蜗杆和多线螺纹车削与测量

知识目标 了解蜗杆的作用 种类 齿形 蜗杆主要参数的名称 符号 计算公式 了解蜗杆与多线螺纹的技术要求 学会确定蜗杆的参数 了解蜗杆车刀的几何形状和角度要求 了解多线螺纹的导程 标记 了解多线螺纹的分线方法 技能目标 掌握蜗杆的车削及测量方法 掌握多线螺纹的分线及车削方法 项目十二蜗杆和多线螺纹的车削与测量 任务一 蜗杆的基础知识任务二 蜗杆的车削任务三 多线螺纹的基础知识任务四 车削多线螺纹 任务一 蜗杆的基础知识 一 蜗杆概述 1 蜗杆的作用及种类蜗杆 蜗轮传动常用于作减速运动的传动机构中 常用的蜗杆有米制蜗杆 模数 齿形角为20 牙形角40 英制蜗杆 径节 齿型角为14 5 牙形角29 我国采用米制蜗杆 2 蜗杆的齿形常用的蜗杆齿形按齿廓形状可分为轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种 轴向直廓蜗杆又称为ZA蜗杆 这种蜗杆的轴向齿廓为直线 而在垂直于轴线的截面内 齿形是阿基米德螺线 所以又称为阿基米德蜗杆 法向直廓蜗杆又称为ZN蜗杆 这种蜗杆在垂直于齿面的法向截面内 齿廓为直线 所以又称为法向直廓蜗杆 蜗杆齿形的种类 3 蜗杆主要参数的名称 符号 计算公式及参数确定 二 蜗杆技术工艺要求1 蜗杆的齿距必须等于蜗轮齿距 2 法向或轴向齿厚要符合要求 3 齿型两侧面表面粗糙度要小 4 蜗杆径向跳动不得大于允许范围 三 工件的装夹粗车时为了提高工件的装夹刚度 应尽量缩短工件的长度 最好把工件的一端夹在单动卡盘内 另一端用顶尖支顶 精车时 应注意工件的同轴度 工件要以两顶尖孔定位装夹 以保证加工精度 四 蜗杆车刀及其装夹蜗杆车刀与梯形螺纹车刀基本相同 但因蜗杆的导程较大 所以在刃磨蜗杆车刀时 更应考虑导程角对车刀前角和后角的影响 另外蜗杆的精度较高 所以一般低速车削 用高速钢车刀 低速车削时采用硬质合金车刀 1 高速钢车刀蜗杆车刀及几何角度 蜗杆车刀的角度a 刀尖角 粗车刀刀尖角小于蜗杆牙型角 精车刀刀尖角应等于蜗杆牙型角 b 刀头宽度 刀头宽度应小于齿根槽宽 c 纵向前角 粗车刀一般为15 左右 精车刀为了保证牙型角正确 前角应等于0 d 纵向后角 一般为6 8 e 两侧刀刃后角 考虑蜗杆旋向和导程角 右旋车刀 左侧后角为 3 5 右侧后角为 3 5 左旋车刀则相反 f 刀尖适当倒圆 蜗杆粗车刀 蜗杆精车刀 2 蜗杆车刀的装夹 2 垂直装刀法车削法向直廓蜗杆时 必须把车刀两侧切削刃组成的平面装得与蜗杆齿侧垂直 由于蜗杆的导程角比较大 为了改善切削条件和达到垂直装刀要求 可采用可回转刀杆 见右图 刀头可相对刀杆回转一个所需的导程角 然后用螺钉紧固 这种刀杆开有弹性槽 车削时不易产生扎刀 用水平装刀法车削蜗杆时 由于其中一侧切削刃的前角变得很小 切削不顺利 所以在粗车轴向直廓蜗杆时 也常采用垂直装刀法 1 水平装刀法车轴向直廓蜗杆时 用水平装刀法 在装夹车刀时一般用样板找正装夹 装夹模数较大的蜗杆车刀 容易把车刀装歪 可采用万能量角器来找正车刀刀尖角位置 见左图 五 蜗杆的车削方法一般采用开倒顺车的方法进行切削 蜗杆的车削方法和车削梯形螺纹相似 有左右切削法 车直槽法和车阶梯槽法 由于蜗杆的齿距大 齿型深 切削面积大 车削时比梯形螺纹困难些 一般粗车后留精车余量0 2 0 4mm 在精车时 采用均匀的单面车削 切削深度不宜过深 否则会发生 啃刀 现象 所以在车削过程中 必须注意观察切削情况 控制切削用量 防止 扎刀 最后再用刀尖角略小于齿型角的车刀 精车蜗杆底径 把齿型修整清晰 以便保证蜗杆齿面的表面粗糙度和精度要求 六 蜗杆的测量方法蜗杆的主要测量参数有齿距 齿顶圆直径 分度圆直径 法向齿厚 其中齿顶圆直径可用千分尺测量 齿距由机床传动链保证 分度圆直径的测量分度圆直径的测量用三针或单针测量 方法与测量梯形螺纹相同 2 法向齿厚的测量法向齿厚使用齿轮游标卡尺测量 见下图 适用于精度要求不高的蜗杆 因图样上一般注明的是轴向齿厚 所以先要把轴向齿厚换算成法向齿厚 任务二 蜗杆的车削 练习一 蜗杆的车削1 零件图 操作注意事项 1 车削蜗杆时 应先验证螺距 齿距 2 车削时应夹紧工件 否则工件容易移位而损坏 3 粗车时应调整床鞍同床身导轨之间的配合间隙 使其小一些 以增大移动时的摩擦力 减少床鞍窜动的可能性 但间隙不能太小 以用手能平稳摇动床鞍为宜 4 精车时必须保证蜗杆的精度和较小表面粗糙度 5 车削过程中应注意减少积屑瘤的影响 操作步骤1 检查毛坯尺寸2 一夹一顶或两顶尖装夹 粗车 26外圆至 27 长29 5 3 调头装夹 粗车外圆 26至 27 长29 5 粗车 42外圆至 42 2 并粗车蜗杆 4 两顶尖装夹 精车蜗杆外径 42至尺寸要求 两端倒角20 5 精车蜗杆至精度要求 6 精车 26至尺寸要求 长30 倒角C1 7 调头 两顶尖装夹 精车 26至尺寸要求 长30 同时控制蜗杆长60 8 倒角C1 去毛刺 任务三 多线螺纹的基础知识 一 多线螺纹概述 1 多线螺纹 蜗杆 螺纹有单线螺纹和多线螺纹 图12 8 沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹 沿两条或两条以上 在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹 二 多线螺纹的技术工艺要求1 多线螺纹的螺距必须相等 2 多线螺纹每条螺纹的牙型角 中径处螺距要相等 三 车削多线螺纹的分线方法多线螺纹 蜗杆 的各螺旋线沿轴向是等距分布的 在端面上 各螺旋线的起始点在圆周上是等角度分布的 在车削过程中 解决螺旋线的等距分布问题称分线 如果等距误差过大 会影响内外螺纹的配合精度和蜗杆与蜗轮的啮合精度 1 轴向分线法 1 用小滑板刻度分线在车好一条螺旋槽后 利用小滑板刻度使车刀移动一个螺距 齿距 的距离 再车相邻的一条螺旋槽 从而达到分线的目的 这种分线方法一般用于多线螺纹 蜗杆 的粗车 适用于单件 小批量生产 用百分表和量块分线根据百分表上的读数值来确定小滑板的移动量 这种方法适用于分线精度要求较高的单件生产 但由于百分表的移动距离较小 在加工螺距较大或线数较多的多线螺纹时 可能使分线产生困难 所以生产中常用百分表和量块配合分线 见下图 这种方法分线精度较高 也适宜加工导程较大的多线螺纹 但在车削过程中应该经常找正百分表的零位 2 圆周分线法 1 利用卡盘卡爪分线当工件采用两顶尖 并用三爪或四爪卡盘代替拨盘时 可利用卡爪对二 三 四线的多线螺纹进行分线 在车好一条螺旋槽后 松开顶尖 把工件连同鸡心夹头转过一个角度 由卡盘上的另一只卡爪拨动 再顶好后顶尖 即可车削另一条螺旋槽 这种分线方法比较简单 但精度较差 2 利用交换齿轮分线当车床主轴交换齿轮齿数是螺纹线数的整数倍时 可以利用主轴交换齿轮进行分线 见下图 在车好一条螺旋槽后 停车 切断电源 在齿轮Z1上根据线数进行等分 在齿轮Z2的啮合处做好记号a和d 松开交换齿轮架 脱开齿轮 使齿轮Z1转过等分好的齿数 对准齿轮Z2上的记号d 重新啮合齿轮 就可车削另一条螺旋槽 在分线时 应注意开合螺母不能提起 齿轮必须向一个方向转动 这种分线方精度较高 但分线受Z1齿数限制 四 车削多线螺纹 蜗杆 的方法采用直进法或左右切削法车削多线螺纹 蜗杆 时 不可以将一条螺旋槽车好后 再车另一条螺旋槽 加工时应按以下步骤进行 1 粗车第一条螺旋槽 记住中 小滑板的刻度值 2 进行分线 粗车第二条 第三条 螺旋槽 如用轴向分线法 中滑板刻度值应与车第一条螺旋槽时相同 如用圆周分线法 中 小滑板的刻度值应与车第一条螺旋槽时相同 3 用左右切削法加工多线螺纹 蜗杆 时 为了保证多线螺纹的螺距 齿距 精度 车削每一条螺旋槽时的车刀轴向移动量 借刀量 必须相等 4 按上述方法精车各条螺旋槽 例 车削双线螺纹的顺序按以下四步进行1 小滑板刻度处与 0 位对齐 车第一个头侧面1 根据粗加工要求定出中滑板进刀深度作记号 在小滑板上确定从 0 位开始的借刀量 并作记号 2 从 0 位开始计算 将小滑板向前移动一个螺距 车第二个头侧面2 进刀深度及借刀量与车第一个头侧面1相同 3 为了消除回程间隙 应将小滑板向前摇半转 再向后摇至第2次的记号 车第二个头侧面3 进刀深度记号与车侧面1和侧面2两次记号相同 借刀后要重新作记号 4 将小滑板向后摇一个螺距 车第一个头侧面4 进刀深度记号与前几次记号相同 借刀后记号与第二个头侧面3相同 练习一 三角形多线螺纹车削1 零件图 操作注意事项 1 多线螺纹导程大 走刀速度快 车削时要当心碰撞 2 由于多线螺纹螺旋升角较大 车刀的两侧后角要相应增减 3 精车时要多次循环分线 第二次或第三次循环分线时 不准用小滑板借刀 只能在牙形面上单面车削 以矫正借刀或粗车时所产生的误差 4 多线螺纹分线不正确的原因 1 小滑板移动距离不正确 2 车刀修磨后 未检查对准原来的轴向位置 后随便借刀 使轴向位置移动 3 工件未夹紧 切削力过大而造成工件微量移动 也会使分线不正确 操作步骤1 检查毛坯尺寸2 工件伸出70mm左右 找正 夹紧 3 粗 精车端面 粗 精车 45外圆至尺寸要求 长65 倒角C2 4 调头 工件伸出70 找正 夹紧 5 粗 精车端面 保证总长110 6 粗 精车外圆 42 长50 7 车槽8 2 8 粗 精车M42 4 2螺纹至图样要求 9 倒角C2 去毛刺 练习二 车削梯形多线螺纹1 零件图 操作注意事项 1 应根据多线螺纹的导程 变换手柄和调整挂轮 2 车床摩擦离合器要调整适当 正反操作要灵敏 3 多线螺纹导程大 走刀速度快 车削时要当心碰撞 4 由于多线螺纹螺旋升角较大 车刀的两侧后角要相应增减 操作步骤1 检查毛坯尺寸2 工件伸出60mm左右 找正 夹紧 3 粗 精车端面 粗 精车外圆 34至尺寸要求 长55 倒角C2 4 调头 工件伸出65左右 找正 夹紧 粗 精车端面 保证总长105 5 粗 精车外圆 32 长55 6 车槽12 4 7 两侧倒角15 8 粗车Tr32 12 P6 7e螺纹 9 精车Tr32 12 P6 7e螺纹至图样要求 10 倒角C2 去毛刺 练习三 车削梯形多线内螺纹1 零件图 操作注意事项 1 车床要调整适当 正反操作要灵敏 2 车刀的两侧后角要相应增减 3 应根据多线螺纹的导程 变换手柄和调整挂轮 4 车削时要当心碰撞 操作步骤1 检查毛坯尺寸2 夹一端外圆 伸长60mm左右 找正 夹紧 车端面 车圆柱 54 长45 倒角C2 切断 3 将切断后的工件伸出10左右 找正夹紧 车端面 保证长度40 4 钻孔 24 粗 精车孔 26至尺寸要求 5 孔口倒角15 粗车Tr32 12 P6 7H 6 精车Tr32 12 P6 7H至图样要求 7 掉头找正装夹 倒角C2 去毛刺 练习四 车削多线蜗杆1 零件图 操作注意事项 1 应根据多线蜗杆的导程 变换手柄和调整挂轮 2 车床摩擦离合器要调整适当 正反操作要灵敏 3 车多线蜗杆第一条螺旋槽应验证导程 车第二条螺旋槽应验证齿距 4 粗车时 尽