在蝸輪的傳動中,蝸杆是主要的動件(jiàn),現階段的(de)礦山機械和工程機械中蝸杆的應用非常廣泛。數控(kòng)車床應用(yòng)到實際生產中後,蝸杆的生產效率不僅得到了提高,而且加工(gōng)的精度也得到了保障(zhàng)。在數控車床(chuáng)上加工蝸杆存在(zài)一定的難度,需要對加(jiā)工的深度以及切削刀的程度進行準確的掌握,避免在加工過(guò)程中可能出現的紮刀現象。
加工蝸杆(gǎn)工(gōng)藝的分析:
主要加工內容為右旋軸向直廊蝸杆,在對工(gōng)件進行(háng)編程的過程中不需要設置退尾量。蝸杆的右側是起刀點的位(wèi)置,在加工蝸杆過程中,編(biān)程的起(qǐ)點一般設置在工件(jiàn)右端麵。工件材料(liào)一般選(xuǎn)擇為45鋼;刀具材料一般選擇為高速鋼或硬質合金;設置蝸杆的(de)全齒為6.6mm,利用G92命令實現左右切(qiē)削法,以應對背吃刀量較大的情況,從而使加工的可靠性得到保(bǎo)證;在裝夾工件的過程中(zhōng),一般優先選擇一夾一頂或者雙頂夾尖的方式進行裝夾;對於齒根圓直徑的誤差需要控製在0.2mm以內(nèi),而Z軸換刀的誤差需要控(kòng)製在左右趕(gǎn)刀量內,具體為0.1mm,必須滿足工件的公差要求。
在設(shè)計工藝(yì)時,主程(chéng)序需要從起刀點位置進行,另外加工蝸杆的過程中還需要其他子程(chéng)序的調用,整個過程的完整性才能得到保證。一般在粗車完成之後再(zài)進行精車,車床轉速選為10 RPM,加工過程中需要對軸向齒厚精(jīng)度和齒(chǐ)側表麵粗糙度(dù)進行確定。左右切削法粗車完成之後,可以在兩邊(biān)齒側(cè)距離刀刃(rèn)之間看到(dào)趕刀刃的間隙。精車起刀點的確定,可以根據對刀的誤差進行一定程度的調(diào)整,避免空走刀現象的出現。在精加工主程序定位之後,嚴格按照相關圖樣的要求,對(duì)蝸杆的左側麵進(jìn)行加工。如果主(zhǔ)程序需要進行二次定位,要(yào)保(bǎo)證蝸杆齒(chǐ)厚度和右側麵粗糙度的(de)要求(qiú)。另外,添加切削液可在一定程度上(shàng)提高切削加(jiā)工效率(lǜ),改善齒麵加工質量。
相關參數的計算(suàn)
變換轉速時螺距誤差需要進行測量,結合工件表麵的劃痕進行測量(liàng),通常情況需要把測量的誤差控製在0.05mm的(de)範圍內;起刀點同樣需要進行計(jì)算,主要(yào)根(gēn)據升速段和(hé)減速(sù)段的距離、轉程、導程進行計算。一般情況下,升速段和減速段最(zuì)小值的計算公式(shì)為:L1=Nl/400;L2=Nl/1800。在計算過程中,轉速的改變會引起升速(sù)段和減(jiǎn)速段(duàn)值的改變。起刀(dāo)點的X值由齒頂圓直徑加上全(quán)齒高的兩倍再加上退刀量所得。除此之外,還需(xū)要對粗車起刀點和精(jīng)車起刀點的(de)具(jù)體(tǐ)位置進行確定。
軸向(xiàng)直(zhí)廊蝸杆部分的幾何尺(chǐ)寸及加工中的參數說(shuō)明,對齒頂圓直徑、倒角等指標進行了設定,滿足了蝸杆的加工條件。
使用(yòng)正確的加工方(fāng)法
直進法,利用直進法加工蝸杆屬於三刃切削,這種方法比(bǐ)較簡單,不需要(yào)複雜的程序語言,但是其缺點是在加工過程中容易產生紮(zhā)刀的現象,需要(yào)特別注意(yì)這方麵的問題。
斜進法(fǎ),利用斜進法加工蝸杆屬於兩刃切削,其切(qiē)削抗力可以通過減少切(qiē)削麵積來降低。這種方法與直進法不同,發生紮刀的可(kě)能性(xìng)不高,更加適(shì)應(yīng)於蝸杆的粗車。G76指令功能是(shì)將(jiāng)直(zhí)進法和斜進法相結合,如果蝸杆的模數較(jiào)大,經常出現的情況是,在最後一刀直進切削後會產(chǎn)生紮刀的現象。
左右切(qiē)削(xuē)法,利用左右切削法加工蝸(wō)杆屬於單刃切削(xuē),其背向力並不高,在加工過程中能對紮刀現象進行有效的控製,能完成蝸杆粗車(chē)和精車的製作(zuò),但(dàn)是其缺點是整個加工(gōng)過程比較複雜(zá),並且工作效(xiào)率不高。
單刃調頭切削法,利用單刃調頭切削法進行加(jiā)工,需要采用雙頂尖裝夾工件,為了避免(miǎn)紮刀現象的出現,主要利用(yòng)一(yī)個受力,保證刀的切削刃單向切削,這樣也能保證蝸杆所加工出來(lái)的齒側表麵質量較高(gāo),滿足了蝸杆進行精加工的條(tiáo)件。需要特別注意二次裝夾後的對刀(dāo)問題,在加工過程中二次裝夾的實現,需要(yào)根據一轉信(xìn)號起始位置確定,可以通(tōng)過在卡盤上進行劃(huá)線定位,並對起刀點的位置進行修改(gǎi)。
合理控製紮刀(dāo)現象的產生(shēng)
紮刀現象一(yī)般產生在吃刀量不變化的狀況(kuàng)下(xià),由於(yú)刀具的背吃刀量(liàng)在切削(xuē)的過程中增大,所以工件的表(biǎo)麵有刀具的紮入。另外積屑瘤的產生和工藝係統的剛性都在一定程度上影響著紮刀現象的出現。以下(xià)主要闡述控製紮刀現象的方法:
1、在選擇加工方法的時候(hòu)需要結合機床的剛性情況,可以對切削麵積進行降低,從而降低(dī)背向力對(duì)紮刀現象發生的概率。另外積屑瘤也容(róng)易導致(zhì)紮刀現象的產生,因此可以對積屑瘤(liú)的產生進行控製。
2、需要準確選擇刀具的幾何角度,如果是粗車刀,采用正值徑向前角進行操(cāo)作;如果是精車刀,需要采用的(de)前角一般較(jiào)大。在對蝸杆進行精加工時,采用的車刀是零(líng)度的徑向前角,一旦選擇了正值徑向前角,會造成牙型誤差,另外在精車換刀時候(hòu)也容易產生(shēng)對刀的誤差,因此需要嚴格控製徑向前角的大(dà)小,保證(zhèng)誤差在可接受的範圍內。
3、在使用粗車的過程中,可以利用轉位彈簧刀(dāo)杆(gǎn),這對紮刀(dāo)出現的情況能進行降低(dī),可以推廣使用。
4、實際加工過程中乳化液、礦物油在潤滑效果方(fāng)麵表(biǎo)現不明顯,我們(men)需要對切削液進行合理的選擇。在粗車使用時,利用白鉛油或者紅鉛粉和全係統換耗用油的混合劑進行配製,進行冷卻潤滑。精車利用(yòng)全(quán)係統換耗用油和煤油進行混合配製,能起到提高工件加工表麵(miàn)質量的作用。
5、在切削過程中如果受到(dào)螺旋升角的影響,一側切削刀受力彎曲,刀刃會(huì)逐漸向遠離工件的方向移動,這時候容易(yì)產生讓刀的現象。因此,可以(yǐ)選擇讓刀一側(cè)的刀刃進(jìn)行蝸(wō)杆的加工,能(néng)在一定程度上避免紮刀現(xiàn)象的產生。除此之外還需要注意,如果在(zài)加工蝸杆的過程中由於讓(ràng)刀而產生徑向振紋,其原因可能是切削刃的工作前角較小。
變換轉速對切削螺紋螺距誤差的影(yǐng)響
一般數控車床在對螺紋進行加工的過程中,如果轉速存在變換,螺紋螺旋線會在軸向產生一定的偏動現象,從而就會形成螺距的誤差。如果轉速的變化在兩級(jí)轉速範圍內,則螺(luó)距誤差是一常數,該數值可以在加工過程中測量得到。為了避免亂扣現象,需要通常對起刀點的位(wèi)置進行修改[3]。
刀(dāo)具粗精(jīng)車的換刀問題
工件一次安裝需(xū)要在數(shù)控車床上注意車刀的更換問題(tí),要保證兩把(bǎ)車刀在同一位置上,並在X軸和Z軸上(shàng)的坐標是相同的(de)。加工時(shí)可以使用簡單的對刀方法,當外圓獲得X軸相對坐標之後,需要進行對刀處(chù)理,要保(bǎo)證該工(gōng)件倒(dǎo)角的X值是(shì)相同的(de),還需要對第二把刀輸入第一把刀Z值的坐標,進行一定程度的補償。這(zhè)種對刀的方法並不存在試切削程序(xù),但是(shì)要保證對刀的誤差在0.05毫米的範圍內(nèi)。
結語:綜上所述,利用數控車床上加工蝸(wō)杆在很多方麵都體現了優勢,不僅不需要(yào)工人(rén)具有過多的操作技能,能在數控車床上進(jìn)行車(chē)削大導程蝸杆和螺紋,還能保(bǎo)證數控車床的精準(zhǔn)度,從而徹底改變了(le)傳統蝸杆車刀的習慣(guàn),合理(lǐ)控製了刀(dāo)尖角,對切削(xuē)力進行了一定程度的減小,提高了蝸杆的質量和生產效率。