用反滾法軋制軋輥是一種最合理的工藝,它不僅可以節(jié)省螺紋磨床的昂貴費(fèi)用,而且可提高齒形強(qiáng)度,使軋輥壽命提高。反滾的操作是將兩個(gè)加工好的軋輥毛坯裝在冷軋機(jī)主軸上,在軋輥之間的托腳上順次放上粗滾母螺桿和精滾母螺桿,開(kāi)車后軋輥毛坯慢慢進(jìn)給,依次進(jìn)行反滾。模數(shù)mn=0.6;螺旋頭數(shù)n=4.粗滾母螺桿:d粗外=14.4mm;d粗中=13.2mm;d粗內(nèi)=11.76mm;粗滾螺旋角β=10°。精滾母螺桿:d精外=15.6mm;d精中=14.4mm;d精內(nèi)=12.96mm;粗滾螺旋角β=9°28′。制造一副軋輥連裝卸在內(nèi)只要半小時(shí)。軋輥制造工藝如下:(1)鍛造毛坯經(jīng)三次鍛打,鍛打溫度1030～1100℃,鍛造時(shí)要防止碳化物的偏析。(2)毛坯退火處理將毛坯裝入具有70生鐵屑及30碎木炭的10mm厚鐵板箱子里,毛坯與箱壁距離20～25mm,上面用生鐵屑封閉進(jìn)行等溫退火,溫度升到850～870℃時(shí)保溫2～3h,然后緩慢冷卻到600～700℃保溫3～4h,接著自然冷卻。退火后硬度HB200～230.(3)車毛坯外徑至D中 0.4,內(nèi)孔至53.6 0.10,厚度30 0.5,倒角插鍵槽。(4)磨兩端面。(5)以端面定位磨內(nèi)孔。(6)套心軸磨外圓到D中 0.1.(7)粗反滾齒形。(8)磨外徑,消除齒頂不均勻處。(9)精反滾至齒頂尖銳。(10)按圖紙磨倒角。(11)熱處理預(yù)熱溫度850～900℃,加熱溫度為1000～1040℃。在油中冷卻至150～200℃后空冷至室溫。硬度HRC60～64.最后以250～270℃回火,保溫2～2.5h,出油后空冷,噴砂。(12)磨兩端平面。(13)精磨內(nèi)孔。(14)研磨內(nèi)孔。(15)研磨齒形將軋輥裝在機(jī)床上,并將標(biāo)準(zhǔn)蝸桿放在軋輥之間開(kāi)車研磨。研磨蝸桿的材料是鑄鐵。研磨時(shí)放入少量的600～700號(hào)研磨粉。(16)打印,退磁。4　冷軋效果　與切削法比較,采用冷軋法生產(chǎn)蝸桿主要的效果有如下方面:(1)可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率50多倍,而且一次調(diào)整并檢驗(yàn)合格后,一般技工都可操作,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。(2)質(zhì)量顯著提高。用冷軋加工的蝸桿表面粗糙度可達(dá)Ra0.4μm,同時(shí)由于它的金相組織得到改善,使強(qiáng)度、耐磨性和抗蝕性都顯著提高,表面硬度相對(duì)切削法加工的蝸桿提高20%～35%.(3)節(jié)約了金屬和切削工具,用軋制法比車制法節(jié)約材料15%,同時(shí)也節(jié)省刀具材料。

是一樣的,而螺紋的滾壓是以搓絲板搓絲的原理為依據(jù)的,下面用一實(shí)例來(lái)說(shuō)明蝸桿冷軋工藝的具體實(shí)施:mn=0.6;ms=0.609;齒距t=1.88;螺旋升角β=9°28′(左旋);頭數(shù)z=2;d中=7.2mm;8級(jí)精度。1　冷軋工藝1.1　毛坯直徑的選擇工件毛坯外徑的正確選擇,直接影響到軋制后蝸桿的精度。直徑過(guò)大時(shí),多余金屬在軋輥間擠壓產(chǎn)生很大抗力,引起震動(dòng),使齒形不正,甚至使軋輥齒形崩裂;過(guò)小則軋不出完整的齒形。理想的是軋輥壓入毛坯后,所漲出的金屬體積和擠出體積相等。但通過(guò)實(shí)踐證明,金屬并不完全向徑向流動(dòng),有部分向軸向流動(dòng),使全長(zhǎng)伸長(zhǎng)了0.15～0.2mm.同時(shí)冷軋速度、進(jìn)給量和軋制的蝸桿長(zhǎng)度,也影響著毛坯直徑的正確選擇。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),用下式可軋出完整的齒形d毛坯=d中-0.12mn=7.120-0.031.2　軋制的主要工藝過(guò)程(1)車毛坯蝸桿毛坯直徑(d毛坯)留磨量0.1mm,并兩端倒1×30°,以免在冷軋時(shí)頭部被擠出而脹大。同時(shí)為抵消冷軋時(shí)伸長(zhǎng),故在車毛坯時(shí)將原長(zhǎng)縮短為46.350-0.42.(2)磨毛坯外圓控制毛坯外徑公差及外徑圓跳動(dòng)誤差在0.02mm以內(nèi),以保證軋制質(zhì)量。(3)冷軋齒形將坯料2放在托腳3上,兩個(gè)軋輥1以相同方向旋轉(zhuǎn),且右面的軋輥逐漸徑向進(jìn)給,使工件軋制到預(yù)定的中徑為止。安裝兩個(gè)軋輥時(shí),必須保證一個(gè)軋輥的凸出部分和另一個(gè)軋輥的凹部相結(jié)合,否則會(huì)出現(xiàn)亂頭。同時(shí)要保證兩個(gè)軋輥中心線平行,否則軋出的蝸桿是深而尖的。被輥軋制出的蝸桿精度和質(zhì)量是由工件對(duì)于兩個(gè)軋輥的中心位置所決定的。如果工件低于兩個(gè)軋輥的中心,那么就會(huì)發(fā)生齒頂變尖或碎裂現(xiàn)象;如果工件高出兩個(gè)軋輥中心,那么毛坯被向上擠出。如果托腳在垂直旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)有各種不同的扭曲,那么軋制出的蝸桿會(huì)產(chǎn)生錐度并改變它的螺旋角。托腳的高度,應(yīng)使工件中心低于軋輥中心線0.2～0.3mm.托腳寬度B采用(0.5～0.7)d外(d外是蝸桿外徑)。托腳須鑲嵌硬質(zhì)合金片,以增加托腳使用壽命,同時(shí)可減少工件材料因粘附在托腳上而影響表面粗糙度。工件表面最好先經(jīng)正火處理,以保證足夠的塑性。1.3　軋制速度及進(jìn)給速度選擇正確選擇軋輥的圓周速度及徑向進(jìn)給速度是很重要的,它影響著齒形的質(zhì)量。軋制時(shí)應(yīng)保證金屬有足夠的塑性變形時(shí)間,以免金屬因流動(dòng)不均而產(chǎn)生齒頂折痕等缺陷。因此,軋輥的圓周速度是由被軋制蝸桿的尺寸、精度和毛坯材料性質(zhì)所決定的。一般在軋制碳鋼毛坯蝸桿時(shí)可采用40～70m/min的速度,對(duì)于軋制具有σb>785MPa和延伸率δ≥10的熱處理合金鋼毛坯,其軋輥轉(zhuǎn)數(shù)n輥用經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定n輥=1.8d名義(r/min)式中　d名義為被軋制蝸桿的名義直徑,mm.然后再根據(jù)v輥=πD外n輥1000(m/min)計(jì)算出軋輥圓周速度。進(jìn)給速度的選擇,應(yīng)使被軋制的零件在軋輥30～40轉(zhuǎn)內(nèi)軋出全部的蝸桿的齒廓為準(zhǔn),本例所采用的進(jìn)給速度為0.03mm/r.在軋制工件中,需采用冷卻液,如錠子油、硫化切削油等,可使被軋齒面獲得較好的表面粗糙度。2　軋輥的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)軋輥的基本原則是使軋輥和工件(蝸桿)的螺旋升角相等,方向相反。為了改善軋制條件和軋輥的使用壽命,軋輥的中徑應(yīng)大于蝸桿中徑,所以是多頭的。軋輥中徑大小受設(shè)備限制,本例受設(shè)備限制,取軋輥中徑約比工件大15倍,頭數(shù)為30.為了制造方便,通常采用端面模數(shù)ms作為蝸桿標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),故設(shè)計(jì)軋輥亦以ms為計(jì)算基礎(chǔ)(軋輥中徑D中D中=nmstgβ=110mm式中　n為軋輥頭數(shù);β為蝸桿螺旋升角。(2)軋輥導(dǎo)程T=nπms=57.36mm軋輥螺旋升角tgφ=TπD中=0.166∴φ=9°28′=β,右旋。(4)軋輥外徑D外D外=D中 2.4ms=111.46mm　(5)軋輥寬度B最小B=L (2～3)t式中　L為被滾壓螺紋長(zhǎng)度;t為螺紋螺距。(6)技術(shù)要求成套軋輥外徑差不小于0.05mm;端面跳動(dòng)及外徑圓跳動(dòng)均不允許超過(guò)0.02mm;在3個(gè)齒距上的極限累積誤差為±0.01mm;熱處理硬度HRC60～62.3

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朱震午.齒輪的少無(wú)切削加工.機(jī)械工業(yè)出版社,1975.h,接著自然冷卻。退火后硬度HB200～230.(3)車毛坯外徑至D中 0.4,內(nèi)孔至53.6 0.10,厚度30 0.5,倒角插鍵槽。(4)磨兩端面。(5)以端面定位磨內(nèi)孔。(6)套心軸磨外圓到D中 0.1.(7)粗反滾齒形。(8)磨外徑,消除齒頂不均勻處。(9)精反滾至齒頂尖銳。(10)按圖紙磨倒角。(11)熱處理預(yù)熱溫度850～900℃,加熱溫度為1000～1040℃。在油中冷卻至150～200℃后空冷至室溫。硬度HRC60～64.最后以250～270℃回火,保溫2～2.5h,出油后空冷,噴砂。(12)磨兩端平面。(13)精磨內(nèi)孔。(14)研磨內(nèi)孔。(15)研磨齒形將軋輥裝在機(jī)床上,并將標(biāo)準(zhǔn)蝸桿放在軋輥之間開(kāi)車研磨。研磨蝸桿的材料是鑄鐵。研磨時(shí)放入少量的600～700號(hào)研磨粉。(16)打印,退磁。4　冷軋效果　與切削法比較,采用冷軋法生產(chǎn)蝸桿主要的效果有如下方面:(1)可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率50多倍,而且一次調(diào)整并檢驗(yàn)合格后,一般技工都可操作,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。(2)質(zhì)量顯著提高。用冷軋加工的蝸桿表面粗糙度可達(dá)Ra0.4μm,同時(shí)由于它的金相組織得到改善,使強(qiáng)度、耐磨性和抗蝕性都顯著提高,表面硬度相對(duì)切削法加工。

蝸桿概述

根據(jù)不同的齒廓曲線，普通圓柱蝸桿可分為阿基米德蝸桿(ZA蝸桿）、漸開(kāi)線蝸桿(ZI蝸桿）、

法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

（ZK蝸

桿）等四種。GB10085-88推薦采用ZI蝸桿和ZK蝸桿兩種。現(xiàn)將上述四種普通圓柱蝸桿傳動(dòng)所用的蝸桿及配對(duì)的蝸輪齒形分別介紹于后：圓柱蝸桿的加工方法：旋風(fēng)切削蝸桿

蝸桿阿基米德蝸桿

阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）　這種蝸桿，在垂直于蝸桿軸線的平面（即端面）上，齒廓為阿基米德螺旋線（圖1），在包含軸線的平面上的齒廓（即軸向齒廓）為直線，其齒形角α0=20°。它可在車床上用直線刀刃的單刀（當(dāng)導(dǎo)程角γ≤3°時(shí)）或雙刀（當(dāng)γ>3°時(shí)）車削加工。安裝刀具時(shí)，切削刃的頂面必須通過(guò)蝸桿的軸線，如圖1所示。這種蝸桿磨削困難，當(dāng)導(dǎo)程角較大時(shí)加工不便。見(jiàn)動(dòng)畫

蝸桿法向直廓蝸桿

法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）　這種蝸桿的端面齒廓為延伸漸開(kāi)線（圖2），法面（N-N）齒廓為直線。ZN蝸桿也是用直線刀刃的單刀或雙刀在車床上車削加工。刀具的安裝形式如圖2所示。這種蝸桿磨削起來(lái)也比較困難。見(jiàn)動(dòng)畫

蝸桿漸開(kāi)線蝸桿

漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）　這種蝸桿的端面齒廓為漸開(kāi)線，所以它相當(dāng)于一個(gè)少齒數(shù)（齒數(shù)等于蝸桿頭數(shù)）、大螺旋角的漸開(kāi)線圓柱斜齒輪。ZI蝸桿可用兩把直線刀刃的車刀在車床上車削加工。刀刃頂面應(yīng)與基圓柱相切，其中一把刀具高于蝸桿軸線，另一把刀具則低于蝸桿軸線。刀具的齒形角應(yīng)等于蝸桿的基圓柱螺旋角。這種蝸桿可以在專用機(jī)床上磨削。

蝸桿錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ZK蝸桿）　這是一種非線性螺旋曲面蝸桿。它不能在車床上加工，只能在銑床上銑制并在磨床上磨削。加工時(shí)，除工件作螺旋運(yùn)動(dòng)外，刀具同時(shí)繞其自身的軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，銑刀（或砂輪）回轉(zhuǎn)曲面的包絡(luò)面即為蝸桿的螺旋齒面，在I-I及N-N截面上的齒廓均為曲線。這種蝸桿便于磨削，蝸桿的精度較高，應(yīng)用日漸廣泛。至于與上述各類蝸桿配對(duì)的蝸輪齒廓，則完全隨蝸桿的齒廓而異。蝸輪一般是在滾齒機(jī)上用滾刀或飛刀加工的。為了保證蝸桿和蝸輪能正確嚙合，切削蝸輪的滾刀齒廓，應(yīng)與蝸桿的齒廓一致；深切時(shí)的中心距，也應(yīng)與蝸桿傳動(dòng)的中心距相同。

蝸桿概述

普通圓柱蝸桿的齒面（除ZK型蝸桿外）一般是在車床上用直線刀刃的車刀車制的。根據(jù)車刀安裝位置的不同，所加工出的蝸桿齒面在不同截面中的齒廓曲線也不同。

蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90°。在一般蝸桿傳動(dòng)中，都是以蝸桿為主動(dòng)件。從外形上看，蝸桿類似螺栓，蝸輪則很像斜齒圓柱齒輪。工作時(shí)，蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動(dòng)和滾動(dòng)。為了改善輪齒的接觸情況，將蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形，使之將蝸桿部分包住。這樣蝸桿蝸輪嚙合時(shí)是線接觸，而不是點(diǎn)接觸。

圓柱蝸桿傳動(dòng)是蝸桿分度曲面為圓柱面的蝸桿傳動(dòng)。其中常用的有阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)和圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)。

①阿基米德蝸桿的端面齒廓為阿基米德螺旋線，其軸面齒廓為直線。阿基米德蝸桿可以在車床上用梯形車刀加工，所以制造簡(jiǎn)單，但難以磨削，故精度不高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿與蝸輪齒面的接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角很小，不易形成潤(rùn)滑油膜，故承載能力較低。

②弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動(dòng)。在這種傳動(dòng)中，接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角較大，故易于形成潤(rùn)滑油膜，而且凸凹齒廓相嚙合，接觸線上齒廓當(dāng)量曲率半徑較大，接觸應(yīng)力較低，因而其承載能力和效率均較其他圓柱蝸桿傳動(dòng)為高 。