CN110328501B - 大模数尼曼蜗杆加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大模数尼曼蜗杆加工方法，包括：蜗杆粗车；齿形粗车；齿形粗磨；渗碳淬火；外圆及端面精车；外圆精磨；齿形精车：在画图软件上绘制齿形加工的编程图；根据编程图编制变R参数程序，该程序中，刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅；在数控车床上运行步骤G2编制的程序，利用刀具精车齿形。本发明采用数控车床进行齿形精车，精车时采用专用的刀具，且该刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅，能够保证加工精度。此外，蜗杆齿采用车削加工的方式进行最后的加工，与精磨相比，效率更高，有利于降低生产成本。

Description

大模数尼曼蜗杆加工方法
技术领域
本发明涉及蜗杆加工技术领域，具体涉及一种大模数尼曼蜗杆加工方法。
背景技术
热连轧机所使用的压下减速机关键零件为蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆均采用的是多头大模数蜗杆蜗轮，对于蜗杆齿的加工，传统的加工工艺是在普通车床上利用尖刀粗开V形槽，再用车刀分层，逐渐去除加工余量，在离精加工状态下还有2-4mm余量的情况下，采用成形车刀靠刀而成，这种加工工艺措施只能作为粗加工在渗碳淬火前使用，渗碳淬火之后，工件表面硬化，只能采取磨削手段，效率低且质量较难控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种效率更高、质量可控的大模数尼曼蜗杆加工方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：大模数尼曼蜗杆加工方法，包括以下步骤：
A、蜗杆粗车；
B、齿形粗车；
C、齿形粗磨；
D、渗碳淬火；
E、外圆及端面精车；
F、外圆精磨；
G、齿形精车：
G1、在画图软件上绘制齿形加工的编程图；
G2、根据编程图编制变R参数程序，该程序中，刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅；
G3、在数控车床上运行步骤G2编制的程序，利用刀具精车齿形，所述刀具包括一体成型的刀柄、连接体和刀头，所述刀头具有顶面、底面、端面和两个侧面，刀头前端的顶部设置有刀片，刀片上表面与顶面共面，刀片的左侧面和右侧面分别与两侧面共面，刀片的前侧面与端面共面；刀头的宽度小于刀柄的宽度，且刀头的宽度从靠近连接体的一端到端面递增，所述端面与底面之间的角度为钝角。
进一步地，所述侧面与端面之间的角度为89°。
进一步地，所述刀片的上表面、前侧面和左侧面的交点处倒圆角，刀片的上表面、前侧面和右侧面的交点处倒圆角。
进一步地，所述刀片为立方氮化硼材质，所述刀柄、连接体和刀头为45钢。
进一步地，步骤G2中，完成编程后，利用CAXA软件模拟程序运行，以验证程序是否正确。
进一步地，步骤B中，齿形粗车在数控车床上进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用数控车床进行齿形精车，精车时采用专用的刀具，且该刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅，能够保证加工精度。此外，蜗杆齿采用车削加工的方式进行最后的加工，与精磨相比，效率更高，有利于降低生产成本。
附图说明
图1为本发明齿形精车所采用的刀具主视示意图。
图2为本发明齿形精车所采用的刀具俯视示意图。
附图标记：11—刀柄；12—连接体；13—刀头；131—顶面；132—底面；133—端面；134—侧面；135—刀片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的大模数尼曼蜗杆加工方法，包括以下步骤：
A、蜗杆粗车，可利用普通车床、普通刀具进行，也可以采用数控车床进行。
B、齿形粗车，可采用焊接式切槽刀或机夹刀片的切槽刀，在普通车床上进行，为了提高加工精度，优选采用数控车床上进行齿形粗车，车削前先编程，然后试运行，对程序进行模拟验证，程序运行准确无误后，再正式加工。程序模拟验证可在数控机床上进行，但不容易发现问题，因此，优选采用CAXA软件进行模拟验证，效果较佳，能够发现程序存在的问题。
C、齿形粗磨，按照传统的磨削方式进行即可。
D、渗碳淬火，按照传统的渗碳淬火进行即可。
E、外圆及端面精车，外圆即齿顶面所在的圆周面，可利用数控车床或普通车床，采用常规的外圆车削工艺进行车削。
F、外圆精磨，采用传统的磨削方式进行即可，由于精磨后还要进行精车，需要留出一定的加工余量，因此精磨量较小，可节省精磨加工的时间。
G、齿形精车：
G1、在画图软件上绘制齿形加工的编程图，画图软件可采用AUTOCAD等常用的绘图软件。
G2、根据编程图编制变R参数程序，该程序中，刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅。一般来说，数控车床加工的平面坐标系包括x轴和z轴，x轴沿蜗杆径向方向，z轴沿蜗杆长度方向，传统的加工工艺中，刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅，而本申请采用x轴进给为主，z轴进给为辅，实现径向对刀进给切削，能够保证加工精度。径向对刀进给切削的优势在于吃刀深度可控，能够实现少吃深、大进给加工，可提高加工效率，同时减少加工变形。
完成编程后，为了保证程序的准确性，需要对程序进行模拟验证，程序运行准确无误后，再正式加工。程序模拟验证可在数控机床上进行，但不容易发现问题，因此，优选采用CAXA软件进行模拟验证，效果较佳，能够发现程序存在的问题。
G3、在数控车床上运行步骤G2编制的程序，利用刀具精车齿形。
传统的加工工艺因刀具宽度大，不能用于数控车床连续走刀，而如果采用成形车刀，刀刃接触面宽，加工时产生的切削抗力非常大，效率低，随时需监控使用，使用不当容易挖刀，磨损后不易重磨，制造成本高，周期长。针对这种情况，本发明采用专用的车刀，具体地：
如图1和图2所示，本发明采用的刀具包括一体成型的刀柄11、连接体12和刀头13，刀柄11、连接体12和刀头13采用45钢，所述刀头13的外表面包括一个顶面131、一个底面132、一个端面133和两个侧面134，刀头13前端的顶部设置了缺口，缺口内设置有刀片135，刀片135上表面与顶面131共面，刀片135的左侧面和右侧面分别与两侧面134共面，刀片135的前侧面与端面133共面，刀片135为立方氮化硼材质，硬度很高，耐磨损，适用于淬火后的蜗杆加工。刀片135可与刀头13焊接连接，保证连接强度。刀头13的宽度小于刀柄11的宽度，即刀片135的宽度较小，切削时与蜗杆的接触面积小，降低切削阻力。刀头13的宽度从靠近连接体12的一端到端面133递增，连接体12的宽度从刀柄11所在的一端到刀头13所在的一端逐渐减小，所述端面133与底面132之间的角度为钝角，使刀片135突出，以便于并对蜗杆齿进行加工，避免刀具的其他部分接触蜗杆而将蜗杆刮伤。具体地，所述侧面134与端面133之间的角度为89°。
所述刀片135的上表面、前侧面和左侧面的交点处倒圆角，刀片135的上表面、前侧面和右侧面的交点处倒圆角，避免工人在装夹或取下刀具时被尖角刺伤。
蜗杆齿采用车削加工的方式进行最后的加工，与精磨相比，效率更高，质量可控，有利于降低生产成本。

Claims (5)

1.大模数尼曼蜗杆加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、蜗杆粗车；
B、齿形粗车；
C、齿形粗磨；
D、渗碳淬火；
E、外圆及端面精车；
F、外圆精磨；
G、齿形精车：
G1、在画图软件上绘制齿形加工的编程图；
G2、根据编程图编制变R参数程序，该程序中，刀具以z轴进给为主，x轴进给为辅；
G3、在数控车床上运行步骤G2编制的程序，利用刀具精车齿形，所述刀具包括一体成型的刀柄(11)、连接体(12)和刀头(13)，所述刀头(13)具有顶面(131)、底面(132)、端面(133)和两个侧面(134)，刀头(13)前端的顶部设置有刀片(135)，刀片(135)上表面与顶面(131)共面，刀片(135)的左侧面和右侧面分别与两侧面(134)共面，刀片(135)的前侧面与端面(133)共面；刀头(13)的宽度小于刀柄(11)的宽度，且刀头(13)的宽度从靠近连接体(12)的一端到端面(133)递增，所述端面(133)与底面(132)之间的角度为钝角；
所述侧面(134)与端面(133)之间的角度为89°。
2.根据权利要求1所述的大模数尼曼蜗杆加工方法，其特征在于，所述刀片(135)的上表面、前侧面和左侧面的交点处倒圆角，刀片(135)的上表面、前侧面和右侧面的交点处倒圆角。
3.根据权利要求1所述的大模数尼曼蜗杆加工方法，其特征在于，所述刀片(135)为立方氮化硼材质，所述刀柄(11)、连接体(12)和刀头(13)为45钢。
4.根据权利要求1所述的大模数尼曼蜗杆加工方法，其特征在于，步骤G2中，完成编程后，利用CAXA软件模拟程序运行，以验证程序是否正确。
5.根据权利要求1所述的大模数尼曼蜗杆加工方法，其特征在于，步骤B中，齿形粗车在数控车床上进行。
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