一種平面二次包絡(luò)蝸桿加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面二次包絡(luò)蝸桿加工方法，屬于機械加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]以平面為母面，通過空間包絡(luò)運動形成平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿，再以蝸桿齒面為母面，經(jīng)過第二次包絡(luò)就可以形成蝸輪，把這兩次包絡(luò)形成的蝸桿和蝸輪相配，就形成了平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動。平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動，具有較高的工作強度和較長的工作壽命，廣泛應(yīng)用于冶金、造船、石油、軍事、工程機械和精密機械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前傳統(tǒng)的包絡(luò)法加工蝸桿在精度上存在無法解決的缺陷，主要表現(xiàn)為:蝸桿齒形加工不均勻，經(jīng)常會出現(xiàn)各種缺陷。
[0003]眾所周知，平面二次包絡(luò)蝸桿傳動與圓柱蝸桿傳動相比較，具有以下優(yōu)點:傳動時候接觸齒數(shù)多，使每一接觸點的載荷較小，傳動時潤滑條件好，齒面接觸應(yīng)力小。所以環(huán)面蝸桿傳動的承載力大，傳動效率高。
[0004]目前，國內(nèi)對于環(huán)面蝸桿的磨削加工的原理靠調(diào)整機床回轉(zhuǎn)工作臺的距離來適應(yīng)不同中心距離的蝸桿，使得機床運動層面多，對機床的精度有更高的要求，且目前普遍存在的問題還有加工效率不高。例如中國專利CN104139219A公開了一種平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿五軸聯(lián)動砂輪磨削加工方法，采用的加工機床是五軸聯(lián)動數(shù)控機床，五軸聯(lián)動數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)是單擺頭單轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)，包括X軸、Y軸、Z軸、旋轉(zhuǎn)軸A、旋轉(zhuǎn)軸B五個軸，磨削主軸裝在旋轉(zhuǎn)軸B軸上，砂輪磨削工作面是平面，砂輪跟隨旋轉(zhuǎn)軸B軸擺動，工件蝸桿軸線與旋轉(zhuǎn)軸A軸軸線重合，隨旋轉(zhuǎn)軸A軸旋轉(zhuǎn)，其特征是，按照平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的成型原理，通過機床五軸聯(lián)動，使得砂輪磨削平面與虛擬齒輪的齒面重合，并繞虛擬齒輪旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，同時工件蝸桿繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，兩者的旋轉(zhuǎn)速度和方向通過蝸桿副的旋向和傳動比確定，虛擬齒輪軸線與工件蝸桿軸線距離等于蝸桿副中心距，從而利用砂輪平面包絡(luò)磨削出平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面。具有提高平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的磨削范圍和磨削精度的優(yōu)點，缺點是磨削精度提高不大，計算過程復(fù)雜，加工時間太長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種平面二次包絡(luò)蝸桿加工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中改裝機床加工精度較差，加工時間太長的難題，產(chǎn)品精度大大的提聞，減少了裝配的工時，提聞了蝸桿承載力，使之傳動效率得到大大提聞。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種平面二次包絡(luò)蝸桿加工方法，首先根據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的側(cè)銑刀具，隨后根據(jù)選擇的側(cè)銑刀具確定側(cè)銑加工工藝參數(shù)，接著五軸聯(lián)動粗加工蝸桿，然后對粗加工后的蝸桿進行淬火熱處理，最后五軸聯(lián)動精加工蝸桿，其創(chuàng)新點在于:所述五軸聯(lián)動粗加工蝸桿之后增加五軸聯(lián)動半精加工蝸桿步驟，形成粗加工、半精加工、精加工的三級加工方法；所述五軸聯(lián)動半精加工蝸桿步驟包括淬火熱處理前半精加工和淬火熱處理后半精加工。
[0007]進一步的，所述淬火熱處理前半精加工為:選擇前半精加工刀具，將刀具沿著二次包絡(luò)蝸桿的齒面相切平行的方向向下作為切刀點，進刀加工，一刀成型，控制進刀參數(shù)S8000、F1500，深度切入標(biāo)準(zhǔn)為一刀到底留余量0.4MM。
[0008]進一步的，所述淬火熱處理后半精加工為:選擇后半精加工刀具，將刀具沿著二次包絡(luò)蝸桿的齒面相切平行的方向向下作為切刀點，進行進刀加工，一刀成型，控制進刀參數(shù)S8000、F2000，深度切入標(biāo)準(zhǔn)為一刀到底留余量0.2MM。
[0009]進一步的，所述五軸聯(lián)動粗加工蝸桿為:選擇粗加工刀具，從二次包絡(luò)蝸桿的齒頂圓向齒根圓的法向位置作為切刀點，單次來回向齒根圓的法向位置進刀加工，控制進刀參數(shù)S6500、F2500,每刀加工深度為1.5麗?2麗，留余量為0.5?0.6麗。
[0010]進一步的，所述五軸聯(lián)動精加工蝸桿包括精加工齒面和精加工齒根面。
[0011]進一步的,所述精加工齒面為:選擇精加工齒面刀具，從二次包絡(luò)蝸桿的齒根圓底面沿著齒面相切方向作為刀切點，進行進刀加工，一刀成型，控制進刀參數(shù)S8000、F1200，深度切入標(biāo)準(zhǔn)為一刀到底，留余量O。
[0012]進一步的,所述精加工齒根面為:選擇精加工齒面刀具，從二次包絡(luò)蝸桿的齒根圓底面沿著齒面相切方向作為刀切點，進行進刀加工，一刀成型，控制進刀參數(shù)S8000、F1200，步距為0.2?(λ 3MM。
[0013]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明平面二次包絡(luò)蝸桿加工方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中改裝機床加工精度較差，力口工時間太長的難題，廣品精度大大的提聞，減少了裝配的工時，提聞了蝸桿承載力，使之傳動效率得到大大提聞，同時也提聞鎖緊塊的使用壽命。
[0014](2)本發(fā)明通過采用三級加工技術(shù)攻克平面二次包絡(luò)蝸桿加工中心加工的技術(shù)難點，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，大大提高產(chǎn)品的精度，精度由原來的±0.1麗提高到±0.01麗，進而提高了蝸桿和蝸輪的裝配精度，使設(shè)備壽命延長百分之三十。
[0015](3 )本發(fā)明粗加工時，刀具二次包絡(luò)蝸桿齒頂圓向齒根圓法向單次來回向齒根圓的垂直如法向進刀加工，每刀加工深度1.5MM-2MM,進給F2500，沒有了多余的刀路和提高了每刀吃刀量減少了加工時間。
[0016](4)本發(fā)明前半精加工時，刀具沿著二次包絡(luò)蝸齒面相切平行如齒面向下進刀加工，一刀成型，進給F1500，保證了二次包絡(luò)蝸齒面的余量的上下和齒根圓的相同，保證了在熱處理時的滲碳深度相同。
[0017](5)本發(fā)明精加工時，刀具二次包絡(luò)蝸桿齒根圓底面沿著齒面相切一刀加工保證了二次包絡(luò)蝸桿精度，齒面的精度可以達到0.01MM，進給F1200，精加工刀具垂直齒根圓法向進行加工，保證了二次包絡(luò)蝸桿齒根圓和蝸輪的齒頂圓的間隙達到設(shè)計要求。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
[0019]實施例1
1、根據(jù)零件材料和結(jié)構(gòu)選擇合適的刀具；
本實施例中加工材料為ASTM4340，經(jīng)調(diào)質(zhì)淬火后具有較高的表面硬度及耐磨性，待加工蝸桿的齒槽成形，因而選用立銑刀進行加工； 本實施例中的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的參數(shù)是:傳動比是15，蝸桿頭數(shù)是4，中心距是203.2mm,蝸輪模數(shù)是5.524。蝸桿齒形參數(shù)是:齒槽底部寬度6mm，齒高9.2mm,齒形角23.095°。因此選用的，側(cè)刃長是20mm。
[0020]2、根據(jù)選擇的側(cè)銑刀具確定側(cè)銑加工工藝參數(shù):
切深應(yīng)為10mm，進給F1500mm/min，粗加工時的主軸轉(zhuǎn)速采用4500r/min，細(xì)加工時的主軸轉(zhuǎn)速采用8000r/min。
[0021]3、五軸聯(lián)動粗加工蝸桿:
選擇粗加工刀具，從二次包絡(luò)蝸桿的齒頂圓向齒根圓的法向位置作為切刀點，單次來回向齒根圓的法向位置進刀加工，控制進刀參數(shù)S6500、F2500,每刀加工深度為1.5MM,留余量為