專利名稱：環(huán)面蝸桿高速切削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)面蝸桿切削方法，尤其是一種環(huán)面蝸桿高速切削方法。
背景技術(shù)：
蝸桿傳動廣泛應(yīng)用于航空、軍事、汽車和精密機(jī)械領(lǐng)域，但大多 數(shù)采用阿基米德圓柱蝸桿傳動，這種結(jié)構(gòu)的蝸桿傳動效率低、承載能 力差、使用壽命短、潤滑性能差，并且容易發(fā)生機(jī)械故障而引發(fā)事故。 如果采用環(huán)面蝸桿傳動將有力地克服這些缺點(diǎn)，環(huán)面蝸桿嚙合傳遞動
力的齒數(shù)多、面積大，其承載能力可提高2-4倍，傳遞效率高達(dá)85-90%， 使用壽命是普通圓柱蝸桿的幾倍。在機(jī)械制造和機(jī)械傳動最發(fā)達(dá)的美 國，蝸桿傳動機(jī)構(gòu)絕大多數(shù)采用環(huán)面蝸桿傳動，而在我國恰好相反， 絕大多數(shù)的是圓柱蝸桿傳動，極大地限制了機(jī)械傳動的效率和精度的 提高，廣泛采用環(huán)面蝸桿傳動迫在眉捷。環(huán)面蝸桿與圓柱蝸桿相比， 唯一的缺點(diǎn)是制造難度大和制造成本高。國外的專用設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 價格昂貴，目前無法在國內(nèi)推廣應(yīng)用，而國內(nèi)目前環(huán)面蝸桿切削或者 磨削加工一般采用滾齒機(jī)或者車床改裝的專機(jī)上進(jìn)行的，采用人工對 其刀座及機(jī)床進(jìn)行調(diào)整的方式，調(diào)整過程復(fù)雜、耗時長，導(dǎo)致其加工 效率及精度均較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用數(shù)控技術(shù) 利用高速切削車刀和工藝制造高精度環(huán)面蝸桿，從而大大降低成本和 顯著提高加工效率及精度的環(huán)面蝸桿高速切削方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本環(huán)面蝸桿高速切削方法包括以下步驟
(1) .將環(huán)面蝸桿毛坯卡裝于數(shù)控機(jī)床上設(shè)置的卡盤內(nèi)，由數(shù)控機(jī) 床主軸驅(qū)動卡盤并帶動環(huán)面蝸桿毛坯以角速度co i做高速旋轉(zhuǎn)；
(2) .在數(shù)控刀架上安裝一車刀，刀架以角速度co 2做回轉(zhuǎn)運(yùn)動以保 證車刀的刀體與環(huán)面蝸桿毛坯的加工環(huán)面垂直；
3
(3) .環(huán)面蝸桿毛坯與刀架轉(zhuǎn)動的速比0^/"2為環(huán)面蝸桿副的傳動
比；
(4) .安裝于刀架上的車刀自身做由左至右的縱向運(yùn)動，由此，車 刀在環(huán)面蝸桿毛坯上所形成的軌跡面，就是環(huán)面蝸桿的螺旋齒面。
而且，所述的車刀為阿基米德蝸桿車刀。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為
1. 本環(huán)面蝸桿高速切削方法利用工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和車刀的縱向及 環(huán)面的相對運(yùn)動實現(xiàn)環(huán)面蝸桿的切削，因主軸帶動工件作高速運(yùn)動， 切削速度高以及優(yōu)化的切削工藝和切削方式，從而達(dá)到高速、高效切 削。
2. 本環(huán)面蝸桿高速切削方法采用一阿基米德蝸桿車刀作為切削 工具，由該車刀所加工出的環(huán)面蝸桿嚙合屬于多齒嚙合和雙接觸線接 觸，潤滑條件好，當(dāng)量曲率半徑大，因此傳動效率較高且承載能力大， 可以保證傳動精度、提高傳動性能、耐用度較好。
3. 本發(fā)明設(shè)計合理，采用數(shù)控技術(shù)利用高速切削車刀和工藝制造 高精度環(huán)面蝸桿，從而大大降低成本并顯著提高加工效率和精度，其 加工出的環(huán)面蝸桿具有較好的傳動性能及耐用度。


圖1為本發(fā)明的切削原理示意圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描 述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明所采用的數(shù)控機(jī)床由床身、主軸箱、安裝于主軸箱內(nèi)的主 軸、主軸伺服電機(jī)及其傳動裝置、安裝于主軸箱外部由主軸帶動的卡 盤、尾座、縱軸箱、縱軸伺服電機(jī)、縱向?qū)к?、滑動安裝于縱向?qū)к?上的縱軸溜板箱、安裝于縱軸溜板箱上的縱軸大溜板、橫軸箱、橫軸 伺服電機(jī)、橫向?qū)к墶⒒瑒影惭b于橫向?qū)к壣系臋M軸溜板箱、安裝于 橫軸溜板箱上的刀架等組成。
主軸由安裝在主軸箱內(nèi)的伺服電機(jī)驅(qū)動，并由數(shù)控系統(tǒng)控制其轉(zhuǎn) 速；縱向大溜板由安裝于縱軸箱內(nèi)的縱軸伺服電機(jī)數(shù)控驅(qū)動其沿縱軸 移動；橫軸溜板箱由安裝于橫軸箱內(nèi)的橫軸伺服電機(jī)數(shù)控驅(qū)動其沿橫 軸移動；刀架轉(zhuǎn)動安裝于橫軸溜板箱上，由一回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)數(shù)控驅(qū)動 其進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動。由此實現(xiàn)車刀在實現(xiàn)沿環(huán)圓弧曲線軌跡做回轉(zhuǎn)運(yùn)動
的同時，沿縱軸及橫軸做縱向和橫向運(yùn)動。
本環(huán)面蝸桿高速切削方法，包括以下步驟
(1) .環(huán)面蝸桿毛坯卡裝于數(shù)控機(jī)床上設(shè)置的卡盤內(nèi)，由一安裝于 數(shù)控機(jī)床內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動機(jī)床主軸，由該機(jī)床主軸驅(qū)動卡盤并帶動環(huán)面 蝸桿毛坯以角速度co ,繞軸做高速旋轉(zhuǎn)；
(2) .在數(shù)控刀架上安裝一把阿基米德蝸桿車刀，刀架以一回轉(zhuǎn)軸 0以角速度"2帶動車刀沿一圓弧曲線軌跡做回轉(zhuǎn)運(yùn)動以保證車刀的 刀體與環(huán)面蝸桿毛坯加工環(huán)面相垂直，刀架的回轉(zhuǎn)軸垂直于環(huán)面蝸桿 毛坯的旋轉(zhuǎn)軸；
(3) .環(huán)面蝸桿毛坯與刀架轉(zhuǎn)動的速比"i/C02為環(huán)面蝸桿副的傳動
比i;
(4) .安裝于刀架上的車刀自身做由左至右的縱向運(yùn)動。 環(huán)面蝸桿毛坯的轉(zhuǎn)動以及刀架以一回轉(zhuǎn)軸沿一圓弧曲線軌跡做
回轉(zhuǎn)運(yùn)動以及車刀自身做由左至右的縱向運(yùn)動均由數(shù)控系統(tǒng)控制。
由此，車刀在環(huán)面蝸桿毛坯上所形成的軌跡面，就是環(huán)面蝸桿的 阿基米德螺旋齒面。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)面蝸桿高速切削方法，其特征在于包括以下步驟(1).將環(huán)面蝸桿毛坯卡裝于數(shù)控機(jī)床上設(shè)置的卡盤內(nèi)，由數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動卡盤并帶動環(huán)面蝸桿毛坯以角速度ω1做高速旋轉(zhuǎn)；(2).在數(shù)控刀架上安裝一車刀，刀架以角速度ω2做回轉(zhuǎn)運(yùn)動以保證車刀的刀體與環(huán)面蝸桿毛坯加工環(huán)面垂直(3).環(huán)面蝸桿毛坯與刀架轉(zhuǎn)動的速比ω1/ω2為環(huán)面蝸桿副的傳動比；(4).安裝于刀架上的車刀自身做由左至右的縱向運(yùn)動，由此，車刀在環(huán)面蝸桿毛坯上所形成的軌跡面，就是環(huán)面蝸桿的螺旋齒面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)面蝸桿高速切削方法，其特征在于 所述的車刀為阿基米德蝸桿車刀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)面蝸桿高速切削方法，包括以下步驟將環(huán)面蝸桿毛坯卡裝于數(shù)控機(jī)床上設(shè)置的卡盤內(nèi)，由數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動卡盤并帶動環(huán)面蝸桿毛坯以角速度ω₁做高速旋轉(zhuǎn)；在數(shù)控刀架上安裝一車刀，刀架以角速度ω₂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動以保證車刀的刀體與環(huán)面蝸桿毛坯加工環(huán)面垂直；環(huán)面蝸桿毛坯與刀架轉(zhuǎn)動的速比ω₁/ω₂為環(huán)面蝸桿副的傳動比；安裝于刀架上的車刀自身做由左至右的縱向運(yùn)動，由此，車刀在環(huán)面蝸桿毛坯上所形成的軌跡面，就是環(huán)面蝸桿的螺旋齒面。本發(fā)明設(shè)計合理，采用數(shù)控技術(shù)利用高速切削車刀和工藝制造高精度環(huán)面蝸桿，從而降低成本并顯著提高加工效率和精度，其加工出的環(huán)面蝸桿具有較好的傳動性能及耐用度。
文檔編號B23F13/00GK101362228SQ20071005862
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者周慶禮, 王建民, 袁明偉 申請人:天津工程師范學(xué)院