一种高精度蜗杆及其加工方法技术

本发明专利技术属于蜗杆生产技术领域。涉及一种高精度蜗杆及其加工方法，所述蜗杆与蜗轮传动时的润滑角为45

【技术实现步骤摘要】
一种高精度蜗杆及其加工方法


[0001]本专利技术属于蜗杆生产
，涉及一种高精度蜗杆及其加工方法。

技术介绍

[0002]蜗杆常和轴做成一体，称为蜗杆轴，高精度蜗杆的精度为国标2级，其形位公差要求非常高，其外圆跳动和端面跳动公差均≤0.003，其啮合表面相对滑动速度大，要求蜗杆在材料组合上既要有耐磨性，又要有良好的跑合性能，而采用传统的20CrMnTi、20CrMnMo等低碳金钢制得的蜗杆，难以满足高精度传动的需求。而常规的蜗杆润滑油进入角度一般在30
°
左右，润滑性能较差，在一定程度上会出现润滑不良的情况，影响蜗杆传动的磨损性能，并影响蜗杆传动精度。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提高蜗杆的润滑性及其加工精度，提供一种高精度蜗杆及其加工方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种高精度蜗杆，所述蜗杆与蜗轮传动时的润滑角为45
°
。
[0006]一种高精度蜗杆加工方法，用于加工上述蜗杆，所述蜗杆的螺旋齿依次采用粗铣、粗磨、半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ、精磨进行加工；在粗铣之前采用三轴联动数控线切割机切割螺旋齿槽，防止粗铣刀具与螺旋齿干涉；在半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ之前对坯件进行磁力探伤及高温回火处理，在精磨之前进行低温回火及氮化热处理，以降低螺旋齿的加工变形。
[0007]进一步，所述线切割螺旋齿槽为：在传统的线切割工作平台上增加一个伺服控制的旋转运动台架，即转动的C轴；将蜗杆安装在旋转运动台架和尾座支撑架上，通过数控系统控制三轴联动，先加工螺旋齿的右齿面，再加工螺旋齿的左齿面。因为增大了蜗杆的润滑油角度，其轨迹发生变化，传统的螺旋铣刀在加工蜗杆齿根时易发生干涉，通过线切割的加工方式，避免了干涉问题。
[0008]进一步，所述蜗杆的坯件采用38CrMoAlA棒材进行锻造制得；根据蜗杆的设计结构，对坯料进行整体锻打，锻打温度为850～1200℃。
[0009]进一步，螺旋齿粗铣采用圆周进给法，采用多把刀具依次进刀的方式进行粗铣螺旋槽加工，留加工余量0.5mm。
[0010]进一步，所述高温回火的温度为550～650℃，低温回火的温度为200～300℃。
[0011]进一步，精磨螺旋齿按如下要求控制：
[0012]a)采用检查套、蜗轮测量仪进行接触面及侧隙评定；
[0013]b)精磨设备采用高精密数控蜗杆磨床，机床主轴跳动≤0.002mm，顶尖跳动≤0.002mm；
[0014]c)按设计中心距对蜗轮配对接触面进行评定，齿高≥75％，齿长≥70％。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]1、本专利技术中的高精度蜗杆，增大了润滑油进入角度，润滑角达到45
°
，提高了蜗杆副的润滑油膜厚度，减少磨损，同时增强了蜗杆传动的稳定性。
[0017]2、本专利技术中蜗杆选用38CrMoAlA材料，经调质氮化磨制，使得蜗杆硬度和韧性同时得到保证，加工出的蜗杆精度满足国标2级，其外圆跳动和端面跳动公差均≤0.003mm。
[0018]3、本专利技术中通过线切割螺旋齿，去除多余加工余量，降低了加工时间，同时避免了因螺旋角度大而易产生铣刀与螺旋齿侧面干涉的问题，螺旋齿加工过程采用多次反复加工，并通过高、低温回火去除加工应力，降低了螺旋齿因加工带来的变形，提高了螺旋齿的精度。
[0019]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0021]图1为本专利技术中蜗杆的示意图；
[0022]图2图1中A
‑
A剖视图；
[0023]图3为图2中齿部法向剖面；
[0024]图4为润滑角示意。
具体实施方式
[0025]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0027]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0028]请参阅图1～3，为一种高精度蜗杆，蜗杆与蜗轮传动时的润滑角为45
°
；图4为蜗杆
润滑角示意，其中：
[0029]V1：蜗轮相对接触线在Q点的速度；
[0030]V2：蜗轮蜗杆副在接触线Q点的相对速度；
[0031]V合：蜗杆副在接触线Q点的平均速度
[0032]α：润滑角。
[0033]一种高精度蜗杆加工方法，蜗杆的螺旋齿依次采用粗铣、粗磨、半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ、精磨进行加工；在粗铣之前采用三轴联动数控线切割机切割螺旋齿槽，防止粗铣刀具与螺旋齿干涉；在半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ之前对坯件进行磁力探伤及高温回火处理，在精磨之前进行低温回火及氮化热处理，以降低螺旋齿的加工变形。
[0034]具体实施工艺如下：
[0035]S1、锻造：蜗杆的坯件采用38CrMoAlA棒材进行锻造制得；根据蜗杆的设计结构，对坯料进行整体锻打，锻打温度为850～1200℃。
[0036]S2、粗车坯件：粗车坯件总长，坯件两端钻中心孔；
[0037]S3、退火；
[0038]S4、粗研两端中心孔：控制两端中心孔粗糙度Ra≤1.6；
[0039]S5、半精车：车加工总成、退刀槽、外圆；
[0040]S6、线切割螺旋槽：在传统的线切割工作平台上增加一个伺服控制的旋转运动台架(C轴)和尾座支撑架，将蜗杆安装在旋转运动台架和尾座支撑架上，通过数控系统控制旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度蜗杆，其特征在于：所述蜗杆与蜗轮传动时的润滑角为45
°
。2.一种高精度蜗杆加工方法，其特征在于：用于加工如权利要求1所述的高精度蜗杆，所述蜗杆的螺旋齿依次采用粗铣、粗磨、半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ、精磨进行加工；在粗铣之前采用三轴联动数控线切割机切割螺旋齿槽，防止粗铣刀具与螺旋齿干涉；在粗磨之前对坯件进行热处理调质，在半精磨Ⅰ、半精磨Ⅱ之前对坯件进行磁力探伤及高温回火处理，在精磨之前进行低温回火及氮化热处理，以降低螺旋齿的加工变形。3.根据权利要求1所述的高精度蜗杆加工方法，其特征在于：所述线切割螺旋齿槽为：在传统的线切割工作平台上增加一个伺服控制的旋转运动台架，即转动的C轴；将蜗杆安装在旋转运动台架和尾座支撑架上，通过数控系统控制三轴联动，先加工螺旋齿的右齿面，再加工螺旋齿的左齿面。4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：衡德超，杨灿辉，杨勇，
申请(专利权)人：重庆机床集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：