廖良森

（長沙521信箱，湖南長沙 410200）

普通圓柱蝸桿齒形的選擇，經(jīng)過數(shù)十年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的沉淀后，現(xiàn)在工程技術(shù)界在選用動力傳動蝸桿時，大多已趨向選用直母線刀具包絡(luò)成形的K1型蝸桿。K1型蝸桿之所以具有生命力，是因?yàn)槠浼庸すに嚤容^簡單，容易達(dá)到較高的加工精度。它的這一特點(diǎn)符合當(dāng)前市場競爭的規(guī)律：效率和效益。

本文所介紹的K1型蝸桿精密磨削法，是旨在進(jìn)一步提高K1型蝸桿加工精度的工藝方法，來自生產(chǎn)實(shí)踐，故不作繁雜的理論闡述。

筆者從現(xiàn)場觀察到，K1型蝸桿螺牙的型面既不是如某些文獻(xiàn)所言的兩邊都微凸，也不是某些文獻(xiàn)所說的兩邊都微凹，而是一邊凸，一邊凹。如圖1所示。

在磨削進(jìn)給過程中，砂輪首先接觸到的、即蝸桿最端頭的那個面（筆者命其名為“正面”）是略有中凸；其背面、即砂輪進(jìn)入齒槽后才可能磨削到的那個面（命其為“背面”）微有中凹。這種結(jié)果推測可能是由于砂輪在磨削時，與齒槽兩個表面接觸的線的位置不在蝸桿節(jié)點(diǎn)的法線上，而是一邊超前于節(jié)線，一邊滯后于節(jié)線，從而造成了所謂“超前干涉”與“滯后干涉”所致。

為了定量弄清這種凸、凹誤差情況，筆者用試件測量了一個在螺紋磨床上、用直徑240 mm的砂輪磨削的、模數(shù)4.5 mm的雙頭蝸桿螺牙的具體數(shù)據(jù)，其結(jié)果是：“正面”中凸量約為0.020 mm；“背面”中凹量約為0.004 mm。對照國家標(biāo)準(zhǔn)GB10089-88《蝸桿、蝸輪精度》中的齒形公差，“背面”的齒形精度已達(dá)到5級，但“正面”的齒形誤差卻比較大，只能達(dá)到7級。根據(jù)哈工大吳鴻業(yè)教授的研究［1］，K1型蝸桿螺牙的精度，與磨削砂輪直徑有很大的關(guān)聯(lián)。吳教授通過理論上的分析和大量的數(shù)據(jù)計算后，給我們推薦了一個按照蝸桿模數(shù)選擇砂輪直徑的列表，特摘出（表1）以供大家參考。之所以介紹這個表，是因?yàn)楹芏鄦挝皇怯寐菁y磨床來磨削蝸桿的，而螺紋磨床所用砂輪直徑都是比較大的，選擇不當(dāng)，就有可能影響蝸桿齒形的精度。

表1 選擇砂輪直徑與蝸桿模數(shù)的關(guān)系 mm

基于對上述的齒形誤差情況的分析，設(shè)想如果調(diào)整一下加工步驟，將齒形兩側(cè)面分兩個工步磨削。第一工步只磨“背面”；第二工先將蝸桿調(diào)轉(zhuǎn)180°安裝，再磨削另一個表面。這樣第二次磨削的表面，在上一個工步中是“正面”，現(xiàn)在變成了“背面”。磨削以后，其齒形呈微凹，且兩側(cè)誤差一致，達(dá)到了很高的精度。就這樣，可簡單而高效地磨削出很高精度的蝸桿了。

驗(yàn)證結(jié)果表明：這是一個切實(shí)可行的工藝方法。這樣加工的蝸桿，齒形中部微凹，兩側(cè)對稱。在使用中無論正反方向交替旋轉(zhuǎn)，蝸輪副的平穩(wěn)性、噪聲、壽命都比較理想。在相當(dāng)大的程度上可以替代廣泛用于精密分度機(jī)構(gòu)的ZN型齒槽法向直廓蝸桿。由于齒形對稱，刀具也比較好配。如前述模數(shù)4.5 mm的試件蝸桿，經(jīng)用本文的單面磨削法加工后齒形精度可穩(wěn)定地達(dá)到國標(biāo)5級精度。當(dāng)蝸桿需要珩磨時，珩磨桿也照此法磨削，可保證與蝸桿的齒形完全一致，珩后齒形接觸精度良好。

本文推薦的這種K1型蝸桿的精密加工方法，純粹來自實(shí)踐。拋磚引玉，希望廣大讀者在實(shí)踐中進(jìn)一步完善，提高。

［1］吳鴻業(yè)，張亞雄，齊麟.蝸桿傳動設(shè)計［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

［2］許鎮(zhèn)宇，邱宣懷.機(jī)械零件［M］，2版.北京：人民教育出版社，1981.

［3］李友民.大螺旋角阿基米德蝸桿的磨削［J］.機(jī)械制造，1983（10）.

［4］孫季初.漸開線齒輪滾刀的基本蝸桿［J］.機(jī)床，1984（8）：17-19.

［5］張?？?法向直廓蝸桿的齒面不是延伸漸開線螺線面［J］.齒輪，1984（8）.