数控车床上怎么加工蜗杆？

在蜗轮的传动中，蜗杆是主要的动件，现阶段的矿山机械和工程机械中蜗（wō）杆（gǎn）的应用非（fēi）常广（guǎng）泛。数控车床应用到实际生产中后，蜗杆的生产效率不仅得（dé）到了提高，而且加（jiā）工的精度也得到了保障。在数控车床上（shàng）加工蜗杆存在一定的难度，需要对加工的深度以及切削刀的程度进行准确的掌握，避免（miǎn）在加工过（guò）程中可能出现的扎刀现象。

加工蜗杆工艺（yì）的（de）分析

设计工艺的内容

主要加工内容为（wéi）右旋轴向直廊蜗杆（gǎn），在对工件进行编程的过程中（zhōng）不需要设置退尾量。蜗杆的右侧是起刀点的位（wèi）置，在（zài）加工蜗（wō）杆过程中，编程的（de）起点一般设置在工件右（yòu）端面（miàn）。工件材料一般选择为（wéi）45钢；刀具材料一般选择为高速钢或硬质合金；设置（zhì）蜗杆（gǎn）的（de）全齿为6.6mm，利用G92命令实现左右切削（xuē）法，以应（yīng）对背吃刀量较大的情况（kuàng），从（cóng）而使加工的可靠性得到保证；在装夹工件（jiàn）的过程（chéng）中，一般（bān）优先选择一夹一顶或者双顶夹尖的方式进行装夹；对于齿根（gēn）圆直径的（de）误差需（xū）要（yào）控制在0.2mm以内，而Z轴换刀的误差需（xū）要控制在左右（yòu）赶刀量内，具体为0.1mm，必须满足工件的公差要求。

在设（shè）计工艺时，主程序需要从起刀（dāo）点位置进行，另外加工蜗杆的过程中还需要其他子程序的调用，整个过程的完整性才能得到保证。一般在粗车完成之后再（zài）进行精车，车床转速选为10 RPM，加工过程（chéng）中需要对轴（zhóu）向齿厚精度和齿侧表面粗（cū）糙度进行确定。左右切削法粗（cū）车完（wán）成之后（hòu），可以在两边齿侧距离刀刃之间看到赶（gǎn）刀刃的间隙。精车起刀点的确定，可以根据对刀的误差进行一定程度的调整，避免空走（zǒu）刀现象的（de）出现。在精加工主程序定位之后，严格按照相关图样的要求（qiú），对蜗杆的左侧面进行加工。如（rú）果主程序需（xū）要进（jìn）行二次定（dìng）位，要（yào）保证蜗杆齿厚度和右侧面粗糙度的要求。另外（wài），添加切削液可在一定程度上提高切削加工效率，改善齿面加工（gōng）质量。

相关参数（shù）的计算

变换转速时螺距误差需要进行测量，结合工件表面的划痕进行测量，通常情况需要把测量的误差控制在0.05mm的（de）范围内；起刀点同样需要（yào）进行计算（suàn），主要根据升速段和（hé）减速段的距离、转程、导程进行计算。一般情况下，升速段和减速段最小值的计（jì）算公式为：L1=Nl/400；L2=Nl/1800。在计算过程中，转速的改变会引起升速段和减速（sù）段值的改变。起刀点的X值（zhí）由齿（chǐ）顶圆直径加（jiā）上全齿高的两（liǎng）倍再加上退（tuì）刀量（liàng）所得。除此之外，还需要对粗车起刀点（diǎn）和精车起刀点的具体位（wèi）置进行确定。

轴向直廊蜗杆部分的几何尺寸（cùn）及加工中的参数（shù）说明，对齿顶圆直径、倒角等指标进行了设定，满足了蜗杆的加工条（tiáo）件。

使用正确的加工方法

直进法，利用直进法加工蜗（wō）杆（gǎn）属于三刃切削，这种方法（fǎ）比较（jiào）简（jiǎn）单，不需要（yào）复杂的（de）程序语言，但是其缺点是在加工过程中容易产（chǎn）生扎刀的现象（xiàng），需要特别注意这方面的（de）问题。

斜进法，利（lì）用斜进法加工蜗杆属于两刃切削，其切削抗力可以通过减少切削面积来降低。这种方（fāng）法与直进法不同，发生扎（zhā）刀的（de）可能性不高，更加适应于蜗杆的粗车。G76指令（lìng）功能是将直进法和斜进法相结合（hé），如（rú）果蜗杆的模数较大，经常出现的情况是（shì），在最后一刀直进切削（xuē）后（hòu）会产生（shēng）扎刀（dāo）的现象。

左右切（qiē）削法，利用左右切削法加工蜗（wō）杆属于单刃（rèn）切削，其背（bèi）向力并不高（gāo），在加工过程中能对扎刀现象进行有效的控（kòng）制，能完成蜗（wō）杆粗车和精车的（de）制（zhì）作，但（dàn）是其缺点是整个加（jiā）工过程比较复杂，并且工作效率不高。

单刃调头（tóu）切削法，利用（yòng）单刃调头切（qiē）削（xuē）法（fǎ）进行加工，需要采用双顶尖装夹工件，为了（le）避（bì）免扎刀现象（xiàng）的出现（xiàn），主（zhǔ）要利用一个受力，保证刀（dāo）的切削刃单（dān）向（xiàng）切削，这样也能保证（zhèng）蜗（wō）杆所（suǒ）加工（gōng）出来的齿侧表面质量较高，满足了蜗杆进行（háng）精加工的条件。需要特别注意（yì）二次装夹后的对刀问（wèn）题，在加工过程中二（èr）次装夹的实现，需要根据一（yī）转信号（hào）起始位置确定，可以通过在卡盘上进行划线定位，并对（duì）起刀点的位置进行（háng）修改。

合理控制扎刀现象的产生

扎刀现象（xiàng）一般产生（shēng）在吃刀量不变化的（de）状况下，由于刀具的背吃刀量在切削的过程中增大，所以（yǐ）工件（jiàn）的表面有刀具的扎（zhā）入。另（lìng）外积（jī）屑瘤的产生（shēng）和工艺（yì）系统的刚性都在一定程度上影响着（zhe）扎刀现象的出现。以下主要阐述控制（zhì）扎刀现象的方法：

1、在选择加工方法的时候需要（yào）结合机床的刚性情况，可以对切削面积进行降（jiàng）低（dī），从而降低背向力对扎刀（dāo）现象（xiàng）发生的概率。另（lìng）外积屑瘤也容易导致扎刀（dāo）现象的产生，因此可以对积屑瘤的产生进行控制。

2、需要准确选择刀具的几何角度，如果是粗车刀，采用正值径向前角进行操作；如果是精车刀，需要（yào）采用的前角一般较大。在对蜗杆进行精加工时，采用的车刀是零度的径向前（qián）角，一旦选择了正值（zhí）径向前角，会造成牙型误（wù）差（chà），另外在（zài）精车换刀（dāo）时候也（yě）容易产生对刀的（de）误差，因此需要（yào）严格控制径向前（qián）角的大（dà）小，保证（zhèng）误差（chà）在可接（jiē）受的范围内。

3、在使用粗车的过程中，可以利用转位弹簧刀（dāo）杆，这对（duì）扎刀（dāo）出现的情况能进（jìn）行降（jiàng）低，可以推（tuī）广使用。

4、实际加工过程中乳化液、矿物油在润滑效果方（fāng）面表现不（bú）明显，我们需要对切削液进（jìn）行合理的选择（zé）。在（zài）粗车使用时，利用白铅油或者红铅粉和全系统换耗用油的混合剂进行配制，进（jìn）行冷却润滑。精车利用全系统换耗用油（yóu）和煤油进行混合配（pèi）制，能起到提高工件加工表面质量的作用。

5、在切削过程中如果受到螺旋升（shēng）角的影响（xiǎng），一侧切削刀受力弯曲，刀刃会逐（zhú）渐向远离工件的方向移（yí）动，这时候容易产生让刀的现象。因此，可以选择让（ràng）刀一侧的刀刃进行蜗杆的（de）加工，能（néng）在一定程度上（shàng）避免扎刀现象的（de）产生。除此之外还需要注意，如果在加工蜗杆的过程中由（yóu）于让刀而产生径向振纹，其原因可能是切削刃的工作前角较小（xiǎo）。

变换转速对切削螺纹螺距误差的影响

一般数控车床在对螺纹（wén）进行加工的过（guò）程中，如果转速存在变换，螺纹螺旋线会在轴向产生一定的（de）偏动现象，从而就会形（xíng）成螺距的误差。如果（guǒ）转速的变化在两级（jí）转速范围内，则螺距误（wù）差是一常数，该数（shù）值可以在（zài）加工过程中测量得到。为了避免乱（luàn）扣（kòu）现象，需要通（tōng）常对起刀点的位置进行修（xiū）改[3]。

刀（dāo）具粗精车的换刀问（wèn）题

工件一次安装需要在数控车床上注意车刀的更（gèng）换问题，要保证两把（bǎ）车刀在同一位置（zhì）上，并在X轴和Z轴（zhóu）上的坐标是相同的。加工时可以使用简（jiǎn）单的对刀（dāo）方法，当外圆获得X轴相（xiàng）对坐标之后，需（xū）要进（jìn）行对（duì）刀处理，要保证（zhèng）该工件（jiàn）倒角的（de）X值是相同的，还需要对第二把（bǎ）刀输入第一把刀（dāo）Z值的坐标，进行一定程度的补偿。这种对刀的方法并不存在试切削程序，但是要保证对（duì）刀的误（wù）差在0.05毫米的（de）范围内。

结语：综上所述，利用数控车床上加工蜗杆在很多方面都体现了优势，不仅不需要工人具有过多的操作（zuò）技能，能在数（shù）控车床上进行车削大导（dǎo）程蜗杆和螺纹，还能保证数控车床的精准度，从而彻底改变了传统蜗杆（gǎn）车刀的习惯，合理控制（zhì）了（le）刀尖角，对切削力进（jìn）行了（le）一定程度的减小，提高了蜗（wō）杆的（de）质量和生产效率。