论四头双导程蜗杆车削挂轮的选配

梁宗斌

摘要：双导程蜗杆左右两侧面具有不同的模数，但同一侧齿距则是相等的，蜗杆的齿厚从一端到另一端均匀地逐渐增厚或减薄，蜗杆的齿厚是变化的，具有改变啮合侧隙的特点，这样就可以调整蜗轮蜗杆的间隙达到最佳状态，能够始终保持正确的啮合关系。根据四头双导程蜗杆的导程，较一般单头蜗杆导程偏长的特点，在普通卧式车床上车削时，由于车床走刀箱名牌上规定数据车削范围有限，丝杠螺距输出进给量/mm/r不能满足四头双导程蜗杆的要求，卧式车床上的挂轮因齿数受限，挂轮的选配遇到了意想不到的困难。为此借助通过变换手柄的配合方式，解决了挂轮难的问题。

关键词：蜗杆；导程；速比值；挂轮

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.22.0100

1前言

在无走刀箱普通车床上不管车削的是螺纹还是蜗杆，一般是要根据设备的长丝杆螺距和工件螺距或者是导程计算出挂轮，通过搭配挂轮，实现螺纹或者蜗杆的车削。而在有走刀箱的车床上车削螺纹或蜗杆时，则必须要根据工件的螺距或导程，按照设备铭牌上给出的规定数据，通过变换主轴箱上手柄的位置找出适宜的速比值，并与搭配相应的挂轮组相配合的方式，才可进行车削。而本人所操作的车床和所加工四头双导程蜗杆的工件，正是属于上述的后一类，由于工件的导程较一般单头蜗杆导程偏长，再加上刚开始，按无走刀箱车床方式计算所选出的挂轮，挂轮时总是发生干涉现象；即使挂上挂轮，刀架移动的导程又不对。在面临无相应的资料可供参考情况下，本人在实践中，根据所学的传动原理，针对存在的问题，进行了不断观察、思考、摸索、总结和改进，首先采用变换主轴箱手柄，找出了适宜的速比值，然后通过相应挂轮的搭配。解决了这一难题。

2论文主体

四头双导程蜗杆是YB6016花键轴铣床的一根飞轮蜗杆，该蜗杆，精度要求较高，有四个头，左、右两导程不一样， 而且导程较一般单头蜗杆导程偏长，已成为影响加工前挂轮调整能否顺利进行，乃至蜗杆部分能否顺利加工的主要因素之一。

3图样和技术要求及工艺分析

3.1图样和技术要求分析

从零件图中可以看出，该零件尺寸Φ25+0.007-0.007、Φ350-0.05和Φ30+0.017-0.062三处处于轴承装配部位，尺寸Φ32+0.008-0.002、Φ220-0.014两处处于皮带轮和齿轮安装处因而尺寸精度，表面粗糙度均為Ra16要求较高。蜗杆部分齿形为阿基米德型蜗杆，平均模数49mm，线数为4，模数差01mm，左旋，蜗杆轴向移动1毫米齿厚增量为0041，平均升角21°24′，右侧升角21°48′，左侧升角21°，平均节距15394mm，右节距为15708，左节距为15079mm。

3.2工艺分析

（1）通过对该零件的分析，由于该部件的材料为40Cr，其加工工艺应按下列流程安排，即：下料→锻造→退火（正火）→粗车→调质→半精车→精车→表面淬火→粗磨→精磨。

（2）定位基准的选择，根据该部件为轴类零件，粗车先使用三爪卡盘装夹，以外圆为粗基准进行车削，当车好一端，并打好中心孔后，加工另一半时，便可采用一夹一顶的方式进行另一半的粗加工。半精和精加工时，修磨好中心孔，再以两中心孔为基准，使用鸡心夹夹紧进行车削，粗磨合精磨时，在修磨好中心孔后，仍用两中心孔为基准，采用两顶尖一鸡心夹的方式进行磨销加工。

（3）蜗杆部位的车削加工分析：该蜗杆，精度要求较高，有四个头，左、右两导程不一样， 导程较一般单头蜗杆导程偏长。在有走刀箱的车床上车削，而按有参考资料的无走刀箱车床，进行计算和调配挂轮的方式，计算出的速比值偏大，选配出的挂轮，非常不合理，而且发生干涉的频率极高。成为能否顺利调机和加工的主要因素。

4对策

通过计算，该零件的四线蜗杆部分，平均导程为15394*4=61576mm，右导程为15708mm*4=62832mm，左导程为15079*4=60316mm。由于蜗杆加工是在型号为CD6140A普通车床上加工的，属于有走刀箱车床，其传动系统图如图2所示。

遵循加工螺纹、蜗杆的要求，当工件转一周后，车刀必须移动一个工件螺距，由于工件的螺距或导程是根据加工需要经常改变的，而车床的丝杆螺距是固定不变的。当使用有走刀箱车床车削螺纹、蜗杆时，如果由于车床铭牌上给出的螺距或导程，没有相同或相近的数据，可供通过搬动手柄的方式进行选择，这就必然要采用搬动手柄与挂轮相结合的方式，来实现车刀车削螺纹、蜗杆，刀架移动工件所需要螺距或导程。从传动原理上，可以得出。车刀所移动的距离应等于丝杆的转数与丝杆螺距的乘积，同时车刀所移动的距离也必须等于工件的转数与工件的螺距的乘积。故可以得出以下结论：

n工p工=n丝p丝其速比为t=n丝n工=p工p丝=Z1Z2

由于所加工的蜗杆导程较长，根据上述原理和计算方式，尽量减少速比值，才有利于设备调整时，挂轮的搭配。则：先按照车床上的铭牌，选择将手柄搬至主轴每转一周，车刀移动一个长度为12mm螺距的手柄位置，即，将系列手柄按f，K，D，V，A3，B3分别搬入到位。由于CD6140A车床的长丝杆螺距也是12mm，在原设备配挂的挂轮不改变的情况下，加工时车刀移动的节距长度应为12mm。故，将原有的挂轮箱的挂轮需按传动原理重新计算其速比值，由于原速比值为1/2。故，当车削平均导程为615765mm的新平均速比值为：

ι=P工2P丝=Zπm2P丝=61576mm2*12mm=256566=Z1Z2×Z3Z4=12745×5055

由计算结果可以看出，所选出的挂轮齿数结果是Z1+Z2>Z3+15，Z3+Z4>Z2+15符合挂轮的搭配原则。

5应用实施

根据双导程蜗杆左、右导程长度不同的特性，其速比值也不相同，必须分别计算。按以上所述的速比值计算方法，即：

已知：P工Z左=60316mm，P工Z右=62832mm

ι左=P工Z左2P丝=Zπm2P丝=60316mm2*12mm=25131676

取 Z1Z2×Z3Z4=7453×5430≈25131676

∴74+53>54+15，54+30>53+15符合挂轮的搭配原则，则

ι左（实际）=Z1Z2×Z3Z4=7453×5430=25132075

ι右=P工Z右2P丝=Zπm2P丝=62832mm2*12mm=2618

取Z1Z2×Z3Z4=9458×8452≈2618

∴94+58>84+15，84+52>58+15符合挂轮的搭配原则，则

ι右（实际）=Z1Z2×Z3Z4=9458×8452=2618037

根据计算后所得出的交换挂轮齿数及实际速比值，核算出实际加工出的导程值与图样要求得导程值的差异，是否能满足图样要求的精度。

误差分别为：

左导程速比值误差为25132075-25131676=00000399

其左导程值误差为

p工左（实际）=7453×5430×24=6031698

△p工Z左=p工左（实际）-P工Z左=6031698-60316=000098

右导程速比值误差为2618037-22618=0000037

其右导程值误差为

p工右（实际）=9458×8452×24=6283289

△p工Z右=p工右（实际）-P工Z右=6283289-62832=000089

误差满足加工精度要求。

6体会

通过四头双导程蜗杆导程车削时，挂轮的调整过程中，在缺乏相同设备参考资料的条件下，终于找到了在所使用的有走刀箱的普通车床上，面对通过搬动手柄，却无法直接在给出的铭牌上找到相同或相近的导程值的情况下，采取尝试性地深入探究，找到了一种采用挂轮与手柄搬动搭配的新方法和计算新模式，实现了蜗杆车削地目的，扩展了在普通有走刀箱车床车削不同导程蜗杆或螺纹的范畴，成了柳工的第一例。它极大增强了我在今后工作和生活中，不断丰富自身理论知识，提高自身技术水平的决心。不怕困难，敢于面对和挑战不断出现的新问题、新难题的勇气和信心。技师的工作是一个具有挑战性的工作，特别需要进行规律性和窍门性方面的探索，是智慧与技巧相兼容，皆具备的一种职业。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。面对这么一个理论与技能并重，知识与经验需要长期探索和积累，内容丰富的工作，使我感到了生活的充实。也激起了我挑战自我的热情，而难题的攻克则使我体会到成功的喜悦，同时也在此过程中实现了自我人生的价值。我非常珍惜这一具有挑战性的工作，愿做一个永不服输的探索者。

在本论文完成之际，向所有帮助过我的老师、工友们表示衷心的感谢！特别要感谢指导老师罗国荣老师的热情关怀和悉心指導。在我撰写论文的过程中，罗国荣老师倾注了大量的心血和汗水。从开题报告的修改、论文的架构拟定到最终定稿，他给予了殷切的指导，提出了许多宝贵的意见。无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，都得到了罗国荣老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我受益匪浅，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。由于理论知识水平比较有限，论文中的有些方式、方法的阐述难免有疏漏和不足的地方，恳请老师和专家们斧正。

参考文献

[1]熊万武.挂轮速查表[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]大连机床厂. CD6140A普通车床使用户说明书[Z].

[3]车工（技师、高级技师），国家职业资格培训教材编审委员会[M].北京：机械工业出版社，2012.