球面蜗轮滚刀的研制成功

纪永君

关于球面蜗轮副的制造检测
一．.球面涡轮滚刀的检验
鉴于球面涡轮滚刀的专用检查仪尚未面市，球面涡轮滚刀的生产厂大致有如下的检测方法：
1.        样板检测法，通过计算机的编程运算，以滚刀定长的一端为基准，制作一系列的齿形和相关长度数据，按每一个刀齿进行透光检验。
2.        正弦规检测法，将刀具放在两端有顶针的刀架上，用正弦规，量块，千分表进行检测，一次可以将滚刀的相应的齿形角，位置度检测出来，其数据要求，也必须使用计算机进行计算。
3.        制作专用的仪器进行检测。
二.滚齿对刀问题
1.说明，由于球面涡轮的切制，与其它涡轮的切制不一样，不方便使用单齿或双齿的简单的对刀法，但是可以借鉴这种方法，进行粗略对刀，然后使用相应的多齿单面透光检测法进行检验，这主要的是检验涡轮的齿形角度，因为涡轮的周节误差是由滚齿机来保证的！
2.其齿形角的问题，通过滚齿工作中的工序检查，及时调整滚刀于涡轮的相对位置，很容易调整为正确位置的。
3.滚齿之中的齿全高的测量，使用一般的深度尺，卡尺就可以很容易的测量准确的。
4.涡轮的齿厚的检测，一般的用齿厚卡尺是不容易检测的，因此推荐使用齿厚卡规进行检测。
三．涡轮的滚齿
涡轮的滚齿工作，一般的使用通用滚齿机即可达到滚齿的目的，不用专用的滚齿机。
四．蜗杆的车制
1.蜗杆的外形车制（1）蜗杆的有效长度，不要长于图纸要求的有效长度，（2）蜗杆弧面的车制，可以使用相应的样板来检测。
2.蜗杆齿形的车制
球面蜗杆由于其特殊性，其齿形要求有专用的设备来加工。设备问题在此不陈述。
蜗杆在车制的过程中的对中对刀方法有如下几种
（1）大径对刀法。（2）规范对刀法。（3）试切对刀法几种常用的方法
<1>大径对刀法，将车齿刀具的刀尖直径调到大于蜗杆的外圆弧直径，适切蜗杆，使其两边深度相同，如有误差，按蜗杆的轴向方向调整其相对位置。（也可以使用千分表代替刀尖）
<2>将刀尖直径调至于蜗杆外圆弧直径相同，适切，其余于上同
<3>在中心眼看相差不大的情况下，直接车齿，当齿深有一定的深度的时候，用相应的样板进行检测调整。
当对中工作完成后，将刀盘和蜗杆的相对位置固定好。
4.        齿深进刀，由于球面蜗杆的特殊情况，在车制的过程中，其进刀方法有如下情况。
(1)        变中心距进刀法。（2）变齿全高进刀法两种常用的方法
5齿厚切削，球面蜗杆的齿厚车削，由于其特殊性，大致有如下两种常用的方法
（1）平行进刀法（2）旋转进刀法
评价：平行进刀法的精度要高于旋转进刀法切出的蜗杆齿形
五．蜗杆精度的控制及检测
目前最常用的蜗杆的检测方法是使用样板检测。又分为两大方法，主要是指检测基准而定。
1.        平行检测法，这种检测的方法需要公以配合，即需要留有工艺基准，其样板有两种
（1）        齿形角度检测样板。（2）齿形极限齿厚样板
2.        旋转检测法，这种计量方法，需要将蜗杆的弧面做得准确，其样板有两种。
（1）        齿形角度检测样板（2）齿形极限齿厚样板
六．样板的设计以及制作
<1>要求根据机床情况，排好工艺，按照工艺情况，选好基准，在进行各个工序的样板的设计。
<2>根据需要将样板的数据在计算机上计算
<3>在曲线磨床上按照要求将样板磨好
<4>在万能工具显微镜下检测
七．样板的计算程序（略）
八．车制蜗杆工作中容易出问题的地方
根据现有的各厂球面蜗轮副的制造过程，有如下问题提出，请制造者注意
一般的问题，主要出现在蜗杆的车制上，（蜗轮在滚切过程中，一般的不出现问题）
1.        蜗杆的形成圆心的误差
2.        蜗杆的齿厚的不一致性
3.        蜗杆的周节误差较大
4.        蜗杆的基准圆误差较大
5.        蜗杆的齿厚偏差加的太多
6.        蜗杆的有效长度过长
九．以上问题的出现，造成相应的结果的体现
1使用“旋转法”制造的样板，不太容易检验出误差，主要表现在蜗杆的各个齿深不一样，各个刀齿的齿厚递加或递减，相应的周节不一致，造成蜗轮副不能正确的啮合。有时可能蜗轮副的中心距是正确的，但是安装的时候，蜗杆安装不到位
2蜗杆齿厚不一致性，有时误差过大的时候，使用普通的卡尺就可以检测出来，更有甚者，用眼也可以看出来，这种齿厚的不一致性，有时很想上一种误差。这种误差，使用旋转法制作的样板，也不容易检测出来。相应的如果使用平行法设计制作的样板，精度要高一些。
3.        周节误差过大的原因，有很多，主要取决于中心距的准确性。
4.        蜗杆的有效长度，是有一个限度的。由于啮合包角的问题，粗略的计算，蜗杆的有效长度，不能大于蜗杆的型圆直径d-tana*h（a可以取3-8度之间h-蜗杆的齿全高）
十．终上所述，球面蜗轮副的加工过程，主要的难点有如下几个主要部分。
1车蜗杆的机床，包括机床的刚度，工作台的间隙等等
2滚齿机的精度，
3滚刀的精度
4车蜗杆的机床，对刀刀架的可操作性
5操作者的责任心
6检测工具的精度
7工艺过程的选择
如果将以上情况充分注意，条件具备的情况下，是很容易制造出合格的球面蜗轮副的
注：球面蜗轮副与平面二次包络蜗轮副是有区别的，但是，由于现在都如此称呼，在此我们也一相同的名称称呼吧



                                   纪永君