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标题:双锥面包络环面蜗杆（TK蜗杆）旋风切削方案 [打印本页]

作者:害怕伏枥 时间:2013-9-6 06:45
标题:双锥面包络环面蜗杆（TK蜗杆）旋风切削方案
本帖最后由害怕伏枥于 2013-9-6 07:27 编辑

还是得感谢社友寂静的天花板贴出的帖子“渐开线蜗杆的齿形是什么样的”。因为这个帖子，知道自己对蜗杆传动知识的欠缺。
今年江南酷暑，没法出门，猫在家里没事干，正好可以补补课。
感谢互联网，没有费很多功夫，就从网上找到好些资料，当然，不都是免费的。
于是知道了蜗杆有圆柱蜗杆与环面蜗杆两种。
知道了圆柱蜗杆又有阿基米德蜗杆（ZA），渐开线蜗杆（ZI），齿槽法向直廓蜗杆（ZN1)、齿体法向直廓蜗杆（ZN2)、齿面法向直廓蜗杆（ZN3)，盘状锥面包络蜗杆（ZK1）、指状锥面包络蜗杆（ZK2)、端锥面包络蜗杆（ZK3)，圆环面包络圆柱蜗杆（ZC1)、圆环面圆柱蜗杆（ZC2)、轴向圆弧齿圆柱蜗杆（ZC3)的区别。ZC蜗杆又名尼曼蜗杆。
知道了环面蜗杆有直廓环面蜗杆（TA蜗杆）、平面蜗轮（P蜗轮）、平面包络环面蜗杆（TP蜗杆）、锥面包络环面蜗杆（TK蜗杆）、渐开线包络环面蜗杆（TI蜗杆）等。
也知道了由于蜗杆的不同，同样尺寸的蜗轮减速机的能力可以有几倍的差异。如果制造装配精度不够，同类型的减速机，其能力也可以天壤之别。制作出性能优良的蜗杆副，世界上的知名企业都有其独特的工艺。
对蜗杆的制作感到兴趣，于是有7月底的那个旋风头设计。
但是，帖子发出后，马上就知道错了。按我那种装4把刀的内旋风，制作不出渐开线圆柱蜗杆，得到的应该是盘状锥面包络蜗杆。
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作者:害怕伏枥 时间:2013-9-6 06:56
本帖最后由害怕伏枥于 2013-9-6 07:25 编辑

环面蜗杆如何制作？没有找到很多资料，有磨削作最后加工的，其余加工手段阙如。
记得必威APP精装版下载上有用数控车床制作环面蜗杆的讨论，但得到的齿面应该不会是包络曲面，作为磨前的粗加工当然可以，最终成品终究不妥当。
还是从旋风切削着手，用了半个月时间，搞了这样一个方案。
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这是个把C6163数控车床车头箱和尾座垫高使用的方案。
底下从网上样本选用的一个数控分度盘，分度台面直径250。
整个装置安装在车床的中拖板，用数控车床的大、中拖板移动分度盘回转中心为制作工件的蜗杆蜗轮副中心。
长度550的滑座固定在分度盘台面，宽220、长300的滑台用一台伺服电机和滚珠丝杆控制在滑座前后移动，以调节刀盘与分读盘回转轴的距离，以符合制作工件的蜗杆蜗轮副中心距以及调节进刀量。调定后用两个气缸锁紧。
滑台上装着可以按水平轴线回转的刀架，刀架回转角度按蜗杆螺纹导程角。
转动分度盘对刀，然后车床主轴带动工件旋转一圈，分度盘转动涡轮的一个齿。如此切削制作蜗杆。

补充内容 (2015-7-4 04:49):
这个设计已经在2014年4月制作好并使用.

作者:孙启明 时间:2013-9-6 07:04
赞一个。前辈的功力那是相当了得。

作者:860386231 时间:2013-9-6 07:18
前辈真的很厉害！！！！

作者:憨老马 时间:2013-9-6 07:22
佩服彭老师！

作者:灰太狼2780122 时间:2013-9-6 08:15
前辈真做到了敏而好学，不耻下问。学习--实践--发现不足--学习--实践，良好的认知能力。

作者:风随意 时间:2013-9-6 08:25
记得必威APP精装版下载上有用数控车床制作环面蜗杆的讨论，但得到的齿面应该不会是包络曲面，
这句话我是非常赞同的。与我的意思吻合。但是你那种方案仍然只能开粗，具体原因本人不能给予正确答案。唯一可以告诉楼主的是：有单位用的就是这种原理的数控进行开粗，但仍然需要磨削，据说是精度达不到。这种机床开粗的优势就是效率非常高。可以一下到齿底，铣过去。

作者:樱木花道1 时间:2013-9-6 08:28
自己还要加倍努力才行啊。。

作者:晨光~! 时间:2013-9-6 08:59
看完后感觉外观很美。不错的模型。
下班后也谈点自己看法。现在简单讲几句。
感觉要加工环面蜗杆有困难，1工件的旋转运动机床，2刀具的切削运动，3还有U轴的运动没看见。4不知刚性够吗？
我不是挑毛病，应为我做过几回这样的旋风洗头，加工阿基米德蜗杆，美国爱克母螺纹，还可以。但开始调试时有很多想不到的问题，但是大体方向肯定没问题。

作者:上帝1314 时间:2013-9-6 09:01
厉害

作者:学武书生 时间:2013-9-6 09:01
太佩服那，老一辈的探讨精神值得学习，顶

作者:tansiying 时间:2013-9-6 09:07
得好好向前辈学习

作者:mfka 时间:2013-9-6 12:28
(, 下载次数: 104)

作者:囨檞释 时间:2013-9-6 12:37
前辈高手啊

作者:子木格尼 时间:2013-9-6 21:32
活到老学到老，彭前辈威武

作者:男人脚步 时间:2013-9-7 10:24
老前辈：
从图分析这个旋风铣头是个好东西，好像一般的数控车床不能满足你的要求，那就是切削速度好像不好控制，数控车床的主轴应该选用多少转速呢？个人感觉应该以数控车削中心为载体，这样可以控制A轴转动速度，还有从图上看是顺铣，个人感觉逆铣会更好。
PLC的控制程序也是一个问题

作者:付明花 时间:2013-9-7 12:04
学习

作者:呆呆的小鱼 时间:2013-9-7 14:05
看的模模糊糊的关键是自己工作涉及这方面很少就很少关注看来待努力了积累各方面的知识哪怕一点将来也许也可以用到

作者:张聋子 时间:2013-9-7 21:25

害怕伏枥发表于 2013-9-6 06:56
环面蜗杆如何制作？没有找到很多资料，有磨削作最后加工的，其余加工手段阙如。
记得必威APP精装版下载上有用数控车床制 ...

彭老师换电脑了？

作者:itwotwo 时间:2013-9-9 09:29
我不懂装懂的说两句。这个方案一看就是车刀改卧铣头的方法，
1.对于车床刚性，驱动力等主要性能源于主轴的想法，这么做所有加工精度基于这个铣头，是否不需要用到车床，只需要一个变速机构再一个伺服马达就可做产品轴向旋转呢？
2.感觉加工一圈旋转一圈这方式很有问题，是否应该联动角位置与线位置作2个自变量，给出刀具的偏摆角度与倾斜角度的一个固定公式。再联动比较好呢？
3.用这个刀是为了展成？因为与砂轮不同，盘铣刀各个位置各个角度的切削能力不同，线速度也有差异，这样的刀具容易造成粗糙和形状精度底，要小心。

作者:害怕伏枥 时间:2013-9-9 21:35

itwotwo 发表于 2013-9-9 09:29
我不懂装懂的说两句。这个方案一看就是车刀改卧铣头的方法，
1.对于车床刚性，驱动力等主要性能源于主轴的 ...

谢谢博士指教，说“不懂装懂”那样的话太谦虚了。
1、不用专门设计的机床，改制现有机床用于环面螺杆的制作，见诸于网上文献的，除车床以外，还有改装滚齿机和螺纹磨床的，但以数控车床改装为主要方法。国内以此为课题写论文得到学位的不少，仅西部某高校，网上搜索得到、可以付费下载的硕士论文不下10余篇。
如果用几个“轴”来解说环面蜗杆的制作，那么，一定需要1、工件的回转，2、刀具的切削回转，3、刀台垂直于工件轴线的分度回转、4、刀台根据蜗杆螺纹导程角的回转，5、刀具沿工件轴线的移动，6、刀具垂直于工件轴线的移动之一，7、刀具垂直于工件轴线移动之二这样几种。这中间的5和6用来决定蜗杆蜗轮副的中心距，7用来调定因中心距改变的刀具初始位置和切削时的进刀量。在每次切削进行时，4和7一定是固定的，如果5、6可以精确调定中心距并且固定，就只有2轴联动。如果机床受结构尺寸限制，工件所需中心距超小或超大，可调中心距范围无法满足，那么，可以通过5、6和3的联动模拟出所需中心距。由于3的附加运动影响到原来的1、3联动，因此1也需要增加附加运动，这样就成为4轴联动的切削运动。从上面分析可以看到，如果用数控车床改制，4轴联动中的3轴是现成的，只要增加一个上面的第3项就可以。
你说的“不需要用到车床，只需要一个变速机构再一个伺服马达就可做产品轴向旋转”当然可以，但总还得有个尾座顶起才行，工件悬着装卡是不合适的。
2、所说方式应该就是上面的4轴联动方式，当然好，可加工工件范围大大超过首楼的设计，不过数控方面的工作量要大得多。
3、所谓包络，就是指展成。展成法刀具切削时会有你指出的情况，其加工表面质量肯定比不过磨削，刀具也会有耐用度的问题。

作者:风过无痕001 时间:2013-9-9 23:30
佩服彭老的精神

作者:晨光~! 时间:2013-9-10 08:57

害怕伏枥发表于 2013-9-9 21:35
谢谢博士指教，说“不懂装懂”那样的话太谦虚了。
1、不用专门设计的机床，改制现有机床用于环面螺杆的制 ...

看了前辈的设想，也谈谈看法。几个运动的形成。
1工件旋转机床。
2刀具的旋转电动机。
3U轴的转动数控分度头。
4进刀退刀中托板伺服电机。
这是蜗轮蜗杆M数中心距一定的条件下，加工一种工件。
如果是专用机床就要有通用性，怎样实践中心距的可调呢？
U轴转动是固定的，看来只能调整刀架轴承机架得到。
其实还有许多复杂因素，比如加工4条线以上的蜗杆，刀具的设计等等。

作者:jiangssli 时间:2013-9-10 09:20
本帖最后由 jiangssli 于 2013-9-10 09:25 编辑

看了这么多天不回复一句好像对不起前辈了.......
1:固定中心距在机床加工范围内的旋风铣2010年就已经有了,3轴两联动控制系统.机床可加工最大中心距230左右,最大加工模数7M.
2:虚拟中心距的旋风铣目前还没有这样设计,四轴联动的时候,旋风铣刀具的切削阻力太大,改成磨削的方案可行,这样的磨床在11年初也已经有了,属于西华大学研究生团队的成果,用的四轴联动三菱控制系统.

因此,选用数控车做开齿切削加工,用四轴联动磨床磨齿是最佳选择,这样对磨床的精度寿命有保证....如果把磨头换成旋风铣头进行四轴联动铣削加工,这样对机床的损伤是很严重的,切削的时候要求机床的刚性,抗振性都很高,对传动部分丝杆的冲击都是非常大的....目前我们正在开发这样的磨床,最近将进行机床的相关测试和试加工.......

而像楼上这位大侠提到的多头蜗杆加工问题完全不用担心的,用伺服分度轴就解决

作者:荷锄望月 时间:2013-9-10 21:01
不很熟悉相关知识，但是敬佩彭老师的求知精神，真是值得学习！
暂且留疑，明天补相关知识。

作者:害怕伏枥 时间:2013-9-11 05:12
本帖最后由害怕伏枥于 2013-9-11 05:50 编辑

jiangssli 发表于 2013-9-10 09:20
看了这么多天不回复一句好像对不起前辈了.......
1:固定中心距在机床加工范围内的旋风铣2010年 ...

蒋总是业内行家，感谢谢你参加讨论。
1、“固定中心距在机床加工范围内的旋风铣2010年就已经有了,3轴两联动控制系统.机床可加工最大中心距230左右,最大加工模数7M”。
这似乎应该是用6150这种规格车床改装的数据。首楼的方案准备用6163规格的车床，中心距大致在80-350这样的范围。
2、固定中心距的做法简单，最大的问题是受原机床尺寸限制，工件规格适用范围小。但觉得四轴联动方法，有点故意把简单问题复杂化的味道。根据不同规格的工件，选用大小合适的机床才是正道。
西华大学对环面蜗杆的磨削加工做了多年研究，网上可以搜索到不少他们研究生团队的硕士论文，这些论文发表的时间跨度也比较大。简单读过这些论文，好像始终没有跳出用现有机床改装的圈子。
3、赞同你用数控车做开齿切削加工，然后磨齿的做法。特别高兴看到“我们正在开发这样的磨床,最近将进行机床的相关测试和试加工”这个消息。希望能有机会现场欣赏。

作者:害怕伏枥 时间:2013-9-11 05:49

晨光~! 发表于 2013-9-10 08:57
看了前辈的设想，也谈谈看法。几个运动的形成。
1工件旋转机床。
2刀具的旋转电动机。

请仔细阅读下面的跟帖。保证正确中心距的方法有两种，一种是通过X轴和Z轴的移位调整，然后锁定。另外一种是加工时在原有工件旋转和回转台旋转关系外，它们和X轴、Z轴都另加修正运动，模拟出正确中心距。

作者:jiangssli 时间:2013-9-11 08:35
本帖最后由 jiangssli 于 2013-9-11 13:41 编辑

害怕伏枥发表于 2013-9-11 05:12
蒋总是业内行家，感谢谢你参加讨论。
1、“固定中心距在机床加工范围内的旋风铣2010年就已经有了,3轴两 ...

老前辈您太夸奖了, 我真的谈不上是专家,也是08年年底开始接触这样的蜗杆,最近一两年才了解了一点皮毛而已

还有您说的根据蜗杆型号确定机床型号这样的方法确实可行,但还是有弊端的,我去过很多做二次包络蜗轮蜗杆副的减速机厂商,他们产品型号范围很多,批量不大,所以一般都是买可以加工最大中心距范围的磨床....光是那个转盘就占了机床一半的位置了....

等我们的磨床完全做好了,我会拍一些现场的图片上传,还得请前辈和大家指点下.....

作者:达川zc 时间:2013-9-12 21:59
赞一个。。

作者:害怕伏枥 时间:2013-9-13 04:57

jiangssli 发表于 2013-9-11 08:35
老前辈您太夸奖了, 我真的谈不上是专家,也是08年年底开始接触这样的蜗杆,最近一两年才了解了一点 ...

“光是那个转盘就占了机床一半的位置了....”。
想象得到。
可是，制作环面蜗杆只需要回转有限角度。

作者:jiangssli 时间:2013-9-13 08:29

害怕伏枥发表于 2013-9-13 04:57
“光是那个转盘就占了机床一半的位置了....”。
想象得到。
可是，制作环面蜗杆只需要回转有限角度。

转盘是整体的,不管回转角度是多少,都会占用那么大的地方,如果把转盘里面的精密蜗轮做成扇形的确实可以减少位置和体积,市场上似乎没有这样的精密分度转盘,自己做精度上又达不到....

作者:YIQI.SUN 时间:2013-9-13 20:53
太厉害了

作者:张天来 时间:2013-9-26 11:52
我看很好，学习了，感谢了，

作者:雷-侍 时间:2014-3-26 21:26
太厉害了

作者:hou110312 时间:2014-5-3 00:02
标题:解决蜗杆鱼鳞面问题
本帖最后由 hou110312 于 2014-5-3 00:16 编辑

本人有台用数控车改装成的蜗杆加工床子，在加工效率和人性化上都很OK了，加工蜗杆的直径有8，10，12，15四种，其中8的送给客户后退货量较多，反应电机安装完成后，转动时响声大。经初步分析是在加工时各个部件抖动大，在车削时手拿一根镀铬棒放在工件和刀架上都能感觉很大震动。切削工艺是：一次进刀完成，采用的是单刀不是旋风刀。（1：工件装夹后只随主轴做旋转运动；2：支撑治具随数控托盘沿工件轴向方向移动；3：刀具由机械主轴控制旋转运动，由Y轴托盘沿垂直工件轴向方向完成一次进给，由X轴托盘沿工件轴向方向进给直到加工完成后退刀）。如下图所示：请教各位师傅如何解决蜗杆鱼鳞面的产生。晚辈先谢谢了！

作者:害怕伏枥 时间:2014-5-3 09:05

hou110312 发表于 2014-5-3 00:02
本人有台用数控车改装成的蜗杆加工床子，在加工效率和人性化上都很OK了，加工蜗杆的直径有8，10，12，15四种 ...

图片少，不足以判断什么。
鱼鳞加工面产生，这如果不是整个切削系统刚性不足的话，那就是有若干结构产生共振的问题。
振动只在切削时产生，那就先试试改变下主轴转速、进给速度看看。
必要时也只好改进夹具。

作者:东鞋西途 时间:2014-5-3 10:26
一张新图酒一杯，小园香径独徘徊。

作者:╭ァ氵sA_n 时间:2014-5-3 22:28
基础不够，看得云里雾里！！

作者:胡胡胡胡 时间:2014-5-18 22:03
感谢互联网

作者:巩贺 时间:2014-10-20 14:37
彭老师，不知道你这个在做大导程的螺旋升角有没有问题？

作者:357967705 时间:2015-1-3 20:58
本帖最后由 357967705 于 2015-1-3 21:00 编辑

晨光~! 发表于 2013-9-6 08:59
看完后感觉外观很美。不错的模型。
下班后也谈点自己看法。现在简单讲几句。
感觉要加工环面蜗杆有困难， ...

个人认为这里所说U轴应该是B轴，即绕着Y轴旋转的旋转轴定义为B轴，加工环面蜗杆，B轴与C轴应该是联动的

作者:799116938 时间:2015-1-5 13:11
用什么软件画的呀好漂亮

作者:andy19880806 时间:2015-1-29 14:13
厉害

作者:布莱恩特728 时间:2015-4-8 16:01
虽然好多东西还看不懂，但我相信凭着一颗学习的心一定能好起来的

作者:拾穗者 时间:2015-4-9 14:29
膜拜

作者:金龙精工 时间:2015-4-11 22:02
看到这个正是我需要学习的，谢谢元老！

作者:屏风ing 时间:2015-4-22 22:24
每天看帖

作者:漠舞 时间:2015-4-25 14:18
赞一个。前辈的功力那是相当了得

作者:机械小夏 时间:2015-5-3 14:54
真厉害

作者:star0118 时间:2015-5-4 13:59
厉害，佩服！

作者:xypyq2808 时间:2015-5-6 10:48
前辈真的很厉害！！！！

作者:hzxiaozi 时间:2015-5-28 22:58
真牛,学习,了

作者:无痕叶 时间:2015-6-3 14:26
已经好久没接触过蜗轮蜗杆了，看到这个越发觉得自己要学的东西太多，向前辈学习！

作者:叶落满空山 时间:2015-6-4 22:27
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者:机械@风暴 时间:2015-6-5 11:47
牛人在民间啊

作者:victry 时间:2015-7-3 22:19
前辈真厉害，真牛，向您学习了

作者:gztan 时间:2015-11-19 12:48
想法不错！

作者:孙军sj 时间:2015-12-9 21:32
前辈，真的很厉害，以后我有什么问题想请教您，希望能指点

作者:tashanzhiyu 时间:2015-12-30 14:12
谢谢大侠分享！

作者:李泽宇lzy 时间:2016-1-4 15:38
崇拜啊！！！膜拜！

作者:huanghuang 时间:2016-8-10 14:34
这渲染做的效果好，我公司前段时间做零件渲染请外面公司做的也一般般

作者:QQHAO 时间:2016-10-6 23:07
老前辈我想向您请教一下平面包络环面蜗杆和直廓环面蜗杆的区别到底在哪里？能解释的通俗一点吗？我对这方面不是很专业，还闹出了笑话以前，好像我加工的就是直廓环面蜗杆，//www.szfco.com/thread-371228-1-1.html，期待您的回答！

作者:害怕伏枥 时间:2016-10-19 07:13
(, 下载次数: 76)

作者:骆欢 时间:2017-1-18 14:40
厉害，很有感触

作者:求真555 时间:2017-3-12 20:25
向前辈致敬

作者:SaviorGD 时间:2017-3-13 00:43
渲染很漂亮

作者:zwr1234 时间:2017-3-13 11:07
太巧妙了

作者:yy137783840 时间:2017-3-13 23:42
111111111111111111

作者:随云777 时间:2017-3-14 13:38
学习学习

作者:只有快乐 时间:2017-5-12 06:12
彭老辛苦了

作者:DREAMON 时间:2017-6-2 23:04
老师真的很厉害。让我想起了大学的一个年纪70的老师，知识渊博而且诙谐幽默，上课不看书理论实践顺手拈来。上他的课我没有缺席。

作者:crying 时间:2017-6-4 00:22
受教了

作者:快乐-哈哈哈 时间:2017-6-8 17:15
行业精英，后辈楷模。看到前辈们真的觉得干这一行还是有希望的

作者:快乐-哈哈哈 时间:2017-6-8 17:24
学习的路还很长，不懂的东西还很多呀

作者:李兴华_UtkJv 时间:2017-6-28 15:17
车床改进

作者:超声振动切削 时间:2017-6-30 13:26
这已经融汇贯通了。前辈厉害呀。

作者:ckc521 时间:2018-1-8 20:55
我当年毕业设计就是搞的普通外园磨床改造成可以磨削二次包络线蜗杆；结果教授说的我设计没人买，因为用的东西太好了；价格接受不了；不过他还是认可我的改造方案；这个东西是带我毕业设计的教授也在搞；想当初自己是图样图森破。

作者:工兵96 时间:2019-2-19 17:53
和前辈的差距

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