梯形絲槓

梯形絲槓

旋風銑削絲槓加工中螺紋與滾花一次完成工藝效率高,成本低,加工精度要求不太高的產品,其結構設計思路、方案有較好的推廣套用價值。

基本介紹

  • 中文名:梯形絲槓
  • 外文名:Trapezoidal screw
  • 對象:高效率的螺紋加工方法
  • 適用於:批量較大的螺紋粗加工
  • 優點:工藝效率高,成本低
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螺紋加工

零件加工

零件為活動扳手調節開口寬度的螺輪,材料為20號圓鋼,牙側有一定粗糙度要求,切斷處螺牙部需要倒角,中間銷孔與外圓柱面必須有較好的同軸度,否則調整時不會靈活自如,甚至卡死,為便於大拇指握持撥動,其表面要有平行於軸心線的直紋滾花

加工技巧

絲槓加工原來採用車削加工,工藝路線為:冷拔滾花→車螺紋→校正→鑽孔→切斷→倒角,不僅效率低、成本高,且由於小圓鋼剛度低,車削、滾花時易變形,小號螺輪不能生產,為此我們設計了旋風銑削絲槓設備,不僅將轉速由經驗認定的1000r/min左右提升至2000r/min以上而且將銑絲滾花一次完成。 其工藝路線變為:冷拔→滾花、銑絲→校正→鑽孔、切斷→倒角。雖然旋風銑削使小徑工件有較大變形(大徑件變形較小),但校正也容易。改進後的工藝具有如下特點:
表面粗糙度值減小;
由切削力引起的振動減少;
小徑工件螺距累積誤差有一定增加。

結構設計

設備由車床改裝,工件轉動,刀盤及滾花刀架移動。去掉車床刀架部分,在溜板上配裝銑削頭及自製跟刀架,將滾花刀裝於跟刀架上,跟刀架置於銑刀盤前面。工件左端用卡盤夾緊,右端去掉尾座,安裝一帶較長空心管的支架,這樣一次可以裝夾較長原料(相當於一次銑削長度的兩倍以上),將銑削部分截斷後加工,可以減少端料浪費。
專門設計時,由光桿帶動絲槓在螺母中轉動,絲桿左端裝彈簧夾頭,工件向左轉動進給,光桿、絲桿皆用空心管加工而成(減少端料浪費)。因為中間懸空較長,可以考慮用輔助支架托起。
滾花刀的裝夾裝置。兩種設計的滾花刀裝置方式相同,只是支承架與工具機的連線部分有所區別。在支承架上加工一孔,在加工部位對面橫向過孔中心線銑槽與通孔:槽寬與滾花刀柄等寬,深與刀柄等高,靠近槽接孔處下邊齊槽根部垂直銑一窄細槽,便於滾花擠出的細微鐵屑流出,防止滾花輪滯塞、卡緊。滾花刀用快換蓋板壓住,由帶梅花手柄的螺桿將滾花刀柄頂緊。圓鋼經過導向套後被滾花,緊接著被高速銑削,實現兩道工序一次完成。導向套用工具鋼調質加工而成,其上銑一開口,長與支架端面平。導向套定位銷孔、裝配螺釘與支架配作,要確保開口正對槽中心線。

注意事項

材料必須是正規牌號的圓鋼,否則工件表面易形成鱗刺等,銑刀易破損崩裂,滾花刀耗損迅速:
加工、裝配時必須使滾花刀在槽內移動較輕鬆,又不致間隙太大,如果間隙過大,工作時滾刀輪傾斜,滾出的花紋不勻,本身也易損壞:
壓板儘量將滾花刀全部封閉,以防切屑、雜物等濺入:
工作時切勿潤滑冷卻滾花刀,以防與之接近的硬質合金刀片受損:
先開動車床,讓工件轉動,再擰緊螺桿,防止靜摩擦力過大,工件打滑:
選用製造優良的滾花刀減少換刀次數:
定期拆開快換蓋板,清理刀槽。

種類

滾珠絲槓和梯形絲槓在很多情況下不能互換,總是需要在精度、剛度和負載容量之間進行權衡。規格和性能之間不一定完全對應。
滾珠絲槓和梯形絲槓的套用有一些區別。原始設備製造商的套用系統很多時候需要“正合適”的產品,而梯形絲槓往往是正確的選擇。梯形絲槓產品很容易結合具體的套用來進行調整,以達到預期性能,同時將成本控制在最低限度。在某些情況下,需要在設計階段進行壽命測試,不過對於原始設備製造商來說,在前期進行此類的額外工作,有助於降低產品成本。滾珠絲槓可以連續運行,承受高得多的負載,並達到更快的速度,為此而增加成本是值得的。對於最終用戶來說,滾珠絲槓具有良好的可預測性,因而是確保快速集成和可靠性的最佳選擇。比如,工廠自動化系統在很大程度上就依賴滾珠絲槓技術。當然,有很多原始設備製造商套用系統也需要滾珠絲槓,比如工具機行業。對於原始設備製造商來說,決定技術的是性能和成本,而不是可預測性。

旋風銑削法

旋風銑削法是一種高效率的螺紋加工方法,適用於批量較大的螺紋粗加工,其工藝是用硬質合金刀對螺紋進行高速銑削,它具有刀具冷卻好、生產效率高的優點。精度要求不高的螺紋,可用此法一次完成切削加工。旋風銑削刀的迴轉軸線與工件軸線為空間位置關係,交叉角度為β角(等於螺旋升角)。其加工過程包括工件的旋轉運動,工件的螺旋軸向進給運動(或刀具進給),銑刀盤上刀刃的旋轉運動。

滾珠絲槓

滾珠絲槓是將迴轉運動轉化為直線運動,或將直線運動轉化為迴轉運動的理想的產品。滾珠絲槓是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件,其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動,或將扭矩轉換成軸向反覆作用力,同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。由於具有很小的摩擦阻力,滾珠絲槓被廣泛套用於各種工業設備和精密儀器。

優勢

1、傳動效率。滾珠絲槓的傳動效率大約是90~96%,梯形絲槓的傳動效率大約是26~46%。即如果驅動同樣大的負載,採用滾珠絲槓可以使用更小的驅動功率,例如更小功率的電機,既可降低成本,亦可降低能耗。
2、傳動速度。滾珠絲槓是滾動摩擦,梯形絲槓是滑動摩擦,工作時前者的溫升遠低於後者,因此可以承擔高速傳動任務。
3、使用壽命。滾動摩擦的表面損傷比滑動摩擦的小很多,因此在清潔、潤滑等條件符合時,滾珠絲槓的維持壽命比梯形絲槓高得多。
4、自鎖性。自鎖性一般與傳動效率成反比,因此,滾珠絲槓幾乎沒有自鎖性,而梯形絲槓具有一定的自鎖性(視乎導程角的大小和工作面粗糙度)。
5、經濟性。滾珠絲槓因其結構較梯形絲槓複雜,價格仍然比梯形絲槓高。不過,隨著自動化設備的增多而產量增大,價格差異越來越小。

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