論四頭雙導(dǎo)程蝸桿車削掛輪的選配

梁宗斌

摘要：雙導(dǎo)程蝸桿左右兩側(cè)面具有不同的模數(shù)，但同一側(cè)齒距則是相等的，蝸桿的齒厚從一端到另一端均勻地逐漸增厚或減薄，蝸桿的齒厚是變化的，具有改變嚙合側(cè)隙的特點，這樣就可以調(diào)整蝸輪蝸桿的間隙達(dá)到最佳狀態(tài)，能夠始終保持正確的嚙合關(guān)系。根據(jù)四頭雙導(dǎo)程蝸桿的導(dǎo)程，較一般單頭蝸桿導(dǎo)程偏長的特點，在普通臥式車床上車削時，由于車床走刀箱名牌上規(guī)定數(shù)據(jù)車削范圍有限，絲杠螺距輸出進(jìn)給量/mm/r不能滿足四頭雙導(dǎo)程蝸桿的要求，臥式車床上的掛輪因齒數(shù)受限，掛輪的選配遇到了意想不到的困難。為此借助通過變換手柄的配合方式，解決了掛輪難的問題。

關(guān)鍵詞：蝸桿；導(dǎo)程；速比值；掛輪

中圖分類號：TB文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.22.0100

1前言

在無走刀箱普通車床上不管車削的是螺紋還是蝸桿，一般是要根據(jù)設(shè)備的長絲桿螺距和工件螺距或者是導(dǎo)程計算出掛輪，通過搭配掛輪，實現(xiàn)螺紋或者蝸桿的車削。而在有走刀箱的車床上車削螺紋或蝸桿時，則必須要根據(jù)工件的螺距或?qū)С?，按照設(shè)備銘牌上給出的規(guī)定數(shù)據(jù)，通過變換主軸箱上手柄的位置找出適宜的速比值，并與搭配相應(yīng)的掛輪組相配合的方式，才可進(jìn)行車削。而本人所操作的車床和所加工四頭雙導(dǎo)程蝸桿的工件，正是屬于上述的后一類，由于工件的導(dǎo)程較一般單頭蝸桿導(dǎo)程偏長，再加上剛開始，按無走刀箱車床方式計算所選出的掛輪，掛輪時總是發(fā)生干涉現(xiàn)象；即使掛上掛輪，刀架移動的導(dǎo)程又不對。在面臨無相應(yīng)的資料可供參考情況下，本人在實踐中，根據(jù)所學(xué)的傳動原理，針對存在的問題，進(jìn)行了不斷觀察、思考、摸索、總結(jié)和改進(jìn)，首先采用變換主軸箱手柄，找出了適宜的速比值，然后通過相應(yīng)掛輪的搭配。解決了這一難題。

2論文主體

四頭雙導(dǎo)程蝸桿是YB6016花鍵軸銑床的一根飛輪蝸桿，該蝸桿，精度要求較高，有四個頭，左、右兩導(dǎo)程不一樣， 而且導(dǎo)程較一般單頭蝸桿導(dǎo)程偏長，已成為影響加工前掛輪調(diào)整能否順利進(jìn)行，乃至蝸桿部分能否順利加工的主要因素之一。

3圖樣和技術(shù)要求及工藝分析

3.1圖樣和技術(shù)要求分析

從零件圖中可以看出，該零件尺寸Φ25+0.007-0.007、Φ350-0.05和Φ30+0.017-0.062三處處于軸承裝配部位，尺寸Φ32+0.008-0.002、Φ220-0.014兩處處于皮帶輪和齒輪安裝處因而尺寸精度，表面粗糙度均為Ra16要求較高。蝸桿部分齒形為阿基米德型蝸桿，平均模數(shù)49mm，線數(shù)為4，模數(shù)差01mm，左旋，蝸桿軸向移動1毫米齒厚增量為0041，平均升角21°24′，右側(cè)升角21°48′，左側(cè)升角21°，平均節(jié)距15394mm，右節(jié)距為15708，左節(jié)距為15079mm。

3.2工藝分析

（1）通過對該零件的分析，由于該部件的材料為40Cr，其加工工藝應(yīng)按下列流程安排，即：下料→鍛造→退火（正火）→粗車→調(diào)質(zhì)→半精車→精車→表面淬火→粗磨→精磨。

（2）定位基準(zhǔn)的選擇，根據(jù)該部件為軸類零件，粗車先使用三爪卡盤裝夾，以外圓為粗基準(zhǔn)進(jìn)行車削，當(dāng)車好一端，并打好中心孔后，加工另一半時，便可采用一夾一頂?shù)姆绞竭M(jìn)行另一半的粗加工。半精和精加工時，修磨好中心孔，再以兩中心孔為基準(zhǔn)，使用雞心夾夾緊進(jìn)行車削，粗磨合精磨時，在修磨好中心孔后，仍用兩中心孔為基準(zhǔn)，采用兩頂尖一雞心夾的方式進(jìn)行磨銷加工。

（3）蝸桿部位的車削加工分析：該蝸桿，精度要求較高，有四個頭，左、右兩導(dǎo)程不一樣， 導(dǎo)程較一般單頭蝸桿導(dǎo)程偏長。在有走刀箱的車床上車削，而按有參考資料的無走刀箱車床，進(jìn)行計算和調(diào)配掛輪的方式，計算出的速比值偏大，選配出的掛輪，非常不合理，而且發(fā)生干涉的頻率極高。成為能否順利調(diào)機和加工的主要因素。

4對策

通過計算，該零件的四線蝸桿部分，平均導(dǎo)程為15394*4=61576mm，右導(dǎo)程為15708mm*4=62832mm，左導(dǎo)程為15079*4=60316mm。由于蝸桿加工是在型號為CD6140A普通車床上加工的，屬于有走刀箱車床，其傳動系統(tǒng)圖如圖2所示。

遵循加工螺紋、蝸桿的要求，當(dāng)工件轉(zhuǎn)一周后，車刀必須移動一個工件螺距，由于工件的螺距或?qū)С淌歉鶕?jù)加工需要經(jīng)常改變的，而車床的絲桿螺距是固定不變的。當(dāng)使用有走刀箱車床車削螺紋、蝸桿時，如果由于車床銘牌上給出的螺距或?qū)С?，沒有相同或相近的數(shù)據(jù)，可供通過搬動手柄的方式進(jìn)行選擇，這就必然要采用搬動手柄與掛輪相結(jié)合的方式，來實現(xiàn)車刀車削螺紋、蝸桿，刀架移動工件所需要螺距或?qū)С?。從傳動原理上，可以得出。車刀所移動的距離應(yīng)等于絲桿的轉(zhuǎn)數(shù)與絲桿螺距的乘積，同時車刀所移動的距離也必須等于工件的轉(zhuǎn)數(shù)與工件的螺距的乘積。故可以得出以下結(jié)論：

n工p工=n絲p絲其速比為t=n絲n工=p工p絲=Z1Z2

由于所加工的蝸桿導(dǎo)程較長，根據(jù)上述原理和計算方式，盡量減少速比值，才有利于設(shè)備調(diào)整時，掛輪的搭配。則：先按照車床上的銘牌，選擇將手柄搬至主軸每轉(zhuǎn)一周，車刀移動一個長度為12mm螺距的手柄位置，即，將系列手柄按f，K，D，V，A3，B3分別搬入到位。由于CD6140A車床的長絲桿螺距也是12mm，在原設(shè)備配掛的掛輪不改變的情況下，加工時車刀移動的節(jié)距長度應(yīng)為12mm。故，將原有的掛輪箱的掛輪需按傳動原理重新計算其速比值，由于原速比值為1/2。故，當(dāng)車削平均導(dǎo)程為615765mm的新平均速比值為：

ι=P工2P絲=Zπm2P絲=61576mm2*12mm=256566=Z1Z2×Z3Z4=12745×5055

由計算結(jié)果可以看出，所選出的掛輪齒數(shù)結(jié)果是Z1+Z2>Z3+15，Z3+Z4>Z2+15符合掛輪的搭配原則。

5應(yīng)用實施

根據(jù)雙導(dǎo)程蝸桿左、右導(dǎo)程長度不同的特性，其速比值也不相同，必須分別計算。按以上所述的速比值計算方法，即：

已知：P工Z左=60316mm，P工Z右=62832mm

ι左=P工Z左2P絲=Zπm2P絲=60316mm2*12mm=25131676

取 Z1Z2×Z3Z4=7453×5430≈25131676

∴74+53>54+15，54+30>53+15符合掛輪的搭配原則，則

ι左（實際）=Z1Z2×Z3Z4=7453×5430=25132075

ι右=P工Z右2P絲=Zπm2P絲=62832mm2*12mm=2618

取Z1Z2×Z3Z4=9458×8452≈2618

∴94+58>84+15，84+52>58+15符合掛輪的搭配原則，則

ι右（實際）=Z1Z2×Z3Z4=9458×8452=2618037

根據(jù)計算后所得出的交換掛輪齒數(shù)及實際速比值，核算出實際加工出的導(dǎo)程值與圖樣要求得導(dǎo)程值的差異，是否能滿足圖樣要求的精度。

誤差分別為：

左導(dǎo)程速比值誤差為25132075-25131676=00000399

其左導(dǎo)程值誤差為

p工左（實際）=7453×5430×24=6031698

△p工Z左=p工左（實際）-P工Z左=6031698-60316=000098

右導(dǎo)程速比值誤差為2618037-22618=0000037

其右導(dǎo)程值誤差為

p工右（實際）=9458×8452×24=6283289

△p工Z右=p工右（實際）-P工Z右=6283289-62832=000089

誤差滿足加工精度要求。

6體會

通過四頭雙導(dǎo)程蝸桿導(dǎo)程車削時，掛輪的調(diào)整過程中，在缺乏相同設(shè)備參考資料的條件下，終于找到了在所使用的有走刀箱的普通車床上，面對通過搬動手柄，卻無法直接在給出的銘牌上找到相同或相近的導(dǎo)程值的情況下，采取嘗試性地深入探究，找到了一種采用掛輪與手柄搬動搭配的新方法和計算新模式，實現(xiàn)了蝸桿車削地目的，擴展了在普通有走刀箱車床車削不同導(dǎo)程蝸桿或螺紋的范疇，成了柳工的第一例。它極大增強了我在今后工作和生活中，不斷豐富自身理論知識，提高自身技術(shù)水平的決心。不怕困難，敢于面對和挑戰(zhàn)不斷出現(xiàn)的新問題、新難題的勇氣和信心。技師的工作是一個具有挑戰(zhàn)性的工作，特別需要進(jìn)行規(guī)律性和竅門性方面的探索，是智慧與技巧相兼容，皆具備的一種職業(yè)?！奥仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。面對這么一個理論與技能并重，知識與經(jīng)驗需要長期探索和積累，內(nèi)容豐富的工作，使我感到了生活的充實。也激起了我挑戰(zhàn)自我的熱情，而難題的攻克則使我體會到成功的喜悅，同時也在此過程中實現(xiàn)了自我人生的價值。我非常珍惜這一具有挑戰(zhàn)性的工作，愿做一個永不服輸?shù)奶剿髡摺?/p>

在本論文完成之際，向所有幫助過我的老師、工友們表示衷心的感謝！特別要感謝指導(dǎo)老師羅國榮老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，羅國榮老師傾注了大量的心血和汗水。從開題報告的修改、論文的架構(gòu)擬定到最終定稿，他給予了殷切的指導(dǎo)，提出了許多寶貴的意見。無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，都得到了羅國榮老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我受益匪淺，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。由于理論知識水平比較有限，論文中的有些方式、方法的闡述難免有疏漏和不足的地方，懇請老師和專家們斧正。

參考文獻(xiàn)

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