解析變齒厚蝸桿的數(shù)控車加工技術(shù)

魯國軍

寧波技師學(xué)院機(jī)械系，浙江寧波 315020

對變齒厚蝸桿有一定了解的人都知道，它的加工工藝復(fù)雜異常，當(dāng)下對變齒厚蝸桿的加工主要采用的是通過掛輪車的方法進(jìn)行，這需要規(guī)模龐大計(jì)算總量，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行制作掛輪等工作，這些工作大大延長了加工周期，加工效率也不是很高，這嚴(yán)重限制了變齒厚蝸桿的生產(chǎn)，這就要求我們必須對變齒厚蝸桿的加工技術(shù)進(jìn)行大幅度改良，這將有利于加工工期的縮短，讓變齒厚蝸桿的加工工藝更加趨于合理性、經(jīng)濟(jì)性，提升加工精度。

1 變齒厚蝸桿的優(yōu)勢

在大多數(shù)機(jī)械產(chǎn)品的減速機(jī)制中，蝸桿是其重要的組成部分，它可以有效保障機(jī)械的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，此外，蝸桿可以讓機(jī)械產(chǎn)品產(chǎn)生巨大的傳動力，使得機(jī)械產(chǎn)品中的蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)更加緊密，大幅度增加其承載力，進(jìn)而讓蝸桿渦輪機(jī)構(gòu)的傳動趨于平穩(wěn)，而變齒厚蝸桿就是蝸桿的其中一種類型，在機(jī)械進(jìn)行常規(guī)工作的過程中，變齒厚蝸桿會根據(jù)導(dǎo)程的差異，其厚度也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，我們知道，機(jī)械在正常工作時(shí)，會因?yàn)槭艿讲煌潭鹊哪p致使增加傳動間隙，在這個(gè)時(shí)候，僅僅適當(dāng)調(diào)整蝸桿的軸向位置，便可以很大程度上提高蝸桿的轉(zhuǎn)動幅度，以此來提高其精度，在以前，這是不可想象的，一旦發(fā)生問題就必須對蝸桿和渦輪進(jìn)行更換，既麻煩又不經(jīng)濟(jì)，采用變齒厚蝸桿后，人們發(fā)現(xiàn)這類蝸桿不僅操作方便、經(jīng)濟(jì)適用，更加能夠滿足相關(guān)的技術(shù)要求，可謂一舉多得。

2 加工蝸桿的技術(shù)要領(lǐng)

在數(shù)控車床出現(xiàn)以前，加工蝸桿多采用車削加工的辦法，當(dāng)時(shí)采用的車床還是普通車床，很多道工序基本上都是采用手工的方式進(jìn)行，這在無形中增大了勞動的力度和強(qiáng)度，而且普通車床會受到眾多參數(shù)的制約，導(dǎo)致一些蝸桿得不到加工，這種狀況一直持續(xù)到數(shù)控車床的出現(xiàn)，相比于普通車床，數(shù)控車床具有諸多優(yōu)勢，它對蝸桿加工的精度被提升到了一個(gè)較高的層次，大幅度減輕了手工作業(yè)的勞動強(qiáng)度，而數(shù)控機(jī)床在加工蝸桿時(shí)，程序都是事先被設(shè)定好的，全部自動化、機(jī)械化，提高了蝸桿精度，提升了從產(chǎn)品的合格率，然而我們也必須面對數(shù)控機(jī)床所需要解決的一些問題，譬如在數(shù)控機(jī)床對蝸桿進(jìn)行加工的過程中，由于刀所承受的力度過大，極易發(fā)生斷裂現(xiàn)象，而隨著機(jī)器的磨損，機(jī)床齒面的粗糙程度也會加大，所以大規(guī)模的蝸桿加工基本上很難進(jìn)行，所以在數(shù)控機(jī)床的工作工程中要對諸多問題給予充分的考慮。

變齒厚蝸桿的齒厚會沿著軸變薄或者變厚，而其齒間寬度也會發(fā)生相應(yīng)的形狀變化，當(dāng)這個(gè)齒間寬度被減小到某一點(diǎn)的時(shí)候，蝸桿牙槽的兩側(cè)刀面將會與側(cè)方相互影響，嚴(yán)重時(shí)會讓變齒厚蝸桿的加工工作無法繼續(xù)進(jìn)行，需要強(qiáng)調(diào)的是，齒根的齒間寬度必須嚴(yán)格大于2mm，要知道這對于變齒厚蝸桿來說可以發(fā)揮巨大的作用，根據(jù)理論公式：

我們不難看出，當(dāng)齒間寬度一旦小于2mm 時(shí)，就必須對相應(yīng)的設(shè)計(jì)變更改良，讓齒間寬度增加，而在實(shí)際操作中，在很多時(shí)候進(jìn)行變更十分困難，這時(shí)候就應(yīng)當(dāng)早蝸桿齒間寬度小于2mm 的地方撤出規(guī)定寬度的刀槽，使厚齒處的高度在一定程度上減少，而齒間吻合的現(xiàn)象我們可以對其忽略，此外，蝸桿根圓間的寬度也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格保持在大于2mm 的范圍之內(nèi)，加工的操作人員需要根據(jù)變齒厚蝸桿的的具體參數(shù)制定其相應(yīng)的加工方式。

下面讓我們初步了解一下車削方法，在對變齒厚蝸桿進(jìn)行車削過程中，不論是精車還是粗車，操作人員都需要依據(jù)兩側(cè)的導(dǎo)程對掛輪齒的數(shù)量進(jìn)行精確的推算，合理調(diào)整機(jī)床，對其采取加工作業(yè)，車削方法還適用于其他的一些基本操作。

3 數(shù)控車加工技術(shù)的改良方法

首先，讓我們探討一下在改進(jìn)過程中所需要注意的相關(guān)事宜，因?yàn)樽凖X厚蝸桿的兩側(cè)導(dǎo)程基本一致，在進(jìn)行誤差分析的過程中，必須要將誤差降到最低，以控制在允許的范圍，而對于車刀刀尖的寬度必須要嚴(yán)格進(jìn)行控制，最基本的要求是小于螺紋齒軸向齒間的寬度，避免出現(xiàn)干涉情況。在改進(jìn)刀桿的過程中，通常情況下應(yīng)當(dāng)選一些可以轉(zhuǎn)動的刀桿，進(jìn)而減少切削過程中產(chǎn)生的振動效果，普遍認(rèn)為，彈簧刀桿是最佳選擇，這是因?yàn)閺椈傻稐U具有非常低的剛度，一旦切削的力度被加大時(shí)，刀具就會發(fā)生位置的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而切削的力度會被不同程度的削減，振動也會隨之被吸收，最終起到消除振動的功能，選擇彈簧刀刀桿的另一個(gè)重要原因就在于因?yàn)槠鋭偠鹊停陨淼恼駝宇l率相對于其他種類的刀桿也非常低。

下面讓我們簡要探究一下對精車刀的改良，影響齒厚度的重要元素包括精車刀具的雙刃以及前角，操作人員需要嚴(yán)格將齒形角控制在20 度左右，前側(cè)刀刃與雙側(cè)刀刃必須保持平直狀態(tài)，確保齒形角尺寸精確的同時(shí)，更要保證刀口的鋒利程度，對前側(cè)刀表面的粗糙程度進(jìn)行嚴(yán)格控制，在雙側(cè)打磨出深度在1 毫米左右的溝型凹槽，精車刀的后角需要根據(jù)螺紋角度適時(shí)地發(fā)生改變，利用油石對刀刃的表面進(jìn)行拋光作業(yè)，嚴(yán)格將其粗糙程度控制在0.7 左右，更要保證其鋒利的程度，要優(yōu)先進(jìn)行雙側(cè)的切削作業(yè)，之后對頂部進(jìn)行切削，當(dāng)這三個(gè)表面切削作業(yè)完成以后，僅僅需要簡單的工序就完全可以達(dá)到很高的精度，進(jìn)而讓其工作效率得到大幅度提高。此外，我們對于傳統(tǒng)的切削方法也必須進(jìn)行相應(yīng)的改良工作，在對變齒厚蝸桿的后期加工工序進(jìn)行時(shí)，相應(yīng)的切削辦法必須加以改良，在發(fā)揮傳統(tǒng)左右切削法優(yōu)勢的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，如需必要，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)，并對試驗(yàn)結(jié)果加以準(zhǔn)確分析，進(jìn)而達(dá)到切身不變的根本目的，這樣便可以使切削的面積不斷加大，最大限度地提高了工作效率。

談完了精車刀，自然就要提到對粗車刀的改進(jìn)辦法，目前的變齒厚蝸桿的刀尖材質(zhì)多數(shù)為白鋼，要想降低夾刀現(xiàn)象的發(fā)生率，就必須要嚴(yán)格控制刀尖的寬度，使之相對于底槽寬度略小，操作人員在估算出刀尖的寬度以后，應(yīng)當(dāng)用砂輪對其進(jìn)行打磨作業(yè)，使刀刃呈現(xiàn)出圓弧形狀，這個(gè)圓弧的弧度如果越大，就能使之耐用性能增強(qiáng)，同時(shí)說明其散熱的性能非常好，與精車刀相似，其刀面的粗糙程度也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格被控制在哦0.7 左右，這也是為了提高刀頭的耐磨性能。

4 結(jié)論

通過本文的深入闡述，在運(yùn)用變齒厚蝸桿的數(shù)控車加工技術(shù)過程當(dāng)中，對其工藝進(jìn)行深度改良，可以有效提高加工作業(yè)的質(zhì)量和效率，操作人員應(yīng)當(dāng)對變齒厚蝸桿的參數(shù)和精度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，在發(fā)揮傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢的前提下，對數(shù)控車床加工變齒厚蝸桿技術(shù)進(jìn)行持續(xù)性的創(chuàng)新和改良，全面體現(xiàn)出加工技術(shù)的高效性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性。

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