蜗轮滚刀

一种加工涡轮的设备

蜗轮滚刀主要加工蜗轮，加工方法跟齿轮滚刀原理差不多，不同的是蜗轮滚刀加工蜗轮时候是不搬螺旋升角的，齿轮滚刀是搬螺旋升角的。由于加工蜗杆不搬动螺旋升角，螺旋大的涡轮滚刀加工时后角容易碰到。所以加工的时候会很困难，生产也比齿轮滚刀难的多。

定义

在工厂中，广泛使用着蜗杆蜗轮传动装置。蜗杆通常采用车、铣工艺来加工；而蜗轮的齿形在大批生产条件下是用蜗轮滚刀加工的，只有在单件或小批生产时才用飞刀加工。

在蜗轮蜗杆传动副中，有一种做分度用的、精度要求很高而传递载荷不大的多头蜗轮。对于这种多头蜗轮，原则上应该用与其头数相等的多头蜗轮滚刀来加工。但要制造高精度的多头蜗轮滚刀是极其困难的。为了解决多头蜗轮的制造问题，某些工厂已有用单头蜗轮滚刀加工多头蜗轮的良好经验，并取得了满意的效果。这种滚刀不同于一般的蜗轮滚刀，因此必须进行特殊设计。

此外，在一些机构设计中，已采用了双导程蜗杆蜗轮副传动。这种蜗轮一个很大的优点是极易调整其齿侧啮合间隙。对于双导程蜗轮，则需要用专门的蜗轮滚刀或飞刀来加工。

由于在工厂生产中常常需要设计蜗轮滚刀，故透彻地了解蜗轮滚刀及蜗杆传动的特点是非常必要的。

原理

蜗轮滚刀加工蜗轮，模拟着蜗杆与蜗轮的啮合过程，因此蜗轮滚刀基本蜗杆的类型、主要尺寸等都要与原来的蜗杆相同：蜗杆是阿基米德的，蜗轮滚刀基本蜗杆也必须是阿基米德的；蜗杆是以轴向模数表示的，则蜗轮滚刀也必须以同样的轴向模数来表示；滚刀的齿形角、螺纹升角、螺旋方向、头数、齿距、分度圆柱直径等也都与原蜗杆相等。

由于蜗轮滚刀的直径受蜗杆的限制，当蜗杆直径较大时，滚刀的直径也较大，此时滚刀可以制成带孑L的；假如蜗杆直径较小，则滚刀的直径也较小，为了保持滚刀的强度和刀杆的刚度，此时滚刀只能制成带柄的。

蜗轮滚刀是采用蜗杆与蜗轮啮合原理工作的，所以蜗轮滚刀产形蜗杆的参数均应与工作蜗杆相同。加工时蜗轮滚刀与蜗轮的轴交角、中心距也应与蜗杆副工作状态相同。

如图1所示，阿基米德蜗杆与蜗轮啮合时，通过中心的剖面O-O相当于齿条齿轮啮合。离中心的A-A、B-B剖面均为非渐开线的共轭齿廓啮合。各剖面中的啮合点连成一条空问曲线，就是蜗杆与蜗轮啮合的接触线。由于蜗杆与蜗轮啮合呈曲线接触，故滚刀工作时不允许有沿蜗轮轴向的移动，也就是加工时只允许采用沿蜗轮的径向或切向进给。

结构

蜗轮滚刀是根据工作蜗杆副参数设计的专用滚刀。外形结构上与齿轮滚刀比较有如下的特点。

(1)蜗轮滚刀产形蜗杆类型、分圆直径、头数、旋向、齿形角等参数均应与工作蜗杆相等。

(2)由于直径受工作蜗杆的制约，当滚刀强度不足时可将键槽开到端面上，而直径再小的滚刀只能作成带柄的形式。

(3)由于直径受工作蜗杆的制约，往往螺旋升角较大，常用螺旋槽的结构。一般又多采用零前角，以减少设计制造误差。

(4)注意有切削锥的蜗轮滚刀，大多需用切向进给的工艺。而且要验算蜗杆副的参数是否满足径向装配条件。

特点

加工蜗轮可以使用蜗轮飞刀代替蜗轮滚刀。飞刀相当于切向进给蜗轮滚刀的一个刀齿，属于切向进给加工蜗轮的刀具。

蜗轮飞刀需经专门设计刃磨齿形，安装在刀轴上，如图2所示。

飞刀只能用非常小的进刀量，切削效率较低。但结构简单，刀具成本低。选用很小的进给量也可使蜗轮的加工精度达到7～8级，适合单件生产。

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