双头阿基米德蜗杆的车削工艺

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1、多头阿基米德蜗杆的车削工艺摘要本文通过对双头阿基米德(ZA)蜗杆的加工难点的分析、制定出其车削工艺、精度的检测方法、质量分析等相关内容的介绍，蜗杆的车削属于车削加工中比较困难的问题，主要由于其切深大，切削抗力较大，导程大使得车削中加工精度及表面质量不易控制，本文试进行上述问题的具体分析。关键词：双头蜗杆加工质量分析检测正文：蜗杆、蜗轮组成的蜗杆副，常用于减速传动机构中，以传递两轴在空间成90°交错的运动，蜗杆的齿形角（α）是在通过蜗杆轴线的平面内，轴线垂直面与齿侧之间的夹角。蜗杆一般可分为米制蜗杆（α＝20°）和英制蜗杆（α＝14.5°）两种。按齿形分又可分为轴向直廓蜗和法向直

2、廓蜗杆。通常轴向直廓蜗杆应用较多，即阿基米德蜗杆。如图1-1所示为双头阿基米德（ZA）蜗杆。图1-1双头阿基米德蜗杆10一、双头阿基米德（ZA）蜗杆的图纸分析及加工难点（一）双头阿基米德(ZA)蜗杆基本要素及尺寸计算1.图1-1基本要素尺寸的计算如下轴向模数3mm头数z12分度圆直径50mm齿形角=20°轴向齿距=π=3x3.14mm=9.425mm导程=z=2x9.425mm=18.85mm导程角tan==7.64°齿顶高==3mm齿根高=1.2=1.2x3mm=3.6mm全齿高hh=2.2=2.2x3mm=6.6mm齿顶圆直径=+2=50+2x3mm=56mm轴向齿厚==4

3、.7125mm法向齿厚==4.713Xcos7.64°=4.67mmn=Sxcosr=4.67mm齿根圆直径=-2.4=50-2.4x3mm=35.2mm轴向齿顶宽=0.843=0.843x3mm=2.529mm轴向齿根槽宽=0.697=0.697x3mm=2.091mm2．车削加工中存在的技术难点如下①

4、径向切削力大，导致蜗杆易发生变形②由于车削中振动较大，导致加工表面质量不易控制③ZA蜗杆较梯形螺纹模数和导程都大，导程角增大，车刀刚性降低，刃磨难度加大④总切削深度大比较大，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力更大。这就导致了ZA蜗杆的车削难度加大。10⑤分线精度的控制。由于

5、多线蜗杆分线精度要求较高，加工中很容易导致齿厚超差二、双头阿基米德ZA蜗杆的车削加工针对加工中存在的技术难点，车削时应从下面几方面进行着手解决，从而巧妙地处理了工艺难点，使得车削顺利进行。即装夹方式的选择、刀具几何参数结构的选择及装刀方法，来保证车削中的加工刚性，减少切削力及振动对车削的影响；而加工阶段的划分、分线及分层（左右赶刀法）的应用，和车削加工中应注意的问题，使车削时的精度得到有效保证。（一）装夹方式的选择车削模数>5mm的较大蜗杆时，应采用四爪单动卡盘与尾座顶尖装夹，使之装夹牢固可靠。工件轴向应采用限位台阶或限位支撑定位，以防蜗杆在车削中发生轴向蹿动；图1-1双头ZA

6、蜗杆在车削时，因切削抗力较大，车削刚性不足，应采用一夹一顶方式装夹。（二）刀具几何参数、结构及装刀方法的选用1.刀具结构的选择及材料的选择蜗杆车刀与梯形螺纹车刀相似，但蜗杆车刀两侧切削刃之间的夹角应磨成两倍齿形角。蜗杆车刀一般选用高速钢材料车刀，在刃磨时，其纵进给方向一侧的后角必须相应加上导程角。由于蜗杆的导程角较大，车削时会产生一定的困难，为此常采用可按导程调节的刀柄(图1-2)进行车削、由于具有弹性，不易产生扎刀现象。图1-2可调节刀柄2.蜗杆粗精车刀的几何参数如图所示①蜗杆粗车刀(见图1-3)为给精车留有加工余量，刀头宽度w10应小于齿根槽宽；车刀左右两侧切削刃之间的夹角

7、要小于两倍齿形角；纵向前角=10°～15°；=6°～8°；左后角=(3°～5°)+；右后角=(3°～5°)-；图1-3蜗杆粗车刀②蜗杆精车刀(见图1-4)精车刀的要求是：切削刃直线度好，刀面光洁。车刀左右两侧切削刃之间的夹角要等于两倍齿形角。磨较大前角=15°～20°的卷屑槽；图1-4蜗杆精车刀3.装刀方法的选用蜗杆的齿形分轴向直廓和法向直廓两种，在装夹蜗杆车刀时，必须根据不同的齿形采用不同的装刀方法。垂直装刀法。在粗车双头(ZA)蜗杆时，为使切削顺利，常采用垂直装刀法，刀头应倾斜装夹，装刀时，必须使车刀两侧面刀刃组成的平面与蜗杆齿面垂直；水平装刀法。10精车双头(ZA)蜗杆时

8、，为了保持牙形正确，装刀时，将车刀的两侧刀刃组成平面放在水平位置上，并且与蜗杆轴线在同一水平面内；车削模数m<5mm的蜗杆，蜗杆车刀可用对刀样板找正装夹；车模数>5mm的蜗杆时，蜗杆车刀通常万能角度尺来找正装夹，方法如下找正装夹蜗杆车刀的方法是:将万能角度尺的一边靠住工件外圆，观察万能角度尺另一边与车刀刃口的间隙，如有偏差，可松开压紧螺钉，重新调整刀尖角的位置，使车刀装正，以保证齿形的正确。由于现有生产条件的限制，蜗杆在车削时粗精车过程中都采用水平装刀法，进行刀具的安装，同时安装过程中应使用