利用数控车床进行蜗杆砂轮开槽应用

 　　利用数控车床实现蜗杆砂轮开槽，减少成品砂轮的储备数量。生产企业可将储备单一的成品砂轮更改为储备蜗杆砂轮毛坯，随着生产的需求，进行蜗杆砂轮对应型号开槽业务。

　　1 数控设备介绍

　　本文使用 CK7520C 进行蜗杆砂轮开槽介绍。

　　表 1 设备能力值

 

　　2 夹具、刀具设计

　　①蜗杆砂轮利用端面压紧的方式固定在芯轴上，芯轴装夹方式由前后顶尖定位、卡爪加紧，为保证开槽精度需对砂轮安装进行检测，检测砂轮径向跳动小于等于 0.5mm，蜗杆砂轮毛坯的装夹如图 1。

　　

　　图 1 砂轮毛坯装夹

　　②刀片选用非标 V 型刀片焊接 PCD，PCD 的高度应大于蜗杆砂轮的槽高，刀尖圆角 R 小于等于对应金刚滚轮的顶部圆角，刀尖角度等于需求的压力角 α，如图 2。

　　

 

　　图 2 PCD 刀片

　　③刀杆选择考虑设备 X 轴导轨护板与砂轮干涉问题，利用为避免 CK7520C 设备 X 轴导轨护板干涉，刀杆进行非标设计，如图 3。

　　图 3 刀杆

　　3 蜗杆砂轮开槽参数计算

　　①蜗杆砂轮螺旋升角γ0

　　m_n 为模数，N 为蜗杆砂轮头数，d₀ 为蜗杆砂轮外径，h_a 为齿顶高;

　　②蜗杆砂轮螺距

 

　　③蜗杆砂轮齿厚 S₀

　　S_n 为工件分度圆齿厚，为蜗杆砂轮精修整留量 0.1mm (单边)。

　　④蜗杆砂轮全齿高 H₀，依据三角函数转换得出：

　　H 为工件全齿高。

　　4 加工程序编制

　　①因 CK7520C 数控车使用 FANUC 编程系统，Q 表示分度信息，如三头蜗杆砂轮开槽时，主轴角度分度为 120°，程序段如下：

　　/N1

　　G92X275.00Z190.0F19.89Q0

　　G92X275.00Z190.0F19.89Q120000

　　G92X275.00Z190.0F19.89Q240000

　　/N2

　　G92X273.50Z190.0F19.89Q0

　　G92X273.50Z190.0F19.89Q120000

　　G92X273.50Z190.0F19.89Q240000

　　/N3

　　G92X272.50Z190.0F19.89Q0

　　G92X272.50Z190.0F19.89Q120000

　　G92X272.50Z190.0F19.89Q240000

　　.

　　.

　　.

　　/Nx

　　②切削线速度在 25-35m/min，每刀的车削量要随着深度的增加而减小，整体车削量在 1.5-0.1mm 间，车削形式如图 4。

　　图 4 车削接触图

　　5 精度验证

　　利用 CK7520C 数控车床，对卡帕磨齿机、莱斯豪尔磨齿机使用的砂轮进行开槽，并将砂轮装机验证精度，装机后首次修整时间在 13-25min，满足生产使用要求，测试结果见表 2。

表 2 测试结果

　　6 结束语

　　通过以上方法设计及开槽的蜗杆砂轮满足磨齿机使用，可利用数控车完成蜗杆砂轮开槽，降低各零件的成品砂轮储备，降低成品砂轮的储备数量及采购成本。