普通车床上高效、高质量蜗杆加工法

学术论文 2018-07-11 09:41:48
  普通车床在进行蜗杆加工和切削的时候,因为切削力度大、零件形状的特殊影响,其加工极容易出现扎刀、振动以及车削困难的现象,其轻者影响到工件表面的精度,严重的时候甚至会造成刀具断裂,给企业整体经济效益造成影响。为此,我们在有必要在这里就普通车床上的蜗杆加工方法进行分析,旨在为同行工作提供参考。 
  1 刀具受力分析 
  近年来,随着机械制造产业的飞速发展,连续高精度传动体系在现代机械生产中大量的使用,双导程蜗杆便是这类机械生产中最常见的一种,它以传动精度高、齿合间隙小的优势被各行业广泛采用。但是由于蜗杆导程过大,基准齿度导程不相符的特点,使其在加工中经常会产生意料之外的故障,就这些故障分析,大多都是因为刀具受力不合理而产生的。 
  在车削蜗杆的时候,由于车削模数的螺纹较小,因此在加工的时候通常都是以车削法为主进行的;而在车削那些螺纹较大的模具的时候,为了减少车削的拉力,通常都是以左右切削法进行加工。在车削螺纹的时候,床体是一个可以移动的操作台,它利用长丝杆的原理将螺母有机分开,利用长丝杆轴承间隙来控制蜗杆的加工间距和尺寸。在加工的时候,当左右切削刀具运行受力发生变化时,主干的切削主要是采用右侧主刀进行切削,这个时候刀具所承受的力度可以用P来表示,并且利用有关物理原理将P分解成为Px和径向分力两个部分,其中轴向的分力也就是Px的力度是通过刀具传递给主轴,并经过主轴在传递给床体,从而推动床体向着具有间隙的一侧猛烈的运动,让刀具在这种猛烈运动中发出切削力。但是需要注意的是,在这种情况下,必须要重视刀具的安装稳定性,一旦刀具安装稳定性出现误差,那么整个工件表面必然会呈现出波纹状,甚至是造成刀具断裂。但是如果在这个时候采用左侧的刀具进行切削,那么将避免这一问题的发生。在使用左侧刀具进行切削的时候,刀具所承受的轴向分力与右侧刀具承受的轴向分力刚好相反,从而消除了间隙运动所带来的振动。 
  在普通车床加工蜗杆的时候,切断之后中间的滑板随之发生移动,通过滑板丝杆带动固定夹具和螺母进行移动,在这个时候丝杆和螺母之间存在一定的轴向间隙。而在普通车床切割的时候,刀具刀面需要承受工件带来的反作用力,这些作用力包含了切割反震力、刀具摩擦力。一般来说,在切割的时候刀具反震力和摩擦力都会被忽略,并且将这些力度分解成为各种横向和径向的巧分力。 
  这种问题的解决方法主要是利用车削模数较大螺纹的蜗杆时,除了需要调整好车床的各种基础参数之外,还需要调整车床床体及夹具之间的间隙,将间隙控制在最小状态,一次增加移动的摩擦力,减少因为摩擦力而引起的床体动荡,以增加机床的平稳性,提高加工工件的质量和精度。同时,为了更好的提升加工效率,需要及时的调整夹具螺母的松紧,但需要注意的是不可将螺母固定的太松,房子因为车削车刀位移而产生摩擦,进而造成刀具断裂。 
  综上所述,在普通车床上加工蜗杆都具备着一个共同点,就是车削螺纹的时候所承担的轴向分力包含了Px和切断时所产生的反震力、摩擦力,这些力度和刀具的运动方向一致,都具备着间隙性,从而使得这两种不同的力度和刀具正常移动方向相符。但是我们还需要注意的是,在操作的过程中必须要小心谨慎,避免不必要的经济损失。注意刀具的刃磨和装夹,认真调好机床各部位之间的间隙,在保证机床各部位运动自如的情况下,尽量使间隙最小。 
  2 加工方法的选择 
  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。展成车削法是工人师傅在实际生产中总结出的一种高效车削蜗杆方法,下面介绍这种先进、高效加工方法。 
  在用普通车床进行蜗杆的加工时,为了保证蜗杆加工的效率和质量,合理选择刀具以及切削参数尤为必要。在加工的过程中,整个加工过程包括粗车、半精车和精车,对应使用的刀具包括:粗车刀、半精车刀和精车刀三种。其中,粗车刀主要是去除材料中大量的加工余量,所以采用rr5合金车刀,削角为60°,纵向前角为:+5°~+8°,主后角大小为±3°。在选择刀具的过程中,要注意到该刀具的主后角较小,刀尖处的可以有效的增加刀具的强度,在大进给切削的过程中可以有效的提高切削效率。通常,这种蜗杆粗车刀一般都采用刀尖夹角较小的齿形角,通常小于工件的二倍这时,刀具的主要特点是因为刀尖角较小,导致刀具强度迅速下降。所以,在这种情况下都会采用较小的背吃刀量以及赶刀量,通常情况下背吃刀量会在0.25mm以下。 
  3 蜗杆加工过程中的分头 
  在加工蜗杆的过程中,一个重要的操作方式就是要对蜗杆进行分头,主要的方法包括:①轴向分头方法;②圆周分头方法。这里主要对在普通车床上采用轴向分头的方法(小拖板分头方法行论述。当将蜗杆的第一条螺旋槽粗车完成之后,使用小拖板使车道移动一个齿距,进行第二次粗车加工。在粗车的过程中,应该尽量使得左、右面赶刀操作保持对中性,确保两侧赶刀量相等。当进行分头操作时,小拖板的赶刀量应该根据上一次螺旋槽的赶刀量进行确定,这样才能保证刀具在齿距之间相同的位置进行加工,保证了加工精度。而在进行半精车加工时,应该首先将齿加工至对应的尺寸,之后在对齿形角进行修正加工。尤其是在加工第一个槽时,需要注意对槽宽进行测量,或者是对中径尺寸进行测量,留下0.2-0.3mm的精加工余量。在进行精加工时,可以选择其中任意一侧齿面车出,然后分度到同一侧齿面进行车削在完成其中一侧齿面的加工之后,才能对另一侧的齿面进行加工,也就是说不能在车削左齿匾时对右齿面进行车削。只有这样才能使得分头的误差最低,便于蜗杆加工精度的提高。 
  结束语 
  本文通过对普通车床进行蜗杆加工的各个环节做了简单的分析,指明了在加工中需要注意的各种事项,对提高普通车床加工蜗杆的效率和精度有一定的参考意义。 
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