
最近被有不少小伙伴們問到蝸桿加工的一種方式——內旋風銑削加工。關于旋風銑之前出過一篇《什么是旋風銑?一起來看看》,簡要介紹了旋風銑(Whilring)的一些基本內容。本期再重新仔細聊一聊內旋風這種加工方式,可加工的零件種類,一些知名的設備廠家以及自己最近計算內旋風銑刀齒形的一點進展。
加工方式
西方等發達國家已成功將旋風銑削技術應用各類“螺紋”類產品的加工,針對滾珠絲杠和其他螺紋件的加工,專門研發了適合螺紋銑削傳動用的刀具、工件進給系統、自動定位裝夾及控制系統,極大的提高了加工精度和制造效率。
螺紋旋風銑削利用安裝在刀盤上的多把成型刀具,借助刀盤軸線與工件軸線間的偏心距,完成螺紋滾道高速銑削。按工件與刀盤的相對位置不同,可以分為外旋風銑削和內旋風銑削。兩種銑削方式應用場合不同,加工外螺紋時,兩種都適用,加工內螺紋時只有外旋風銑一種。
內旋風銑削時如上圖銑刀均勻布置于銑刀盤內側,且銑刀盤軸線與待加工零件軸線不重合,且存在一定夾角,此夾角即為螺紋的螺旋升角γ。銑削過程中,銑刀盤帶動銑刀高速旋轉,一般線速度可達400m/min,【德國的CNC旋風銑機床銑頭轉速可達40000-60000rpm,不過這個轉速是加工小模數的螺紋的】。
工件則與銑刀盤同向低速旋轉,工件每旋轉一周,刀盤在軸線方向進給一個螺紋導程,這樣就實現了螺紋槽的加工成型。由于刀盤軸線與工件軸線并不重合,所以加工過程中始終只有一把銑刀參與工作,而且加工區域的位置幾乎不變,一次走刀即可完成工件的螺紋滾道成型。銑削過程中,切削的厚度呈現由小到大再由大到小的周期性變化,切削的寬度則由小變大,直至切削完成。由于刀盤與工件存在一定的偏心量,單次作業刀具數量唯一。使得刀具切換過程中留有充分的散熱空間和散熱時間,在延長刀具工作壽命的同時也提高了工件的表面質量。旋風銑削工藝中切屑會帶走大部分的切削熱,使工件的溫升和熱變形不至于太大。
說了它這么多的優點,它就沒有缺點嗎?當然有:內旋風銑削的刀具沿銑刀盤內側均布的結構直接限制了刀具數目和銑削加工速度。而且內旋風銑削受到刀盤結構尺寸的限制,不能加工大導程螺紋工件,同時還要考慮排屑問題。
可加工的典型零件類型
1、擠出螺桿
2、PC 轉子泵
螺桿泵是一種正排量泵,其特點是轉子在定子殼體內旋轉。轉子始終由金屬制成,而定子則由類似橡膠的物質制成。
3、汽車轉向器EPS蝸桿
就是這個蝸桿:
4、鉆石輥
5、油槽
6、斜齒輪
7、滾珠絲杠
8、進料螺紋
等等,圓柱螺旋面的很多類型好像都可以用它來加工。
知名的廠家
國外的廠商,比如德國Leistritz (萊斯特瑞慈)公司、德國GWT公司,荷蘭Hembrug公司,奧地利林辛格Linsinger,日本精工株式會社、美國拓普森、、德國力士樂等等。
國內有臺灣省的海威,大陸比較早使用旋風銑的是北京精密機床零件廠,后面有山東絲杠制造廠、江蘇絲杠裝備制造廠,山西風源機械廠,濟南第三機床廠,陜西漢江機床有限公司等等。
內旋風刀具齒形計算的一點進展
加工離不開刀具,內旋風一般采用刀盤上裝刀片的方式,刀具的齒形是一個關鍵部分,不正確的刀具齒形加工出的工件齒形將和理論存在較大的誤差,從而降低產品的性能或者壽命。
不同的蝸桿類型對應的刀具齒形都會有所不同,這個還需要繼續研究完善,另外刀具的結構也是一個相當重要的部分。