蜗轮滚刀主要加工蜗轮,加工方法跟
齿轮滚刀原理差不多,不同的是蜗轮滚刀加工蜗轮时候是不搬螺旋升角的,齿轮滚刀是搬螺旋升角的。由于加工蜗杆不搬动螺旋升角,螺旋大的涡轮滚刀加工时后角容易碰到。所以加工的时候会很困难,生产也比齿轮滚刀难的多。
定义
在工厂中,广泛使用着蜗杆蜗轮传动装置。蜗杆通常采用车、铣工艺来加工;而
蜗轮的齿形在大批生产条件下是用蜗轮滚刀加工的,只有在单件或小批生产时才用飞刀加工。
在
蜗轮蜗杆传动副中,有一种做分度用的、精度要求很高而传递载荷不大的多头蜗轮。对于这种多头蜗轮,原则上应该用与其头数相等的多头蜗轮滚刀来加工。但要制造高精度的多头蜗轮滚刀是极其困难的。为了解决多头蜗轮的制造问题,某些工厂已有用单头蜗轮滚刀加工多头蜗轮的良好经验,并取得了满意的效果。这种滚刀不同于一般的蜗轮滚刀,因此必须进行特殊设计。
此外,在一些机构设计中,已采用了
双导程蜗杆蜗轮副传动。这种蜗轮一个很大的优点是极易调整其齿侧啮合间隙。对于双导程蜗轮,则需要用专门的蜗轮滚刀或飞刀来加工。
由于在工厂生产中常常需要设计蜗轮滚刀,故透彻地了解蜗轮滚刀及
蜗杆传动的特点是非常必要的。
原理
蜗轮滚刀加工蜗轮,模拟着蜗杆与蜗轮的啮合过程,因此蜗轮滚刀基本蜗杆的类型、主要尺寸等都要与原来的蜗杆相同:蜗杆是阿基米德的,蜗轮滚刀基本蜗杆也必须是阿基米德的;蜗杆是以轴向模数表示的,则蜗轮滚刀也必须以同样的轴向模数来表示;滚刀的齿形角、螺纹升角、螺旋方向、头数、齿距、分度圆柱直径等也都与原蜗杆相等。
由于蜗轮滚刀的直径受蜗杆的限制,当蜗杆直径较大时,滚刀的直径也较大,此时滚刀可以制成带孑L的;假如蜗杆直径较小,则滚刀的直径也较小,为了保持滚刀的强度和刀杆的
刚度,此时滚刀只能制成带柄的。
蜗轮滚刀是采用蜗杆与蜗轮啮合原理工作的,所以蜗轮滚刀产形蜗杆的参数均应与工作蜗杆相同。加工时蜗轮滚刀与蜗轮的轴交角、中心距也应与蜗杆副工作状态相同。
如图1所示,
阿基米德蜗杆与蜗轮啮合时,通过中心的剖面O-O相当于齿条齿轮啮合。离中心的A-A、B-B剖面均为非渐开线的共轭齿廓啮合。各剖面中的啮合点连成一条空问曲线,就是蜗杆与蜗轮啮合的接触线。由于蜗杆与蜗轮啮合呈曲线接触,故滚刀工作时不允许有沿蜗轮轴向的移动,也就是加工时只允许采用沿蜗轮的径向或切向进给。
结构
蜗轮滚刀是根据工作蜗杆副参数设计的专用滚刀。外形结构上与
齿轮滚刀比较有如下的特点。
(1)蜗轮滚刀产形蜗杆类型、分圆直径、头数、旋向、齿形角等参数均应与工作蜗杆相等。
(2)由于直径受工作蜗杆的制约,当滚刀强度不足时可将键槽开到端面上,而直径再小的滚刀只能作成带柄的形式。
(3)由于直径受工作蜗杆的制约,往往螺旋升角较大,常用螺旋槽的结构。一般又多采用零前角,以减少设计制造误差。
(4)注意有切削锥的蜗轮滚刀,大多需用切向进给的工艺。而且要验算蜗杆副的参数是否满足径向装配条件。
特点
加工蜗轮可以使用蜗轮飞刀代替蜗轮滚刀。飞刀相当于切向进给蜗轮滚刀的一个刀齿,属于切向进给加工蜗轮的刀具。
蜗轮飞刀需经专门设计刃磨齿形,安装在刀轴上,如图2所示。
飞刀只能用非常小的进刀量,切削效率较低。但结构简单,刀具成本低。选用很小的进给量也可使蜗轮的加工精度达到7~8级,适合单件生产。