​數控車床上怎麽加工蝸杆？

　　

在蝸輪的傳動中，蝸杆是（shì）主要的動件，現階段（duàn）的礦山（shān）機械和工（gōng）程機械中蝸杆的（de）應用非常廣泛。數控車床應用到實際生產中後，蝸杆的（de）生產（chǎn）效率不僅得到了提高，而且加工的精度也得到了保障。在數控車床上加工蝸杆存在一定（dìng）的難度（dù），需要對加工的（de）深度以及切削刀的程度進行準確（què）的（de）掌握，避免在加工過程中可能出現的紮（zhā）刀現象。

 

加工蝸杆工藝的分析

 

設計工藝的內容

 

主要加工內容為右旋軸向直廊蝸杆（gǎn），在對工（gōng）件進行編程的過程中不需要設置退尾量。蝸杆的右側是起刀點的位置，在加工蝸杆過程中，編程的起點一般設（shè）置（zhì）在工件右端麵。工件材料一（yī）般選擇為（wéi）45鋼；刀具材料一般（bān）選（xuǎn）擇為高速（sù）鋼（gāng）或硬質合金；設置蝸杆的全（quán）齒（chǐ）為6.6mm，利用G92命令（lìng）實現左右切削（xuē）法，以（yǐ）應對背吃（chī）刀量較大的情況，從而（ér）使加工的可（kě）靠性得到保證；在裝夾工件的過程（chéng）中，一般優先（xiān）選（xuǎn）擇一夾一頂或者雙頂夾尖的方式進行裝夾；對於齒根圓直（zhí）徑的（de）誤差需要控製在0.2mm以內（nèi），而Z軸換刀的誤差需要控製在左右趕刀量內，具（jù）體為0.1mm，必（bì）須滿足（zú）工件的公差要求。

 

在（zài）設計工藝時，主程序（xù）需要（yào）從起刀點位置進行，另外（wài）加工蝸杆的過程中還需（xū）要其他子程序（xù）的調用，整個過（guò）程的完整性才能得到保證。一般在粗車完成之後再（zài）進行精車，車床轉速選為10 RPM，加工過程中需要對（duì）軸向齒厚精度和齒側（cè）表麵粗糙度進行確定。左右切削法粗車完成（chéng）之後（hòu），可以在兩邊齒側距離刀刃之間看到趕刀刃的間隙。精車起刀點的確定，可以根（gēn）據（jù）對刀的誤差進行一定程（chéng）度的調整，避免空走刀現象的出現（xiàn）。在精加工主程（chéng）序定（dìng）位之後（hòu），嚴格按（àn）照相關（guān）圖樣（yàng）的要求，對（duì）蝸杆的左側麵進行加工。如果主程序需要進行二次定位，要保證（zhèng）蝸杆（gǎn）齒（chǐ）厚度和右側麵粗糙度的要求（qiú）。另外（wài），添加切削液（yè）可在一定（dìng）程（chéng）度（dù）上提高（gāo）切削加工效率，改善齒麵加（jiā）工質（zhì）量。

 

相關參數的計算（suàn）

 

變換（huàn）轉（zhuǎn）速（sù）時螺距誤（wù）差需要進行測量，結合工件表麵的劃痕進行測量，通常情（qíng）況需要把測量的誤差（chà）控製在0.05mm的（de）範圍內；起刀點同樣（yàng）需要進行計算，主要根據升速段和減（jiǎn）速段的距離、轉程、導程進行計算。一般情況下，升速段（duàn）和減速段最小值的計算公式為：L1=Nl/400；L2=Nl/1800。在計算（suàn）過程中，轉速的改變會引起升速段（duàn）和減速段值的改（gǎi）變。起刀點的X值由齒頂圓直（zhí）徑加上全（quán）齒高的兩倍再加（jiā）上退刀量所得。除此之外，還需要對粗車起刀點和精車起（qǐ）刀點的具體位置進行確定。

 

軸向直廊蝸杆部分的幾何尺寸及加工中（zhōng）的參數說明，對齒頂圓直徑、倒角等指標進行了設定，滿足了蝸杆的加工條件。

 

使用正確（què）的加工方法

 

直進法，利用直進法加工蝸（wō）杆屬於（yú）三刃切削，這（zhè）種方法比較簡（jiǎn）單，不需要複雜的程序語言，但是其缺點是在加工過程中容易產生紮（zhā）刀的現象，需要特別（bié）注（zhù）意這方麵（miàn）的（de）問題。

 

斜進法，利用斜進法加工蝸杆屬於兩刃切削，其切削抗力可以通過減少切削麵積來降低。這（zhè）種（zhǒng）方法與直進（jìn）法不同，發生紮刀的可能（néng）性（xìng）不高，更加適（shì）應於蝸杆的粗車。G76指令功能是將直（zhí）進法和斜進法（fǎ）相（xiàng）結合，如（rú）果蝸杆的模數較大，經常出現的情況是，在最後一刀直（zhí）進切削後會產生紮刀的現象（xiàng）。

 

左（zuǒ）右切削法，利用（yòng）左右切削法加工蝸杆屬於單刃切削，其背向力並不高，在加工過（guò）程（chéng）中能對紮刀現象進行有效的控製，能完成（chéng）蝸杆粗車和（hé）精車的製作，但是其（qí）缺點（diǎn）是整個（gè）加工過程比較複雜，並且工（gōng）作效率不高。

 

單刃調頭切削法（fǎ），利用單刃調頭切削法進行加工，需要采用雙頂（dǐng）尖裝夾工件，為了避免紮刀現象的出現，主要（yào）利用一（yī）個受（shòu）力，保證刀的切削刃單向切削（xuē），這樣也能保證（zhèng）蝸（wō）杆所加工出來的齒側表麵質量較高，滿足了蝸杆進（jìn）行精加工的條（tiáo）件。需要特別注意二次裝夾後的對刀（dāo）問題，在加（jiā）工過（guò）程中二次裝夾的實現，需要根據一轉信號起始位置確定，可以通過在卡盤上進行劃線定（dìng）位，並對起刀點的位（wèi）置進行修改。

 

合理控製紮（zhā）刀現（xiàn）象的產生

 

紮刀現象（xiàng）一般產生在（zài）吃刀量不變化的狀況下，由於刀具的背吃刀量在切削的（de）過程中增大，所以工件的表（biǎo）麵有刀具的紮入。另外（wài）積屑瘤的產生和工（gōng）藝係統的剛（gāng）性都在一定程度上影響著（zhe）紮刀現象的出現。以下主要闡述（shù）控製紮（zhā）刀現象的方法：

 

1、在選擇加工方（fāng）法的時候需要結合機床的（de）剛性情況，可以對切削麵積進行（háng）降低（dī），從而降（jiàng）低背向力對紮刀現象發生（shēng）的概率。另外積屑瘤也容（róng）易（yì）導致紮刀現象的產生，因此（cǐ）可以對積屑瘤的產生進行控製。

 

2、需要準確選擇刀具的幾何角（jiǎo）度，如果是粗車刀，采（cǎi）用（yòng）正值徑向前角進行操作；如果是精車刀，需要采用的前（qián）角一般較大。在對蝸（wō）杆（gǎn）進行精加工時，采用的車刀是零度的徑向前角，一（yī）旦選擇了正值徑向前角，會造成牙型誤差，另外在精車（chē）換刀時候也容易產（chǎn）生（shēng）對（duì）刀的誤差，因此需要嚴格控製徑向前角的大小，保（bǎo）證誤差在可接受的範圍內。

 

3、在使用粗車的過程中，可以利用轉（zhuǎn）位彈簧刀杆，這對紮刀（dāo）出現的情況能進行降低，可以推廣使用。

 

4、實際加工過程中乳化液、礦物油（yóu）在潤滑效果方麵表現不明顯，我們（men）需要對切削（xuē）液進（jìn）行合理的選擇。在粗車使用時，利用白鉛油或（huò）者紅鉛粉和全係統換耗用油（yóu）的混合劑進行（háng）配製，進行冷卻（què）潤滑。精車利用全係統換耗用油和煤油進行混合配製，能起到提高工件（jiàn）加工表麵質量的作用。

 

5、在切削（xuē）過程中如果受到螺旋升角的影響，一側切削（xuē）刀（dāo）受力彎曲，刀刃會逐漸向遠離工（gōng）件的方向移動，這（zhè）時候容易產生讓刀的現象。因此，可以選擇讓刀一側的刀刃進行蝸杆的加工，能在一定程度上避免紮刀現象（xiàng）的（de）產生。除此（cǐ）之（zhī）外還需要注意，如果在加工蝸杆的過（guò）程（chéng）中由於讓刀而產生徑向振紋，其原因可能是切削刃的工作前（qián）角較小。

 

變換轉速（sù）對切（qiē）削螺紋螺距（jù）誤差的影響

 

一般（bān）數控車床在對螺紋進行加工的過程（chéng）中，如果轉速存在變換，螺紋螺旋線會在軸（zhóu）向產生一定的偏動現象，從而就會形成螺距的誤差。如果轉速的變化在兩級（jí）轉速範圍內，則螺距誤差是一常數，該數值（zhí）可以在加工過程中測量得到。為了避免亂扣現象，需要（yào）通常對起（qǐ）刀點的位置進行（háng）修改[3]。

 

刀具粗精車的（de）換刀問題

 

工件一次安裝需要在數控車床上注意車刀的更換問題，要保（bǎo）證兩把車刀在同一位置上，並在X軸和Z軸上的坐標是相同的。加工時可以使用簡單的對刀方法，當外圓獲得（dé）X軸相對（duì）坐標之後，需要進行對刀處（chù）理，要保證該工件倒角的X值（zhí）是相同的，還需要對第二把刀輸入第一把刀（dāo）Z值的坐標（biāo），進（jìn）行一（yī）定程度的補償。這（zhè）種（zhǒng）對刀的方（fāng）法並不存在（zài）試切（qiē）削程序，但是要保證對（duì）刀的誤差在0.05毫米的範圍內。

 

結語：綜上所述，利用數控車床上加工蝸杆在很多方麵都體現了優勢，不僅不需要工人具有過多的操作技（jì）能，能在數控車床上（shàng）進行車（chē）削大導（dǎo）程蝸杆和螺紋，還能保證數控車床的精（jīng）準度，從而徹底改變（biàn）了傳統蝸杆車刀的習慣，合理控（kòng）製了（le）刀尖角，對切削（xuē）力進行了一定程度的減小，提高了蝸杆的質量和生產效率。