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
% z% ~8 n, Y" t$ A* _* N: o% o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。
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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
7 ]  Y8 M  P/ p: l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。
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9 I# s& v5 i* B  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，
7 S% H, k9 n7 \; [/ C  O" f3 b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
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。

# `9 I+ ?% C$ j4 [4 f' a, L我们的蜗杆铣床设备特色：
# d  v. M$ U, w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、
# g" q( q8 W: U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、
8 [  W* u2 n* ^6 Q$ @& c' C报警停机、故障提示等等人性化功能。
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/ a6 A6 k7 f4 Y9 q- \) L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
0 c, J/ Q4 o6 e, A5 N5 p3 g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
  x3 u2 p) n  y+ f- q; _, ^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。
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。
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。

; e3 m! V  A- w1 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
$ j. @7 x% f' e" }% p我方设备的优势。
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) T# x* |- Z3 a3 X0 h7 r8 Y三、可以顺逆铣
! M* t- X1 b# i* J% a/ 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
逆铣也是不得已的选择，我们提供了这种特殊的选择。

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
. @( W  w* A$ e) J6 W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
1 a9 Q8 D0 ~- W4 ]3 _! v& F$ X2 I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
4 E. X4 N5 n9 n5 Q" v- p2 m0 F# x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
- Q: j, k: w# v% d  q/ G- [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。
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# J, l" a! n8 A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，
您想故意作出1毫米差异也可以，输入参数即可）。
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7 `3 |6 Q7 o3 Q- w  \% m9 \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
' J5 s$ t( {. Y$ [5 I9 u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
$ |. N: o! h% t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。
+ q$ a9 h' r$ H0 M) a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
! V, Z- t: z3 i6 S: Q0 b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
: J6 L! [6 G. w; }/ 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
  {9 [9 u! o" {1 g9 A9 U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
/ d- \2 C# a1 ^; l6 i2 U: J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
/ B: C/ b* r5 f! ~3 @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
# x7 Y, {5 t, P' D' p% R# y: E) }个螺旋槽上测量）

) r( [0 Z# x/ ]; M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。

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
刀具会在旋转中左右摆动，零件的精度下降。
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, R2 o+ B* D+ m2 [0 B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，
. Y& N! V- r+ ~" x# ~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)。
' o1 B+ ~$ g. u) c! d. l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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" a. ~" [& S' R" Q( v0 w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）。