蜗杆的加工与检测
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蜗杆的车削与测量
工程实来自百度文库中心 谭斌 2013年11月
1
学习目标
知识目标 ◎了解蜗杆的作用、种类、齿形。 ◎蜗杆主要参数的名称、符号、计算公式。 ◎了解蜗杆的技术要求，学会确定蜗杆的参数。 ◎了解蜗杆车刀的几何形状和角度要求。
技能目标 ◎掌握轴向直廓蜗杆车刀的刃磨方法。 ◎掌握单头轴向直廓蜗杆的车削方法。 ◎掌握轴向直廓蜗杆的多种测量方法。
2
工作任务
相关理论知识
一．蜗杆概述 1．蜗杆的作用及种类 蜗杆、蜗轮传动常用于作减速运动的传动机构中。常用的蜗杆有米制蜗杆（模 数），齿形角为20º（牙形角40º）；英制蜗杆（径节），齿型角为14.5º（牙形角 29º），我国采用米制蜗杆。
2．蜗杆的齿形 常用的蜗杆齿形按齿廓形状可分为轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种。
六、蜗杆的测量方法
蜗杆的主要测量参数有齿距、齿顶圆直径、分度圆直径、法向齿厚。其中 齿顶圆直径可用千分尺测量，齿距由机床传动链保证。
１．分度圆直径的测量
分度圆直径的测量用三针或单针测量，方法与测量梯形螺纹相同（公式不同）。
M=d1+3.924dD-4.316mX dD=1.672 mx
d1-分度圆直径，dD=量针直径
蜗杆车刀与梯形螺纹车刀基本相同，但因蜗杆的导程较大，
所以在刃磨蜗杆车刀时，更应考虑导程角对车刀前角和后角的 影响，另外蜗杆的精度较高,所以一般低速车削，用高速钢车刀。
1．高速钢车刀蜗杆车刀及几何角度
蜗杆粗车刀
蜗杆精车刀
蜗杆车刀的角度
a)刀尖角：粗车刀刀尖角小于蜗杆牙型角；精车刀刀尖角应等于蜗杆牙型角。 b)刀头宽度：刀头宽度应小于齿根槽宽。 c)纵向前角：粗车刀一般为15º左右；精车刀为了保证牙型角正确，前角应等于0º。 d)纵向后角：一般为6º～8º。 e)两侧刀刃后角：考虑蜗杆旋向和导程角。右旋车刀：左侧后角为（3º～5º）＋γ， 右侧后角为（3º～5º）—γ。左旋车刀则相反。 f)刀尖适当倒圆。
向齿厚≈法向齿厚）
• 实际加工时，在一次循环结束后，用三针测量实 测M值，计算出刀具Z向偏置量，然后在刀长补 偿或磨耗存贮器中设置Z向刀偏量，再次用G76 循环加工就能一次性精确控制中径等参数值。
编写数控程序及精度控制
O0009；（第一次粗加工） G40G97G99M03S180T11； G00 X50.0 Z5.0； G76 P020130 Q50 R0.03； (设定精加工两次，精加工 余量为0.1mm，倒角量等于0.1倍螺距,牙型角为30°， 最小切深为0.05mm。) G76 X39.2 Z-64 P4400 Q500 F6.283；（设定螺纹高为 4.4mm，第一刀切深为0.5mm。） (G76C2A30X39.2Z-47K4.4U0.03V0.05Q0.5F6.283华中） G00 X150.0； Z200； M05； M30；
2．法向齿厚的测量
法向齿厚使用齿轮游标卡尺测量（见下图）。适用于精度要求不高的蜗杆。
因图样上一般注明的是轴向齿厚，所以先要把轴向齿厚换算成法向齿厚。
计算Z向刀具偏置值
• Z向偏置量的计算方法如下：三针测量 • 设M实测- M理论=δ • Z向偏置量=0.3636δ 、δ = 2.75*Z向偏置量（轴
轴向直廓蜗杆又称为ZA蜗杆，这种蜗杆的轴向齿廓为直线，而在垂直于轴线 的截面内，齿形是阿基米德螺线，所以又称为阿基米德蜗杆。
法向直廓蜗杆又称为ZN蜗杆，这种蜗杆在垂直于齿面的法向截面内，齿 廓为直线，所以又称为法向直廓蜗杆。
3．蜗杆主要参数的名称、符号、计算公式及参数确定
蜗杆参数计算
轴向齿距：PX=π*mx=3.1416×2=6.2832mm 导程： PZ=Z1*π*mx=3.1416×2=6.2832mm 齿顶高：ha=mx=2mm 齿根高：hf=1.2mx=1.2×2=2.4mm 全齿高：h=2.2mx=2.2×2=4.4mm 齿顶圆直径：da=d1+2mx=44+2×2=48mm 齿根圆直径：df=d1-2.4mx=44-2.4×2=39.2mm 轴向齿顶宽：Sa=0.843mx=0.843×2=1.686mm 轴向齿根槽宽：ef=0.697mx=0.697×2=1.394mm 轴向齿厚：Sx=Px/2=π*mx/2=3.1416×2/2=3.142mm 导程角：tanr=PZ/π*d1=6.2832/3.1416×44=2.6023° 法向齿厚：Sn=Pz/2*cosr=6.2832/2×cos(2.6023)=3.145mm
2．蜗杆车刀的装夹
（1）水平装刀法 车轴向直廓蜗杆时，用水平装刀法。在装夹车刀时一般用样板找正装夹。 装夹模数较大的蜗杆车刀，容易把车刀装歪。可采用万能量角器来找正车刀
刀尖角位置(见左图)。
（2）垂直装刀法 车削法向直廓蜗杆时，必须把车刀两侧切削刃组成的平面装得与蜗杆齿侧
垂直。 由于蜗杆的导程角比较大，为了改善切削条件和达到垂直装刀要求， 可采用可回转刀杆(见右图)。刀头可相对刀杆回转一个所需的导程角，然后用 螺钉紧固。这种刀杆开有弹性槽，车削时不易产生扎刀。
二．蜗杆技术工艺要求 1．蜗杆的齿距必须等于蜗轮齿距。 2．法向或轴向齿厚要符合要求。 3．齿型两侧面表面粗糙度要小。 4．蜗杆径向跳动不得大于允许范围。 三、工件的装夹
粗车时为了提高工件的装夹刚度，应尽量缩短工件的长度。 最好把工件的一端夹在单动卡盘内，另一端用顶尖支顶。
精车时，应注意工件的同轴度，工件要以两顶尖孔定位装夹， 以保证加工精度。 四、蜗杆车刀及其装夹
用水平装刀法车削蜗杆时，由于其中一侧切削刃的前角变得很小，切削不 顺利，所以在粗车轴向直廓蜗杆时，也常采用垂直装刀法。
五、蜗杆的车削方法
蜗杆的车削方法和车削梯形螺纹相似。有斜向进刀切削 法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。
由于蜗杆的齿距大，齿型深，切削面积大，车削时比梯 形螺纹困难些。一般粗车后留精车余量0.2～0.4mm，在精车 时，采用均匀的单面车削。切削深度不宜过深，否则会发生 “啃刀”现象。所以在车削过程中，必须注意观察切削情况， 控制切削用量，防止“扎刀”。最后再用刀尖角略小于齿型 角的车刀，精车蜗杆底径，把齿型修整清晰，以便保证蜗杆 齿面的表面粗糙度和精度要求。
工程实来自百度文库中心 谭斌 2013年11月
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学习目标
知识目标 ◎了解蜗杆的作用、种类、齿形。 ◎蜗杆主要参数的名称、符号、计算公式。 ◎了解蜗杆的技术要求，学会确定蜗杆的参数。 ◎了解蜗杆车刀的几何形状和角度要求。
技能目标 ◎掌握轴向直廓蜗杆车刀的刃磨方法。 ◎掌握单头轴向直廓蜗杆的车削方法。 ◎掌握轴向直廓蜗杆的多种测量方法。
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工作任务
相关理论知识
一．蜗杆概述 1．蜗杆的作用及种类 蜗杆、蜗轮传动常用于作减速运动的传动机构中。常用的蜗杆有米制蜗杆（模 数），齿形角为20º（牙形角40º）；英制蜗杆（径节），齿型角为14.5º（牙形角 29º），我国采用米制蜗杆。
2．蜗杆的齿形 常用的蜗杆齿形按齿廓形状可分为轴向直廓蜗杆和法向直廓蜗杆两种。
六、蜗杆的测量方法
蜗杆的主要测量参数有齿距、齿顶圆直径、分度圆直径、法向齿厚。其中 齿顶圆直径可用千分尺测量，齿距由机床传动链保证。
１．分度圆直径的测量
分度圆直径的测量用三针或单针测量，方法与测量梯形螺纹相同（公式不同）。
M=d1+3.924dD-4.316mX dD=1.672 mx
d1-分度圆直径，dD=量针直径
蜗杆车刀与梯形螺纹车刀基本相同，但因蜗杆的导程较大，
所以在刃磨蜗杆车刀时，更应考虑导程角对车刀前角和后角的 影响，另外蜗杆的精度较高,所以一般低速车削，用高速钢车刀。
1．高速钢车刀蜗杆车刀及几何角度
蜗杆粗车刀
蜗杆精车刀
蜗杆车刀的角度
a)刀尖角：粗车刀刀尖角小于蜗杆牙型角；精车刀刀尖角应等于蜗杆牙型角。 b)刀头宽度：刀头宽度应小于齿根槽宽。 c)纵向前角：粗车刀一般为15º左右；精车刀为了保证牙型角正确，前角应等于0º。 d)纵向后角：一般为6º～8º。 e)两侧刀刃后角：考虑蜗杆旋向和导程角。右旋车刀：左侧后角为（3º～5º）＋γ， 右侧后角为（3º～5º）—γ。左旋车刀则相反。 f)刀尖适当倒圆。
向齿厚≈法向齿厚）
• 实际加工时，在一次循环结束后，用三针测量实 测M值，计算出刀具Z向偏置量，然后在刀长补 偿或磨耗存贮器中设置Z向刀偏量，再次用G76 循环加工就能一次性精确控制中径等参数值。
编写数控程序及精度控制
O0009；（第一次粗加工） G40G97G99M03S180T11； G00 X50.0 Z5.0； G76 P020130 Q50 R0.03； (设定精加工两次，精加工 余量为0.1mm，倒角量等于0.1倍螺距,牙型角为30°， 最小切深为0.05mm。) G76 X39.2 Z-64 P4400 Q500 F6.283；（设定螺纹高为 4.4mm，第一刀切深为0.5mm。） (G76C2A30X39.2Z-47K4.4U0.03V0.05Q0.5F6.283华中） G00 X150.0； Z200； M05； M30；
2．法向齿厚的测量
法向齿厚使用齿轮游标卡尺测量（见下图）。适用于精度要求不高的蜗杆。
因图样上一般注明的是轴向齿厚，所以先要把轴向齿厚换算成法向齿厚。
计算Z向刀具偏置值
• Z向偏置量的计算方法如下：三针测量 • 设M实测- M理论=δ • Z向偏置量=0.3636δ 、δ = 2.75*Z向偏置量（轴
轴向直廓蜗杆又称为ZA蜗杆，这种蜗杆的轴向齿廓为直线，而在垂直于轴线 的截面内，齿形是阿基米德螺线，所以又称为阿基米德蜗杆。
法向直廓蜗杆又称为ZN蜗杆，这种蜗杆在垂直于齿面的法向截面内，齿 廓为直线，所以又称为法向直廓蜗杆。
3．蜗杆主要参数的名称、符号、计算公式及参数确定
蜗杆参数计算
轴向齿距：PX=π*mx=3.1416×2=6.2832mm 导程： PZ=Z1*π*mx=3.1416×2=6.2832mm 齿顶高：ha=mx=2mm 齿根高：hf=1.2mx=1.2×2=2.4mm 全齿高：h=2.2mx=2.2×2=4.4mm 齿顶圆直径：da=d1+2mx=44+2×2=48mm 齿根圆直径：df=d1-2.4mx=44-2.4×2=39.2mm 轴向齿顶宽：Sa=0.843mx=0.843×2=1.686mm 轴向齿根槽宽：ef=0.697mx=0.697×2=1.394mm 轴向齿厚：Sx=Px/2=π*mx/2=3.1416×2/2=3.142mm 导程角：tanr=PZ/π*d1=6.2832/3.1416×44=2.6023° 法向齿厚：Sn=Pz/2*cosr=6.2832/2×cos(2.6023)=3.145mm
2．蜗杆车刀的装夹
（1）水平装刀法 车轴向直廓蜗杆时，用水平装刀法。在装夹车刀时一般用样板找正装夹。 装夹模数较大的蜗杆车刀，容易把车刀装歪。可采用万能量角器来找正车刀
刀尖角位置(见左图)。
（2）垂直装刀法 车削法向直廓蜗杆时，必须把车刀两侧切削刃组成的平面装得与蜗杆齿侧
垂直。 由于蜗杆的导程角比较大，为了改善切削条件和达到垂直装刀要求， 可采用可回转刀杆(见右图)。刀头可相对刀杆回转一个所需的导程角，然后用 螺钉紧固。这种刀杆开有弹性槽，车削时不易产生扎刀。
二．蜗杆技术工艺要求 1．蜗杆的齿距必须等于蜗轮齿距。 2．法向或轴向齿厚要符合要求。 3．齿型两侧面表面粗糙度要小。 4．蜗杆径向跳动不得大于允许范围。 三、工件的装夹
粗车时为了提高工件的装夹刚度，应尽量缩短工件的长度。 最好把工件的一端夹在单动卡盘内，另一端用顶尖支顶。
精车时，应注意工件的同轴度，工件要以两顶尖孔定位装夹， 以保证加工精度。 四、蜗杆车刀及其装夹
用水平装刀法车削蜗杆时，由于其中一侧切削刃的前角变得很小，切削不 顺利，所以在粗车轴向直廓蜗杆时，也常采用垂直装刀法。
五、蜗杆的车削方法
蜗杆的车削方法和车削梯形螺纹相似。有斜向进刀切削 法、左右切削法、车直槽法和车阶梯槽法。
由于蜗杆的齿距大，齿型深，切削面积大，车削时比梯 形螺纹困难些。一般粗车后留精车余量0.2～0.4mm，在精车 时，采用均匀的单面车削。切削深度不宜过深，否则会发生 “啃刀”现象。所以在车削过程中，必须注意观察切削情况， 控制切削用量，防止“扎刀”。最后再用刀尖角略小于齿型 角的车刀，精车蜗杆底径，把齿型修整清晰，以便保证蜗杆 齿面的表面粗糙度和精度要求。