工装设计与毛坯准备优化方案

1.刀盘设计与加工

加工蜗杆时，车刀应安装在滚齿机工作台上，但工作台太低而且妨碍刀架运动，且不能装夹车刀，所以需要制作一刀盘。

刀盘设计如图10-4所示，其底面有一法兰盘，其上直径为Φ230mm的圆上均布6个Φ13的光孔，将刀盘安装在工作台上时，由三个特制的M12螺栓将刀盘拧紧在工作台的T形槽里；刀盘上端面中心有一Φ50的孔，将作为基准的基圆件紧配合压入孔中使基圆件径向和轴向定位。在刀盘的上端面上钻M8的螺纹孔12个，用M8的螺钉将四把车刀（齿顶环面车刀、中间槽刀、左偏刀和右偏刀）拧紧在刀盘的上端面上，齿顶环面车刀或中间槽刀、左偏刀和右偏刀基本上均布在刀盘圆周上，夹角大约为120°。要求刀盘上端面和底面平行（上端面相对于底面平行度0.01mm）。

图10-4 试验用刀盘顶视图和轴测图

刀盘高度的确定：将滚刀心轴处于最低位置（距离工作台台面170mm）加20mm即滚刀心轴距离工作台台面190mm作为滚刀心轴实际最低位置，此时刀刃所在平面高出蜗轮滚刀大端的上圆周面，即刀刃所在平面到工作台台面距离大于190mm+67.4mm/2=223.7mm，为稳妥和方便，取刀盘高度为240mm。刀盘上部外径的确定：小于蜗杆齿顶环面半径R_a1=96.25mm，取90mm。

2.加工蜗杆（蜗轮滚刀）的车刀设计与加工

齿顶环面车刀用矩形截面8mm×12mm的高速钢条，中间切槽车刀、左偏刀和右偏刀都采用方形截面8mm×8mm的高速钢条，这种钢条在长度方向上的相对面平行度很好。左、右偏刀刃磨时保证主切削刃为刀条的一条棱边^[32]。

图10-5所示为四把车刀的设计图，其中图10-5a、b、c和d分别为齿顶环面车刀、中间切槽车刀、左偏刀和右偏刀的设计图。

3.基圆件设计与加工

因为左右偏刀都采用边长为8mm正方形截面的高速钢条，要求其直边与基圆件的基圆柱相切，所以基圆件的基圆直径应为80mm-2×8mm=64mm（实测为Φ63.98mm），这样，当刀刃与基圆柱相切时，刀刃就是与直径为80mm的基圆相切，刀刃正好处于加工位置，避免了采用其他方法确定刀刃与基圆相切的误差。(https://www.xing528.com)

定位圆柱直径为Φ50mm，用于基圆件在刀盘上端面中心孔中的安装。为便于拆卸，在基圆件上端面上安装两个顶丝。

图10-5 四把车刀的设计图

4.车刀压刀片的设计与制作

1）蜗杆齿顶环面车刀和中间切槽车刀：用螺钉将平板压刀片拧紧在刀盘上（见图10-4）。

2）左车刀和右车刀：各采用两个压刀片，用螺钉将压刀片拧紧在刀盘上，再用压刀片上侧边的螺钉将车刀限位在基圆上，用压刀片上面的螺钉将车刀拧紧在刀盘上（见图10-4）。

5.蜗杆（和蜗轮滚刀）的心轴设计

蜗杆和蜗轮滚刀都做成中心带孔的，安装在蜗杆心轴上，以便于蜗杆的测量和滚刀的加工。选用直径为27mm的蜗杆心轴，与加工蜗杆和蜗轮滚刀时采用的刀架心轴直径一致，使用的键也一致。

6.毛坯准备

蜗杆毛坯采用45号圆钢车削而成；蜗轮滚刀毛坯采用T10号工具钢退火后车削而成。蜗轮采用分体式，轮缘部分采用离心浇铸的锡青铜车削而成，中部轮毂部分采用45号圆钢车削而成。