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車削蝸桿對產(chǎn)生振紋的原因及控制技術(shù)介紹

車削蝸桿時(shí)，由于機(jī)床間隙、刀具刃磨及切削用量等方面的原因，而產(chǎn)生振紋，從而影響加工質(zhì)量，本文從常見的幾方面對產(chǎn)生振紋的原因及控制方法進(jìn)行了闡述。

1機(jī)床運(yùn)動(dòng)部分間隙的影響及控制

(1)機(jī)床主軸間隙過大:機(jī)床在長期使用過程中，機(jī)床主軸軸承的內(nèi)圈發(fā)生磨損，而產(chǎn)生間隙，使機(jī)床主軸跳動(dòng)，在切削力作用下主軸間隙發(fā)生變化而產(chǎn)生振紋。

CA6140車床主軸前、后軸支撐采用的是雙列短圓柱滾子軸承，其內(nèi)圈內(nèi)錐孔與主軸軸頸處錐面配合，當(dāng)軸承磨損致使其徑向間隙增大，則可以通過調(diào)整主軸軸頸相對內(nèi)圈間的軸向位置來調(diào)整主軸的間隙，提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性，以減小蝸桿車削過程中對表面粗糙度的影響。

(2)床鞍與床身導(dǎo)軌的配合間隙過大:車削蝸桿過程中，在切削力作用機(jī)床床鞍在平移過程中發(fā)生竄動(dòng)，而在蝸桿表面產(chǎn)生振紋。

如果在車削蝸桿過程中，床鞍發(fā)生竄動(dòng)，應(yīng)調(diào)整床鞍下方的調(diào)整墊鐵，使床鞍與導(dǎo)軌之間的配合間隙減小，以增大床鞍移動(dòng)時(shí)的摩擦力，減少床鞍竄動(dòng)的可能性。注意，調(diào)整此間隙時(shí)不能調(diào)整的過緊，以用手能夠平穩(wěn)搖動(dòng)床鞍為宜，此時(shí)能有效提高床鞍與床身導(dǎo)軌之間的聯(lián)接剛性，減小由于床鞍竄動(dòng)而引起的振紋。

(3)中、小滑板絲杠與絲杠螺母配合間隙大:在蝸桿車削時(shí)，出現(xiàn)時(shí)而車削時(shí)而不切削的現(xiàn)象(斷續(xù)狀態(tài))，這是由于絲杠與絲杠螺母間存在間隙產(chǎn)生讓刀，如果這種現(xiàn)象不及時(shí)消除，易引發(fā)振動(dòng)從而導(dǎo)致振紋的出現(xiàn)。

在車削蝸桿前應(yīng)調(diào)整中、小滑板的絲杠與絲杠螺母的間隙，調(diào)整時(shí)以轉(zhuǎn)動(dòng)滑板每圈有0.5mm的間隙量為宜，同時(shí)調(diào)整滑板的鑲條，以增強(qiáng)滑板與導(dǎo)軌的聯(lián)接剛度，調(diào)整量為以手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄能夠感覺到間隙量的存在為宜。

通過對機(jī)床主軸、床鞍與導(dǎo)軌間隙及中、小滑板的間隙調(diào)，可以有效的提高機(jī)床運(yùn)動(dòng)部分的剛性及運(yùn)動(dòng)精度，能夠有效的減小蝸桿車削加工中產(chǎn)生振紋的情況。

2工件系統(tǒng)剛性的影響及控制

由于蝸桿的導(dǎo)程大、牙槽深，切削面積大，則要求工件安裝在機(jī)床上要有足夠的剛性，來抵抗切削力的作用，否則，在切削過程中由于工件系統(tǒng)剛性差，易產(chǎn)生振動(dòng)，而在蝸桿表面出現(xiàn)振紋。因此在蝸桿粗加工過程中常采用一夾一頂?shù)姆绞絹硌b夾工件，以保證工件系統(tǒng)具有足夠的剛性，防止工件發(fā)生旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)。同軸度要求較高的蝸桿軸若選擇兩頂尖裝夾時(shí)，在切削過程中注意背吃量要很小，以防止工件在切削力作用工件系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)或變形、脫落。

3刀具刃磨與安裝的影響及控制

在車削軸向直廓蝸桿時(shí)，由于蝸桿的導(dǎo)程角大，蝸桿刀具安裝到機(jī)床上后，參與切削的刀具各角度由原來的靜止角度轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鹘嵌�，各切削刃的前角和后角發(fā)生變化，如果在刀具刃磨時(shí)沒有充分考慮蝸桿導(dǎo)程角的影響，則在切削蝸桿的過程中，蝸桿刀具的后刀面與蝸桿齒壁將發(fā)生巨烈摩擦，而產(chǎn)生振動(dòng)，在蝸桿齒壁上出現(xiàn)振紋。

為防止在蝸桿車削出現(xiàn)刀具與蝸桿齒壁發(fā)生摩擦的現(xiàn)象，在刀具刃磨時(shí)即要保證各切削刃平直、鋒利，同時(shí)也應(yīng)考慮導(dǎo)程角(Ψ)的影響。因此，在刀具刃磨時(shí)，應(yīng)使進(jìn)給方向的后角增大，加上一個(gè)導(dǎo)程角(Ψ)，即進(jìn)給方向后角變?yōu)?3°～5°)+Ψ，以減小進(jìn)給后面與蝸桿齒壁的摩擦，防止出現(xiàn)振動(dòng);為提高蝸桿刀具的剛性，減小蝸桿背離進(jìn)給方向后刀面與蝸桿齒壁發(fā)生摩擦，而在背離進(jìn)給方向的后角應(yīng)減去一個(gè)蝸桿的導(dǎo)程角(Ψ)，即背離進(jìn)給方向后角變?yōu)?3°～5°)-Ψ。

蝸桿車刀在車削過程中，由于工件切削面的變化，導(dǎo)致工件基面也發(fā)生了變化，為保證各切削刃的前角都為正值，則應(yīng)在背離進(jìn)給方向切削刃的前刀面上修磨出一個(gè)前角，其前角大小應(yīng)為(15°～20°)+Ψ;而在進(jìn)給方向切削刃的前刀面上修磨出一個(gè)(15°～20°)-Ψ的前角，從而保證了切削過程中，各切削刃的前角均為正值，使切削順暢，不易產(chǎn)生振動(dòng)，從而減小振紋產(chǎn)生的可能性。