CN109604739A - 一种蜗杆加工方法及所使用刀具 - Google Patents

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段伟政
陈保春
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Abstract

本发明提供了一种蜗杆加工方法及所使用刀具，先使用三把宽度依次减小、长度依次增加的车刀将零件加工出三级台阶形的螺旋槽，随后再使用成型车刀将台阶车平并进行精车，完成蜗杆的加工；本发明提供的一种蜗杆加工刀具及方法在加工时由于使用的为单面切削方式，具有受力均匀、切削力小、不易打刀等优点，同时采用本发明进行蜗杆加工，由于采用多把刀的加工方法，大大降低了加工难度，可将加工时间大幅度缩短，提高蜗杆加工效率。

Description

一种蜗杆加工方法及所使用刀具
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其是指一种蜗杆加工方法及所使用刀具。
背景技术
传统金属蜗杆加工中，目前主要的加工方式为冷轧和车削，冷轧蜗杆效率高，但加工精度低，适用于一些技术要求较低的蜗轮与蜗杆的组合件。因此目前精度较高的蜗杆大多采用车削的方式来完成。
目前加工蜗杆的通用做法大多采用成型刀左右借刀和直进法等方式进行，由于刀头与工件接触面大，因此切削力大，扎刀的概率也较高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明目的在于提供一种蜗杆加工方法及所使用刀具，以克服现有蜗杆加工切削力大、加工精度难以控制等缺陷。为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：
(二)技术方案
一套加工蜗杆用车刀，包括车刀和成型车刀，所述车刀包括有车刀一、车刀二、车刀三，所述车刀一、车刀二、车刀三均由刀头和刀杆组成，三者形状均与切刀相似，并且所述刀头顶面设有一刀刃，其中车刀一、车刀二、车刀三的各个角度依次为：前角10-15°、主后角3-5°、左偏角3-5°、右偏角3-5°、左后角13-20°、右后角1-3°，三把刀的刀头长分别为8-9mm、12-13mm、15-16mm，刀头宽分别为4mm、3mm、2mm；所述成型车刀为常见的40°蜗杆成型车刀。
进一步，所述车刀一、车刀二、车刀三的各个角度依次为：前角12°、主后角4°、左偏角4°、右偏角4°、左后角14°、右后角2°。
进一步，所述车刀一、车刀二、车刀三的刀头长分别为8.5mm、12.5mm、15.5mm。
进一步，所述刀头和刀杆一体成型。
优选地，所述车刀一、车刀二、车刀三均为超硬白钢刀，硬度为66-69HRC。
优选地，所述刀刃与所述刀杆顶面位于同一水平面上。
一种采用上述车刀加工蜗杆的加工方法，将待加工成模数m＝3的蜗杆的零件安装调整到位后，采用以下步骤加工：
步骤一：用车刀一在待加工零件上按规定导程角车出宽4mm、深6mm的矩形槽一；
步骤二：用车刀二在矩形槽一的中间按规定导程角车出宽3mm、深10mm的矩形槽二；
步骤三：用车刀三在矩形槽二的中间按规定导程角车出宽2mm、深13.2mm的矩形槽三；
步骤四：用成型车刀将蜗杆内两面阶梯形状粗车车平；
步骤五：用成型车刀对零件进行精车，完成蜗杆加工。
(三)有益效果
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，本发明中车刀在加工时由于使用的为单面切削方式，具有受力均匀、切削力小、不易打刀等优点，同时采用本发明进行蜗杆加工，由于采用多把刀的加工方法，大大降低了加工难度，可将加工时间大幅度缩短30-40分钟。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明所用车刀的整体外形示意图；
图2是本发明所用车刀的主视外形及角度示意图；
图3是本发明所用车刀的俯视外形及角度参数示意图；
图4是本发明所用车刀的左视外形及角度示意图；
图5是本发明所用成型车刀外形示意图；
图6是本发明所用成型车刀的主视图；
图7是本发明所用成型车刀的俯视图；
图8是步骤一加工完成后的零件示意图；
图9是步骤二加工完成后的零件示意图；
图10是步骤三加工完成后的零件示意图；
图11是步骤四加工完成后的零件示意图；
附图标号说明：
1、车刀 11、车刀一
12、车刀二 13、车刀三
101、刀头 102、刀杆
103、刀刃 2、成型车刀
3、待加工零件 31、矩形槽一
32、矩形槽二 33、矩形槽三
γ0、前角 α0、主后角
Kγ′、左(右)偏角 N1、左后角
N2、右后角 a、刀头宽
L、刀头长
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。
请参阅图1至图7所示，一套加工蜗杆用车刀，包括车刀1和成型车刀2，所述车刀1包括有车刀一11、车刀二12、车刀三13，所述车刀一11、车刀二12、车刀三13均由刀头101和刀杆102组成，三者形状均与切刀相似，并且所述刀头101顶面设有一刀刃103；作为车刀，若前角γ0过大，则易使刀刃103发生崩刃，前角γ0过小则无法保证足够的切削角度，从而使切削力增大，不利于加工；同样，若主后角α0过大，则会产生崩刃，过小则难以加工。因此，车刀一11、车刀二12、车刀三13的各个角度依次为：前角γ0＝10-15°、主后角α0＝3-5°、左偏角Kγ′＝3-5°、右偏角Kγ′＝3-5°、左后角N1＝13-20°、右后角N2＝1-3°，三把刀的刀头长L分别为8-9mm、12-13mm、15-16mm，刀头宽a分别为4mm、3mm、2mm；所述成型车刀2为常见的40°蜗杆成型车刀。
为保证刀具强度，所述刀头101和刀杆102一体成型。
由于待加工零件为金属材料，为保证切削效率和刀头寿命，所述车刀一11、车刀二12、车刀三13均为超硬白钢刀，硬度为66-69HRC。
为方便在加工时进行对刀等操作，所述刀刃103与所述刀杆102顶面位于同一水平面上。
一种采用上述车刀加工蜗杆的加工方法，将待加工成模数m＝3的蜗杆的零件安装调整到位后，采用以下步骤加工：
步骤一：用车刀一11在待加工零件3上按规定导程角车出宽4mm、深6mm的矩形槽一31，如图8所示；
步骤二：用车刀二12在矩形槽一的中间按规定导程角车出宽3mm、深10mm的矩形槽二32，如图9所示；
步骤三：用车刀三13在矩形槽二的中间按规定导程角车出宽2mm、深13.2mm的矩形槽三33，如图10所示；
步骤四：用成型车刀2将蜗杆内两面阶梯形状粗车车平，如图11所示；
步骤五：用成型车刀2对零件进行精车，完成蜗杆加工。
实施例一：
所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的各个角度依次为：前角γ0＝12°、主后角α0＝4°、左偏角Kγ′＝4°、右偏角Kγ′＝4°、左后角N1＝14°、右后角N2＝2°；所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的刀头长L分别为8.5mm、12.5mm、15.5mm；此时，采用所述三把刀和本发明所记载的加工方法对待加工零件3进行加工，加工成成品加工蜗杆所用时间为205分钟。
实施例二：
所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的各个角度依次为：前角γ0＝10°、主后角α0＝3°、左偏角Kγ′＝3°、右偏角Kγ′＝3°、左后角N1＝13°、右后角N2＝1°；所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的刀头长L分别为8mm、12mm、15mm；此时，采用所述三把刀和本发明所记载的加工方法对待加工零件3进行加工，加工成成品蜗杆所用时间为210分钟。
实施例三：
所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的各个角度依次为：前角γ0＝15°、主后角α0＝5°、左偏角Kγ′＝5°、右偏角Kγ′＝5°、左后角N1＝20°、右后角N2＝3°；所述车刀一11、车刀二12、车刀三13的刀头长L分别为9mm、13mm、16mm；此时，采用所述三把刀和本发明所记载的加工方法对待加工零件3进行加工，加工成成品蜗杆所用时间为200分钟。
对比案例：
使用40°成型车刀，采用左右借刀和直进法等传统加工方式，对待加工零件3进行加工时，完成加工所用时间为240分钟。
本发明的设计要点在于，所用车刀在加工时由于使用的为单面切削方式，具有受力均匀、切削力小、不易打刀等优点，同时采用本发明进行蜗杆加工，由于采用多把刀的加工方法，大大降低了加工难度，可将加工时间大幅度缩短30-40分钟。
本发明仅针对模数m＝3的蜗杆提出具体方案，机械加工人员应当由此得出其他模数的蜗杆加工方案，凡采用与本发明提出的多把刀先切槽等类似加工方案的，应当均可视为本发明所提出的技术方案。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：包括车刀和成型车刀，所述车刀包括有车刀一、车刀二、车刀三，所述车刀一、车刀二、车刀三均由刀头和刀杆组成，三者形状均与切刀相似，并且所述刀头顶面设有一刀刃，其中车刀一、车刀二、车刀三的各个角度依次为：前角10-15°、主后角3-5°、左偏角3-5°、右偏角3-5°、左后角13-20°、右后角1-3°，三把刀的刀头长分别为8-9mm、12-13mm、15-16mm，刀头宽分别为4mm、3mm、2mm；所述成型车刀为常见的40°蜗杆成型车刀。
2.根据权利要求1所述一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：所述车刀一、车刀二、车刀三的各个角度依次为：前角12°、主后角4°、左偏角4°、右偏角4°、左后角14°、右后角2°。
3.根据权利要求1所述一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：所述车刀一、车刀二、车刀三的刀头长分别为8.5mm、12.5mm、15.5mm。
4.根据权利要求1所述一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：所述刀头和刀杆一体成型。
5.根据权利要求1所述一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：所述车刀一、车刀二、车刀三均为超硬白钢刀，硬度为66-69HRC。
6.根据权利要求1所述一套加工蜗杆用车刀，其特征在于：所述刀刃与所述刀杆顶面位于同一水平面上。
7.一种采用权利要求1所述车刀加工蜗杆的加工方法，其特征在于：将待加工成模数m＝3的蜗杆的零件安装调整到位后，采用以下步骤加工：
步骤一：用车刀一在待加工零件上按规定导程角车出宽4mm、深6mm的矩形槽一；
步骤二：用车刀二在矩形槽一的中间按规定导程角车出宽3mm、深10mm的矩形槽二；
步骤三：用车刀三在矩形槽二的中间按规定导程角车出宽2mm、深13.2mm的矩形槽三；
步骤四：用成型车刀将蜗杆内两面阶梯形状粗车车平；
步骤五：用成型车刀对零件进行精车，完成蜗杆加工。
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