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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$ R" o5 F! e- s( J! g1 Y" X7 N' Z7 `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
9 R. r4 j. q- i% C6 N! U& N9 X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
( J1 Q3 s+ O8 I1 U: I- U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。

; y( K5 s2 `; C8 `& B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
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
. W$ y8 A# K6 t8 q; x% {" G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。

4 K8 d. Q" G: @3 c5 b我们的蜗杆铣床设备特色：
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、
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、
" C% o5 z* a3 `$ W6 ^$ U报警停机、故障提示等等人性化功能。

! R0 V$ W3 b) @7 s& C0 i二、去毛刺功能。这是我方的设备的“特长”，它分为两个方面：
6 b: e' z, S, s1、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
! U! C" r0 P# k; R+ ]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
& }! N) B% R4 ]* ?. g侧出口处明显可见齿顶铣削痕迹（毛坯直径略大于顶径）。
2、螺纹出口处。
. s2 D( m7 ^! L2 U( M7 f5 z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
5 k; [  n; E" Z- C+ t: j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
5 O9 h) n8 ^( B  n* F. y面立体螺旋线（4轴联动），完成去毛刺动作。
3 C* Y9 b6 S$ w+ }% t; _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。

2 R2 {3 k% L% z$ ]7 u- j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
5 {8 z  n) c0 z/ ?5 `我方设备的优势。

, f" @, _; T2 o1 u3 f' z% S; l1 y三、可以顺逆铣
) c. `: y, B+ H% j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
) j- r+ }& }* X( r5 P' O: W逆铣也是不得已的选择，我们提供了这种特殊的选择。

8 L" e5 o+ x: {4 [5 B. j/ x+ p- }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
2 |& D/ ^+ u" `" d  u9 j5 G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
! A. @% F4 y& d8 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
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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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
5 a0 i, n1 @$ ?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
: f/ T/ ?7 H; ?) o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。

9 ]+ Q; d; O( h( j# p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
7 {* c6 g. \* V3 k% ]% c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，
/ g, f; R) w; \您想故意作出1毫米差异也可以，输入参数即可）。
7 K" [8 l( g/ G) f+ I' z4 r
. g( ~# f. a/ N6 C) s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
* O9 c1 x, K( ^+ x% T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
3 `6 F% e2 Y) a8 ?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。
! [" l* [4 {+ X4 t, w+ k% ^3 K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
8 v1 w$ x" b6 @* |* J) ?& Q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
$ U. J  z* }+ k  H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。
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五、可以补偿各头螺纹之间的误差
( O8 R- X( W0 G/ t6 @3 W7 d3 h" X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
, v) j1 `% N# C" _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
. d5 u8 r( y9 I8 l& T0 S8 k4 \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
% Z  b0 `  g8 r个螺旋槽上测量）

  c- B7 ?: f7 E7 l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，
9 |: x* b+ f2 h! H& f/ Z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
" l! G+ W9 c' ]: ^( H4 j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
! K1 s; Z4 X. J0 p2 H0 r0 ^8 R刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。

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，
7 F# U5 g( O3 O& Y( E  v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
7 O% ]& ?* d- K1 Q2 w% {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）。