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
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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
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
4 l/ D& B* Y1 Y) `4 Q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
# Z4 Q  e( S+ R* ?! j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
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
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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  B* k2 }4 i% s& L$ h& o9 D5 x' ^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，
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
) u4 Q$ _% k; z: ^# O/ `9 v, E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
3 O: l/ K6 d- S5 g+ H4 E' ]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
$ }" c/ ]7 ?, ~8 G8 Q: ^不等于汽车吊一样。

我们的蜗杆铣床设备特色：
一、 加工参数全数控化。
% z0 b% c* F- C! @4 }! z3 \; F# J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、
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
3 U- l# k& \+ r$ R* R! D# V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、
* m8 ]1 x' C/ N; R9 J% v报警停机、故障提示等等人性化功能。
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' |  W+ V" R# T: W. f- R7 r1 q8 y二、去毛刺功能。这是我方的设备的“特长”，它分为两个方面：
1、齿顶齿根处。
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
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
) D2 V0 o. B- I  n1 V7 T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
侧出口处明显可见齿顶铣削痕迹（毛坯直径略大于顶径）。
4 H' C# }  O; I$ o5 f2、螺纹出口处。
7 R1 C  e3 C+ I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
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
$ _8 |+ d% P6 u0 Z: ]面立体螺旋线（4轴联动），完成去毛刺动作。
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。

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
9 Q- b! I7 a5 ]4 C- i9 V1 l( @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
& d3 h* o" X# w# \我方设备的优势。
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, h% n9 {( _- `/ P, Z三、可以顺逆铣
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。

  q, f( t/ R/ U( X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
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
) r5 c# h- j: U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
0 L, T: e4 s' `. `( V: n! s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
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。
这样的排列组合共有8种情况（不在此赘述）。
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& ]: ^, r; l! J7 b* i$ r" o( g! v四、可以做齿顶锥度、鼓形
0 W1 I  c4 T5 Z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
0 M5 K8 O  I  B! j! i# @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
- W0 P3 t4 D: j' \" ?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
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。
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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
# e( L# H; z, O: H, y1 a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，
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
. p; ^, I7 I: r( x: g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
2 K; @* B$ Y8 V) D& X6 c+ ~/ {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
- f, p$ q( T- B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
是成型铣削。

五、可以补偿各头螺纹之间的误差
6 I) \8 Z, z  s9 Z, 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
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。
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
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
个螺旋槽上测量）

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
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。
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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
& X8 I- w  j9 \0 Y: B, s7 U刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。
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: I+ r. |7 T# d( t& t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，
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)。
9 l) I$ G2 ~' B. A5 t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
顶级零件的。
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, R& P& w( F; Q! W; h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）。