[發明專利]一種蝸桿以銑代車的加工方法及其實施裝置

無效

• 申請號: 201110207604.X
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102371403A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 劉希望
• 申請（專利權）人: 蘇州利德紡織機件有限公司
• 主分類號: B23F13/00
• 分類號: B23F13/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 呂書桁

技術領域

本發明涉及一種蝸桿的全自動加工方法，尤其涉及一種蝸桿的程控銑削加工方法及其實施裝置。

背景技術

蝸桿是與蝸輪或斜齒輪嚙合并用于傳遞運動或力的一種傳動機構，常用于傳遞兩交錯軸之間的運動和力。可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構緊湊。兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯軸斜齒輪機構；蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩、噪音很小，具有自鎖性；當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。

根據蝸桿齒廓形狀的不同，蝸桿共可以分為以下兩大類七小類：

(1)普通圓柱蝸桿：普通圓柱蝸桿又可以根據端面齒廓的不同分為五種：a：阿基米德圓柱蝸桿(ZA型)，這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面(即端面)上，齒廓為阿基米德螺旋線，在包含軸線的平面上的齒廓(即軸向齒廓)為直線，其齒形角為20度；

b：法向直廓圓柱蝸桿(ZN型)，這種蝸桿端面齒廓為延伸漸開線，法向齒廓為直線；

c：漸開線蝸桿(ZI型)，這種蝸桿的端面齒廓為漸開線；

d：錐面包絡圓柱蝸桿(ZK型)，是一種非線性螺旋曲面蝸桿，法向和軸向截面均為曲線；

e：圓弧圓柱蝸桿(ZC型)。

(2)環面包絡蝸桿，主要有三種：平面一次包絡環面蝸桿，平面二次包絡環面蝸桿和直廓環面蝸桿。

不同的蝸桿，加工方式也存在不同，除ZK型蝸桿之外，其余蝸桿都可在車床上加工完成，但車刀的裝夾位置及方式均各有不同。傳統的蝸桿加工方式主要有以下三種類型。

1、車床車制：

不同的蝸桿主要靠車刀的形狀及車刀的安裝位置來保證蝸桿的各參數，對于多頭蝸桿，需要車床工人手動分度，車刀形狀主要依靠工人手動磨制而成，在車制蝸桿的過程中，對工人的視力、意志力、基本技術水平、身體條件等都提出了很高的要求，由于車制蝸桿只能有技術水平較高、身體條件較好的車工操作，且車制過程當中存在很大的主觀性，很大程度上影響了工件的加工精度，這種加工方式限制了蝸桿加工的質量和效率。

2、旋風銑制：

旋風銑是和車床配套使用的高速螺紋銑削裝置，分為內切式和外切式兩種。在旋風銑制過程中，共存在5個運動：a-刀盤帶動硬質合金成型刀高速旋轉；b-車床主軸帶動工件慢速旋轉；c-旋風銑根據工件螺距或導程沿工件軸向運動；d-旋風銑在車床中拖板帶動下進行徑向運動；e-旋風銑在一定角度范圍內還有螺旋升角調整的自由度。由于旋風銑是旋風銑頭和普通車床組裝改制而成，零件加工精度無法保證，常用于粗加工。

3、蝸桿磨制：

在專用蝸桿磨削機床上，由成型砂輪包絡蝸桿面完成。這種加工方式只適用于精加工，且對機床的精度要求高，不容易推廣。

從以上三點可以看出，以上加工方式存在著各自的缺點：在加工精度、加工效率、普及性等方面存在著無法突破的制約，對于需要大批量、高精度制作的蝸桿，無法滿足加工要求。

發明內容

鑒于上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提出一種蝸桿以銑代車的加工方法及其實施裝置，解決傳統蝸桿加工對加工技師高要求和依賴性的問題，提高蝸桿加工效率及成品精度。

本發明的第一個目的，一種蝸桿以銑代車的加工方法，其實現的特征在于：采用二加一維的數控機床裝配固定待加工的蝸桿原坯，所述蝸桿原坯在中心軸所在的二維平面內分別沿中心軸延伸的軸向和與中心軸相垂直的軸向程控位移，且沿中心軸的一維軸向程控自轉；在垂直于所述二維平面的第四維軸向上，采用銑刀相對蝸桿原坯表面的伸縮調節進行銑削加工，所述銑刀相對二維平面的投影坐標保持不變。

進一步地，所述蝸桿原坯的二維程控位移，一維程控自轉及銑刀的一維伸縮調節通過數控機床的同一控制器實現驅動。

本發明的第二個目的，一種蝸桿以銑代車的實施裝置，基于數控機床及其控制器而構建，其實現目的技術特征在于所述數控機床具有程控的四軸聯動鏜銑中心，包括：

二維軸向上的第一夾具、第二夾具，用于裝配蝸桿原坯并帶動使其二維軸向程控位移，所述二維軸向為蝸桿原坯中心軸延伸的軸向和與中心軸相垂直的軸向；

一維軸向上程控自轉的第三夾具，用于與第二夾具相對夾固所述蝸桿原坯并帶動使其軸向自轉，所述一維軸向為蝸桿原坯的中心軸軸向；

第四維軸向上的銑刀，與二維軸向的第一夾具、第二夾具構成正交三維結構，所述銑刀沿第四維軸向相對蝸桿原坯表面伸縮式程控調節，