普通车床加工蜗杆的方法

如今伴随着数控车削工艺的盛行，操作起来更加方便，操作效率更高，节省劳动力，但在精车时也有一定的难度，且对刀也没有专用车床快捷，且相较于专用车床其操作性也较差，同时还存在一些不可预见性的问题，使得操作起来非常困难且很难控制，故始终无法完全取代普通车床加工，该文结合蜗杆的结构特点，通过对车削蜗杆加工的技术难点进行分析，并结合大模数蜗杆和多线蜗杆的加工技巧分析，旨在探讨保证蜗杆质量的同时，提高车削速度和技术的方法。
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　　关键词：普通车床 车削蜗杆 加工技巧
　　中图分类号：fG511 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0135-01
　　在对蜗杆进行车削加工时，由于线数相对较多且模数相对较大，所以在加工的时候会遇到很多的困难，多线和大模数的蜗杆的mx通常保持在3 mm以上，若需要进行大切削深度或大走刀的强力切削，势必对夹具、机床或操作技术都提出了非常高的要求，且切削时掌握起来也非常难[1]。鉴于此，本文重点对大模数蜗杆和多线蜗杆的车削技巧以及工艺重难点进行探讨，分析通过有效措施，在保证质量的同时能够大大提高车削技术和操作效率。
　　1 车削蜗杆的技术难点
　　1.1 螺旋升角对车刀侧刃后角的影响
　　在车削蜗杆加工的过程中，由于螺旋升角的问题，故非常左右切削的基面和平面位置，使得在进行车刀操作时其前后角与静止时前后脚之间存在较大的误差，如图1。
　　1.2 螺旋升角对车刀两侧前角的影响
　　车削蜗杆加工时，当出现螺旋升角时，使得基面位置因此出现变化，进而导致静止前角与车刀两侧前角的角度数值出现变化，进而导致两者之间出现误差，若车道两侧切削刃均为0 °，那么切削过程就非常容易（如图2）。因蜗杆的牙槽非常深且较宽，故在加工时，往往通过左右分层车削的方式来进行处理，例如：在切削加工中，当工作前角成为负前角，这就加大了切削难度，同时也使得排屑工作受到了较大影响，特别在遇到螺旋升角较大的情况时，该问题更为突出。为了使上述情况得到有效改善，应在刃磨粗车刀时，对车道两侧前角以及排屑进行充分考虑，使切削右侧面的车刀工作前角尽可能趋近于0 °，以便于切削和排屑操作的开展（如图3）。
　　2 车削蜗杆的工艺分析
　　在普通车床上进行车削蜗杆的加工，车床必须保持非常充足的刚性，同时刀具也应以强度适合的为最佳，由于蜗杆牙齿相对来说较深，故保证工件的刚性也非常重要，可通过一端夹一端的方式来进行工件的安装，工件表面则应当采用薄铜片进行包裹，再运用三爪自定心卡盘将其夹紧。而在对刀前则应对中滑板的间歇、床鞍以及小滑板的间歇进行调整，在刃磨车刀时，需注意螺旋升角对车刀角度所造成的影响。刃磨精车刀进行时，需对刃磨两把车刀分别对左右两侧面进行车削，例如：精车右侧面车刀可将其刃磨为20 °前角，而左侧面车刀则可将其刃磨为15 °的前角，这就解决了切削和排屑的难题，同时也可大大提高左右侧面工作前角的一致性，尤其是遇到蜗杆螺旋升角较大的情况时，其给车削加工前后角造成的影响更大，主要是由于车削加工的过程中，螺旋升角使得车刀沿进给方向一侧的后角逐渐变小，故导致另一侧的后角不断变大，要控制该情况，就应当尽可能地控制牙侧和车刀后面受到干涉，使切削开展更加顺利，让车刀沿进给方向一侧的后角加上螺旋升角，与此同时，要保证车刀强度，则应对车刀背着进给方向一侧的后角加上螺旋升角。
　　我们知道在对蜗杆进行加工时，由于切削的深度不同其难度也有所不同，且难度随着深度的深入呈正比发展，同时切削深度越大其切削的量也越大，空间就非常容易被这些残留的切屑堵塞，而此时若切削力突然增加，势必会导致“扎刀”现象的发生[2]。通过分层切削法来进行处理，则完全避开了这一情况，例如：以m3=3 mm的模数，三头蜗杆为例，由于蜗杆牙型的高度达到了6.6 mm，故可将其分为四层来进行加工，第一层深度为2～3 mm；第二册的深度则为1.5～2 mm，第三层则深度则控制在0.5～1mm，第四层为0.5～0.8 mm，若操作者的技术有限，且操作技术不够熟练，则还可适当调整层数，选取以技术相近的加工深度和层数。分段切削则主要是指通过粗车、半精车和精车三大环节来进行蜗杆的加工，例如：将第一层、第二层作为粗车，第三层作为半精车，而第四层则作为精车，再结合不同层，取与之相符的切削用量，使切削的操作效率和加工质量均能够得到有效提高。
　　3 多线蜗杆的车削技巧
　　笔者认为多线蜗杆车削加工技巧主要是车削步骤与分线方法之间的充分协调，并认为分层分段切削法是可大大提高加工效率，降低加工难度，根据前面所提到的按照牙型的高度将其分为基层，再通过逐层处理的方法来开展，在整个蜗杆加工的过程中，分别通过粗车、半精车和精车三大环节来进行加工。粗车多线蜗杆加工的过程中，严禁出现拧紧一个螺旋槽车后，再进行另一个螺旋槽的拧转，主要是由于先将一个螺旋槽拧紧，然后再通过粗、精车去拧紧另一条螺旋槽，这非常容易导致分线精度受到影响，致使工件因此报废，故在粗车时，必须保证全部粗车。在粗车完成后精车开展前，应通过左右切削法和直进法切削法开展一次螺旋槽半精车，这就需要在粗车时，为半精车保留0.3 mm的牙形两侧与槽底的余量，使槽的两侧余量能够保持均匀，而半精车过程中，则需要为精车保留0.3 mm的牙形两侧与槽底的余量，该环节对各线精车时的加工余量非常关键，同时也有助于蜗杆精度的提升。在经过半精车的处理后，蜗杆螺纹基本已初见模型，只要再稍微保留小量的余量为精车所用即可，此时可通过斜进法、直进法、左右进给法相互配合来完成精车处理。在进行多线蜗杆精车处理前，对先精车某一个侧面需要有所选择，在确定先精车哪个侧面之前，首先对牙型进行测量，找出齿顶宽最小的那个，再通过测量找到相对较宽的螺旋槽，将齿顶宽最小且螺旋槽最宽的侧面作为精车的侧面，也就是以余量较小的牙型侧面作为精车的开始。在确定了这个牙型侧面，使其能够满足粗糙度，再对螺距（周节）进行精确移动，通过这种方法可有效避免余量不足的情况出现。

蜗杆通常比较长，而且槽比较深，螺距比较大，所以装夹必须用中心顶来中心定位。1.先加工好整体尺寸。2.调整螺距，并先了解槽宽和槽深。3.车床转速调到最慢，因为转速是跟行进速度直接关联的，把行进和螺杆的转换手柄转到螺杆位置。4.X向大拖把移到起点，使刀具对准起点位置。5.运行车床空走测试，熟悉控制退刀逆转。一切准备就绪就可以开始加工了。Y向进刀不能太多，视你的蜗杆调节切削量。刀具要比槽宽小，槽深到数后调节小拖把来加工到要求的槽宽，并在接近加工数要求的时候用配合件手感测试，以达到最好的配合。