DIN 6 蜗杆直接铣出来？

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高精度小模数滚齿机、蜗杆铣床等－－瑞士兰博特瓦里 莫尼埃查纳公司出品
( U  @$ M, S8 _6 h' c2 \中文网址 www.monnier-zahner.cn 欢迎来访！
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对！ 可以直接铣出来，业内称旋风铣。方法有两种：内旋铣与外旋铣。
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蜗杆本身所处的工况（高速）决定了它的加工精度必须高于蜗轮，它的跳动和
$ I3 v: k/ S! D3 F齿形精度是影响啮合噪音的关键参数。无论哪种蜗杆加工方法，加工力都会显
著影响“细长蜗杆”的稳定性。鉴于该原因，我们在为小蜗杆设计工装时，一
' G4 ?2 }! ?! {2 b/ M) ~- v, f般都会使用“靠山” 或称“稳定套”，即用半园柱形的硬质合金套管（内径比
' S5 e4 q  U& f$ u零件外径大半丝）进行“轻微过定位”。即使是刚性较好的大蜗杆（模数4左
. \- s# w4 A1 y! v) D9 H" d0 o右），若需达到高精度，我们也只得采用2次或3次进刀的方法。
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诚然，市面上有一些功能复合的设备：例如带滚齿功能和蜗杆铣削的纵切车床，
5 y0 ?& c' ~! q但据说齿轮精度最多只能做到7级。至于蜗杆铣削精度，个人认为这充其量是
个理论的动作而已，不能胜任真正工作。这种“功能”在心理上的作用要远远
9 u5 t. |4 _; [! t4 h大于实际意义上的使用效果（我方可确保DIN 6）。正如同卡车配上电动葫芦
不等于汽车吊一样。
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我们的蜗杆铣床设备特色：
一、 加工参数全数控化。
2 ~3 \6 i! y; O6 \螺旋角（可选）、蜗杆头数、起止位置、导程、切削进给量、转速、去毛刺方式、
& r: B6 L  E/ q上下料机械手的调节等待。只需在面板通过菜单调节即可，方便快捷。此外，程序
还配备冷机预热准备循环功能、电控柜温度自动调节、零件计数设置、无人值守、
2 \8 j  l/ C! J# Y+ P$ ?4 ^, k报警停机、故障提示等等人性化功能。
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二、去毛刺功能。这是我方的设备的“特长”，它分为两个方面：
* M  @4 a2 I  W5 G6 P& L5 u0 y1、齿顶齿根处。
; C4 q3 _4 ~4 L% Y' r* i  H! H由于采用了成型刀具，直接在铣螺纹槽时同步完成，无需后处理
1 U# @& S0 L- B6 m, A# `: ]* X工艺，成品蜗杆手感顺滑。图1第三根蜗杆由于无需磨削工艺的
4 |( r4 h5 S% O退刀槽，直接在毛坯上铣出蜗杆。齿顶顶切带左右圆弧，在左右
& @2 }" i8 `& h. p- U- `, j' q7 S; R侧出口处明显可见齿顶铣削痕迹（毛坯直径略大于顶径）。
) S( R% s$ c+ g) g2、螺纹出口处。
巧妙地利用盘铣刀的顶部横刃，在数控参数的控制下，准确地对
( P, m9 b$ q( u$ Z( f. W" [: _准最后大半圈螺纹顶部的锋利“刀口”，由齿根到齿顶走出圆锥
$ b0 c) q0 W& l# L2 ]: m面立体螺旋线（4轴联动），完成去毛刺动作。
& z3 u! Z2 B) G图1中第一根蜗杆没有去毛刺，可以看见蜗杆出口出的锋利的刃口。
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8 a! c) A$ u& H) c8 F+ ]3 D! E中间的蜗杆既采用了顶切铣刀，又进行了出口去毛刺动作，蜗杆
各处光滑平整。其实图1这两根钢制蜗杆就是ZF和GRW在轿车电动
转向助力器EPS上采用的蜗杆。他们选择了我们的设备，足以说明
( e7 {  m0 j: S2 i5 j我方设备的优势。
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三、可以顺逆铣
5 [1 M9 O, l; ~. U4 x9 v, [我们多采用顺铣的方式获得较好的表面质量。但工件形式多样，有时
逆铣也是不得已的选择，我们提供了这种特殊的选择。
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如图2所示，这种细长蜗杆我们一般采用左夹右套的方式加工，以确保
( I& N  C3 p6 X0 a零件严格地围绕中心回转，而且刀具必须从右向左走刀。若从左向右
* f9 C4 F- M5 ^, M; o铣削，则先切过的部分因为有效直径大大减小而刚性不足，加工过程
4 K/ y: i  t% ~: |5 A中变形，加工结束后回弹难以达到高精度。我们可以视蜗杆螺纹的旋
5 x9 {" f0 M) r向，通过配合刀具的旋向，总能使蜗杆在最合适的状态下完成加工。
6 n, @/ M9 v* |. }) R这样的排列组合共有8种情况（不在此赘述）。
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! ?5 z8 b# l$ ?* F- `四、可以做齿顶锥度、鼓形
显然不会有人设计成如图3所示的那么明显锥度的蜗杆，但是我们为何
要提供这种功能呢?   那是因为实际加工过程中（尤其是要求达到DIN6
" [0 ~' p" h" W& P, {' g' U5 m# n精度），一些零件自身或某些工装的变形是不容忽视的。例如切过的部
6 P+ I" e; V( k1 O% z6 a0 Q分的刚性显然不如未切过的部分、顶尖的刚性亦不如半圆形稳定套。

0 l- M, x2 t/ y8 z+ r% n) P2 A( N如无任何补偿，某些加工过的零件将出现轻微的锥度，根据经验，大约会
# S, w& o4 J. t8 D9 C4 R出现数个微米的大小头。所以为补偿这种变化我们提供了这种功能（当然，
# Q2 R+ c4 ]4 o( O您想故意作出1毫米差异也可以，输入参数即可）。
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如图4所示鼓形，是非常实用的功能，它可以将蜗杆做得中间大、两端小或
者中间小、两端大（50丝以内）。这一开始也是为了补偿细长蜗杆的变形
问题（中间让刀，尺寸会变大），但是粗壮的蜗杆也可以利用这种功能。
这样就可以显著减小因减速机壳体制造误差、零件轻微偏心或者安装误差
9 ^! t$ l- ~0 T; _! c0 e1 }导致的啮合部位跑偏的问题。正如同传统直齿斜齿减速机的齿向鼓形修形
的用意。  至于齿形修形，我们可以把它体现在刀具上，因为我们采用的
& X) ]2 r2 i, i! N' @1 D是成型铣削。
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五、可以补偿各头螺纹之间的误差
5 G) Z, x3 i+ H0 N' Q如果依第四条所分析的那样，那么采用半圆稳定套加工的蜗杆就没有任何
  E! Q. o, p9 T* i- k需要补偿的变形问题了么？ 还有！双头和多头蜗杆的加工过程中就会遇到。
# i% i4 u) }% a0 x7 t客户会发现各头的跨棒距几个微米的差距，好在这是在公差之内，所以还是
" q3 s! }+ F- W  r( s$ u; C可以接受的。（题外话：某些单位的检验人员甚至不知道跨棒距应该在同一
8 M! G  x- G, [$ \. U0 h1 i2 N个螺旋槽上测量）
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其实内在的原因是，当多头蜗杆毛坯被切了一刀后，刚性显著下降，由于稳定
  O  |, s; I; {+ ?7 k套与工件有5～8个微米的间隙，切第二刀时，毛坯会更贴紧稳定套。第三刀、
第四刀、、、所以，我么设计的操作界面中，有多刀切削的直径方向补偿，
可以完美地获得一致的跨棒距。

刀具安装的注意事项：我曾在协同安装设备过程中多次注意到，瑞士安装工程师
要求成型铣刀安装时，务必用洁净的手掌擦拭刀具和刀轴的定位端面（禁止用纸
或破布之类的常用擦拭品），这样才能保证刀具的端跳控制在3个微米以下，不然
4 i; e; A1 d& s刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。

! E# B+ i& b, d/ V) [8 z因此,种种补偿和"注意事项"只有一个目的：达到DIN6精度（已经非常接近DIN5了，
( `$ G4 F( p1 l) Z5 P0 |兰博特的滚齿机在终验收可以轻松做出DIN5的齿轮，因为滚齿机采用的是展成法)。
因此我们建议客户在未来的使用过程中不能马虎，不是说用了好设备就一定能干出
( c* A; C# q+ ]( K* {8 |, ?8 {9 y顶级零件的。
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% ^. J  U) L/ L图5 是一个铣削的蜗杆精度报告，达到DIN6级精度（在南京二机床测得）。