在蝸輪的傳動中,蝸杆是主(zhǔ)要的(de)動件,現(xiàn)階段的礦山機械和工程機械中蝸杆的應用(yòng)非常(cháng)廣泛。數控車床應(yīng)用到(dào)實際生產中後,蝸杆的生產效率不僅得(dé)到了提高,而且加工的精度也(yě)得到了保障。在數控車床上加工蝸杆存在一定的(de)難度,需要對加工的深度以及切削刀的程度進行準確的掌握,避免在加工過程中可(kě)能出現的紮刀現象。
加工(gōng)蝸杆工藝的分析:
主要加工內容為右旋軸向直廊蝸杆,在(zài)對工件進行編程的過程中(zhōng)不需要設置(zhì)退尾量。蝸杆的右側是起(qǐ)刀點的位置,在加工蝸杆過程中(zhōng),編程的起點一般設置在工件右端麵。工件材料一般選擇為45鋼;刀具材料一(yī)般選擇(zé)為高速鋼或硬質合金;設置蝸杆(gǎn)的(de)全齒為6.6mm,利用G92命(mìng)令實現左右切削法,以應對背(bèi)吃(chī)刀(dāo)量較大的情況,從而使加工的可靠性(xìng)得到保證;在裝(zhuāng)夾(jiá)工件的(de)過程中,一般優先選擇一夾一頂或者雙頂夾尖(jiān)的(de)方式進(jìn)行裝夾;對於齒根圓直徑的誤差需要控製在0.2mm以內,而Z軸換刀的誤差需要控製(zhì)在左右趕刀量內,具體為0.1mm,必須滿足工件的公(gōng)差要求。
在設計工藝(yì)時,主程序需要從起刀點位置進行,另外(wài)加工蝸杆的過程中還需要其他(tā)子程序的調(diào)用,整個過程的完整性才能得到保證。一(yī)般在粗車完成之後再進行精車,車床轉速選為10 RPM,加工過程中需要對軸向齒厚精度和齒側表(biǎo)麵粗糙度進行(háng)確定。左右切削法(fǎ)粗車完成之後,可以(yǐ)在兩邊齒側距離刀刃之間看(kàn)到趕刀刃(rèn)的間(jiān)隙。精(jīng)車起刀點的確定,可(kě)以根據對刀的誤差進行一(yī)定程度的調(diào)整,避免空走刀現象的出現。在(zài)精加工(gōng)主程序定位(wèi)之後,嚴格按照(zhào)相關圖樣的(de)要求,對蝸杆的左(zuǒ)側麵進行加工。如果主程序需要進行二次定位,要保證蝸杆齒厚度和右側麵粗糙度的要求。另外,添加切削液可在一(yī)定程度上提高切削加工效率,改善齒(chǐ)麵加工質量。
相關(guān)參數的計算(suàn)
變換轉速時螺距誤差需要進(jìn)行測量,結合工件表麵的劃痕進行測量,通常情況需要把測量的(de)誤差控製在0.05mm的範圍內;起刀(dāo)點同樣(yàng)需要進行計算(suàn),主要根據升速段和減(jiǎn)速段的距離、轉程、導程進行計算。一般情況下,升速段和減速段最小值的計算公(gōng)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段和減速段值的改變(biàn)。起刀點的X值由齒頂圓直徑加上(shàng)全(quán)齒高的(de)兩倍再加上退刀量所得。除此之外,還需要對粗車起刀點(diǎn)和精車起刀點的具體位置(zhì)進行確定。
軸向直(zhí)廊蝸杆部分的(de)幾何尺寸及加工中的參數(shù)說明,對齒頂圓直徑、倒角等(děng)指標(biāo)進行了設定,滿足了蝸杆的加工條件。
使用正(zhèng)確的加工(gōng)方法(fǎ)
直(zhí)進法(fǎ),利用直進法加工蝸杆屬於(yú)三刃切削,這(zhè)種方法比較簡單,不需要複雜的(de)程序語言,但是其缺點是在加工過程中容易產生紮刀的現象,需要特別注意這方(fāng)麵的問題。
斜(xié)進法(fǎ),利用斜進法(fǎ)加(jiā)工蝸杆(gǎn)屬於兩刃切削,其切削抗力可(kě)以通過減少切削麵積來降低。這種方法與直進法不同,發生紮刀(dāo)的可能(néng)性不高,更加適(shì)應於蝸(wō)杆的粗車。G76指令功(gōng)能是將直進法(fǎ)和(hé)斜進法(fǎ)相(xiàng)結(jié)合,如果蝸杆的模(mó)數較(jiào)大,經常出(chū)現的情況是,在最後一刀直進切削(xuē)後會產(chǎn)生紮刀的現(xiàn)象。
左右切削法,利用左右切削(xuē)法(fǎ)加工蝸杆屬於單刃切削,其背向(xiàng)力並不高,在加工過程中能對紮刀現象進(jìn)行有效的控製,能完成蝸杆粗車和精車的製作,但是其缺(quē)點是整個加工過程比較複雜,並且工作效(xiào)率不高。
單刃調頭切削法,利用單(dān)刃調頭切削法(fǎ)進行加工,需要采用雙頂尖裝夾工件,為了避免紮刀現象的出現,主要利用一個受力,保證刀(dāo)的切削刃單(dān)向切削,這樣也能保證蝸杆所加工出來的齒側表麵質量較高,滿足了蝸杆進行精加工的條件。需要特別注意二次裝夾後的對刀問題,在加工過程中二次裝夾的實(shí)現,需要根據一轉信號(hào)起始(shǐ)位置確定,可以通過在卡(kǎ)盤上進(jìn)行劃(huá)線定位,並對起刀點(diǎn)的位置進行修改。
合理控製紮(zhā)刀現象的產生
紮刀(dāo)現(xiàn)象一般產生(shēng)在吃(chī)刀量不變化的狀況下,由於刀具的背吃刀量在切削的過(guò)程中增(zēng)大,所以工件的表麵有刀具的(de)紮入。另外積屑瘤的產生和(hé)工藝係統的剛性都在一定(dìng)程(chéng)度上(shàng)影響著紮刀現象的出現(xiàn)。以下主(zhǔ)要闡述控製紮刀現象的方(fāng)法:
1、在選擇加工方法的時候(hòu)需要結合(hé)機床的剛性情(qíng)況,可以(yǐ)對切(qiē)削麵積進行降低,從而降低背(bèi)向力對紮刀現象發生的概率。另外積屑瘤也容易導致紮刀(dāo)現象的產生,因此可以對(duì)積屑瘤的產生進行控製。
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(xiàng)前角進(jìn)行操作;如果(guǒ)是精車(chē)刀(dāo),需要采用(yòng)的前角一般較大。在對蝸杆(gǎn)進行精加(jiā)工時,采用的車刀(dāo)是零度的(de)徑向前角,一旦選擇了正值徑向前角,會造成牙型誤差(chà),另外(wài)在精車換刀時候也容易產生對刀的誤差,因此需要嚴格控製徑(jìng)向前角(jiǎo)的大(dà)小,保證誤差在可接受的範圍內。
3、在使用粗車(chē)的過程中,可以利用轉位彈簧刀(dāo)杆,這對紮刀出現的情況能進行降低,可以推廣使用。
4、實際加工過程中乳化液、礦物油(yóu)在潤滑效(xiào)果方(fāng)麵表現不明顯(xiǎn),我們需(xū)要對切削液進行合理的選擇。在粗車使用時,利用白鉛油或(huò)者(zhě)紅鉛粉和全係統換耗用油(yóu)的混合劑(jì)進(jìn)行配(pèi)製,進行冷卻潤滑。精(jīng)車利用全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質量(liàng)的作用(yòng)。
5、在切削過程中如果受到螺旋升角的影(yǐng)響,一側切削刀受力彎曲,刀刃會逐漸向遠離工件的方(fāng)向移動(dòng),這時候容易產生讓刀的現象。因此,可以(yǐ)選擇讓刀一側的刀(dāo)刃進行蝸杆的加工,能在一定程度上避免紮刀現象的產生。除此之外還需要注(zhù)意,如果在加工蝸杆的過(guò)程中由於讓刀而(ér)產生徑向振紋,其原(yuán)因可能(néng)是切削刃的工作前角(jiǎo)較小。
變換轉速(sù)對切削螺紋(wén)螺距(jù)誤(wù)差的影響
一(yī)般數控(kòng)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(xiàn)象,從而就會形(xíng)成螺距的誤差(chà)。如果轉速的變化(huà)在兩級轉速範(fàn)圍內(nèi),則螺距誤差是一常數(shù),該數值可以在加工過程中(zhōng)測量得到。為了避免亂扣現象,需要通常對起刀點的位置進行修改[3]。
刀(dāo)具(jù)粗精車的換刀(dāo)問題
工件一次安裝需要在數控車床上注意車刀的更換問題,要保證兩把車刀(dāo)在同一位置上,並在X軸和Z軸上的坐標是相同的。加工時可以(yǐ)使用(yòng)簡單的對刀方法(fǎ),當外(wài)圓獲得X軸相對坐標之後,需(xū)要進行對刀處理,要保證該工件倒角的X值是相同的,還(hái)需要對第二把刀輸入(rù)第一把刀Z值(zhí)的坐(zuò)標,進行一定(dìng)程度的補償。這種對刀的方(fāng)法並不存(cún)在試切削程序,但是(shì)要保證(zhèng)對刀的誤差在0.05毫(háo)米的範圍內。
結語:綜上所述,利用數控車床上加工(gōng)蝸杆在很多方麵都體現了優勢,不僅不需要工人具有過多的操(cāo)作技能,能在數控車(chē)床上進行車削大導程(chéng)蝸杆和螺紋,還能(néng)保證數控車床的精(jīng)準度,從而徹底改變了傳(chuán)統蝸杆車刀(dāo)的習慣,合理控(kòng)製(zhì)了刀尖角,對切削力進行了一定程度的減小,提高了蝸杆的質量和生產效率。