錐齒輪銑削工藝分析

王建立

摘 要：本文主要針對(duì)螺旋槽類零件的銑削加工過(guò)程進(jìn)行工藝分析，根據(jù)螺旋線的形成原理，分析了螺旋槽參數(shù)之間的關(guān)系，研究了如何計(jì)算配輪齒數(shù)以及保證螺旋槽形狀的方法。

關(guān)鍵詞：銑削；螺旋槽；配輪速比

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.221

在銑削加工過(guò)程中，經(jīng)常遇到斜齒輪的齒槽，麻花鉆的溝槽以及螺旋銑刀的溝槽等等零件的加工，這類工作可統(tǒng)稱為螺旋槽銑削加工。要銑出符合圖紙要求的螺旋線，必須清楚螺旋線的形成原理，它所具有的性質(zhì)，本文重在闡述如何根據(jù)螺旋線的導(dǎo)程或螺旋角來(lái)計(jì)算分度頭的掛輪傳動(dòng)比，從而保證螺旋零件的銑削質(zhì)量。

1 導(dǎo)入

如圖1所示，要在X62W臥式萬(wàn)能銑床上，加工一螺旋槽，已知工件外徑D=φ75mm，螺旋角ω=32度，零件加工數(shù)量10件。

2 圖紙分析

螺旋線的要素可以用直角三角形來(lái)加以分析：

導(dǎo)程L—螺旋線繞圓柱體轉(zhuǎn)過(guò)一圈，在圓柱體軸線方向所移動(dòng)的距離。

螺旋角ω—螺旋線的切線與圓柱軸線之間的夾角。

螺旋升角—螺旋線的切線與圓柱端面之間的夾角。

根據(jù)三角形直角邊與夾角之間的關(guān)系，導(dǎo)程L、螺旋角ω以及直徑D存在以下關(guān)系：L=πDctanω。

注意：式中D為工件的直徑，若銑螺旋銑刀或麻花鉆的溝槽時(shí)，D取工件的外徑，若銑斜齒輪時(shí)，D應(yīng)取斜齒輪分度圓直徑。圖1所示零件直徑為φ75mm。

3 生產(chǎn)加工

將圖紙轉(zhuǎn)化為合格的產(chǎn)品需要編制合理的、能滿足圖紙各項(xiàng)要求的加工工藝路線。

3.1 工藝分析

按照螺旋槽的形成原理，在銑床上銑削螺旋槽時(shí)，工件應(yīng)作如下運(yùn)動(dòng)：

（1）工件安裝在工作臺(tái)上，隨工作臺(tái)作勻速縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

（2）工件裝夾在分度頭上，作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

因此，機(jī)床工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)速度與分度頭旋轉(zhuǎn)速度要有確定的傳動(dòng)比，以保證螺旋槽的導(dǎo)程或螺旋角滿足圖紙要求。如圖2所示，縱向進(jìn)給絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)，又經(jīng)配換齒輪Z1，Z2，Z3，Z4帶動(dòng)分度頭使工件做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.2 配換齒輪的計(jì)算

配換齒輪選擇應(yīng)當(dāng)保證工件旋轉(zhuǎn)一周，工作臺(tái)帶著工件縱向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的距離，假若分度頭的定數(shù)是40，絲杠的導(dǎo)程是t，一般銑床絲杠的導(dǎo)程是6mm。即滿足以下關(guān)系：

I=Z1*Z3/Z2*Z4=40t/L

其中：I—傳動(dòng)比。

Z1，Z3—是從絲杠到分度頭的主動(dòng)配輪的齒數(shù)。

Z2，Z4—是從絲杠到分度頭的從動(dòng)配輪的齒數(shù)。

首先，根據(jù)加工任務(wù)所提供的螺旋角和直徑，計(jì)算零件的導(dǎo)程L：

L=πDctanω=3.14*75*1.6=377mm

然后計(jì)算配輪速比：I=40*6/377=0.6366=7/11。

根據(jù)機(jī)床齒輪配件的齒數(shù)進(jìn)行有效匹配后，I=Z1*Z3/Z2*Z4=7/11=70*30/55*60，選擇配輪分別為：Z1=70，Z2=55，Z3=30，Z4=60。從以上計(jì)算可知，因機(jī)床絲杠的導(dǎo)程是6mm，因此配輪速比的大小完全取決于零件螺旋槽導(dǎo)程的大小。安裝配輪時(shí)，應(yīng)注意主動(dòng)輪和從動(dòng)輪不能顛倒，松緊要適當(dāng)，由于加工的螺旋槽有左右之分，因此，可利用介輪使工件按所需要的方向旋轉(zhuǎn)。

3.3 工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)

為了能夠獲得所要螺旋槽的截面形狀，銑床工作臺(tái)在水平面內(nèi)要旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使螺旋槽的槽向與銑刀旋轉(zhuǎn)平面一致，轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)等于螺旋槽的螺旋角。同時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)向由螺旋槽的方向來(lái)確定，銑削左旋槽時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，反之為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。也可以用左右手來(lái)判斷，操作者面對(duì)工作臺(tái)，銑削右旋螺旋槽時(shí)用右手推工作臺(tái)，銑削左旋螺旋槽時(shí)用左手推工作臺(tái)。如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)用戶圖紙要求的螺旋角以及直徑的大小，首先必須明確螺旋線的旋向，計(jì)算螺旋線的導(dǎo)程，其次，根據(jù)銑床絲杠導(dǎo)程以及所用分度頭的定數(shù)，計(jì)算配素掛輪傳動(dòng)比的數(shù)值，并合理選擇配輪齒數(shù)，這樣才能保證螺旋槽的螺旋角和截面形狀達(dá)到圖紙要求。

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