一种蜗杆螺钉的高速制造工艺-HagenPR.PDF

客户案例 Customer Story 一种蜗杆螺钉的高速制造工艺 1 引言 本文所述蜗杆螺钉高速制造工艺的专业术语是“蜗杆螺钉 工作齿轮 强力刮齿”(WSPS)。虽然该技术的基本思路在多年前就已经面 世，但仍未得以成为现实，其原因很简单：市场上没有能够使 用现有的WSPS技术来精确制造蜗杆的滚齿机，因为若要以精 齿列 确的同步运动来驱动刀具和工件，则需要有配备无啮合间隙和 高分辨率编码器的直接驱动主轴。本文的目的是将WSPS作为 新一代CNC加工中心的新工艺予以描述。 由于很难在互联网上找到关于WSPS的可靠资料，本文仅 图1 - [齿轮滚切] 展示我公司在测试一种用滚齿机加工蜗杆的新工艺时的发现。 滚刀 本公司已与一家瑞士滚齿机制造商合作，该制造商提出了关于 如何将WSPS工艺应用到传统滚齿机的基本思路，对于尺寸为 0.3mm到1.5mm之间的小型蜗杆而言非常适用。和传统的标准 滚齿机加工相比，使用新工艺后，这些小型蜗杆的制造周期时 间缩短了3到5倍。因此，WSPS最适用于小型螺旋蜗杆加工， 但对于尺寸较大和较宽的蜗杆加工不太适用。 2 基本原理 蜗杆螺钉强力刮齿与标准齿轮加工的原理正好相反。齿轮 加工时，螺钉（滚刀）与直齿齿轮（工件）的啮合是一种相似 图2 - [蜗杆滚切] 图3 - [WSPS] 的过程；而在蜗杆螺钉强力刮齿中，直齿齿轮（刀具）与螺钉 （工件）的啮合是一种逆向的过程。 54 客户案例 Customer Story 滚切可并入铣削类，但WSPS须并入车削类。 标准滚切中，滚刀和工件之间的转速比可用以下公式计 WSPS刀具外形上像一个有很多齿轮齿的圆形转轮，可归 算： 入切削类刀具。与沿着蜗杆轴线移动切割刀具从而使整个蜗杆 V = [rpm] C 成型不同，WSPS有很多齿轮齿转动并逐步切割材料。 V = V ⋅Ztool C B Z WSPS不受螺纹数量的局限，主要受限于ZI渐开线的蜗杆 gear 成型。在某些情况下可以使用这种刀具实现ZA蜗杆成型，但还 Ztool = Z = 必须逐个案例进行研究。因为刀具必须通过蜗杆的导程角的大 gear 小调整才能倾斜，所以零件和刀具轴之间的切割角度往往随着 VB = 模数和螺纹数量而有所变化，这也是蜗杆导程角γ被限制在25 对于滚刀的转速比工件快的情况，熟悉滚齿加工的人都不 度左右的原因。导程角过大可能会导致刀具性能降低。 会感到意外。在开始计算之前需了解切削速