非标蜗杆刀片在汽车传动部件的运用

          蜗杆蜗轮传动组织在汽车范畴有较多的应用，常用来完结电动机的减速增扭，如C-EPS（电动助力转向）。

       从实质上说，蜗杆是轴向拉长的斜齿圆柱齿轮，一般所说的蜗杆头数即对应着齿数，一般常用的蜗杆头数为一头或双头，相应蜗杆转过一转，蜗轮只转过一齿或两齿，因而蜗杆蜗轮传动结构具有高传动比的显著特色，但传动功率较低，一般在85%左右，这就意味着有较多的机械损失和热量发生。 

      从汽车整车层面来看，出于对NVH性能和节能的苛刻要求，往往对传动进程的噪声特性和能量损失操控严厉，例如对EPS要求整体噪声不得大于43dB，蜗杆蜗轮传动功率不低于90%。

      一、蜗杆的整体加工要求  基于蜗杆蜗轮传动结构的特色，为进步传动功率，下降噪声，关于作为主动部件的蜗杆精度要求是较高的，这首要体现在齿型精度和外表粗糙度上，并需习惯大批量生产条件，在制造本钱上可接受。  如图１所示为某C-EPS减速组织运用的蜗杆，双头右旋，轴向模数2.29，分度圆直径为14.55mm，导程角20°，精度等级按GB/T 10089圆柱蜗杆、蜗轮精度中的7级精度要求执行，要求外表粗糙度值Ra=0.2μm，蜗杆原料为37CrS4，硬度要求24～28HRC。从产品角度而言，Ra=0.2μm的外表粗糙度要求是较为苛刻的，就现状来说，大多数C-EPS蜗杆的外表粗糙度值要求操控在Ra=0.4μm，但要达到更好的噪声和功率水平，操控在Ra=0.2μm是必要的。 

       二、蜗杆加工工艺路线  蜗杆毛坯为直径约22mm的棒料，其整体工艺路线如图2所示。  

       三、各工序工艺完结方法  OP10序为外圆加工，一般的工艺方法为车削，除需求精加工的轴承位和齿部外圆外，均车削到位。  需求特别提出的是，该序除可选用通用数控车床加工外，功率更高、更省人化的加工设备是纵切车床（走心计）。  

       纵切数控车床目前最大可加工直径为32mm，一次加工行程最多230mm，首要通过刀具的直线运动或摇摆运动来加工零件。  纵切数控车床规划有主、副双主轴，合作动力头规划可一起进行车、铣、磨、铰、钻、镗、攻螺纹、端面切槽、侧面切槽、侧面铣削和角度钻孔等功能和多工序加工。  如图3所示为带上料组织的纵切车床及机床内部主轴和刀库配置情况。   （a）带上料组织的纵切车床  （b）主轴及刀库 图  3  配置带上料组织的纵切车床，可完结无人化自动加工，只需在上料组织无料时补料即可，制品自动从出料口输出，非常适合该种零件的大批量加工。  OP20序加工的轴承位外径公役约为7μm，齿顶直径公役为±0.005mm，由于工件和加工量均较小，选用小型外圆磨床，在满足尺寸公役要求和安稳加工前提下，不必在设备层次上有过高要求。  OP30和OP40序，即齿面成形是蜗杆加工的重点，这首要是因为齿部是动力传输的首要接触部位，齿型的精度和外表质量，在很大程度上决定了整个部件的技术指标和性能。现就齿面成形工艺计划进行阐述。 

       四、齿面成形工艺计划  1、旋风铣+磨齿（见图4）  运用旋风铣削工艺进行齿型成形的粗加工，留有磨削余量，经铣削的齿面外表粗糙度值Ra≤1.6μm，铣削完结后经磨齿机磨齿，完结齿型的终加工，经磨齿后的齿面粗糙度值Ra=0.4～0.8μm，因而，为达到要求，需进行齿面的抛光处理。   （a）旋风铣床  （b）磨齿机 图  4  该工艺的显著特色是旋风铣工艺的高切削功率，一般情况下，相比滚齿工艺能够高近3倍。但该工艺方法由于旋风铣设备和工艺条件限制，导致齿型成形精度不足，需求经磨齿和抛光处理，在一定程度上又制约了其高功率的长处，齿面粗糙度值要想安稳保持在Ra=0.2μm的水平，存在较大的难度。关于低端产品，该工艺方法维持Ra=0.4μm的水平，还是满足的。  2、滚齿+滚压（见图5）  运用滚齿机进行齿型的加工，齿形精度高且较为安稳，无需再对齿型做其他加工，滚齿后齿面外表粗糙度值在Ra=0.8μm左右。齿面成形后选用滚压工艺对齿面进行强化，能够使外表粗糙度值安稳保持在Ra=0.2μm的水平，一起齿面滚压后发生的冷作硬化效应，可有效增加零件的耐磨性及运用寿命。但相对旋风铣削工艺而言，滚齿的加工功率是其短板。   图5  滚齿机（左）、齿面滚压（右）  德国机床厂家莱斯特瑞兹提供了统筹上述两种工艺特色的计划，即旋风铣削成形齿型+齿面滚压工艺，该工艺的难点在于使旋风铣削设备具有同滚齿设备相同或更高的齿型精度加工能力，而不必再运用磨齿工艺对齿型进行校正，目前该工艺处于推广阶段，其效果需求通过时间的考量，是值得关注的。更多资讯内容请关注昂迈工具官方网站