用旋風銑加工蝸桿有一面很粗糙，困擾2年了---求助

rongjian

我找了點資料請大家看看！！！


旋風銑削絲杠螺紋時牙槽兩側表面質量差異分析及銑刀設計
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. z3 X* R3 S# h- g* P2 e2 t$ P* y1 引言

3 t8 L0 v1 b) @+ P高速切削、強力切削可顯著提高加工效率，是現代制造技術的重要發展趨勢之一。但隨著切削速度的提高，在某些加工場合也帶來了加工質量方面的問題。如采用旋風銑削法高速銑削內、外螺紋時(見圖1)，雖然加工效率高、刀具冷卻效果好，但加工出的螺紋精度并不高，且螺紋牙槽兩側面的表面質量存在較大差異。對于粗加工工序，螺紋牙側表面加工精度影響不大，但對于一次完成全牙深切削的最終加工而言，這一問題不容忽視。為此，本文對旋風銑削絲杠螺紋時牙槽兩側面的表面質量進行了分析計算，并介紹了旋風銑刀的設計方法。
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a)銑削外螺紋
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. K0 G1 r- B; t! e7 c" vnewmaker.com
(b)銑削內螺紋
圖1 旋風銑削內、外螺紋
2 牙槽兩側面表面質量的計算與分析
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1) 牙槽兩側面表面特征

2 {2 g: i6 D7 t+ I# }: M旋風銑削絲杠螺紋時，當銑削速度提高到2000r/min 以上，螺紋牙槽底面(溝底)及其中一側面的表面質量明顯提高。由加工結果可知，無論是采用刀具進給方式、由車床改裝的旋風銑削裝置，還是采用工件進給方式的專用絲杠加工設備，均為迎向銑刀的牙槽一側(記為A側)的表面加工質量明顯優于相對的另一側(記為B側)。A側表面光滑锃亮；B側表面光澤不明顯，用手觸摸有細微粗糙感。

2) A側表面粗糙度計算
) L' V' \' i- Z: }
如圖2所示，設刀刃位于水平線OO'時為零時刻，經過時間t后，銑刀盤轉過一齒，則有

wFt+wwt=1/Z


! i0 f- t5 F- n; o式中，wF、ww分別為銑刀和工件的轉動角速度，Z為裝刀數。設轉速比l=wF/ww=nF/nw(nF，nw分別為銑刀和工件的轉速)，則可得

t=1(/l+1)wwZ
) }- l: P, `% j% R1 }7 r
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圖2 牙槽側面粗糙度分析
  U5 N( ?& p/ b- ], ?設被加工螺紋螺距為P，則經過時間t后，刀具的軸向進給位移量為

S1=wwtP=P(/l+1)Z
) M  [0 k8 D' X  K( [4 k

+ W- O2 L6 \: V( m% r與此同時，工件轉過的角度為
' r4 C5 g6 z" G0 A0 X; c" v- c
q=2pwwt=2p(/l+1)Z


刀具下降高度為

6 O, v) N4 k9 @Y=2(R-h/2)sin(q/2)=2(R-h/2)sin[p(/l+1)Z]
: Z4 X2 {- G& C' `# O8 l: [

- N4 [' G! v3 R則刀具的橫向位移量為
. U+ ?& b; _& q; Z
1 ?; }' r  }8 k: E! G4 c% e9 \S2=Ytanb=2(R-h/2)tanbsin[p(/l+1)Z]
9 _; N" f( j) {7 H
$ p4 `1 B! T: t; J
式中，R為絲杠直徑，h為牙槽深度，b為螺旋升角。由此可得A側表面的理論粗糙度值為

Rz1=S2=2(R-h/2)tanbsin[p(/l+1)Z]
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8 f: m9 a+ c8 |: S3 R* B2 e% h3) B側表面粗糙度計算
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由于刀具加工時既有橫向位移又有進給位移，因此經過時間t后，銑刀盤轉過一齒時，刀具切入點的位移量為軸向進給位移與向后的橫向位移之和，則B側表面的理論粗糙度值為

Rz2=S1+S2=P(/l+1)Z+2(R-h/2)tanbsin[p(/l+1)Z]


7 `% H6 g0 y4 `3 L4 c0 v; @* I4) 兩側面表面質量差異分析

: X# @8 F% g+ g  H銑刀作軸向進給運動時，A側面在銑刀側刃擠壓下被高速銑削。當切削速度達2000～3000r/min時，加工區火花四濺，切屑局部呈柑紅色，表明該處切削溫度已達800℃以上(通過計算也可得出此結論)，此時金屬原子熱振動振幅增大，原子間鍵力減弱，導致工件材料的硬度和強度降低，同時切削時的彈性變形、塑性變形和摩擦力也明顯減小。由于大部分切削熱被切屑帶走，傳入工件表層的切削熱很少，滲入層很薄，表面層物理力學性能的變化在允許范圍內，因此A側面的表面質量得到提高。此外，由于每齒切削厚度和進給量減小，A側相當于在被銑削的同時也被研磨，使表面質量進一步提高。而B側被銑削時，由于存在進給運動，刀具在該時刻已離開被銑部位，因此不存在擠壓與研磨作用。可見，切削力作用形式的差異也給兩側的表面質量帶來不同的影響。
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根據上述計算與分析可知，由于Rz1 < Rz2，加上A、B兩側銑削作用力的不同影響，故A側表面質量優于B側，這與在實際加工中的觀察結果一致。
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# b- ]8 n( W" w6 F$ T! r9 e  N3 旋風銑刀的設計
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0 C; I$ P0 {, j" u5 I9 B7 O6 e刀具材料的選用
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當銑削速度達到2000r/min以上時，刀具與工件接觸時間約為0.003s，而切削熱在鋼中的傳播速度約為0.5mm/s，即在刀具與工件接觸時間內熱量傳播距離僅為1.5&micro;m 左右，因此僅有極少量切削熱傳入刀具中。此外，由于刀刃空行程較長，使刀刃承受的熱脈沖大大降低，因此銑刀刃部溫度始終保持在300℃左右，不易引起刀具硬度降低，刀具磨損較小。但是，由于刀刃工作方式為高速斷續切削，整個工藝系統振動較大，刀刃部位需要承受較強的正壓力脈沖和彎曲應力脈沖，因此要求刀具材料具有較好韌性。綜合考慮上述加工特點，刀具材料不宜選用硬質合金，選用65Mn淬火鋼較好。

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圖3 銑刀盤裝配圖
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  h3 g% ?1 ~% |* Snewmaker.com
圖4 刀夾結構圖
刀具結構設計
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% z; z$ z) J& ~7 M3 ~) J" v為提高加工效率，筆者設計了圖3所示銑刀盤結構和圖4所示刀夾。刀夾上開有裝刀槽，將長條形刀片置于其中，上面蓋壓一帶槽薄板，然后裝入銑刀盤刀槽中，用內六角螺釘壓緊，即可進行銑削加工。當刀片磨損后，松開壓緊螺釘，取出長條形刀片，對切削刃部分重新刃磨后即可重復使用。如切削時刀片有后退傾向，可在銑刀盤上加裝可調擋塊。與焊接式或其它刀具結構相比，這種可轉位銑刀盤結構可減少刃磨、裝卸和對刀工時，刀片可重復利用，具有加工效率高、加工成本低等優點。

老鷹

這個問題可否作為mec雜志選題？請高手們繼續深入討論。謝謝！

蘭羽飛矢

樓主;嘿嘿·······
你的轉貼論文不錯～～～～做人要厚道啥～～

• 看了你的圖片，可能是刀具切削排屑不暢，擠屑產生的，最有可能是刀具角度不正確產生刀瘤造成。
• 一面“光”，一面“糙”是相對的，不是你這種粗糙法，
• 我沒有用過這樣的設備，但是檢驗和參觀過這樣的設備和產品，你的是絕對的廢品。

rongjian

那應該用什么角度的刀具呢！我拍的那張圖片是最嚴重的

孤酒

原帖由 rongjian 于 2008-4-8 16:15 發表
' P7 h, ]. r# [3 b8 Q請問孤酒大哥是那里人啊！我們可能還是同鄉呢！

河北人，當然是老鄉，呵呵
% B+ ]* f5 k2 a$ ?$ d7 ?我是河北衡水的

魚兒米奇

補充點資料

[ 本帖最后由 魚兒米奇 于 2008-4-9 10:34 編輯 ]

rongjian

謝謝魚兒米奇上傳的資料，請問銑蝸桿用什么牌號的合金好一點的，我們用的自貢長城的YG643銑一根3模的刀具就不鋒利了，再銑第二根就崩刀！

機車戰士

13樓說的不錯，我補充點，看你照片，象是積削瘤，這種情況一般是你刀具的后角和工件摩擦產生的，注意看看你的刀具是不是有和工件摩擦的痕跡。

追風傳說

我也沒見過旋風銑.多頭羅紋\蝸桿就見加工過不少,將一根棒料加工成蝸桿只需要按秒計算的,光潔度高到你用切削的辦法是很難達到的效果，絕無毛刺.是用滾牙機一樣結構的大型設備兩個輪子一滾就成型了,我這里也有幾個樣品,改天上圖片

/ r# i1 X$ Y/ M

原帖由 蘭羽飛矢 于 2008-4-8 20:47 發表
樓主;嘿嘿·······
你的轉貼論文不錯～～～～做人要厚道啥～～

; t* d% J: s6 Z* V看了你的圖片，可能是刀具切削排屑不暢，擠屑產生的，最有可能是刀具角度不正確產生刀瘤造成。一面“光”，一面“糙”是相 ...

rongjian

請高手們看看角度有什么問題嗎？