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    1. 正基元齒輪蝸輪、蝸桿的加工方法(二)

      齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元車削多頭蝸桿分度盤分頭法
      分度盤分頭法是將分度撥盤固定在車床主軸上,盤上均布12個小圓柱(圖11-40),蝸桿兩端靠頂尖頂住。加工時,撥盤通過小圓柱撥動雞心夾頭帶動蝸桿轉動。當車完一條螺旋線后,蝸桿轉過齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元個小圓柱,就可以加工出另一條螺旋線。此種分頭法精度高,操作簡便,但分度盤的制作精度要高。

      徑向進給切削蝸輪法
      在滾齒機上使用尺寸和外形與蝸桿相當的圓柱形滾刀,以徑向進給進行切削,直到滾刀中心與蝸輪中心的距離與蝸輪蝸桿嚙合的理論尺寸相等時為止(圖11-41)。安裝刀具應使其軸線在被加工蝸輪的中心平面內,并與蝸輪軸線相垂直。加工時,刀具和工件作滾切旋轉運動,分齒掛輪應保持恒定的速比。
      這種切齒法具有生產率高的優點,但是對于加工螺旋角大于6°~8°的蝸輪,為避免輪齒兩端產生割切,不應選擇此法作為最終加工工序。

      切向進給切削蝸輪法
      在具有切向刀架的滾齒機床上,采用一端為圓錐形的滾刀,滾刀沿被加工蝸輪的切向作進給運動(圖11-42),使滾刀由小頭逐漸進給到圓柱部分,圓柱部分的尺寸及截形應與工作蝸桿一樣。切齒過程中,齒深逐漸增加,直到圓柱部分進入切削時,蝸輪齒才達到全齒深。滾刀安裝在切向刀架上,其軸線在被加工蝸輪的中心平面內,并與蝸輪軸線相垂直。兩者中心距應與蝸輪蝸桿嚙合的理論中心距相等,加工中應保持不變。切齒過程中,由于滾刀在展成運動的同時,還要作切向進給,所以工件除旋轉運動外,還要靠機床的差動裝置作附加旋轉運動。
      這種加工方法齒面不產生割切,可以獲得較高的加工精度和表面粗糙度,但是生產率低,因而通常用作精滾齒。

      齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元

      飛刀加工蝸輪法
      在滾齒機上將裝有一個或數個刀齒的刀桿(刀齒數等于蝸桿頭數),裝在機床的切向刀架上,刀齒的截形和尺寸與蝸輪滾刀齒一樣,刀齒的前面與刀桿中心線構成蝸桿的導程角,蝸輪水平地安裝在滾齒機工作臺上。切齒時,滾刀和工件除作滾切旋轉運動外,滾刀還作切向進給運動,即可連續展成齒形。見圖11-43。
      這種加工方法,具有刀具制造簡單的優點,但生產率很低,用于少量生產和特殊規格的蝸輪加工。

      鼓形齒加工法
      蝸桿副傳動齒面承載時,由于各部變形使輪齒接觸狀態向入口側偏移,接觸狀態變壞。為得到良好的接觸狀態,必須在齒面入口側留有一定嚙入間隙,也就是在齒寬兩端或嚙入端把輪齒減薄。為此,在切齒時,必須對蝸輪齒面進行修形,獲得修形齒有以下4種方法:
      (1)使滾刀傾斜。切齒后,將滾刀左右傾斜改變導程角,切削輪齒兩端。見圖11-44a。
      (2)改變滾刀的中心位置。切齒后,將滾刀中心稍許上下移動,切削蝸輪齒面兩端。見圖11-44b。
      (3)改變蝸桿的導程。蝸輪進行普通滾齒,將與其嚙合的蝸桿導程稍增大一點,與此相對應的蝸桿軸向壓力角亦比滾刀軸向壓力角稍增大一些。
      (4)采用比蝸桿外徑或節圓直徑稍大的滾刀(圖11-44c)。為獲得鼓形齒接觸和延長滾刀的使用壽命,通常采用1.5~2.0mm的標準增徑量。

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      移動刀架位置法
      用直接展成法加工好蝸輪齒面后,按照圖11-45所示方法移動刀架,將入口側的金屬多切去一層。使入口側自然形成“人工油涵”,實現嚙合略圖Ⅰ,以改善傳動質量。應注意,也有時把出口側多切去一層金屬,讓出口區也形成“人工油涵”,這樣可以方便地實現略圖Ⅱ。

      大直徑滾刀加工蝸輪
      用直徑大于蝸桿直徑的滾刀,采用間接法加工蝸輪的方法(圖11-46)。該方法加工出的蝸輪兩端側面被多切去一層金屬,和配對蝸桿組成的蝸桿副可明顯改善嚙合特性。

      齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元

      用z0<z1(或z0>z1)的方法加工蝸輪
      屬于間接展成法加工蝸輪。其特點是蝸桿齒數z1與蝸輪滾刀頭數不等z0<z1(或z0>z1),一般差1。這種間接展成法,不但容易實現嚙合略圖,而且可以節省刀具數量,便于管理,降低成本,應加以發展。其設計計算方法見有關資料。

      搬動刀架加工蝸輪
      用直接展成法加工好蝸輪齒面后,將刀架搬動Δγ0角,把入口處的金屬多切去一層,使入口區形成“人工油涵”,呈現嚙合略圖。搬運角度Δγ0≈30′。見圖11-47。

      直廓環面蝸桿銑削法
      是在普通滾齒機上進行加工。粗加工采用指形銑刀或專用多頭刀。銑刀安裝在通用銑頭上。銑頭又通過特制的花盤安裝在機床工作臺上。銑刀由單獨電動機驅動,以0.17~0.34m/s的速度旋轉。蝸桿安裝在機床主軸上,以(1/15~1/150)r/min的速度旋轉。按照規定的相對運動,在一次走刀中將蝸桿齒面銑至全齒深,靠粗銑刀齒厚減薄留出厚度為0.3~0.5mm的精切余量。精加工采用切刀,常用的有通用切刀頭或專用多刀頭。切齒時,螺紋兩側面分兩次切削。第一次用一種切刀在某一圓周進給方向精切螺紋的一面,然后換另一種切刀,并按相反的方向圓周進給精切螺紋的另一面。見圖11-48。

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      直廓環面蝸桿配對蝸輪的銑削
      是在切削直廓環面蝸桿所用的同一機床上進行加工。粗加工采用雙齒飛刀或環面梳刀及環面滾刀。用雙齒飛刀加工蝸輪時,將裝有兩個切刀的刀桿安裝在機床刀架上,切刀的切削刃為直線形,且位于刀桿半徑的平面內,兩切刀間的距離每邊加大1mm作為精切余量。精加工時,對單頭蝸輪可采用雙齒飛刀加工,但對多余蝸輪的加工,在齒根部有明顯的殘留塊,必須采用環面剃齒刀精切蝸輪,可實現清根。見圖11-49。

      齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元平面蝸輪銑削
      平面蝸輪包括直齒和斜齒兩種,這里僅述斜齒平面蝸輪銑削。斜齒平面蝸輪銑削,是在普通滾齒機上,用斜齒平面蝸輪銑刀,分別銑出蝸輪兩側齒面,將兩片銑刀中間加上事先計算好的墊片,穿在刀桿上,再裝到機床主軸上,并按蝸輪傾斜角搬轉刀架。銑齒時,銑完一側齒面將刀桿卸下,換上墊片,在對稱位置裝上另一把刀,銑削另一側齒面。然后再用比齒槽窄的鋸片銑刀將齒根殘留塊清除。見圖11-50。

      平面蝸輪配對蝸桿的銑削
      是在切削平面蝸輪所用的滾齒機上,用相當于蝸輪齒面的平面刀具或磨具,以規定的相對運動分別銑出或磨出蝸桿螺紋兩側面。銑切時采用專用的圓弧蝸桿車刀,將刀具裝在刀臺上的刀架中,刀架裝在機床工作臺上,蝸桿裝在機床刀架位置上,刀架上的刀具分別完成車削螺紋的左側、右側及開槽。吃刀深度由刀尖半徑控制。切齒后在進口和出口處進行倒坡,以改善嚙合條件。為提高嚙合精度和降低表面粗糙度,蝸桿銑削后,仍在普通滾齒機上或專用蝸桿磨床上,采用專用磨頭(圖11-51)進行磨削加工,其裝卡方法同車削螺紋。

      平面二次包絡蝸桿副的加工工藝
      是以一個平面為母面,相對于蝸桿作一定的螺旋運動,按照包絡原理形成蝸桿齒面。傳動的蝸輪齒面是以上述平面包絡蝸桿齒面為母面,通過另一次共軛運動形成的包絡曲面,它由理論上與該蝸桿一致的滾刀展成。蝸桿副的構成,需經過兩次包絡過程。
      此種加工工藝,在蝸輪齒面上沒有中央脊棱,故不像環面蝸桿副那樣須對蝸輪進行倒坡修形,以消除齒面上的中央脊棱。蝸桿可用平面砂輪進行磨削,因而可使蝸輪滾刀正確制造。
      (1)蝸輪銑削。在普通滾齒機上進行。粗加工時,可用片銑刀,或漸開線滾刀開槽(刀具的模數和外徑應和蝸桿相近);精銑時,用平面包絡環面滾刀作展成加工(該滾刀是利用蝸桿專用機床和專用磨床制造的)。
      (2)蝸桿銑削。與平面蝸桿副的蝸桿銑削法相同,不同點是在切齒后需在進口和出口處進行修緣,以改善嚙合條件。

      齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元

      雙導程圓柱蝸桿的加工
      蝸桿的左、右齒面具有不等的導程,而同齒面的導程相等的圓柱蝸桿稱為雙導程圓柱蝸桿。
      按照螺旋面的形狀,雙導程圓柱蝸桿分為阿基米德螺旋線和延長漸開線兩種。
      加工蝸桿螺旋面時,其車削及磨削原理和普通圓柱蝸桿一樣。其工藝特點必須分別按兩齒面的導程計算掛輪。磨削螺旋面時,還應按公稱分度圓左、右齒面螺旋線升角分別調整砂輪的安裝角度,逐個加工齒面。雙導程圓柱蝸桿副如圖11-52所示。

      與雙導程圓柱蝸桿配對的蝸輪加工
      通常采用與蝸桿參數一致的雙導程蝸輪滾刀,在普通滾齒機上作徑向進給加工。也可以用飛刀加加蝸輪。加工齒面時,必須按兩個齒面的不同模數計算調整滾齒機的差動掛輪,分別單面地進行切向進給加工。
      加工蝸輪時,滾刀相對于蝸輪的安裝位置應與蝸桿傳動嚙合時的位置一致。滾刀厚、薄齒端對蝸輪基面的方向應與蝸桿裝配時方向一致。
      雙導程圓柱蝸桿傳動,多用于機床中某些要求精確傳遞運動的場合,如加工齒輪、花鍵軸等機床的分度副及機床的讀數機構。

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