在数控车床上加工大模数蜗杆的研究.pdf

Technology and Tes
与检测
在数控车床上加工大模数蜗杆的研究
耿金萍高顶王森孙合新
(①中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008
②徐州罗特艾徳环锻有限公司,江苏徐州221004)
摘要:在数控车床上加工大模数蜗杆还是有一定困难的,为了避免出现扎刀或者工件翘起来的情况,通过
改进工艺措施和加工方法,在数控车床上可以顺利实现大模数蜗杆的加工,提高了生产效率和加工
精度。
关键词:大模数蜗杆数控加工
中图分类号:TP205文献标识码:A
Research on manufacturing of large modules worm on CNC lathe
GENG Jinping, GAO Ding", WANG Sen, SUN Hexin
( Oschool of Mechanical Electrical Engincering, China University of
Mining & Technology, Xuzhou 221008, CHN
xuzhou Rothe Erde Ring Mill Co., Ltd. Xuzhou 221004, CHN)
Abstract It has a certain i cult o manu acture large modules worm on CNC lathe, in order to avoid the phenom
enon of breaking edge or workpiece tilt, through improving technological measures and processing meth
od, the process of large modules worm on CNC lathe can successfully implemented, and the production
efficiency and machining accuracy are improved
Keywords Large Modules; Worm; CNC Machining
蜗杆传动作为机械传动的重要组成部分,在矿山切削力,降低加工难度。
机械、工程机械中广泛应用。数控车床的出现大大提
高了生产效率,改善了加工精度。但是大模数蜗杆加
2改进措施
工还有一定难度,因为此类工件加工深度大、切削力也2.1工件安装
大,每次切削的深度很难掌握,非常容易出现扎刀或者
合理的安装方法对工件的刚性和传递扭矩大小影
工件翘起来的情况。我们经过多次实验,改进工艺措响很大。大模数蜗杆类工件,一般在三爪卡盘或四爪
施,终于使大模数蜗杆在数控车床的加工可以顺利实卡盘一夹一顶或者两顶尖间安装车削。为了保证工件
现
的传递扭矩和刚性:(1)使用四爪卡盘,单动卡爪传递
1工艺探讨
扭矩更大一些;(2)使用一夹一顶的安装方法,这样工
件装夹刚性较好。
加工大模数蜗杆可以采用成形刀分层切削法、斜2.2刀具几何角度选择
进法来完成。这种方法可通过 FANUC系统的G76指
如果车削蜗杆刀具的刀
令斜进和刀补及程序分层实现,可是切削深度和切削尖角等于蜗杆的齿形角,车
力在固定程序执行的情况下是无法控制的,所以加工削时两侧切削刃与工件侧面
危险性很大。
容易发生摩擦,甚至3个切车刀刀
尖角35
针对这个问题,探讨如何才能使车刀单刃切削、减削刃同时参加切削,容易产
小切削力、减小在数控车床上加工大模数蜗杆的难度。生较大的切削力从而损坏刀
蜗杆齿形角40
通过多次实践得出结论:用与蜗杅螺旋槽底等宽度的具。如果选择车刀的刀尖角
矩形螺纹车刀进行主切削刃单刃分刀加工,可以减小小于蜗杆的齿形角,车削时
图1刀具几何角度
刻走赵∴和
2011年第4期
艺与检浏 I Technolooy and Test
可防止3个切削刀同时参加切削,减小了摩擦力和切
C0OX120.,;
削力,可以很好地避免“闷车”、“扎刀”的现象。
2.3刀具和转速选择
子程序
用硬质合金车刀高转速车削蜗杆。以前车削加工
蜗杅和大导程螺纹,只能用高速钢车刀低速车削加工,
C000-28. 1
生产效率很低。如果将车刀的刀尖角磨小,使车刀的
C327.-100.F12.56;
刀尖角小于蜗杆的齿形角,可避免3个切削刃同时参
C00U28
加切削,但是刀具的刚度明显下降,切削力也明显减
小,这时可使用较高的切削速度和硬质合金车刀对蜗
杆进行车削。当工件直径、导程越大时,可获得的线速
OO03;
度越高,加工出的工件表面质量越好,而且生产效率明
COOU-28.178;
显提高,解决了在数控车床不能用硬质合金刀具车削
C32W-100F12.56;
蜗杅和大导程螺纹工件的问题。
W100.03
2.4加工方法
采用矩形螺纹车刀进行主切削刃单刃分刀加工大
模数蜗杄的时侯,要改变车刀的走刀路线。在这里分
3步走:(1)采用直进法车削蚓杄螺旋槽底;(2)斜进
C00U-28.
G32W-100.033F12.56
法加工蜗杄螺旋槽左侧面;(3)斜进法加工蜗杄螺旋
GOOU28.
槽右側面。该走刀路线可调用子程序用G32指令来
进行。
M9;
以上的程序直接运行完就能加工出蜗杆的齿形。
3实例
但需要指出的是,对于由槽顶部宽度不够而造成车削
蜗杄模数m=4mm,大径为52mm的螺旋槽。
左右侧时副切削刃与余量干涉的情况,可提前用较宽
(1)数据计算
些的矩形螺纹车刀车一定深度的螺旋槽,然后再用该
齿根槽宽、=0.697m=0.697×x4=2.788mm,根程序正常加工就能完成。若牙形两侧需修理或进一步
塄计算结果选取刀头宽度为2.788mm来控制蜗杆螺精车削,可稍微改变主程序中调用子程序前面定刀点
旋槽底的宽度。齿顶宽(轴向)/,=0.843m=0.843x4的Z值后运行程序继续加工即可完成。
=3.372mm,齿顶处槽宽W=P-/=12.56-3.372=
运用这种方法,优点是易于实现单刃切削,切削力
9.188mm,判断螺旋槽的位置和宽度。齿深h=2.2m小,有利于在数控车床上顺利加工大模数蜗杆;缺点是
=2.2x4=8.8mm,判断总切深和调用子程序的次数。因单刃切削,对刀具耐用度提出了更高要求。但随着
根据蜗杆齿形角40°计算刀尖在齿侧每一坐标点的位科技的进步和新刀具材料的不断出现,该方法是值得
移量,左侧Z向每次右移0.033m,则X向进刀推广和借鉴的。
0.178m,右側Z向和X向进刀量的大小眼左侧相
在数控车床上车削蜗杆和大导程螺纹要注意3
同,只是方向相反
(2)编程
(1)要求有编辑和修改宏稞序、准备车刀和安装
主程序
工件的能力。
00001;
(2)用硬质合金车刀车削梯形螺纹,不能选用过
C99FO.1MO3S38T0101;
高的主轴转速,应考虑车床的承受能力。如车削模数
C007O.;
m=4mm的蜗杆,主轴转速可选350r/min左右,否
则,会由于床鞍换向太快而影响车床丝杠和螺母的精
度