錐齒蝸桿軸車削加工工藝

江西九江職業技術學院 （332007） 蔣曉剛

筆者承接了一種錐齒蝸桿軸的零件加工任務，如圖1所示，經過對加工難點的仔細分析和反復試驗，我們總結此工件比較合理的車削加工工藝。此工藝既能滿足加工精度要求，又能保證較高的加工效率。按此工藝加工取得較好的經濟效益，現闡述如下。

圖1 錐齒蝸桿軸

1.該工件加工的難點

（1）蝸桿的加工 常規加工方法采用成形刀直接加工，在臥式車床上精度不高，很難滿足公差要求，且效率低下。

（2）錐齒面的加工 錐齒面在臥式車床上加工難度較大，且精度難以保證，測量時易出現誤差。

2.車削的工量具準備

（1）刀具的準備 端面刀一把，90°外圓車刀兩把（粗車刀、精車刀），車孔刀一把，三角螺紋刀一把，合金切槽刀一把，超硬切槽刀三把（寬度分別為4.0～4.3mm，2.6～2.8mm，1.7～1.9mm，長度不低于7mm），切槽刀一把，400蝸桿刀三把（粗蝸桿刀、右單刃蝸桿刀、左單刃蝸桿刀），利用三角螺紋刀改造的特制切槽刀等（見圖2）。

圖2

（2）測量工具的準備 0～200mm游標卡尺一把，25～50mm千分尺一把，齒厚卡尺一把，17～20mm內徑千分尺一把，0～150mm深度尺一把，萬能角度尺一把等。

（3）輔助工具 中心鉆、頂尖、麻花鉆、百分表及表架、活動頂尖、銅片、銅棒等。

3.車削加工工藝

（1）裝夾工件 由于選用加工材料是45鋼，車削力過大，所以裝夾需要采用一夾一頂的方式。工件的裝夾要注意長度尺寸，以免為下面的測量帶來不便。一般裝夾在卡盤上長度為15～18mm。

（2）粗車外圓 首先端面刀對端面進行車削，因為伸長量過大，且剛性不足，所以車削量不要過大，一般不超過0.5mm。端面車平整后，用中心鉆鉆中心孔，轉速不宜慢，不低于560r/min以防止鉆頭斷在工件里，鉆好后用頂尖頂住中心孔。然后，用粗車刀進行粗車外圓，由于增加了工件的剛性，車削用量可以適當增加，一般留下0.5mm進行精車，依次按圖車削到尺寸。

注意：車削φ27mm（圖1中間）的外圓時先用切槽刀切出一定寬度的低槽，然后再用外圓車刀依次車削φ 38mm、φ 32mm的外圓，最后再用切槽刀完成無精度要求的27mm。

（4）車削蝸桿 第一，刀架上的車刀全部換下來，依次裝夾：三角螺紋刀、超硬切槽刀三把。一般如果圖樣沒有要求則選用三角螺紋刀進行兩邊倒角，角度大約30°，注意倒角要倒大些，以防擠壓過大，導致毛邊翻邊過嚴重。

第二，檢查車床掛輪是否掛到正確的位置、各手柄是否處在正確的位置，尤其要注意的是加工的蝸桿是2頭的，那么模數就是6mm；另外調整轉速為25r/min或是50r/min，轉速選擇過快，車削力過大易導致刀具崩斷；小滑板對準零刻度線。這些步驟非常重要，決定著蝸桿能否正常車削。

第三，用第一把切槽刀（寬度4.0～4.3mm）對刀（中轉盤刻度盡量對準零刻度線進行車削，方便尺寸計算），由于車削力過大，每次單邊背吃刀量不要超過0.2mm，直至單邊深度約為3mm；然后利用小滑板刻度進行分線，因為蝸桿齒距為3πmm，所以轉動小滑板使刀架向前移動約為9.42mm；接下來車削第二條線，方法和車削第一條線一樣，車削完成后主軸暫停。

用第二把切槽刀寬度2.6～2.8mm進行對刀車削，在對刀前把小滑板歸位，防止第二把刀分線時超過小滑板量程。對刀完成進行車削，每次單邊背吃刀量不要超過0.2mm，直至單邊深度約為2mm；再次利用小滑板進行分線，轉動小滑板使刀架向前移動約為9.42mm，車削第二條線，過程與第二把刀車削的第一條線相同。

用第三把切槽刀寬度1.7～1.9mm進行對刀車削，在對刀前別忘了把小滑板歸位。對刀完成后進行車削，由于此時切槽刀剛性較弱，因此每次單邊背吃刀量不要超過0.15mm，直至單邊深度約為1.6mm，為了使工件的低槽光滑，最后一刀用最慢速度車削且單邊背吃刀量盡可能小約為0.25mm；然后利用小滑板分線，轉動小滑板使刀架向前移動約為9.42mm，車削第二條線，過程與第三把刀車削的第一條線相同。

第四，刀架上的車刀全部換下來，依次裝夾：粗車蝸桿刀、右單刃蝸桿刀、左單刃蝸桿刀。首先用粗車蝸桿刀采用左右法進行粗加工，深度進給量可以稍微大些，為了防止右面干涉刀具，先修右面，后修左面；為了保證蝸桿的精度，利用小轉盤分線時，每次旋轉的刻度必須保持一致。當蝸桿大致形狀出來時，用齒厚卡尺測量法向齒厚，當法向齒厚為4.80mm時，換左單刃蝸桿刀進行精加工，每條線只需車0.5mm左右，以左面為測量基準。等兩條線的左面全部修好，轉換右單刃蝸桿刀進行精修，直到測量時符合尺寸要求。

（6）車削錐齒面 第一，卸下工件，用游標卡尺測量出此時工件總長度，然后掉頭裝夾在直徑為φ 32mm的外圓上，用銅片包住裝夾的外圓，以防夾出痕跡。首先大概把多余的長度用端面刀車削掉，留有0.3～0.5mm的長度。由于工件有同軸度的要求，因此把表架固定在中滑板上，固定百分表后，測量觸頭和φ 38mm外圓接觸。朝著一個方向轉動卡盤，觀察指針的轉向，指針的最高點和最低點差的一半即為調整尺寸，用銅棒在最高點向下輕敲，同時注意觀察指針的位置，到最高點與最低點中間時停止敲擊；再次轉動卡盤觀察指針的最高點與最低點，若不在公差范圍之內則繼續用銅棒輕敲最高點調整直到符合公差要求；然后稍微夾緊工件，再次利用百分表測量同軸度，以防卡爪夾緊時同軸度超差。一般不會出現，如果出現尺寸超差則在不松卡爪的情況下再次校核，直到尺寸在公差范圍內；然后再夾緊工件。再用端面刀車去多余的長度，控制總長度；最后車削外圓，控制φ58mm的外圓再用中心鉆鉆中心孔。

第二，根據圖樣，工作臺向左轉換62°48′。由于車床構造，不能一次性準確轉換到位，需要經過多次的試車與測量來轉換刀架位置以達到精度要求。

首先車去部分多余材料，然后轉動小滑板，進行車削，車削一次，用萬能角度尺測量一次，根據圖樣測量角度為207°8′～207°12′，測量時以端面為基準，要借助燈光觀察。同時要用游標卡尺測量長度為17mm斜面，以防車削過多。最后，工作臺調整歸位。

第三，根據圖樣角度要求，工作臺向右旋轉30°，然后轉動刀架利用特制的切槽刀，轉動小滑板，進行車削，車削一次用萬能角度尺以斜面為基準測量一次，根據圖樣測量角度為 87°8′～87°16′，要借助燈光測量，直至角度符合公差要求，且和斜面有0.2mm的寬度。

第四，卸下特制切槽刀，再次裝夾，但刀桿要和主軸平行。向左轉換刀架，使特制切槽刀右刀尖（見圖2）不要碰到工件，充分利用左刀尖加工深度為4mm的斜孔。左刀尖稍微伸進中心孔大約0.3mm，然后轉動中滑板，使刀具向操作者的方向靠近，距離斜面大約0.5mm時停止，再回到中心孔再次伸進大約0.3mm，重復此次操作直到深度接近3.9mm時停止；再從端面利用小滑板對斜內孔斜面進行車削碰到其低面后稍深一點，再轉動中滑板，使刀具遠離操作者，直到中心孔處。利用深度尺測量，得出準確的尺寸，再次從端面進行操作，重復上述過程，直到深度合格。最后用中心鉆對斜孔低面進行鉆孔。停止車床，把工件取出。