相应 的振动 频率也不高 ，这对使用数控车床加工蜗杆有很大 的帮助。 ４ ． ２ 改进粗 车刀 变齿厚蜗杆加工 一般 使用 白钢刀磨成的刀尖 ，通过合理地 控制刀尖宽度 ，可防止产 生夹刀问题 。确定刀尖宽度 以后 ，将 刀尖用砂轮打磨成 圆弧形 状 ，刀尖的耐用性和散热性会随着弧 度的增加而增加 。使用砂轮将刀尖 的表面粗糙度控制在 ０ ． ８ ｕ ｍ 左右 ，这也是保证刀 头耐 用性 高的方法之一 。将刀尖前角控制 在 １ ５ 。左右 ，刀具两侧的夹角控制在 ４ ０ 。左右。这样切削液就 能够顺利流 出，既能保 障加工人员 的人身安全 ，也能使切削液
一
更 快地冷却 。 将刀具 的后角控制在 １ Ｏ ｏ左 右。较小 的后角在一 定 程度上能够增加刀尖强度 ，降低 卷刃问题 的出现频率 ，改善