蝸輪、蝸桿組成的運動副常用于減速傳動機構(gòu)中，以傳動兩軸在空間成90º交錯的運動。是機械零件加工中的重要零部件，眾所周知蝸桿的齒形較大，在切削時很難把握，由于切削余量較大，并很容易在車削時產(chǎn)生振動使工件變形，如果刀具、切削用量選擇不合理很容易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象，不能很好的提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。作者根據(jù)多年的普通車床加工螺紋、蝸輪、蝸桿的生產(chǎn)經(jīng)驗和對車削刀具的認(rèn)識，總結(jié)比較了傳統(tǒng)加工方法，革新刀具、合理使用刻度和選擇切削用量，采用這種新的車削蝸桿的方法大大提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并運用于高級工教學(xué)中取得很好的學(xué)習(xí)效果，是一種可以推行的蝸桿加工方法。
[關(guān)鍵詞] : 蝸桿 模數(shù) 刃磨 刻度線 刀體
不論是在普通車床高級工的學(xué)習(xí)和考核中，還是在社會生產(chǎn)實踐中，蝸桿的車削加工具有很重要的位置。蝸桿、蝸輪組成的運動副常用于減速傳動機構(gòu)中，以傳遞兩軸在空間成90º交錯的運動。蝸桿的齒形與梯形螺紋很相似，其軸向剖面圖形狀為梯形。常用的蝸桿有米制（齒形角為40º）和英制（齒形角為29º）兩種。我國大多數(shù)采用米制蝸桿。
工業(yè)上最常用的是阿基米德蝸桿（即軸向直輪廓蝸桿），蝸桿的車削方法和梯形螺紋相似，但蝸桿的齒形比梯形螺紋的齒形大，車削時刀具和工件容易發(fā)生振動，使工件變形甚至?xí)a(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象。為解決這樣的問題，順利的完成高質(zhì)量的蝸桿加工，技術(shù)人員和工作人員不斷的在生產(chǎn)實踐中摸索革新，想找出一種即容易掌握又效率高的方法。
這里介紹的車削蝸桿的方法就是通過自身多年的車工加工經(jīng)驗摸索出的蝸桿加工革新。它主要是對刀具、刀體車削方法進(jìn)行了改進(jìn)，使粗車時能夠進(jìn)行強力切削，而且振動小，能保證順利排屑，不產(chǎn)生“扎刀”現(xiàn)象。當(dāng)熟練地掌握了這種加工方法以后，生產(chǎn)效率比一般的車削方法有所提高。
在針對培養(yǎng)培訓(xùn)高級車工教學(xué)實踐中改變傳統(tǒng)的加工方法，采用這革新技術(shù)后，學(xué)生易于接受和理解，在蝸桿車削的練習(xí)及生產(chǎn)實踐價工過程中，刀具的損壞減少，成品率大幅提高。下面就以高級工教學(xué)中加工模數(shù)mx=6的單頭的蝸桿為例，介紹此革新方法車削蝸桿的主要過程和加工特點，車削時采用工件材料為45鋼。
一、 改進(jìn)一般的彈性刀為剛性刀
1、刀塊材料：高速鋼（W18Cr4V），刀體材料：45鋼（刀體需經(jīng)熱處理，HRC38—42）。
2、刀體可以轉(zhuǎn)動。（如圖a、圖b）在粗車時，如用一般的“死體刀”，由于工件螺旋角的關(guān)系，需把刀塊一側(cè)刃的后角刃磨得較大，使刀頭強度減小，不能進(jìn)行強力切削。而采用可以旋轉(zhuǎn)角度的刀體，在車削時，就能根據(jù)工件螺旋角的大小，把刀體轉(zhuǎn)過這個角度。這時刀塊只要刃磨成和一般車刀相同的后角即可，不需要磨成大后角，保持了刀頭強度，有利于強力切削。
3、刀體采用剛性強的刀體，一般的彈性刀體在較大的軸向切削力的影響下，會發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形使所車蝸桿的軸向齒形角發(fā)生變化和螺距產(chǎn)生變化和螺距產(chǎn)生誤差，降低加工精度。而現(xiàn)在采用的刀體大大提高了刀體的剛性。刀體上的方孔選用12mm×12mm方孔，該方孔用線切割加工，12mm×12mm高速鋼刀塊與刀體方孔配磨，提高刀塊與刀體方孔的的配合精度，從而減小加工過程中刀塊在軸向的扭轉(zhuǎn)，走動。
4、刀具角度：粗車刀塊的前角為10º—12º，使刀具即鋒利又強固，兩側(cè)刃后角為6º—8º，減少刀具后面和工件的摩擦，可使刀刃容易“切入”工件 ，頂刃寬度比所要求的齒根槽寬約小1mm，呈圓弧形，其后角為2º—3º使刀尖強固，散熱條件改善和減少振動，半精車刀塊和粗車刀塊相同，但頂刃又不能呈圓弧形，精車刀塊兩側(cè)刃均磨有15º左右前角，減小切削變形降低切削力，提高加工精度。兩側(cè)刃后角為8º左右，頂刃后角為6º，頂刃寬度要小于齒根槽寬1mm。
二、確定合理的加工步驟和切削用量，車削蝸桿的過程分粗車、半精車和精車三個步驟。
1、粗車：主軸轉(zhuǎn)速n=80r/min，車削時，使用粗車刀塊，并需將刀體轉(zhuǎn)過一個等于蝸桿螺旋角的角度。車削方法主要是左右車削法。先把小拖板刻度定在0線上，在由中拖板進(jìn)刀，吃刀深度為1mm，然后由小拖板沿固定方向（向右或向左）“趕刀”（即移動小拖板進(jìn)刀），每次小拖板“趕刀量”為2mm，這樣當(dāng)車削蝸桿齒頂寬雙面留有0.8mm余量時（模數(shù)Mx=6的蝸桿，齒頂寬為5.86mm，此時的齒頂寬即應(yīng)為5.06mm左右），這時候一定要記住小拖板的刻度，再以小拖板的刻度0和上次車到齒頂寬為5 .86mm時的小拖板刻度為準(zhǔn)，進(jìn)行第二次車削。中拖板進(jìn)刀還是1mm，這時小拖板的刻度應(yīng)回到0，由0想左移動0.2mm的目的就是要使中拖板所進(jìn)的1mm與第一次車削的齒形右側(cè)面恰好接平，接著又由小拖板作與上次方向一致的“趕刀”，趕刀量仍為2mm，這是一定要注意小拖板的刻度，當(dāng)與第一次車削的小拖板刻度還差0.2mm時，剛好與第一刀所在車削的齒形左側(cè)面恰好接平，如此反復(fù)進(jìn)行車削當(dāng)齒形車削得較深后，小拖板的“趕刀量”也就相應(yīng)減小，但中拖板的進(jìn)刀量始終保持1毫米。當(dāng)蝸桿齒頂寬雙面留有0.8mm余量，根徑留0.2mm余量時，粗車即可停止。
2、半精車：主軸轉(zhuǎn)數(shù)n=40轉(zhuǎn)/分，車削時，使用半精車刀塊，刀體仍保持粗車時的轉(zhuǎn)動角度。車削方法首先由小拖板作左右“趕刀”休整齒形的兩側(cè)面，使蝸桿齒頂寬雙面留0.15~0.30毫米余量，根徑亦車到尺寸，此時半精車即告結(jié)束。
3、精車：主軸轉(zhuǎn)速n=16轉(zhuǎn)/分，車削時，使用精車刀塊，刀體不能轉(zhuǎn)動角度（否則要影響蝸桿齒形的精度）。所用的車削方法為分別精車齒形兩側(cè)面，直至車到要求尺寸為止。
三、 對性的冷卻潤滑液
在車削蝸桿時，冷卻潤滑液能起的作用較大。冷卻潤滑液選用的正確，能減少切屑變形，降低切削力，同時能提高加工精度和刀具的耐用度。
目前在車削45號鋼的蝸桿工件時，常采用的冷卻潤滑液大致如下：
1、粗車時，使用10%的白鉛油（厚白漆）或紅鉛粉（也稱紅丹粉）與90%的機械油混合作冷卻潤滑液。
2、半精車、精車時，使用機械油和煤油的混合油進(jìn)行冷卻潤滑。
除此之外，在車削時還需注意：工件要牢固夾持，并以工件的階臺（或裝置的撞頭）作為軸向限位，以防止工件在車削中發(fā)生走動。同時，上面介紹的加工過程進(jìn)供參考，在車削中應(yīng)依照實際情況具體選用切削用量和冷卻潤滑液。
以上是在改進(jìn)了刀具、刀體及車削方法后的加工過程，通過這種方法減少了加工中磨刀、換刀等很多輔助時間，因為刀具、刀體的改進(jìn)粗加工中采用強力切削大幅度的減少了加工時間。而生產(chǎn)時間=加工時間+輔助時間，通過這種加工方法很顯然生產(chǎn)時間減少，在相同生產(chǎn)量的情況下，以這種蝸桿加工方法生產(chǎn)率會有很大的提高。刀具改進(jìn)后，振動減小，排屑順利，提高了蝸桿加工的表面質(zhì)量，減少了廢品率。而且采用這種方法進(jìn)行生產(chǎn)加工還增加了機床、刀具的使用壽命，減少了設(shè)備和材料的消耗。因此在蝸桿加工生產(chǎn)中合理的進(jìn)行技術(shù)革新可以在一定程度上提高生產(chǎn)效率，減少消耗，為企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。普通車工高級技術(shù)工的培訓(xùn)班學(xué)生在掌握了這種車削蝸桿的方法后，能夠更清楚的理解車床手輪刻線的使用，為其他部分的車削加工的學(xué)習(xí)理解奠定了基礎(chǔ)。
