數控（kòng）機床

       摘（zhāi） 要：本文對數控車（chē）床加工多線蝸杆進行討論。用這種方法在數控車床上快速車（chē）削三線蝸杆，解決（jué）了數控車床不能車削大導程的蝸杆和螺紋的難題，充分利用了數控車床的精度高、定位準的特點，突破了傳統的選擇蝸杆車刀（dāo）的習慣，使粗車和精車蝸杆生產效率有較（jiào）大（dà）的提高。
 
      關鍵詞：蝸杆，刀具，宏程序加工
 
      0 引言
 
      蝸杆有單線蝸杆與（yǔ）多線蝸（wō）杆之分 （雙線及以（yǐ）上（shàng）的蝸杆稱多線蝸杆）。單線蝸杆主要用於傳動比較大的場合，要求（qiú）自鎖的傳動必須（xū）采用單線蝸杆（gǎn）。多線蝸杆主要用於傳動比不大和要求效率較高的場合。蝸杆可以在車床上加工，也可以在特種銑床上用圓盤成形（xíng）銑刀或指形銑刀銑（xǐ）加工。
 
      1 、三（sān）線蝸杆加工的難度和效率
 
      加工的蝸杆參數如表 1。
 
 
                                         表 1 蝸杆基本參數
  
     
   
     三線蝸杆一般采用普通車床來加工，但由於蝸杆的齒形較大，切削（xuē）餘量較多，在加工時難度很高，並很容易在車削時產生振動使工件變形，如果刀具、切削用（yòng）量選（xuǎn）擇不合理（lǐ）很（hěn）容易出現紮刀現象，不能很好地提高生產質量和生產效（xiào）率，所以選擇車削蝸杆的加工方式很重要。為解決這個問題，本人通過多年的車工加工經驗，摸索出（chū）一套蝸杆加工的方法（fǎ）：利用數控車床來加工（gōng）三線蝸杆，即是利（lì）用數控車床的宏程序織（zhī）點成線來加工出蝸杆。該方法可以有效地降低勞動強度，提高生（shēng）產效率，當熟練地掌握了（le）這種（zhǒng）加工（gōng）方法以（yǐ）後（hòu），生產效率（lǜ）和加工精度都比用普通車床加工有很大的提高。
 
      2 、用數控車床加（jiā）工三線蝸（wō）杆的程序參數和刀具的選擇
 
      然數控車（chē）床加工三線蝸（wō）杆可以有效地降低勞動強度和提高生產效率，但如果程序（xù）參數和刀具的選（xuǎn）擇不合理的話，也會有很多問（wèn）題。三（sān）線蝸杆的模數（shù） m=3，導程為 T=28.26，蝸杆的升力角為 20°即牙型角為 40°。在（zài）宏程序編寫時每條紋按左中右分3刀循序漸（jiàn）進左右兩刀從外徑至底徑沿 40°進刀（dāo）。每次進刀深（shēn）度單邊為 0.1 mm。在（zài）加工的時候，主軸（zhóu）
轉速不（bú）高（gāo）的情況下，刀具的要求有（yǒu）很高（gāo）的難度，沒有處理好刀（dāo）具的（de）話，也會增加加工成本 （比如用機夾刀時（shí）打刀等（děng）現象）。
 
      2.1 刀具材料
 
      經過加工實踐加工蝸杆時最能降低（dī）成本的是用高速（sù）鋼車刀加工。所以選擇刀具的材料應該是高速（sù）鋼 （W18Cr4V）。規格：20×20，對於加工（gōng）的刀具要求，我們可以先用線切割把高速鋼車刀割成小於40°的 T 型刀來加（jiā）工。所（suǒ）以高速鋼車（chē）刀不必要割成對 40°的（de） T 型刀 （甚至割（gē）成（chéng）槽刀），若是用（yòng） 40°成型刀來加工的話，隨切削深度（dù）越深而刀與工件的接觸麵來也越來越大，從而刀的切削受力也會增大，很容易出現斷刀現象，所以最好選擇小（xiǎo）於 40°的刀。
 
       2.2 刀具角度
 
       突破傳統（tǒng）選擇刀具的習慣，合理（lǐ）選擇車削蝸杆（gǎn）的刀具角度，刀具的刀尖角（jiǎo）要小於齒（chǐ）形角。如果刀尖角等於蝸杆的齒形（xíng）角時，在車（chē）削的（de）時候刀（dāo）具兩側刀刃與工件側麵（miàn）接觸麵較大，3 個刀刃可能會同時參加切削，這樣易產生較（jiào）大的切削力而損壞刀具。如果選擇刀尖角小於蝸（wō）杆的齒形角 40°時，可防止3個刀刃（rèn）同時參加切削，減（jiǎn）少了接觸麵和切削力，
能很好地避免“悶（mèn）車”“紮刀”和“打刀”的情況發生。還有選擇刀具的前角（jiǎo）也（yě）是（shì）很（hěn）重要的，刀具前角 10～12°使刀具鋒利又強（qiáng）固。而蝸杆螺紋刀的後角就要求很高，先要知道螺紋的螺旋升角，才能選擇螺紋刀的後角。螺紋的螺旋升角 酌 的計算公式是：tan 酌 ＝n×m／d＝3×3／（D1－2×m）（其中 d 是螺紋中（zhōng）徑）。螺紋刀的後（hòu）角一定要小於螺紋的螺旋升（shēng）角。
  
      3、 加（jiā）工實例
 
      零件的材料是 45# 鋼，圖 1 為零件圖樣（yàng）。
  
  

     
                                   圖 1 零（líng）件圖樣
   
     第一（yī）步，毛坯兩邊打中心孔（kǒng）。采用（yòng）一夾（jiá）一頂的（de）裝夾方法先加工一端（duān）外圓 Φ20 mm，長度為 25 mm和 Φ34 mm，長度為 5 mm 的（de）台階（jiē），這也是調頭用於一夾一頂的夾位。
 
     第二步，裝夾加工好的一端直徑為 Φ20 mm 的台階用頂尖頂著另一（yī）端，見圖 2。

      
                     圖 2 加工好外圓的圖（tú）樣
 
     第三步，在加工完外圓以後，調頭裝（zhuāng）夾及加工三頭蝸杆，見圖 3。

    
                   圖 3 加工實例和剖麵圖
 
 
     圖 4 為加工零件的刀具（jù）示意圖。
  
  

          
              圖 4 加工刀具（jù）示意圖

     4 、宏程（chéng）序的結構分析
 
     下刀方式為：中、左、右三刀，從外徑往底徑循環漸進，這種方法（fǎ）就是（shì）采用“聯點成線”的方法來合成梯形的兩條側線，從而有效解決這一問題。這種切（qiē）削方式是把一刀（dāo）變為 3 刀，從而減小了切削（xuē）抵抗，實際上是左右切（qiē）削法的活用（yòng），筆者把它改（gǎi）為“中、左、右”切削，因為如果不先從中間切 1 刀，鐵屑仍然會擠（jǐ）刀，這（zhè）是從實際中得來的結論。與非數控車床的（de）左右切削法不同，在數控車床上的（de）“中、左、右”切削需要（yào）精確的計算.這種計算需要花費一點時間，但它換來加工效率（lǜ）的（de）提高（gāo）及工作時的安心。
 
    下麵介紹坐標計算方法，tan20°=0.364，即當 X 方向進給 0.1 mm 時，Z 向比上一（yī）刀變化 0.0 364 mm，這個 0.0 364 mm 是左右方（fāng）向上的，即先從中間（jiān）加工1 刀，然後左（zuǒ）右分別比上（shàng） 1 刀的 Z 向（xiàng）減少或增加0.0 364 mm，可以先計算出相關的數值，以利編程時使用。在數控上左右吃刀，實際（jì）上就是改變車螺（luó）紋時起點的 Z 向坐標，這一點必須牢記。加工的這個零件是循環從外徑 48 mm 至底徑 34.8 mm 後就加工完成所需的牙型角為 40°蝸杆槽。
 
 
     另外，冷卻潤滑液的調用也有很大的講究，在車削蝸杆（gǎn）時，冷卻潤滑液能起的作用較大。冷卻潤滑液選用的正確，能減少切（qiē）屑變形，降低切（qiē）削力，降低加工成本，同時能提高加工精度和刀具的（de）耐用度。目前在車削 45# 鋼（gāng）的蝸杆工件（jiàn）時，常采（cǎi）用的冷卻（què）潤滑液大致如下：粗車時，選用冷卻為主的乳化液，乳化液是把乳化油用 15～20 倍（bèi）的熱水稀釋而
成。半（bàn）精車、精車時，主要為了減少刀具與工件之間的摩擦，以保證工件的精度和表麵質量，應（yīng）使用高濃度的乳化液。除此之（zhī）外，在車削時還需注（zhù）意：工件要牢固夾持（chí），並以工（gōng）件的階台 （或裝置的撞頭）作為軸向限位，以防止工件在（zài）車削中發生走動（dòng）。同時，上麵介紹的加（jiā）工過程僅供參考，在車削中應依照實際情（qíng）況具體選用切削用量和冷卻潤滑液。
 
     5 、結束語
 
     用這種方法在（zài）數控車床（chuáng）上快（kuài）速車削三線蝸杆可以（yǐ）擺脫了在普通車床上車削蝸杆要求工人有較高的操作技能和技巧。解（jiě）決了數控車床不能車削大導程的蝸（wō）杆和螺紋。充分利用了數控車床的精度高、定位（wèi）準的特（tè）點（diǎn），突破了傳統的選擇蝸杆車刀的習慣（guàn），將刀具的（de）刀尖角選得小於齒形角，車削時防止了 3個刀刃同時參加切削（xuē），排屑順利，減小了切削力（lì），
如果使用硬質合（hé）金車刀，高速切削蝸杆和大導程螺紋（wén）成為現實 （在數控車床上加工較（jiào）大直徑和較大導程的蝸杆優勢更大）。粗車和（hé）精車蝸杆大約需（xū）要 20min 左右的時間，生產效（xiào）率有了較（jiào）大的提高，是普通車床的 10 倍左右。