[发明专利]环面蜗杆高速切削方法

说明书

技术领域

本发明涉及环面蜗杆切削方法，尤其是一种环面蜗杆高速切削方法。

背景技术

蜗杆传动广泛应用于航空、军事、汽车和精密机械领域，但大多数采用阿基米德圆柱蜗杆传动，这种结构的蜗杆传动效率低、承载能力差、使用寿命短、润滑性能差，并且容易发生机械故障而引发事故。如果采用环面蜗杆传动将有力地克服这些缺点，环面蜗杆啮合传递动力的齿数多、面积大，其承载能力可提高2-4倍，传递效率高达85-90％，使用寿命是普通圆柱蜗杆的几倍。在机械制造和机械传动最发达的美国，蜗杆传动机构绝大多数采用环面蜗杆传动，而在我国恰好相反，绝大多数的是圆柱蜗杆传动，极大地限制了机械传动的效率和精度的提高，广泛采用环面蜗杆传动迫在眉捷。环面蜗杆与圆柱蜗杆相比，唯一的缺点是制造难度大和制造成本高。国外的专用设备结构复杂、价格昂贵，目前无法在国内推广应用，而国内目前环面蜗杆切削或者磨削加工一般采用滚齿机或者车床改装的专机上进行的，采用人工对其刀座及机床进行调整的方式，调整过程复杂、耗时长，导致其加工效率及精度均较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用数控技术利用高速切削车刀和工艺制造高精度环面蜗杆，从而大大降低成本和显著提高加工效率及精度的环面蜗杆高速切削方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

本环面蜗杆高速切削方法包括以下步骤：

(1).将环面蜗杆毛坯卡装于数控机床上设置的卡盘内，由数控机床主轴驱动卡盘并带动环面蜗杆毛坯以角速度ω₁做高速旋转；

(2).在数控刀架上安装一车刀，刀架以角速度ω₂做回转运动以保证车刀的刀体与环面蜗杆毛坯的加工环面垂直；

(3).环面蜗杆毛坯与刀架转动的速比ω₁/ω₂为环面蜗杆副的传动比；

(4).安装于刀架上的车刀自身做由左至右的纵向运动，由此，车刀在环面蜗杆毛坯上所形成的轨迹面，就是环面蜗杆的螺旋齿面。

而且，所述的车刀为阿基米德蜗杆车刀。

本发明的优点和有益效果为：

1.本环面蜗杆高速切削方法利用工件旋转运动和车刀的纵向及环面的相对运动实现环面蜗杆的切削，因主轴带动工件作高速运动，切削速度高以及优化的切削工艺和切削方式，从而达到高速、高效切削。

2.本环面蜗杆高速切削方法采用一阿基米德蜗杆车刀作为切削工具，由该车刀所加工出的环面蜗杆啮合属于多齿啮合和双接触线接触，润滑条件好，当量曲率半径大，因此传动效率较高且承载能力大，可以保证传动精度、提高传动性能、耐用度较好。

3.本发明设计合理，采用数控技术利用高速切削车刀和工艺制造高精度环面蜗杆，从而大大降低成本并显著提高加工效率和精度，其加工出的环面蜗杆具有较好的传动性能及耐用度。

附图说明

图1为本发明的切削原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明所采用的数控机床由床身、主轴箱、安装于主轴箱内的主轴、主轴伺服电机及其传动装置、安装于主轴箱外部由主轴带动的卡盘、尾座、纵轴箱、纵轴伺服电机、纵向导轨、滑动安装于纵向导轨上的纵轴溜板箱、安装于纵轴溜板箱上的纵轴大溜板、横轴箱、横轴伺服电机、横向导轨、滑动安装于横向导轨上的横轴溜板箱、安装于横轴溜板箱上的刀架等组成。

主轴由安装在主轴箱内的伺服电机驱动，并由数控系统控制其转速；纵向大溜板由安装于纵轴箱内的纵轴伺服电机数控驱动其沿纵轴移动；横轴溜板箱由安装于横轴箱内的横轴伺服电机数控驱动其沿横轴移动；刀架转动安装于横轴溜板箱上，由一回转伺服电机数控驱动其进行回转运动。由此实现车刀在实现沿环圆弧曲线轨迹做回转运动的同时，沿纵轴及横轴做纵向和横向运动。

本环面蜗杆高速切削方法，包括以下步骤：

(1).环面蜗杆毛坯卡装于数控机床上设置的卡盘内，由一安装于数控机床内的电机驱动机床主轴，由该机床主轴驱动卡盘并带动环面蜗杆毛坯以角速度ω₁绕O₁轴做高速旋转；

(2).在数控刀架上安装一把阿基米德蜗杆车刀，刀架以一回转轴O以角速度ω₂带动车刀沿一圆弧曲线轨迹做回转运动以保证车刀的刀体与环面蜗杆毛坯加工环面相垂直，刀架的回转轴垂直于环面蜗杆毛坯的旋转轴；