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淺談蝸桿的車削

2015-04-21 16:47:46 格魯夫機械 www.kamijm.cn 點擊數:
淺談蝸桿的車削

 

蝸輪、蝸桿組成的運動副常用于減速傳動機構中,以傳動兩軸在空間成90º交錯的運動。是機械件加工中的重要零部件,眾所周知蝸桿齒形較大,在切削時很難把握,由于切削余量較大,并很容易在車削時產生振動使工件變形,如果刀具、切削用量選擇不合理很容易出現扎刀現象,不能很好的提高生產質量生產效率。作者根據多年的普通車床加工螺紋、蝸輪、蝸桿生產經驗和對車削刀具的認識,總結比較了傳統加工方法,革新刀具、合理使用刻度和選擇切削用量,采用這種新的車削蝸桿方法大大提高了生產質量生產效率,并運用于高級工教學中取得很好的學習效果,是一種可以推行的蝸桿加工方法。
[關鍵詞] : 蝸桿 模數 刃磨  刻度線  刀體
不論是在普通車床高級工的學習和考核中,還是社會生產實踐中,蝸桿車削加工具有很重要的位置。蝸桿、蝸輪組成的運動副常用于減速傳動機構中,以傳遞兩軸在空間成90º交錯的運動。蝸桿齒形梯形螺紋很相似,其軸向剖面形狀梯形。常用蝸桿有米制(齒形角為40º)和英制(齒形角為29º)兩種。我國大多數采用米制蝸桿。
工業上最常用的是阿基米德蝸桿(即軸向直輪廓蝸桿),蝸桿車削方法梯形螺紋相似,但蝸桿齒形梯形螺紋齒形大,車削刀具工件容易發生振動,使工件變形甚至會產生“扎刀”現象。為解決這樣的問題,順利的完成高質量蝸桿加工,技術人員和工作人員不斷的在生產實踐中摸索革新,想找出一種即容易掌握又效率高的方法。
這里介紹的車削蝸桿方法就是通過自身多年的車工加工經驗摸索出的蝸桿加工革新。它主要是對刀具、刀體車削方法進行了改進,使粗車時能夠進行強力切削,而且振動小,能保證順利排屑,不產生“扎刀”現象。當熟練地掌握了這種加工方法以后,生產效率比一般的車削方法有所提高。
     在針對培養培訓高級車工教學實踐中改變傳統加工方法,采用革新技術后,學生易于接受和理解,在蝸桿車削的練習及生產實踐價工過程中,刀具的損壞減少,成品率大幅提高。下面就以高級工教學加工模數mx=6的單頭的蝸桿為例,介紹此革新方法車削蝸桿的主要過程和加工特點,車削采用工件材料為45鋼。
一、 改進一般的彈性刀為剛性刀
1、刀塊材料:高速鋼(W18Cr4V),刀體材料:45鋼(刀體需經熱處理,HRC38—42)。
2、刀體可以轉動。(如圖a、圖b)在粗車時,如用一般的“死體刀”,由于工件螺旋角的關系,需把刀塊一側刃的后角刃磨得較大,使刀頭強度減小,不能進行強力切削。而采用可以旋轉角度的刀體,在車削時,就能根據工件螺旋角的大小,把刀體轉過這個角度。這時刀塊只要刃磨成和一般車刀相同的后角即可,不需要磨成大后角,保持了刀頭強度,有利于強力切削。
3、刀體采用剛性強的刀體,一般的彈性刀體在較大的軸向切削力的影響下,會發生扭轉變形使所車蝸桿的軸向齒形角發生變化和螺距產生變化和螺距產生誤差,降低加工精度。而現在采用刀體大大提高了刀體的剛性。刀體上的方孔選用12mm×12mm方孔,該方孔用線切割加工,12mm×12mm高速鋼刀塊與刀體方孔配磨,提高刀塊與刀體方孔的的配合精度,從而減小加工過程中刀塊在軸向的扭轉,走動。
4、刀具角度:粗車刀塊的前角為10º—12º,使刀具即鋒利又強固,兩側刃后角為6º—8º,減少刀具后面和工件的摩擦,可使刀刃容易“切入”工件 ,頂刃寬度比所要求的齒根槽寬約小1mm,呈圓弧形,其后角為2º—3º使刀尖強固,散熱條件改善和減少振動,半精車刀塊和粗車刀塊相同,但頂刃又不能呈圓弧形,精車刀塊兩側刃均磨有15º左右前角,減小切削變形降低切削力,提高加工精度。兩側刃后角為8º左右,頂刃后角為6º,頂刃寬度要小于齒根槽寬1mm。
二、確定合理的加工步驟和切削用量,車削蝸桿的過程分粗車、半精車和精車三個步驟。
1、粗車:主軸轉速n=80r/min,車削時,使用粗車刀塊,并需將刀體轉過一個等于蝸桿螺旋角的角度。車削方法主要是左右車削法。先把小拖板刻度定在0線上,在由中拖板進刀,吃刀深度為1mm,然后由小拖板沿固定方向(向右或向左)“趕刀”(即移動小拖板進刀),每次小拖板“趕刀量”為2mm,這樣當車削蝸桿齒頂寬雙面留有0.8mm余量時(模數Mx=6的蝸桿,齒頂寬為5.86mm,此時的齒頂寬即應為5.06mm左右),這時候一定要記住小拖板的刻度,再以小拖板的刻度0和上次車到齒頂寬為5 .86mm時的小拖板刻度為準,進行第二次車削。中拖板進刀還是1mm,這時小拖板的刻度應回到0,由0想左移動0.2mm的目的就是要使中拖板所進的1mm與第一次車削齒形右側面恰好接平,接著又由小拖板作與上次方向一致的“趕刀”,趕刀量仍為2mm,這是一定要注意小拖板的刻度,當與第一次車削的小拖板刻度還差0.2mm時,剛好與第一刀所在車削齒形左側面恰好接平,如此反復進行車削齒形車削得較深后,小拖板的“趕刀量”也就相應減小,但中拖板的進刀量始終保持1毫米。當蝸桿齒頂寬雙面留有0.8mm余量,根徑留0.2mm余量時,粗車即可停止。
2、半精車:主軸轉數n=40轉/分,車削時,使用半精車刀塊,刀體仍保持粗車時的轉動角度。車削方法首先由小拖板作左右“趕刀”休整齒形的兩側面,使蝸桿齒頂寬雙面留0.15~0.30毫米余量,根徑亦車到尺寸,此時半精車即告結束。
    3、精車:主軸轉速n=16轉/分,車削時,使用精車刀塊,刀體不能轉動角度(否則要影響蝸桿齒形的精度)。所用的車削方法為分別精車齒形兩側面,直至車到要求尺寸為止。
三、 對性的冷卻潤滑液
車削蝸桿時,冷卻潤滑液能起的作用較大。冷卻潤滑液選用的正確,能減少切屑變形,降低切削力,同時能提高加工精度和刀具的耐用度。
    目前在車削45號鋼的蝸桿工件時,常采用的冷卻潤滑液大致如下:
1、粗車時,使用10%的白鉛油(厚白漆)或紅鉛粉(也稱紅丹粉)與90%的機械油混合作冷卻潤滑液。
2、半精車、精車時,使用機械油和煤油的混合油進行冷卻潤滑。
除此之外,在車削時還需注意:工件要牢固夾持,并以工件的階臺(或裝置的撞頭)作為軸向限位,以防止工件車削中發生走動。同時,上面介紹的加工過程進供參考,在車削中應依照實際情況具體選用切削用量和冷卻潤滑液。
    以上是在改進了刀具、刀體車削方法后的加工過程,通過這種方法減少了加工中磨刀、換刀等很多輔助時間,因為刀具、刀體的改進粗加工采用強力切削大幅度的減少了加工時間。而生產時間=加工時間+輔助時間,通過這種加工方法很顯然生產時間減少,在相同生產量的情況下,以這種蝸桿加工方法生產率會有很大的提高。刀具改進后,振動減小,排屑順利,提高了蝸桿加工的表面質量,減少了廢品率。而且采用這種方法進行生產加工還增加了機床、刀具的使用壽命,減少了設備和材料的消耗。因此在蝸桿加工生產中合理的進行技術革新可以在一定程度上提高生產效率,減少消耗,為企業創造一定的經濟效益。普通車工高級技術工的培訓班學生在掌握了這種車削蝸桿方法后,能夠更清楚的理解車床手輪刻線的使用,為其他部分的車削加工的學習理解奠定了基礎

 

關鍵詞: 蝸輪 蝸桿
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