高效率的蜗杆加工工艺流程【详解】
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蜗杆加工工艺技术蜗杆加工工艺技术是指将蜗杆从原始材料加工成最终产品的一系列工艺步骤和技术要点。
蜗杆是一种常用于传动机械的重要零部件,其加工精度和质量直接影响到传动系统的工作效率和寿命。
下面将介绍一些常用的蜗杆加工工艺技术。
首先,蜗杆的加工开始于材料的选择。
常用的材料有钢、铜、铝等,具体的选择要根据实际使用条件和要求来确定。
在选择材料时需要考虑材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等因素。
其次,蜗杆的加工包括多道工序,其中最主要的是车削和齿切割。
在车削过程中,通过旋转蜗杆,并在刀具上施加一定的切削力,将材料逐渐削除,形成蜗杆的外轮廓。
在齿切割过程中,通过使用专用的齿轮切割机床,将蜗杆的刀具与齿轮进行配合切削,形成蜗杆的蜗杆轮廓。
为了保证蜗杆加工的精度和质量,需要注意以下几个方面。
首先是刀具的选择,要选择合适的刀具类型和刀具参数,以确保切削效果。
其次是刀具的安装调试,要保证切削刀具的位置和角度的精确度。
此外,还需要注意切削速度和进给速度的调节,以防止因切削速度过高或进给速度过快而引起的加工缺陷。
除了车削和齿切割,蜗杆加工还涉及到光磨和热处理等工艺。
在光磨过程中,通过使用磨削工具和磨粒,对蜗杆进行表面处理,以改善其光洁度和精度。
在热处理过程中,通过将蜗杆加热到一定的温度,然后快速冷却,以提高其硬度和韧性。
最后,蜗杆加工还需要进行质量检测和表面处理。
通过使用专用的测量工具和设备,对蜗杆的尺寸、形状和表面质量进行检测,以确保其符合设计要求。
在表面处理中,可以进行镀铬、喷涂等处理,以提高蜗杆的耐磨性和耐腐蚀性。
综上所述,蜗杆加工工艺技术包括材料选择、车削、齿切割、光磨、热处理等一系列步骤和技术要点。
通过合理的选择和应用这些技术,可以提高蜗杆的加工精度和质量,从而提高传动系统的工作效率和寿命。
蜗杆加工工艺技术是一项复杂的机械加工工艺,要求加工过程具有高度的精度和稳定性。
下面将继续介绍相关的技术内容。
在蜗杆的加工过程中,车削是一个关键的工艺步骤。
普通车床上高效、高质量蜗杆加工法作者:陈国庆来源:《中国新技术新产品》2009年第10期摘要:在普通机械加工中,快速、高效、高质量的完成蜗杆加工有一定的难度,原因是由于蜗杆齿形较深,切削面积大,属于难加工零件。
另由于蜗杆的特性,在快速加工中普通加工方法无法实现快速而准确的停车。
为此我们在实践中总结了一些好的加工方法并研制了自动退刀装置。
关键词:蜗杆;普车;快速;高质量;加工方法普通车床在车削大模数蜗杆时,因切削力大,易“扎刀”等,车削较困难,有时会出现床鞍振动,轻者使加工表面产生波纹,重者断刀,生产效率低。
我们从三个方面来解决以上这些问题。
1 刀具受力分析问题的产生及原因。
车削模数较小的螺纹时,一般采用直进刀切削法(在垂直于工件轴线方向做直线进刀);车削模数较大的螺纹时,为减小切削力,往往采用左右借刀切削法(通过移动小滑板让螺纹车刀分别用左右切削刃切削)。
车削螺纹时,床鞍的移动是由长丝杠的转动带动开合螺母的移动来实现的。
长丝杠的轴承处有轴向间隙,长丝杠与开合螺母之间也同样有轴向间隙。
当采用左右借刀切削法强力车削右旋蜗杆用右主刀刃切削时,刀具承受了工件给它的力P,把力P 分解成轴向分力Px和径向分力巧,其中轴向分力Px与刀具的进给方向相同,刀具把这个轴向分力Px传给了床鞍,从而推动了床鞍向有间隙一侧做快速猛烈的来回窜动,其结果是使刀具来回窜动,并使加工表面产生波纹,甚至断刀。
但用左主刀刃切削时就没有这种现象,当用左主刀刃切削时,刀具所承受的轴向分力Px与进给方向相反,往消除间隙的方向运动,这时床鞍做匀速运动。
切断时,中滑板的移动是由中滑板丝杠的旋转带动螺母的移动来实现的,丝杠轴承处有轴向间隙,丝杠与螺母之间也有轴向间隙。
在车床上切断时,刀具前刀面(带有前角的)承受了工件给它的力P,(忽略切屑与前刀面的摩擦力,把力P分解成力Pz和径向分力巧,其中径向分力巧与切断车刀的进给方向相同,指向工件,将刀具朝工件里推,从而会拉动中滑板向有间隙方向窜动,使切断刀突然扎人工件,造成扎(断)刀或工件弯曲。
蜗杆加工工艺路线和论证蜗杆加工工艺路线:1. 材料选择:蜗杆材料通常选择高强度、高硬度的合金钢、不锈钢、铜合金等材料。
2. 切削加工:蜗杆是通过切削工艺来制造的,常见的切削方式有车削、铣削、磨削、拉削等。
3. 热处理:为了提高蜗杆的强度和耐磨性,通常需要对其进行热处理。
常见的热处理工艺有淬火、回火、渗碳等。
4. 精密加工:蜗杆是精密零件,需要进行精密加工处理。
常见的精密加工方式有磨齿、研磨等。
5. 表面处理:蜗杆表面处理通常采用镀铬、喷涂、阳极氧化等方式,提高其表面硬度和耐磨性。
6. 装配和检验:蜗杆制造完成后,需要进行装配和检验,确保其质量符合要求。
论证:蜗杆是机械传动中常用的零件之一,其加工质量的好坏直接影响到机械传动的稳定性和可靠性。
针对蜗杆的加工工艺路线,需要考虑以下几个方面:1. 材料选择的合理性:蜗杆通常承受较大的负荷,因此需要选择高强度、高硬度的材料。
在选择材料时需要综合考虑其成本、可加工性、耐磨性等因素。
2. 切削加工的精度和表面质量:蜗杆是高精度零件,其几何形状和表面粗糙度直接影响到传动的精度和噪声水平。
因此在切削加工时需要考虑刀具的选择、切削参数的控制、加工过程中的冷却和润滑等因素。
3. 热处理的工艺控制:蜗杆的热处理需要精确控制温度、时间和冷却方式,以保证其组织结构和性能指标符合要求。
4. 精密加工的工艺控制:蜗杆的磨齿和研磨加工需要使用高精密度的设备,并严格控制加工过程中的参数和误差,以确保蜗杆的精度和表面质量符合要求。
5. 表面处理的效果评价:蜗杆表面处理需要注意其基材与涂层之间的黏着度和密合性,以及涂层的厚度和硬度等因素。
需要进行表面质量的评价和质量检查,确保蜗杆表面的质量符合要求。
6. 装配和检验的质量控制:在蜗杆的装配和检验过程中,需要严格控制加工误差和装配偏差,保证蜗杆的传动精度和噪声水平符合要求,并进行可靠性测试。
渐开线蜗杆加工方法
渐开线蜗杆是一种常用的传动零件,其加工方法主要包括以下几种:
1. 铣削加工:铣削加工是一种常用的渐开线蜗杆加工方法。
首先,将渐开线蜗杆铣削成大致的形状,然后通过多次铣削和抛光来达到高精度的尺寸和表面质量。
铣削加工可以采用多种刀具和机床,例如铣刀、钻头、切削刀具等。
2. 磨削加工:磨削加工是一种将渐开线蜗杆表面磨削成高精度的方法。
首先,将渐开线蜗杆放入砂轮中进行磨削,然后逐渐提高砂轮的粒度和速度,直到达到所需的表面质量。
磨削加工可以采用多种机床和砂轮,例如磨床、砂轮磨床、无心磨床等。
3. 拉削加工:拉削加工是一种将渐开线蜗杆表面拉削成高精度的方法。
首先,将渐开线蜗杆放入拉削液中,然后使用拉削工具进行拉削加工。
拉削加工可以采用多种机床和拉削工具,例如拉削机床、拉削头、拉削钻头等。
4. 电解加工:电解加工是一种将渐开线蜗杆表面电解成高精度的方法。
首先,将渐开线蜗杆放入电解液中,然后使用电解工具进行电解加工。
电解加工可以采用多种机床和电解工具,例如电解机床、电解头、电解钻头等。
以上是渐开线蜗杆常见的加工方法,不同的加工方法适用于不同的加工场景和精度要求。
在选择加工方法时,需要综合考虑渐开线蜗杆的材料、尺寸、精度、表面质量等因素。
蜗杆加工工艺与工装设计一、蜗杆加工工艺蜗杆是一种常用于传动装置中的零件,具有高精度、高可靠性和高耐磨性等特点。
蜗杆的加工工艺是指对蜗杆进行加工的一系列工艺过程。
下面将从材料选择、车削加工、热处理和磨削加工等方面介绍蜗杆的加工工艺。
1.材料选择:蜗杆通常选择高强度、高耐磨性和高韧性的材料,如45号钢、40Cr、42CrMo等。
材料的硬度要保证达到一定的标准,以保证蜗杆的传动性能。
2.车削加工:蜗杆的加工一般采用车削加工的方法。
在车削前,需要根据蜗杆的尺寸要求制定相应的车削工艺,并选择适当的车削刀具和车削参数。
蜗杆的车削一般需要进行多道次的切削,以保证蜗杆的精度和表面质量。
3.热处理:蜗杆在车削加工完成后需要进行热处理,以提高其硬度和耐磨性。
热处理一般包括淬火和回火两个步骤。
淬火后蜗杆的硬度会大幅提高,但其脆性也会增加,因此需进行回火处理以降低其脆性,提高其韧性。
4.磨削加工:磨削是蜗杆加工的最后一个步骤。
蜗杆磨削主要是为了提高其精度和表面质量。
常用的磨削方法有外圆磨削、蜗杆磨削和蜗轮磨削等。
磨削加工时需要选择合适的砂轮和磨削工艺参数,并对蜗杆进行适当的冷却,以避免高温对蜗杆的影响。
二、蜗杆工装设计蜗杆工装设计是指为了保证蜗杆加工质量和效率,设计和制造相应的工装装置。
下面将从工装的结构设计、定位与夹紧和装置制造等方面介绍蜗杆工装设计的重点。
1.结构设计:蜗杆工装的结构设计应根据蜗杆的尺寸和加工工艺要求进行设计。
工装一般由基座、定位夹具、夹紧装置和切削刀具等组成。
基座需要具备足够的刚性和稳定性,以保证工装的稳定性。
夹具和夹紧装置需要根据蜗杆的形状和尺寸进行设计,以确保其在加工过程中的固定和夹紧。
2.定位与夹紧:蜗杆在加工过程中需要进行定位和夹紧。
定位主要是确定蜗杆的加工位置和方向,通常使用定位销、定位块等来实现。
夹紧则是将蜗杆固定在工装上,通常使用夹紧器、夹爪等来实现。
定位和夹紧应根据蜗杆的加工需求和加工精度进行设计和选型。
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蜗杆轴零件的加工工艺1. 简介蜗杆轴是一种常见的传动装置,在机械设备中用于实现传动和变速功能。
蜗杆轴零件的加工工艺对于其质量和性能起着决定性的作用。
本文将介绍蜗杆轴零件的加工工艺流程以及相关注意事项。
2. 加工工艺流程2.1 材料准备蜗杆轴常用的材料有钢、铸铁等,选择合适的材料对于提高蜗杆轴的耐磨性和强度非常重要。
在加工工艺中,需要根据设计要求选择相应的材料,并进行材料预处理。
2.2 切削加工蜗杆轴的加工通常包括车削、铣削、钻削等切削加工过程。
在切削加工中,需要根据蜗杆轴的尺寸和形状要求,采用适当的切削工艺和工具进行加工。
切削加工时,需确保加工精度和表面质量,避免产生划痕和变形等缺陷。
2.3 热处理蜗杆轴常常需要进行热处理,以提高其硬度和耐磨性。
常用的热处理方法包括淬火、回火和表面渗碳等。
在热处理中,需要控制好加热温度和保温时间,以及冷却速度,以确保蜗杆轴在热处理后具有良好的性能。
2.4 修磨和校验蜗杆轴的表面精度和几何形状对于传动的性能有很大影响。
因此,在加工过程中,需要进行修磨和校验工序。
修磨过程中使用砂轮或砂带进行研磨,校验过程中则使用测量工具如千分尺、游标卡尺等对蜗杆轴进行检测和校正。
2.5 表面处理为了提高蜗杆轴的耐腐蚀性和摩擦性能,常常需要对其进行表面处理。
常见的表面处理方法有镀铬、电镀、喷涂、氮化等。
选择合适的表面处理方法,可以大幅度提高蜗杆轴的使用寿命和传动效率。
3. 注意事项在蜗杆轴零件的加工过程中,还需要注意以下几点:3.1 安全操作加工过程中,需要严格遵守安全操作规程,使用合适的防护设备,避免事故发生。
同时,要保证加工环境良好,防止灰尘、杂质等对加工质量的影响。
3.2 加工精度蜗杆轴是一种高精度零件,加工过程中需严格控制尺寸公差和表面粗糙度。
需要使用合适的切削工具和设备,保证加工精度符合设计要求。
3.3 耐磨性和润滑性蜗杆轴在工作过程中承受较大的摩擦和磨损,因此在加工过程中要注意提高其耐磨性和润滑性。
高效加工蜗杆的数控车削方法,超有用!随着当今时代电子信息技术的突飞猛进,现代机械设备不断向自动化、数控化方向发展。
数控机床是现代制造业的基础技术,是提高产品质量和劳动生产率必不可少的手段,数控技术的发展和应用水平也是一个国家综合国力的标志,普通车床的加工也逐步被数控车床所取代。
对于蜗杆的加工,因螺距大,牙型深,加工余量大,再因其牙型特点,车削时刀刃与工件接触面大,容易发生振动,加工途中极易因工件与刀具间切屑的挤压造成刃具损坏,产生“扎刀”现象,造成蜗杆报废,而且加工时间周期长。
本文结合具体的生产实际,从刀具、车削方法和切削参数等方面对现有的加工进行改进,改善了刀具受力情况、提高了加工质量和切削效率;因数控程序简单,操作性强,为此类零件的加工提供了一定的借鉴、参考。
一、蜗杆的特性及参数的计算1.蜗杆的特性常用的蜗杆有公制(齿形角为40o)和英制(齿形角为29o)两种。
我国大多数采用公制蜗杆。
而最常用的是阿基米德蜗杆(即轴向直轮廓蜗杆)它的齿面为阿基米德螺旋面,端面是阿基米德螺旋线,如图1所示。
轴向齿廓(A-A截面)是直线,而法面(N-N截面)的齿形则为曲线,如图2所示。
2.蜗杆的结构及参数根据生产的要求,所要加工的蜗杆为公制蜗杆,模数Mx=3,齿形角为40o,材料45号钢,具体参数如表1所示。
蜗杆的结构和尺寸要求如图3所示。
如图所示,该蜗杆的尺寸精度和形位公差要求高,加工难度大,为了保证其精度要求,应尽量采用高精度的设备。
另外,公司产品以多品种小批量为主,采用专用铣削机床投入成本高,如果使用普通车床加工,对人员的要求很高,而且加工成本很高,效率太低,产品质量难以保证。
因公司的机床设备多样化,数控加工机床占生产设备70%左右,所以本次加工蜗杆决定采用高精度的数控车床HARDINgE (Quest 8/51),该数控车床为斜床身,12位刀塔,定位精度0.00mm ,重复定位精度0.005mm,Fanuc series 21i-T操作系统,最高转速3 500r/min,最低加工转速50r/min,最大加工直径400mm。
高效率的蜗杆加工工艺
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1、蜗杆轴加工的工艺路线
实例,图2所示为一蜗杆轴,材料选用40Cr 钢。
产品属于小批量生产。
图2 蜗杆轴
该蜗杆轴φ20j6,φ17k5两外圆表面为支撑轴颈;锥体部分是装配离合器的表面;
M18 ×1处装配圆螺母来固定轴承的轴向位置。
根据外形结构其毛坯选用φ50mm 的圆钢(棒料),在锯床上按240mm长度下料。
1.1基本加工路线
外圆加工的方法很多,基本加工路线可归纳为四条。
①粗车—半精车—精车,对于一般常用材料,这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。
②粗车—半精车—粗磨—精磨,对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。
③粗车—半精车—精车—金刚石车,对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因为有色金属一般比较软,容易堵塞沙粒间的空隙,因此其最终工序多用精车和金刚石车。
④粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工,对于黑色金属材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路线。
1.2 典型加工工艺路线
蜗杆轴的主要加工表面是外圆表面,也还有常见的特特形表面,因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求,按经济精度选择加工方法。
对普通精度的蜗杆轴加工,其典型的工艺路线如下:
毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—(花键槽、沟槽)—热处理—磨削—终检。
1.21 蜗杆轴的预加工
轴类零件的预加工是指加工的准备工序,即车削外圆之前的工艺。
校直毛坯在制造、运输和保管过程中,常会发生弯曲变形,为保证加工余量均
匀及装夹可靠,一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校直。
1.22 蜗杆轴加工的定位基准和装夹
①以工件的中心孔定位在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔、螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。
中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则。
当采用两中心孔定位时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。
②以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶)用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。
粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。
这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。
③以两外圆表面作为定位基准在加工空心轴的内孔时,(例如:机床上莫氏锥度的内孔加工),不能采用中心孔作为定位基准,可用轴的两外圆表面作为定位基准。
当工件是机床主轴时,常以两支撑轴颈(装配基准)为定位基准,可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求,消除基准不重合而引起的误差。
④以带有中心孔的锥堵作为定位基准在加工空心轴的外圆表面时,往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准。
2热处理工艺
2.1 工作条件以及材料与热处理要求
2.11条件: 负荷不大,断面较小的蜗杆
要求: 45 调质,HB220-250
2.12条件: 有精度要求(螺纹磨出)而速度<2m/s.
要求: 45 淬火,回火,HRC45-50
2.13条件: 滑动速度较高,负荷较轻的中小尺寸蜗杆
要求: 15 渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62
2.14条件: 滑动速度>2m/s(最大7-8m/s);精度要求很高,表面粗糙度为0.4的蜗杆,如立车中的主要蜗杆
要求: 20Cr 20Mn2B 900-950℃渗碳,800-820℃油淬,180-200℃低温回火,HRC56-62 2.15条件: 要求高耐磨性、高精度及尺寸大的蜗杆
要求: 18CrMnTi、20SiMnVB处理同上,HRC56-62
2.16条件: 要求足够耐磨性和硬度的蜗杆
要求: 40Cr、42SiMn、45MnB 油淬,回火,HRC5-50
2.17条件: 中载、要求高精度并与青铜蜗轮配合使用(热处理后再加工丝扣)之蜗杆
要求: 35CrMo调质, HB255-303(850-870℃油淬,600-650回火)
2.18条件: 要求高硬度和最小变形的蜗杆
要求: 38CrMoAlA、38CrAlA正火或调质后氮,硬度HV>850
2.19条件: 汽车转向蜗杆
要求: 35Cr 815℃氰化、200℃回火,渗层深度0.35-0.40mm,表面锉力硬度,心部硬度<HRC35
2.2 备注:
1.蜗杆材料与热处理:
(1)高速重载:15、20Cr 渗碳淬火,HRC56-62;40、45、40Cr淬火,HRC45-50
(2)不太重要或低载;40 45调质
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