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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1 q- v8 K0 d9 \$ I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
: g% b4 m6 j5 }; N1 M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
1 Z% C0 g! e) T$ r2 G, A- Z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
  p, t' q: M' a! t7 p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
: [- _8 ~: R+ e- [; a& t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。

) y3 h. i; m4 }! `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
" j) b& i2 h5 N* t" l/ z4 Q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
# l6 `$ J1 N* H4 y8 p# b3 g" @* n# v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。
) }$ \) g4 b5 r0 L
; N5 [! `4 h; p( f1 V$ N我们的蜗杆铣床设备特色：
- K( _& d0 k  w& P一、 加工参数全数控化。
3 A7 g4 \6 l  z2 x& _" {8 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
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、
) z  ?: q7 b5 r8 F- G* w# t3 W' j报警停机、故障提示等等人性化功能。

4 s2 c# t# x7 s% N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
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
' ^7 x& J7 |1 P% i! S+ N侧出口处明显可见齿顶铣削痕迹（毛坯直径略大于顶径）。
7 t" ~! u( c! I% {: Q* C: x: b8 u2、螺纹出口处。
* h7 T" `% u9 [6 f) i% L- u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
- y/ o2 g" v6 a+ Z; t& D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
% A% G; I7 M% G6 `5 S8 B/ |; p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。

' `  E% |* {7 V. }  w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
4 \) {3 {5 b6 F8 M4 Q: T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
; _2 ]7 c- h& G3 L0 a) u& U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
& c4 f0 H! e/ R- d  i( N7 o- w) a我方设备的优势。
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; W8 ]" t% @; R; l0 k+ N三、可以顺逆铣
2 p1 T3 D# D: y7 R  O" E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
' Y- Y: d( G! d' e% ~& m逆铣也是不得已的选择，我们提供了这种特殊的选择。
' r6 U! {! s( D' o
' t' @- V" O; m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
& h) @. _6 I! P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
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
: e8 z" \, D/ R2 f, A! l+ d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。
: J  X3 d+ g/ g, y这样的排列组合共有8种情况（不在此赘述）。

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
: k6 U/ e' R( Y# j: c! x' b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
: o! F( W; u& |1 Y- q0 `$ C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。
8 \% G- v4 C( ?3 x- O; f2 a. `: u
0 P, R' n6 A6 u3 G6 t) @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
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，
- }/ h1 ]6 ~$ u5 |+ ]您想故意作出1毫米差异也可以，输入参数即可）。

' ^& }' w0 v9 d1 V" ]9 H. K  U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
0 b( q5 t% A- Q' d: Y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
$ [$ P$ b7 l7 F% e  w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。
! d/ e2 c  N. o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
  |4 ?3 V0 \) g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
' p7 U( k6 ^' D5 ^7 a0 w6 h是成型铣削。
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五、可以补偿各头螺纹之间的误差
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。
$ `1 ?7 s/ d+ g3 R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
1 f  f/ _6 f' |% h% K* X. l/ ~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）

9 F& o2 w9 w! A! g. H" H4 E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
7 u. |% b/ B& X( m" v1 T! V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、
! M' D" {! l% @! W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，
2 @# D7 i) e" ?# r  r5 E$ h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
- V- t$ B  y$ u* s: D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
刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。
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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)。
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
' t( S& [- P& @( v- n3 r( {# W顶级零件的。
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' O. ~0 v: W: `' m. z! _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）。