高速铣削加工圆弧波形螺杆

一、波形螺旋面的形成原理

以一个圆的圆周为母线，其圆心沿着一条螺旋线运动，母线圆平面始终与螺旋线相垂直，这个母线圆平面所形成的曲面为一个圆弧形螺旋体。圆弧形螺旋体的轴向截面，是由许多圆弧连接形成波浪形的光滑曲线，由圆螺旋体做成的螺杆叫作波形螺杆或圆弧螺旋面螺杆，如图5-45所示。

图5-45 波形螺杆零件图

二、波形螺杆的特点

1）螺距大，多为50～100mm；圆弧深度较浅，多为2～5mm。例如，螺杆钻具发动机上的螺杆直径为ϕ32mm×ϕ22mm，长度为850mm，螺距为62mm。

2）波峰、波谷是由光滑的圆弧连接而成的。

3）一般情况下，直径较小，长度较长，属于细长杆类零件，刚性较差，加工比较困难。

4）使用时传动扭矩大，抗疲劳能力强，在重型凿岩机、泥浆泵中都获得了广泛的应用。

三、加工方法

使用硬质合金立铣刀在立式铣床上高速铣削，也可在车床上，采用旋风铣削加工，加工效率高，质量好。

1.工件的装夹

工件用分度头装夹，用顶尖支撑，在分度头尾轴与铣床纵向工作台丝杠之间安装交换齿轮，如图5-46所示。

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图5-46 加工装置

为防止铣削时工件振动，可在工件侧面加一个V形铁作为辅助支承，V形铁用黄铜材料制作，加工时V形铁上涂些二硫化钼之类的润滑脂。

2.交换齿轮的计算（图5-47）

按照加工螺旋面的通用公式

式中 P——工作台丝杠螺距，P=6mm；

P_h——螺杆导程，P_h=62mm。

取

a=80，b=31，c=30，d=20。

图5-47 交换齿轮传动原理图

3.铣刀及切削用量

铣刀ϕ14mm×3齿，YT15整体硬质合金立铣刀，铣刀转速n₀=1000r/min，进给速度v_f=60～100mm/min，背吃刀量可分4次进刀加工（3mm、3mm、3mm、1mm）。用高速铣削法加工圆弧螺杆，不但加工效率高、表面质量好，而且操作方便，采用自动进给加工可轻松完成。