普通车床加工蜗杆的车削技巧分析

【摘 要】随着科学技术在加工设备中的不断应用，数控车削工艺逐渐成为主流，其操作相对简便，效率高、速度快、节省人力物力，但之所以没有完全取代普通车床，其主要原因在于数控机床依赖技术导致的不可预见性，特别是一些个性化需要精车的操作，普通车床的优势是无法替代的。本文中笔者选择蜗杆作为普通车床车削技巧分析对象，在探讨保证蜗杆质量的同时，提高车削速度和技术的方法。

【关键词】普通车床；车削蜗杆；技巧分析；车削加工

蜗杆是一种重要的机械零部件，从外观上来说齿形和梯形螺纹很像，其线数越多、模数越大，车削难度较大，对机床以及工人的操作技术都是一个巨大的挑战。由于切削的过程中难以把握精确度，同时对道具、切削用量等也有适应性要求，选择不当容易导致扎刀的现象，因此采取普通车床加工蜗杆在我国一直存在产量低、难度大的认识。笔者结合自身实践经验，针对较大模数蜗杆以及多线蜗杆的车削技巧展开研究，并进一步探讨提高操作效率的方式。

一、车削蜗杆的主要技术难点

尽管车床加工技术在不断的发展，并配合计算机技术、数字化技术等，在工具、设备和工艺上得到了很大提升，但一些特殊产品的加工依然需要大量人工操作，蜗杆就是如此。在车削蜗杆加工的过程中，实践证明不可能完全依赖数控技术，例如在螺旋生角方面，在进行车刀操作时其前后角与静止时前后脚之间容易产生较大的误差；总体上分析，主要存在的技术难点有以下两个方面。

一方面，螺旋升角都会车刀侧刃后角会产生精度变化影响。在利用该机床展开车削蜗杆加工的过程中，材料与刀具应该在基面位置处于稳定状态，但由于蜗杆存在螺旋上升的加工需求，那么左右切削的过程中基面与平面的夹角会发生略微变化，当相对静止的状态被打破之后，误差也就随之出现。另一方面，车削蜗杆过程中容易出现螺旋升角现象，进而导致基面位置呈现动态性变化，造成静止前角和车刀两侧前角的角度发生变化。

二、普通车床车削蜗杆工艺技巧分析

很大程度上说，普通车床上进行车削蜗杆的工艺是依赖人工操作技术水平的，但在车床的要求上也不容忽视，其必须具有较强的刚度以应对蜗杆的特殊工艺要求。

普通车床的操作主要依赖人工控制，在车削蜗杆过程中主要的实现工具是刀具，因此也应该具有一定的强度，这样才能有效地处理特殊质地的材料。同时，蜗杆牙齿相对于普通的螺纹加工工艺而言存在较大难度，深度较大、标准要求高，甚至需要反复的车削才能够满足要求。实际上，“刚性”的要求不仅针对刀具，对于工件而言同样如此，刚度越大在车削处理中的难度也就越大，基于稳定性的需求，可以采取一端夹一端的方式安装工件，使用三爪自定心卡盘进行加固。在基础上，再对刀具的间歇、距离等进行调整，依次降低螺旋升角队车刀角度的误差影响。

通过实践可知，蜗杆加工的过程中其切削难度与深度成正比关系，深度越大、难度越高，如果在这一基础上要求提高切削速度，那么切削空间就容易被残留的碎屑充满，在这种情况下切削力发生较大变化就容易出现“扎刀”现象；结合笔者的经验来说，可以通过分层切削法来规避这一问题；举例说明，针对一个mx=3mm模数的三头蜗杆加工，由于蜗杆牙型的高度达到了6.6 mm，故可将其分为四层来进行加工，第一层深度为2-3mm；第二层的深度则为1.52mm，第三层则深度则控制在0.51mm，第四层为0.5-0.8mm这种分层切削的方法意味着严格地控制切削深度，但对操作者技术能力要求很高。如果操作不够熟练，那么必然会导致精确度大打折扣，甚至完全损坏蜗杆产品。

三、普通车床多线蜗杆车削技巧分析

所谓“多线蜗杆车削”是指对车削步骤和分线处理和协调的方法，实践证明，可以大大降低操作难度、提高工作效率。

根据分层切削法作为基础，按照不同深度可划分为粗车、半精车和精车三大环节来进行加工；相关技巧分析如下：

第一，粗车。在这一过程中要杜绝连续开展螺旋槽拧转拧紧，如拧紧一个螺旋槽车后再进行另一个螺旋槽的拧转。之所以要杜绝这一现象，是因为先将一个螺旋槽拧紧，然后再通过粗、精车去拧紧另一条螺旋槽，这非常容易导致分线精度受到影响，致使工件因此报废，故在粗车时，必须保证全部粗车。

第二，粗车完成之后并不能直接展开精车，对于初步形成的工件要进行必要的“预处理”，即“半精车”操作。这一过程中，可以利用直进法、左右切削法等展开，对粗车已经形成的工件形态进一步完善，但深度不可过大，例如，可以为半精车预留0.3mm的余量（即槽底和牙齿两侧的空间），循环操作，直到两侧的余量趋于一致，而这一过程也是满足精车前精度需求的依据。除此之外，半精车处理完成之后，基本上不存在大幅度的精度提升可能，所要做的工作应该集中在加工余量的定量划分上，这时候可以采取直进法、斜进法、左右给进法等进一步开展精车操作。

第三，针对多线蜗杆展开精车操作，可以选择一个侧面展开，选择依据是通过牙型测量、以牙齿顶部宽度最小的为佳，然后在结合测量确定螺旋槽的相对宽度，进行有效的精度移动。相互要注意的是，所确定的牙型侧面还要积极考虑粗糙度的情况，如果粗造度不满足精车标准，可以再一次展开周节精确移动，避免出现余量不足的现象。

总体而言，随着科学技术不断在现代加工产业中的应用，普通车床的使用比例在不断下降，但在工业标准化、精确化的车床技术出现之前，很多车削技术的实现还要依赖人工和普通车床，现阶段不可过早的放弃这一方面技术，还需要进一步提高相关技巧。

作者简介：杨小萍（1986.9-），女，四川省自貢市，机械设计制造自动化专业，自贡市职业培训学院，机械加工教研室教师，助理讲师，从事数控加工专业教学工作。

参考文献：

[1]沈昱.普通车床加工蜗杆的车削技巧分析[J].科技创新导报，2014，03：135.

[2]邹锡雄.普通车床加工蜗杆的车削技巧[J].科技信息，2013，21：132-133.