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阐述蜗杆加工过程中容易出现哪些误差?


​在蜗杆加工过程中,容易出现以下几种误差:
一、尺寸误差
齿厚误差
原因:刀具的选择和调整不当是导致齿厚误差的主要原因之一。如果刀具的模数或压力角与蜗杆设计要求不符,在加工时就会直接导致齿厚出现偏差。例如,使用模数稍大的滚刀加工蜗杆,会使齿厚比设计值偏大。另外,在加工过程中,刀具的磨损也会影响齿厚。随着刀具的磨损,切削刃的尺寸发生变化,会逐渐导致齿厚变小。
蜗杆加工
影响:齿厚误差会影响蜗杆与蜗轮的啮合精度。如果齿厚过大,可能会导致蜗杆与蜗轮的侧隙过小,甚至无法正确啮合,使传动系统产生干涉和卡顿现象;若齿厚过小,则侧隙过大,会降低传动精度和效率,引起传动系统的振动和噪声。
蜗杆外径和根径误差
原因:在车削蜗杆外径和根径时,车床的刀具进给量不准确是产生误差的常见原因。如果进给量设置过大,会使外径或根径尺寸超出公差范围。同时,车床的精度问题,如导轨磨损、主轴跳动等,也会导致外径和根径的加工误差。例如,车床主轴的径向跳动会使蜗杆在旋转加工过程中,外径尺寸出现周期性变化。
影响:蜗杆外径和根径误差会影响蜗杆与蜗轮的配合精度。外径过大可能会导致蜗杆与安装孔的配合过紧,甚至无法安装;外径过小则可能使蜗杆在传动过程中出现晃动,影响传动稳定性。根径误差会改变蜗杆的齿根强度,根径过小可能导致齿根强度不足,在承受较大载荷时容易发生齿根折断。
二、形状误差
齿形误差
原因:刀具的形状精度和安装精度是影响齿形误差的关键因素。如果滚刀的齿形本身存在误差,如齿形角偏差、齿面粗糙度不符合要求等,加工出来的蜗杆齿形必然会出现相应的误差。此外,滚刀在安装时的径向跳动和轴向窜动也会导致齿形误差。例如,滚刀轴向窜动会使蜗杆齿形在轴向方向上出现周期性的变化,形成齿形扭曲。
影响:齿形误差会直接影响蜗杆与蜗轮的啮合特性。不正确的齿形会导致啮合接触面积减小,使齿面接触应力增大。在传递动力过程中,容易引起齿面磨损加剧、胶合等失效形式,降低传动效率和使用寿命。
蜗杆螺旋线误差
原因:在加工蜗杆螺旋线时,机床的传动链精度对螺旋线精度有很大影响。如果机床的丝杆与螺母之间存在间隙、传动齿轮的精度不够或者分齿挂轮的配置错误,都会导致螺旋线误差。例如,分齿挂轮的计算或安装错误会使蜗杆的螺旋线导程不符合设计要求,造成螺旋线的螺距误差或螺旋角误差。
影响:螺旋线误差会影响蜗杆与蜗轮的啮合精度和运动平稳性。螺距误差会导致蜗杆在与蜗轮啮合过程中,每一转的位移不准确,使传动比发生变化,影响传动精度。螺旋角误差会使蜗杆与蜗轮的接触线位置发生改变,造成齿面接触不良,引起振动和噪声,严重时甚至无法正常啮合。
三、位置误差
轴向窜动误差
原因:在加工过程中,工件的装夹方式和机床的主轴精度是导致轴向窜动误差的主要因素。如果工件在车床卡盘上装夹不牢固,在切削力的作用下,工件容易产生轴向位移。另外,机床主轴的轴向间隙过大或者轴承磨损,也会使工件出现轴向窜动。例如,对于较长的蜗杆工件,在一端装夹时,如果没有采取有效的顶尖支撑,在加工过程中很容易因切削力而产生轴向窜动。
影响:轴向窜动误差会使蜗杆的轴向尺寸精度降低,同时也会影响蜗杆的螺旋线精度。在蜗杆与蜗轮啮合时,轴向窜动会导致啮合位置不断变化,使齿面接触不稳定,产生振动和噪声,降低传动的平稳性和精度。
径向跳动误差
原因:工件的圆度误差、车床主轴的径向跳动以及刀具的安装精度等因素都可能引起蜗杆的径向跳动误差。如果工件毛坯本身的圆度不好,在加工过程中就会导致径向跳动。车床主轴的径向跳动会直接传递给工件,使加工出来的蜗杆表面出现径向尺寸周期性变化。刀具安装时的偏心也会造成类似的效果。
影响:径向跳动误差会影响蜗杆的外径尺寸精度和圆柱度。在蜗杆与蜗轮啮合时,径向跳动会使齿面接触不均匀,一侧齿面接触压力增大,加速齿面磨损,同时也会引起传动系统的振动和噪声。
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