錐齒輪銑削工藝分析

王建立

摘 要：本文主要針對螺旋槽類零件的銑削加工過程進行工藝分析，根據螺旋線的形成原理，分析了螺旋槽參數之間的關系，研究了如何計算配輪齒數以及保證螺旋槽形狀的方法。

關鍵詞：銑削；螺旋槽；配輪速比

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

在銑削加工過程中，經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，本文重在闡述如何根據螺旋線的導程或螺旋角來計算分度頭的掛輪傳動比，從而保證螺旋零件的銑削質量。

1 導入

如圖1所示，要在X62W臥式萬能銑床上，加工一螺旋槽，已知工件外徑D=φ75mm，螺旋角ω=32度，零件加工數量10件。

2 圖紙分析

螺旋線的要素可以用直角三角形來加以分析：

導程L—螺旋線繞圓柱體轉過一圈，在圓柱體軸線方向所移動的距離。

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。

根據三角形直角邊與夾角之間的關系，導程L、螺旋角ω以及直徑D存在以下關系：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，D取工件的外徑，若銑斜齒輪時，D應取斜齒輪分度圓直徑。圖1所示零件直徑為φ75mm。

3 生產加工

將圖紙轉化為合格的產品需要編制合理的、能滿足圖紙各項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，工件應作如下運動：

（1）工件安裝在工作臺上，隨工作臺作勻速縱向進給運動。

（2）工件裝夾在分度頭上，作勻速旋轉運動。

因此，機床工作臺縱向運動速度與分度頭旋轉速度要有確定的傳動比，以保證螺旋槽的導程或螺旋角滿足圖紙要求。如圖2所示，縱向進給絲杠帶動工作臺移動的同時，又經配換齒輪Z1，Z2，Z3，Z4帶動分度頭使工件做勻速轉動。

3.2 配換齒輪的計算

配換齒輪選擇應當保證工件旋轉一周，工作臺帶著工件縱向移動一個導程的距離，假若分度頭的定數是40，絲杠的導程是t，一般銑床絲杠的導程是6mm。即滿足以下關系：

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

其中：I—傳動比。

Z1，Z3—是從絲杠到分度頭的主動配輪的齒數。

Z2，Z4—是從絲杠到分度頭的從動配輪的齒數。

首先，根據加工任務所提供的螺旋角和直徑，計算零件的導程L：

L=πDctanω=3.14*75*1.6=377mm

然后計算配輪速比：I=40*6/377=0.6366=7/11。

根據機床齒輪配件的齒數進行有效匹配后，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。從以上計算可知，因機床絲杠的導程是6mm，因此配輪速比的大小完全取決于零件螺旋槽導程的大小。安裝配輪時，應注意主動輪和從動輪不能顛倒，松緊要適當，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。

3.3 工作臺的旋轉

為了能夠獲得所要螺旋槽的截面形狀，銑床工作臺在水平面內要旋轉一個角度，使螺旋槽的槽向與銑刀旋轉平面一致，轉過的角度應等于螺旋槽的螺旋角。同時，轉臺的轉向由螺旋槽的方向來確定，銑削左旋槽時，轉臺順時針轉動，反之為逆時針轉動。也可以用左右手來判斷，操作者面對工作臺，銑削右旋螺旋槽時用右手推工作臺，銑削左旋螺旋槽時用左手推工作臺。如圖3所示。

4 結語

根據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，計算螺旋線的導程，其次，根據銑床絲杠導程以及所用分度頭的定數，計算配素掛輪傳動比的數值，并合理選擇配輪齒數，這樣才能保證螺旋槽的螺旋角和截面形狀達到圖紙要求。

參考文獻：

[1]殷建勝.一種往復桿的螺旋槽銑削加工[J].機床與液壓，2012.

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