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蜗杆加工!变齿厚蜗杆的数控车床加工技术

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何兴博

(广西石化高级技工学校,广西 南宁 530031)

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.

蜗杆加工结束 视频时长:01:31 蜗杆加工结束 播放:37101次 评论:6504人

关键词:变齿厚蜗杆;数控车床;加工技术;蜗杆

中图分类号:TG519.1 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.143

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,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

一般情况下,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.

蜗杆:蜗杆加工

3.蜗杆数控车床加工要点

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 μm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15°左右,刀具两侧的夹角控制在40°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,也能使切削液更快地冷却.将刀具的后角控制在10°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,改善刀尖散热状况,提高刀具的耐用性.

4.3 改进精车刀

蜗杆齿厚受精车刀刀刃和前角的影响.在加工过程中,将刀头齿形角控制在20°,前刀刃与两侧刀刃保持平直,刀刃刃口必须锋利,齿形角尺寸必须准确;将刀具的表面粗糙度控制在10°左右,刀具两侧要有与刀刃平行的两道沟槽,沟槽深度为1 mm 左右;使用油石抛光刀刃,在保证其锋利的同时还要将粗糙度控制在0.8 μm 左右.切削时,可以先切削两侧,再切削顶刀,这样会显著提高加工效率.

4.4 选择合适的切削液

粗车刀一般不用乳化液,而用质量浓度为90%的30 号机油与铅油混合配制的切削液或者质量浓度为90%的30 号机油与质量浓度为10%的红丹粉配制而成的切削液.用这两种切削液能够保证刀具具有较高的耐用性.精车刀一般使用质量浓度为75%的30 号机油或者质量浓度为5%的红丹粉和质量浓度为20%的Cl4 配制而成的切削液,能够减少刀具与加工原件之间的摩擦,防止产生过多的积屑.对于变齿厚蜗杆的数控车加工,通过确定合适的工艺参数,采用更加先进的加工工艺,能够有效解决普通车床加工过程中存在的问题,提高加工的效率和质量,降低加工成本.

5.结束语

综上所述,在使用数控床加工变齿厚蜗杆的过程中,通过不断改进加工工艺,可以提高加工的效率和质量.同时,加工人员也要时刻注意控制变齿厚蜗杆的精度和加工参数,结合新技术和新设备,进一步提高数控车床加工的经济性和高效性.

参考文献

[1]窦玉莲.变齿厚蜗杆在车床刀架中的应用[J].机械工程师,2010(02):32.

[2]丁岩.双导程变齿厚蜗杆加工工艺的改进[J].设备管理与维修,2010(05):18.

[3]赵玉霞.利用挂轮改变齿厚法车削变齿厚蜗杆[J].滁州职业技术学院学报,2003(02):132.

〔编辑:刘晓芳〕

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