CN113369593A - 一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蜗杆加工方法技术领域，尤其涉及一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，采用了内旋风铣头装置，代替了原有的车削、磨削、滚压的加工方法，使得在加工时工件进行缓慢旋转，这样就可以使能耗大幅度降低，通过内旋风铣头旋转，然后工件匀速的深入内旋风铣头，完成蜗杆的制作，可以节省电能，而且蜗杆的精度等级也有大幅的增加，减少后续精修的工作，大大提高了加工效率。本发明大大缩短加工时间，与传统的普通车床仿形车削相比加工效率大幅提高，精度大幅提高，本发明具有节约能源，提高效率，提高成品精度的优点。

Description

一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法

技术领域

本发明涉及蜗杆加工方法技术领域，尤其涉及一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法。

背景技术

机械加工中心是一种用于机械工程领域的工艺试验仪器，用于各种形状复杂的零件的铣削和镗削。不仅可以保证较高的尺寸精度，还可以保证较高的位置精度。旋风铣在加工过程中需要完成五个加工运动：1.刀盘带动硬质合金成型刀高速旋转(主运动)2.机床主轴带动工件慢速旋转(辅助运动)3. 旋风铣根据工件螺距或导程沿工件轴向运动(进给运动)4.旋风铣径向运动 (切削运动)5.旋风铣在一定角度范围内还有螺旋升角调整的自由度。旋风铣的切削形式分为：内切式和外切式，旋风铣可以加工螺纹，接骨螺钉，丝杠，蜗杆，螺杆类零件。

蜗轮蜗杆结构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。蜗轮蜗杆结构有如下特点：1.可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑；2.两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构；3.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小；4.具有自锁性，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，如在起重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用；5.蜗杆轴向力较大，蜗轮及蜗杆机构常被用于两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。

目前，蜗杆的制造方法有很多种，例如：车削、磨削、滚压等等，车削方法精度低且表面粗糙度差；磨削方法虽能达到高精度，但效率低，制造成本高；滚压方法虽效率高，但制造精度低，这些都是目前加工方法的缺点。

因此需要一种可以解决上述问题的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，本发明大大提高了加工效率和精度，与传统的普通车床仿形车削相比加工效率大幅提高，精度大幅提高，本发明具有节约能源，提高效率，提高成品的精度。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，包括以下步骤：

S1、将原料棒夹装在普通车床中，将原料棒车削出所需要的半成品料棒，车床主轴转速为800-1500转每分钟，吃刀量为0-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟；

S2、将车削好的半成品料棒夹持在加工中心的夹具上，换好相对应的刀头，清理工作台面，对刀，确定工作原点；

S3、半成品料棒的粗加工，采用车削的方式车半成品料棒的外圆以及端面；

S4、主轴缓慢转动，将半成品料棒缓慢深入内旋风铣头中，进行齿形的加工，待到蜗杆齿达到要求长度时，内旋风铣头停止转动，主轴后退并停止转动，工作人员检测相关参数；

S5、主轴提高转速，用开槽刀进行相关槽口的加工；

S6、表面成型处理，主轴进一步提高转速，采用普通成型刀具进行表面的精加工；

S7、主轴停止转动，工作人员松开夹具，取下工件，并换上新的半成品料棒，重复以上步骤。

进一步，所述S3中料棒粗加工采用成型刀具进行车削，主轴转速为 600-2600转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟。

进一步，所述S4中齿形粗磨采用内旋风铣头，料棒缓慢转动，缓慢深入内旋风铣头中，内旋风铣头转动进行料棒的铣削工作，内旋风铣头转速为 500-800转每分钟，吃刀量为0.01毫米每刀-0.1毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为15-25升每分钟。

进一步，所述S5中开槽采用开槽刀具进行车削，主轴转速为600-1500 转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟。

进一步，所述S6中表面成型处理采用成型刀具进行车削，主轴转速为 2500-3000转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.15毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为15-25升每分钟。

进一步，所述S6中表面成型处理的表面粗糙度Ra小于等于0.5。

进一步，所述S4中齿形粗磨的蜗杆轴向齿距偏差fpx≤±7μm，蜗杆齿形误差ff1≤12μm。

本发明的优点在于：本发明提供了一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，采用了内旋风铣头装置，代替了原有的车削、磨削、滚压的加工方法。使用内旋风铣头时，加工中心的主轴就可以进行缓慢的旋转，这样就可以使能耗大幅度降低，还可以是精度有所提高，内旋风铣头旋转，然后工件匀速缓慢的伸入内旋风铣头，进行齿形的加工。使用内旋风铣头装置可以节省电能，而且蜗杆的精度等级也有大幅的增加，减少后续精修的工作，大大提高了加工效率。本发明大大缩短加工时间，与传统的普通车床仿形车削相比加工效率大幅提高，精度大幅提高，本发明具有节约能源，提高效率，提高成品精度的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

被加工工件如：mn＝0.8；蜗杆头数1；法向压力角11°45′；螺旋升角 7°35′3″；右旋；材料40Cr；直径7.85；蜗杆有效长度120mm。

现在车床上下圆钢料，长度为150mm，然后移至数控铣床上，用夹具夹紧。将内旋风铣头固定在操作台面上。然后使工件旋转进行料棒表面处理，车到直径为8mm的料棒，此时主轴转速为800转每分钟，切削液为15升每分钟，吃刀量为0.3mm每刀。然后主轴缓慢旋转，转速为1转每分钟，使得内旋风铣头开始旋转成形铣刀高速回转铣削时的切削线速度为150米/分，成形铣刀1每刀刃切削量是0.07mm/齿，内旋风铣头转速700转/分。最后形成蜗杆齿面，最后可根据生产要求精加工齿面，然后进行切槽加工，蜗杆从内旋风铣头中退出，主轴开始旋转，然后通过开槽刀具进行槽口的加工，此步骤的主轴转速为500转每分钟，加工完毕后进行尺寸测量，使得蜗杆表面糙度 Ra小于等于0.4，蜗杆轴向齿距偏差fpx≤±6μm，蜗杆齿形误差ff1≤11 μm，各项参数合格后，取下完成工件，进行下一件的加工。

实施例2：

被加工工件如：mn＝0.8；蜗杆头数1；法向压力角12°45′；螺旋升角 8°35′3″；右旋；材料Q235A；直径9；蜗杆有效长度130mm。

现在车床上下圆钢料，长度为160mm，然后移至数控铣床上，用夹具夹紧。将内旋风铣头固定在操作台面上。然后使工件旋转进行料棒表面处理，车到直径为9.2mm的料棒，此时主轴转速为900转每分钟，切削液为25升每分钟，吃刀量为0.4mm每刀。然后主轴缓慢旋转，转速为1.5转每分钟，使得内旋风铣头开始旋转成形铣刀高速回转铣削时的切削线速度为160米/分，成形铣刀1每刀刃切削量是0.08mm/齿，内旋风铣头转速800转/分。最后形成蜗杆齿面，最后可根据生产要求精加工齿面，然后进行切槽加工，蜗杆从内旋风铣头中退出，主轴开始旋转，然后通过开槽刀具进行槽口的加工，此步骤的主轴转速为450转每分钟，加工完毕后进行尺寸测量，使得蜗杆表面糙度Ra小于等于0.45，蜗杆轴向齿距偏差fpx≤±6.5μm，蜗杆齿形误差 ff1≤11.5μm，各项参数合格后，取下完成工件，进行下一件的加工。

实施例3：

被加工工件如：mn＝0.8；蜗杆头数1；法向压力角15°45′；螺旋升角 6°35′3″；右旋；材料Q235A；直径9.5；蜗杆有效长度130mm。

现在车床上下圆钢料，长度为160mm，然后移至数控铣床上，用夹具夹紧。将内旋风铣头固定在操作台面上。然后使工件旋转进行料棒表面处理，车到直径为9.7mm的料棒，此时主轴转速为950转每分钟，切削液为25升每分钟，吃刀量为0.42mm每刀。然后主轴缓慢旋转，转速为1.5转每分钟，使得内旋风铣头开始旋转成形铣刀高速回转铣削时的切削线速度为160米/分，成形铣刀1每刀刃切削量是0.08mm/齿，内旋风铣头转速800转/分。最后形成蜗杆齿面，最后可根据生产要求精加工齿面，然后进行切槽加工，蜗杆从内旋风铣头中退出，主轴开始旋转，然后通过开槽刀具进行槽口的加工，此步骤的主轴转速为450转每分钟，加工完毕后进行尺寸测量，使得蜗杆表面糙度Ra小于等于0.46，蜗杆轴向齿距偏差fpx≤±6.6μm，蜗杆齿形误差 ff1≤10.5μm，各项参数合格后，取下完成工件，进行下一件的加工。

采用该方法进行工件的加工可以有效节省电能，并且大幅提高加工的精度，通过下表得以表明：

通过相关数据得出，采用了内旋风铣头装置，代替了原有的车削、磨削、滚压的普通加工方法可以使能耗大幅度降低，时间越久节省的能耗越多，还可以使精度大幅提高，如果使用环境要求不高，就完全可以直接使用而不必精修，减少后续精修的工作，大大提高了加工效率。使用该方法可以降低生产成本，提高产品质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将原料棒夹装在普通车床中，将原料棒车削出所需要的半成品料棒，车床主轴转速为800-1500转每分钟，吃刀量为0-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟；

S2、将车削好的半成品料棒夹持在加工中心的夹具上，换好相对应的刀头，清理工作台面，对刀，确定工作原点；

S3、半成品料棒的粗加工，采用车削的方式车半成品料棒的外圆以及端面；

S4、主轴缓慢转动，将半成品料棒缓慢深入内旋风铣头中，进行齿形的加工，待到蜗杆齿达到要求长度时，内旋风铣头停止转动，主轴后退并停止转动，工作人员检测相关参数；

S5、主轴提高转速，用开槽刀进行相关槽口的加工；

S6、表面成型处理，主轴进一步提高转速，采用普通成型刀具进行表面的精加工；

S7、主轴停止转动，工作人员松开夹具，取下工件，并换上新的半成品料棒，重复以上步骤。

2.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S3中料棒粗加工采用成型刀具进行车削，主轴转速为600-2600转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟。

3.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S4中齿形粗磨采用内旋风铣头，料棒缓慢转动，缓慢深入内旋风铣头中，内旋风铣头转动进行料棒的铣削工作，内旋风铣头转速为500-800转每分钟，吃刀量为0.01毫米每刀-0.1毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为15-25升每分钟。

4.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S5中开槽采用开槽刀具进行车削，主轴转速为600-1500转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.5毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为10-15升每分钟。

5.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S6中表面成型处理采用成型刀具进行车削，主轴转速为2500-3000转每分钟，吃刀量为0.1毫米每刀-0.15毫米每刀，打开切削液喷射装置，切削液流量为15-25升每分钟。

6.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S6中表面成型处理的表面粗糙度Ra小于等于0.5。

7.根据权利要求1所述的一种减速机圆弧齿蜗杆高效粗加工方法，其特征在于：所述S4中齿形粗磨的蜗杆轴向齿距偏差fpx≤±7μm，蜗杆齿形误差ff1≤12μm。

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