课题二 多线螺纹及蜗杆加工

课题二 多线螺纹及蜗杆加工
六、蜗杆的“啃刀”“扎刀”现象
由于蜗杆的齿距大、齿形深、切削面积大，切削过程中易产生“啃 刀”、“扎刀”现象，应采取有效措施予以克服。
七、用小滑板刻度轴向分线法
车好一条螺旋槽后，使车刀沿工件轴向移动一个螺距（轴向齿距）， 再车另一条螺旋槽的方法称为轴向分线法。
车好一条螺旋槽后，利用小滑板刻度控制车刀沿工件轴线移动一个螺 距（轴向齿距），就可以车相邻的另一条螺旋槽。
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
一、工艺分析
当螺距较小或线数较少时，可将磁座百 分表吸在床鞍上，触头顶在小滑板前端， 以控制分线误差。
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
一、工艺分析
1. 螺纹刀左侧后角的刃磨
从工件图样看出，蜗杆为三线，mx=4，导程Pz＝z1πmx＝π×4×3
＝12mm 蜗杆导程角为：tanγ＝
成，两侧钻中
（2）将图样上Φ18mm的外圆 心孔作为定位 粗 车 至 Φ19mm 、 长 39mm ， 基准
Φ16mm的外圆粗车至Φ17mm、
长14mm
2. 掉头，夹住Φ30mm的外圆 ，伸出长度为35mm
（1）车端面，控制总长 100mm，钻中心孔
（ 2 ） 将 图 样 上 Φ18mm 的 外 圆 粗车至Φ19mm、长19mm
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
一、图样分析 三线蜗杆轴图样，模数4mm，线数3都在一定程 度上增加了加工难度。由于线数的增加，多线蜗杆 导程角也增加了，要考虑刀具角度的变化。
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二、 图样考核点
序 号
考核点
鉴定要求
1 外圆直径与轴承处
Φ35
mm +0.018
+0.002
2 外圆直径
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二、交换齿轮圆周分线法 当交换齿轮 z1的齿数是螺纹（蜗杆） 线数的整数倍时，就可以用交换齿轮分 线法进行圆周分线，如图2-17所示。以 车削三线螺纹（蜗杆）为例说明其操作 方法。车好第一条螺旋槽后，停车，计 算出每分一线交换齿轮z1应转的齿数， 在z1和z2啮合处做记号a和d，在齿轮 z1 上做三等分记号a，b，c之后松开交换 齿轮架，使z1与z2脱开，用手转动主轴， 使记号b（或 c）对准记号 d，再把 z2与 z1啮合，就可以车削第二条螺旋槽了。
测量值。
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二、工艺准备
序号 名称
准备事项
1
材料
45钢 毛坯：Φ30mm×102mm
2
设备
CA6140型车床（三爪自定心卡盘）
3 工 刃具 90°外圆车刀，45°弯头车刀，蜗杆粗、精车刀
艺
，中心钻A2/5
4 装 量具 游标卡尺0.02 mm/（0～150mm），千分尺0.01
用齿厚游标卡尺测量法向齿厚的方法如图2-14所示。齿厚游标卡尺由互相垂直 的齿高卡尺 1 和齿厚卡尺 2 组成。
测量时，先将齿高卡尺 1 的读数调整到一个模数 高，齿厚卡尺 2 的卡脚测 量面必须与齿面平行地卡 在齿廓上，即让齿厚卡尺 与蜗杆轴线相交一个蜗杆 导程角γ，如图 2-14 中 A 向视图所示。齿厚卡尺所 测得的读数就是蜗杆分度 圆直径处法向齿厚 Sn的 实际尺寸。图样上标注为 轴向齿厚时，测量前应将 轴向齿厚换算成法向齿厚。
模块二 螺纹及蜗杆加工
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
任务1 加工二线蜗杆轴 任务2 加工三线蜗杆轴 任务3 加工六线三模蜗杆轴
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任务1 加工二线蜗杆轴
在CA6140型车床上 完成如图2-11所示二线 蜗杆工件的加工。本任 务的重点内容为轴向小 滑板分线技术，满足一 般蜗杆的技术要求。加 工中，要求能够按导程 角正确刃磨蜗杆车刀各 角度值，并能正确使用 齿形测量量具。
数用z2表示）；
Px——蜗杆轴向齿距，mm mx—蜗杆轴向模数，mm
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2.蜗杆尺寸的计算 （1）全齿高h=2.2mx=2.2×2=4.4mm （2）齿顶宽（轴向）sa=0.843 mx=0.843×2=1.686mm （3）齿根槽宽（轴向） ef=0.697 mx=0.697×2=1.394mm （4）导程：Pz=πmxz1=2×2π=4π （此时z 1=2, z 1的角标1代表蜗杆， z 2的2代表蜗轮齿数）
Φ25 −00.0m21m
3 蜗轴杆线对的同轴Φ度3公5++差00..001082 mm外圆 Φ0.04mm
4 三线蜗杆 5 法向齿厚 6 齿形表面粗糙度
分线误差 6.06 −−00..032355mm 1.6μm
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一、用百分表和量块轴向分线法
对等距精度要求较高的多线螺纹（蜗杆）分线时，可利用百分表和量块控制小 滑板移动距离，如图2-16 所示。当螺距（轴向齿距）较大时，分线将受百分表行 程的限制。这时可在百分表和挡铁之间垫入一块（或一组）厚度等于螺距的量块， 调整百分表指针至零位。车好第一条螺旋槽后，抽掉量块（厚度等于一个螺距）， 移动小滑板，使表的触头与挡铁接触对准零位，即可车第二条螺旋槽。
Pz 。 πd1
在同一螺旋线上沿某牙侧各点的导程是相等的，但沿其牙型深度
方向上各点的直径不相等，所以它们各点处的导程角均不相同。当
把d1换成齿根圆直径d f时，γ值增大；当把d1换成齿顶圆直径da时， γ值减小。当线数z1增大时，γ值也以一定的倍数增大，不难看出刀 具后角的刃磨应在γ值的基础上再磨出后角，靠近刀尖处刃磨后角 为γf＋α，靠近外圆处刃磨后角为γa＋α。刃磨刀具后角时，考虑 γ刃磨>γf，才能使切削顺利。
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一、图样分析
二线蜗杆加工与单线蜗杆加工形式相同，只是轴向齿距 Px为πmx，导程为Pz=z1Px= z1πmx，因此需要增加分线技术， 以满足蜗轮、蜗杆大传动比的传动要求。分头精度决定工件 的传动质量。
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二、 图样考核点
序号 1 2 3 4
考核点 外圆直径 外圆直径 二线蜗杆 蜗杆齿形对右侧Φ18
0 mm外圆轴线的
− 0.021
同轴度公差
鉴定要求
Φ18
0 − 0.021
mm（两处）
Φ16 0 mm − 0.021
分线误差
Φ0.02mm
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一、蜗杆螺纹车刀的几何形状 蜗杆螺纹车刀分粗车刀和精车刀两种，其几何形状如下图所示。
二、蜗杆螺纹车刀的刃磨要求
1．粗车刀 （1）车刀两侧切削刃之间的夹角 即刀尖角为 40°，是齿形角的两倍 （2α = 40°），刀头宽度比蜗杆的 齿根槽宽度窄 0.2～ 0.4 mm。 （2）前刀面应磨出等于导程角的 斜角，其倾斜方向与蜗杆旋向有关。
用小滑板刻度分线操作简便，不需其他辅助工具就可进行，但等距精 度不高。适用于粗车或精度较低的多线螺纹（蜗杆）的分线。
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一、工艺分析
1.多线蜗杆外螺旋线划线尺寸 划多线蜗杆外螺旋线是为了分出若干线的齿形位置，并按齿顶宽划 出各齿顶宽的宽度，以便于车削时观察各齿槽的车削量。 （1）利用小滑板刻度对工件外圆进行轴向分线划线时，小滑板刻度 轴向分线尺寸要根据蜗杆的导程值Pz确定。 （2）划线时，为确定床鞍的移动量，应根据蜗杆的导程Pz调整机床 手柄的位置，而不是根据螺距值Px进行调整。 （3）导程与轴向齿距（螺距）的关系是倍数关系，即 Pz=z1 Px=z1πmx 式中 Pz——导程，mm； z1——蜗杆线数（z1表示蜗杆传动设计中的蜗杆线数，与之配合的蜗轮齿
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四、交换齿轮的选择
在机床铭牌上选用加工蜗杆的一套交换齿轮进行挂轮。 蜗杆螺距的挂轮数值为模数×线数，本任务交换齿轮数 值为2×2=4,在机床铭牌上，在模数交换齿轮表中找出 4，按照要求的手柄位置拨到位即可。
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五、检验蜗杆分度圆直径处法向齿厚Sn的实际尺寸
（3）车刀应磨出较大的前角，一 般为 20°～ 25°。
（4）刃磨后角时一定注意蜗杆旋 向和导程角的影响。
（5）两侧切削刃后刀面上应磨出 1～1.5 mm 的刃带。
粗车蜗杆车刀
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2．精车刀 （1）车刀的刀尖角应比两倍齿 形角略小 10′。刀头宽度应小于或 等于齿根槽宽。 （2）车刀前刀面应磨成内凹的 圆弧形，以增大两侧切削刃的前
（5)导程角tanγ=
Pz πd1
=
πmπdx 1Z1=
12.56 3.14× 24
=
0.1γ=679.48°
（6）法向齿厚Sn= Px cosγ=
6.283 cos9.48°=3.097mm
2
2
代入公差值为=3.097 0 -0.1mm 测量时，将齿高卡尺定在 mx= 2 上（齿顶圆间隙也包括在内），然后将 齿厚游标卡尺沿齿廓垂直放入齿槽中，调整测量间隙后，就可看出实际
加工简图
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
三、操作步骤
操作步骤
工艺要点
3. 用两顶尖装夹
（1）将图样上Φ28mm 的外圆半精车至Φ28.3mm
（2）用刀尖划齿顶宽 线1.8mm（放宽划）
（3）粗、精车二线蜗 杆
（4）精车Φ28mm外圆 （5）精车Φ16mm及两 侧Φ18mm的外圆 （6）倒角20°及C1mm （两处）
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
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2．垂直装刀法 ZN蜗杆为法向直廓蜗杆，它的法向齿廓为直线，轴向齿廓 为曲线，因此要将车刀前刀面转过一个导程角γ，与蜗杆齿侧 垂直，如图2-13b所示。它的端面齿廓为延长渐开线，一般用 于线数较多，转速较高和要求较精密的传动中。 用水平装刀法车蜗杆时由于其中一侧切削刃的前角变得很 小，切削很不顺利，所以在粗车轴向直廓蜗杆时，可采用垂直 装刀法，精车时必须采用水平装刀法。
可见，刀具左侧后角应在刀尖处磨成19°+α，否则，刀具后角与工件齿 形侧面磨擦，车不下切屑，并会造成啃刀现象。
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一、工艺分析
2. 车刀的安装 此蜗杆为阿基米德轴向直廓蜗杆， 粗车时，车刀前面可斜装，精车时， 车刀前面必须平装。刀体倾斜安装 时可采用上、下斜角度垫扣装，使 刀体随垫的角度而倾斜，如图2-18 所示。 3. 计算划线齿顶宽 齿顶宽Sa＝0.843 mx＝0.843×4＝ 3.372mm
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一、工艺分析
3×π × 4 12
例2：齿根处导程角：tanγf＝ π × 34＝.4 34.4＝0.3488 γf =19.23°
齿顶处导程角tanγa＝
3×π ×4 π × 52
＝0.2308
γa=13°
3×π ×4
分度圆处导程角tanγ1＝ π × 44＝0.2727 γ1=15.25°
的交换齿轮
63 × 100 100 75
。
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任务2 加工三线蜗杆轴
在CA6140型车床上 完成如图2-15所示的三 线蜗杆轴工件的加工。 本任务的重点内容为蜗 杆的几种精密分线技术 ，多线蜗杆导程角引发 齿形不同直径处的导程 角变化较大，从而引发 车刀的几何角度的变化 较大，因此在加工中， 要求能够正确刃磨、测 量和安装蜗杆车刀。
1. 齿 形 通 过 齿 顶宽线、粗车、 精车完成
2.切削速度： 粗车
υc≤20m/min 精车
υc≤3.5m/min 3. 采 用 左 右 车
削法
精车其余各部 位
加工简图
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
☞操作注意事项：
（1）用左右切削法精车蜗杆齿形两侧面。 （2)刀刃要平直，需用油石研光。 （3)蜗杆加工完后必须将交换齿轮换为加工螺纹时用
角。刃磨后角时一定注意蜗杆旋 向和导程角的影响。
（3）车刀主切削刃应平直、光 滑、锋利、无缺口。两侧切削刃
应对称，其角平分线应与车刀刀 杆基本平行。
（4）两侧切削刃后刀面上的刃 带要比粗车刀的窄一些。
（5）用油石研磨各刀面、刀尖 和刃带。
精车蜗杆车刀
课题二 多线螺纹及蜗杆加工
三、车刀的安装方法 由于蜗杆有两种齿形，安装车刀时必须根据图样注明的齿 形采用相应的装刀方法。 1．水平装刀法 ZA 蜗杆为轴向直廓蜗杆，它的轴向齿廓为直线，法向齿廓 为曲线，因此，要将车刀放于水平位置，并且与蜗杆轴线在同 一水平面内，如图 2-13a所示。它的端面齿形为阿基米得螺旋 线。一般用于线数较少、转速较低或不太重要的传动。
备
mm/（25～50mm），40°蜗杆角度样板，齿厚游标
卡尺0.02mm /mx（1～16mm）
5
工具 顶尖及钻夹具，活扳手、旋具等常用工具
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三、操作步骤
操作步骤
工艺要点
1. 夹住Φ30mm的外圆，伸出 通过掉头车
长度为50mm
削，将工件两
侧外圆粗车完
（1）车端面，钻中心孔