蝸桿加工是通過(guò)特定設(shè)備和刀具,將金屬棒料加工成具有螺旋齒形的蝸桿零件的工藝,核心要求是保證齒形精度、導(dǎo)程精度和表面粗糙度,以確保與蝸輪嚙合時(shí)的傳動(dòng)效率和穩(wěn)定性,廣泛用于減速箱、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等傳動(dòng)系統(tǒng)。
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蝸桿加工的核心是控制 “齒形、導(dǎo)程、齒向” 三大精度,需重點(diǎn)把控以下環(huán)節(jié):
1. 加工前準(zhǔn)備
材料選擇:優(yōu)先選用高強(qiáng)度、易切削的合金結(jié)構(gòu)鋼(如 20CrMnTi、40Cr),需通過(guò)調(diào)質(zhì)處理(硬度 220-280HB)改善切削性能;高精度蝸桿后續(xù)需淬火(硬度 HRC58-62),需選擇可淬硬鋼種。
毛坯預(yù)處理:對(duì)棒料毛坯進(jìn)行校直(直線(xiàn)度≤0.1mm/m),避免加工時(shí)因毛坯彎曲導(dǎo)致的齒向偏差;粗車(chē)外圓和端面,保證加工基準(zhǔn)面的平面度和垂直度(偏差≤0.01mm)。
2. 核心加工環(huán)節(jié)控制
滾削加工(批量生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)):
刀具選擇:根據(jù)蝸桿模數(shù)(m)和頭數(shù)(z1)選擇匹配的蝸桿滾刀,滾刀精度需比蝸桿高 1-2 個(gè)等級(jí)(如加工 7 級(jí)蝸桿需用 6 級(jí)精度滾刀)。
參數(shù)設(shè)定:調(diào)整滾齒機(jī)的 “分齒掛輪”(保證滾刀與蝸桿的轉(zhuǎn)速比,即分齒精度)和 “差動(dòng)掛輪”(補(bǔ)償螺旋線(xiàn)導(dǎo)程誤差),導(dǎo)程誤差需控制在 0.02-0.05mm/100mm(根據(jù)精度等級(jí)調(diào)整)。
切削用量:硬質(zhì)合金滾刀推薦參數(shù) —— 切削速度 80-120m/min,進(jìn)給量 0.1-0.3mm/r,避免速度過(guò)高導(dǎo)致刀具磨損,或進(jìn)給量過(guò)大導(dǎo)致齒面粗糙。
磨削加工(高精度蝸桿關(guān)鍵環(huán)節(jié)):
砂輪選擇:用單晶剛玉或立方氮化硼(CBN)砂輪,砂輪粒度根據(jù)表面粗糙度要求選擇(如 Ra0.8μm 需用 80#-120# 砂輪)。
精度控制:通過(guò)砂輪修整器修正砂輪輪廓(保證與蝸桿齒形一致),磨削時(shí)控制徑向進(jìn)給量(每次 0.005-0.01mm),避免磨削力過(guò)大導(dǎo)致蝸桿變形;最終需保證齒形誤差≤0.01mm,表面粗糙度 Ra≤0.4μm。
3. 熱處理與后續(xù)處理
淬火處理:高精度蝸桿粗加工后需進(jìn)行整體淬火或表面淬火(如滲碳淬火),淬火后需及時(shí)進(jìn)行低溫回火(150-200℃),消除內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸;淬火后變形需通過(guò)磨削加工修正。
表面處理:根據(jù)需求進(jìn)行防銹處理(如鍍鋅、發(fā)黑),但高精度蝸桿的齒面通常不做涂層,避免影響嚙合精度。