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
中文网址 www.monnier-zahner.cn 欢迎来访！

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。

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
# o9 P/ Y& Y7 F1 p, i' P4 Z3 _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
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。

) l% j: ~8 c  K$ E6 A( G# ^  d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，
) S2 P# ^- S( ^* Z  o. m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
' z" [$ P7 a. C6 V, P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。

$ c$ I* y* i: I$ @, L# Y# R2 p3 _. p我们的蜗杆铣床设备特色：
; T$ I# ^' [( X: H- C一、 加工参数全数控化。
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、
7 |1 N5 M$ P& T. _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
5 u) W2 M3 C' d$ c- \7 @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、
报警停机、故障提示等等人性化功能。

二、去毛刺功能。这是我方的设备的“特长”，它分为两个方面：
$ K8 ]/ o. ~9 n" S0 v8 i# \1、齿顶齿根处。
  m/ k4 e1 w# b! U; T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
侧出口处明显可见齿顶铣削痕迹（毛坯直径略大于顶径）。
( M, s; h6 p& e8 R. H2 l" i2 l2、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
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
面立体螺旋线（4轴联动），完成去毛刺动作。
6 m+ Q* Y/ K6 z. W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
/ O2 w: B  Z0 R3 ~" K& i7 R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
我方设备的优势。

/ D7 _8 Y3 X( z7 c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
" {* T0 ]  X' i4 |, _9 H/ j2 o逆铣也是不得已的选择，我们提供了这种特殊的选择。

( |! w/ P9 }5 I/ W7 ^0 G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
( d9 S' Q  |1 ]. i$ f+ K6 Z( Q6 O% T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
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
+ i, i! L' ~4 d2 z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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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
  O* F5 S8 w2 n; }! p/ T" C2 j8 i& J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
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。
! c& d, q3 }6 Q+ I
7 d: l: a+ t/ x$ n3 n2 \. f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
  I: t5 c8 z8 X9 q0 P; l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，
" l# ?) `, v% K  V您想故意作出1毫米差异也可以，输入参数即可）。
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1 T/ U8 Q4 H4 |. Z( ^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
4 @3 u# U1 R$ O4 n  o( C0 e# W* Q( P: X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。
! x% G  Q( R5 q: [" R- ]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
6 q/ D8 S# {/ a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
是成型铣削。

五、可以补偿各头螺纹之间的误差
" v! e! a4 i( f* |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
2 y4 B0 R! |" l+ J- O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。
5 d; R4 `0 e+ Z( t- V8 y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
) V7 Y) j4 l1 A7 j1 f, i# t/ g$ _! [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
* y( d  P# w8 x" g8 K, z2 a- z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、
: S' u3 s: Y' @( W  ~5 `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，
4 i( O0 P: g  c+ X; J$ q可以完美地获得一致的跨棒距。

& F9 Y) e1 a7 c" k0 ]; m. @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
; W8 v( ]/ N! U+ O, {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
( R, P' j8 g; s7 H刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。
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8 z4 f4 d* A  |' `: _0 Y0 z  c/ v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，
  J. X5 n$ n* A/ @" i7 h. R6 ?9 k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
4 }1 x" d/ W$ j% X- d3 L顶级零件的。

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）。