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在机械制造行业中蜗杆传动是啮合传动的一种重要形式，大多采用的是韶圆柱蜗杆。 我们知道，蜗杆的精度将会直接影响到传动质量，所以对车床的要求也越来越高，普通车床的加工随着数控技术发展正在逐步被数控车床所取代。虽然数控车床有数控车床比普通车床有很多优势，但有一些加工内容，如大模数蜗杆。因为这类零件螺旋槽加工深度大，每刀切削厚度难以掌握，所以很容易会出现扎刀把工件破损，对此要予以重视。
一、数控车床加工蜗杆及加工方法
一般的圆柱蜗杆的齿面都可以看成由一条切于导圆柱(半径为r )并与端面夹a角的发生线，绕着蜗杆轴线作螺旋造动而形成。
蜗杆的加工方法是在车床上采用车削的方法进行加工，在普通的卧式车床上的切削方法有左右切削法。但是在有数控技术的车床上，上述切削方法不适宜的，是因为： 如果用车直槽或阶梯槽方法要多安装一把切槽刀，每次切槽刀切削后，蜗杆车刀的定位是很难确定的，再者每车一刀都要重新定位一次，程序的段数将相当多。对于简单的模数=3的蜗杆，其程序的段数就要达几十甚至上百段。
1、 粗车和精车
所谓的粗车就是用三角螺纹车刀在工件外圆的背部吃刀0．05—0．01mm处划出痕迹线，如图2所示，再依次沿轴向方向分别移动一个齿距p划线2、3，然后移动一个齿顶s =0．843／Z +0．6mm，图中标出来的，标注划线为第4头，再分别沿轴向方向移动一个齿距划出第5、6头。划出的齿槽线后将各槽粗车出。所谓的精车就是在确定某齿厚有0．3mm余量，并将该齿左侧设为1，该齿厚控制在0．15mm之内，以侧面为为基准精车侧面2，控制分度圆直径直到完成槽1车削。然后完成精车齿侧3，其后各头齿厚及齿槽宽就这样依次车削下去即可。
2、 蜗杆的加工方法
加工蜗杆的方法常用的有左右切削法、直进法、单刃调头切削法、斜进法等。左右切削法，加工蜗杆时属于单刃切削，加工中能较好地控制扎刀现象，可以完成蜗杆的粗车和精车，但是过程复杂，效率稍低。直进法，加工蜗杆时三刃切削，方法简单，但加工时易发生扎刀。单刃调头切削法采用的是双顶尖装夹工件，可有效地避免扎刀，加工出来的蜗杆表面质量较好，适用于精加工。斜进法，加工蜗杆时属于两刃切削，适用于蜗杆的粗车，对于蜗杆模数较大时易在最后一刀直进切削时发生扎刀。斜进法，加工蜗杆时属于两刃切削，适用于蜗杆的粗车。
这里主要介绍一下分层斜进法，具体切削步骤如下所示：第一先采用斜进法的方法进行切削的第一层从A～B 点。第二则用纵向进给法切削第一层的B～ C点。第三则用斜进法进行切削的第二层从B～D 点。第四则用纵向进给的方法进行切削德第二层从D～E点。第五采用斜进的方法進行切削的第三层从D～F点。最后就是用纵向进给的方法进行切削第三层从F～G点。以上就是切削的大体步骤。
图1 切削步骤
3、 加工过程中的扎刀
扎刀现象是加工中经常见的一个难点，所谓扎刀是指在吃刀量没有变化的情况下，切削过程中刀具的背吃刀量却突然加大了，导致刀具扎入工件加工表面。防止扎刀常用的方法是
（1）合理选择刀具角度。精车刀选用较大的前角，粗车刀采用正值的径向前角。
（2）控制积屑瘤的产生，在粗车时使用可转位弹簧刀杆，选择车刀产生让刀的一侧刀刃加工蜗杆，但该切削刃若工作前角较小时，极易出现径向振纹。
（3）正确使用切削液，粗车使用白铅油与全系统换耗用油的混合剂进行冷却润滑，精车以煤油和全系统换耗用油混合后进行冷却润滑。
为解决扎刀现象，可用左右分层车削斜面的方法取代成形刀法来车削蜗杆，这样就可以可彻底避免在车削中出现三个切削刃，同时参加切削而导致切削力突然增大、 “闷车” 和“扎刀”等现象，具体的车削斜面的方法是：车削螺纹时，车刀在第一次往复后，刀尖会在通过轴线剖面的牙侧上车削出4个点。多次下去刀尖会在通过轴线剖面的牙侧上分别车削出B、C、D、E、F⋯ N个点，然后将ACEN 和BDF分别连接起来，连成为两条倾斜的直线，这样就形成了蜗杆齿面和齿形角。具体的过程如图2所示。
图2 蜗杆齿侧的形成
4、 加工中的其他注意点
除了扎刀，变换转速会产生螺距误差的问题，当转速在两级转速之间变化时，螺距误差值是一个常数。如果变换转速，螺旋线会发生偏动，产生误差。对此我们可以通过测量得到数值，修改起刀点位置的方法来避免。另外在更换车刀时要注意，如果两把车刀在相同位置时，一定要保证他们z轴的相对坐标要一样。这里介绍一种简单的对刀方法：外圆对刀z轴相对坐标相同后，在某倒角相同处将两把刀分别对刀，将第一把刀对刀的z值坐标输入到第二刀具就可以了。
以前，车削加工蜗杆都是用高速钢车刀低速车削加工，因牙型特点，刀刃与工件接触面会很大，这样加工过程中极易因挤压造成刃具损坏，即使可以采用弹性刀杆的工具，小的切削深度进给，但刀具破损并不能从根本上得以解决。而且机床决并不会因刀具崩刃了而停下来，这样问题更难以解决。目前来看，如果将车刀的刀尖角磨小，使车刀的刀尖角35。使其小于蜗杆的齿形角40，这样就可以有效避免三个切削刃同时参加切削，这时可以使用较高的切削速度和硬质合金车刀车削蜗杆，可获得的线速度越高，工件的表面质量越好，生产效率跟以往相比提高很多。
三、 加工过程误差分析
国际中规定了圆柱蜗杆的精度，在里面其齿形误差定义为“在轮齿上给定截面上的齿形内，包容实际齿形的两条设计齿形的法向距离”。但是在实际应用中，这是很难办到的，考虑到实际中的测量方便，设计齿形一般都是取为直线齿形
1、误差产生原因
高精度蜗杆一般是在在滚齿机上精加工，但是还是会有误差，主要原因有；在水平方向土的进刀误差产生的误差，刀具齿形角所产生的加工误差，在垂直方向刀具对刀误差产生的误差 。
2、 误差的提取与消除方法。
若测得的实际齿形为曲线则可以判定必有对刀误差，包容实际齿形的两条平行线间的法向距离即为齿形误差，由式2可以求出对刀偏差 ，这只是算了它的数值，但 的正负要由齿形的凸凹方向判断。在实际中齿形应平行于设计齿形，两者间的法向距离应为由刀具过位而产生的加工误差，由式1可求得偏差量 。这样便可以消除误差了。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
一、数控车床加工蜗杆及加工方法
一般的圆柱蜗杆的齿面都可以看成由一条切于导圆柱(半径为r )并与端面夹a角的发生线，绕着蜗杆轴线作螺旋造动而形成。
蜗杆的加工方法是在车床上采用车削的方法进行加工，在普通的卧式车床上的切削方法有左右切削法。但是在有数控技术的车床上，上述切削方法不适宜的，是因为： 如果用车直槽或阶梯槽方法要多安装一把切槽刀，每次切槽刀切削后，蜗杆车刀的定位是很难确定的，再者每车一刀都要重新定位一次，程序的段数将相当多。对于简单的模数=3的蜗杆，其程序的段数就要达几十甚至上百段。
1、 粗车和精车
所谓的粗车就是用三角螺纹车刀在工件外圆的背部吃刀0．05—0．01mm处划出痕迹线，如图2所示，再依次沿轴向方向分别移动一个齿距p划线2、3，然后移动一个齿顶s =0．843／Z +0．6mm，图中标出来的，标注划线为第4头，再分别沿轴向方向移动一个齿距划出第5、6头。划出的齿槽线后将各槽粗车出。所谓的精车就是在确定某齿厚有0．3mm余量，并将该齿左侧设为1，该齿厚控制在0．15mm之内，以侧面为为基准精车侧面2，控制分度圆直径直到完成槽1车削。然后完成精车齿侧3，其后各头齿厚及齿槽宽就这样依次车削下去即可。
2、 蜗杆的加工方法
加工蜗杆的方法常用的有左右切削法、直进法、单刃调头切削法、斜进法等。左右切削法，加工蜗杆时属于单刃切削，加工中能较好地控制扎刀现象，可以完成蜗杆的粗车和精车，但是过程复杂，效率稍低。直进法，加工蜗杆时三刃切削，方法简单，但加工时易发生扎刀。单刃调头切削法采用的是双顶尖装夹工件，可有效地避免扎刀，加工出来的蜗杆表面质量较好，适用于精加工。斜进法，加工蜗杆时属于两刃切削，适用于蜗杆的粗车，对于蜗杆模数较大时易在最后一刀直进切削时发生扎刀。斜进法，加工蜗杆时属于两刃切削，适用于蜗杆的粗车。
这里主要介绍一下分层斜进法，具体切削步骤如下所示：第一先采用斜进法的方法进行切削的第一层从A～B 点。第二则用纵向进给法切削第一层的B～ C点。第三则用斜进法进行切削的第二层从B～D 点。第四则用纵向进给的方法进行切削德第二层从D～E点。第五采用斜进的方法進行切削的第三层从D～F点。最后就是用纵向进给的方法进行切削第三层从F～G点。以上就是切削的大体步骤。
图1 切削步骤
3、 加工过程中的扎刀
扎刀现象是加工中经常见的一个难点，所谓扎刀是指在吃刀量没有变化的情况下，切削过程中刀具的背吃刀量却突然加大了，导致刀具扎入工件加工表面。防止扎刀常用的方法是
（1）合理选择刀具角度。精车刀选用较大的前角，粗车刀采用正值的径向前角。
（2）控制积屑瘤的产生，在粗车时使用可转位弹簧刀杆，选择车刀产生让刀的一侧刀刃加工蜗杆，但该切削刃若工作前角较小时，极易出现径向振纹。
（3）正确使用切削液，粗车使用白铅油与全系统换耗用油的混合剂进行冷却润滑，精车以煤油和全系统换耗用油混合后进行冷却润滑。
为解决扎刀现象，可用左右分层车削斜面的方法取代成形刀法来车削蜗杆，这样就可以可彻底避免在车削中出现三个切削刃，同时参加切削而导致切削力突然增大、 “闷车” 和“扎刀”等现象，具体的车削斜面的方法是：车削螺纹时，车刀在第一次往复后，刀尖会在通过轴线剖面的牙侧上车削出4个点。多次下去刀尖会在通过轴线剖面的牙侧上分别车削出B、C、D、E、F⋯ N个点，然后将ACEN 和BDF分别连接起来，连成为两条倾斜的直线，这样就形成了蜗杆齿面和齿形角。具体的过程如图2所示。
图2 蜗杆齿侧的形成
4、 加工中的其他注意点
除了扎刀，变换转速会产生螺距误差的问题，当转速在两级转速之间变化时，螺距误差值是一个常数。如果变换转速，螺旋线会发生偏动，产生误差。对此我们可以通过测量得到数值，修改起刀点位置的方法来避免。另外在更换车刀时要注意，如果两把车刀在相同位置时，一定要保证他们z轴的相对坐标要一样。这里介绍一种简单的对刀方法：外圆对刀z轴相对坐标相同后，在某倒角相同处将两把刀分别对刀，将第一把刀对刀的z值坐标输入到第二刀具就可以了。
以前，车削加工蜗杆都是用高速钢车刀低速车削加工，因牙型特点，刀刃与工件接触面会很大，这样加工过程中极易因挤压造成刃具损坏，即使可以采用弹性刀杆的工具，小的切削深度进给，但刀具破损并不能从根本上得以解决。而且机床决并不会因刀具崩刃了而停下来，这样问题更难以解决。目前来看，如果将车刀的刀尖角磨小，使车刀的刀尖角35。使其小于蜗杆的齿形角40，这样就可以有效避免三个切削刃同时参加切削，这时可以使用较高的切削速度和硬质合金车刀车削蜗杆，可获得的线速度越高，工件的表面质量越好，生产效率跟以往相比提高很多。
三、 加工过程误差分析
国际中规定了圆柱蜗杆的精度，在里面其齿形误差定义为“在轮齿上给定截面上的齿形内，包容实际齿形的两条设计齿形的法向距离”。但是在实际应用中，这是很难办到的，考虑到实际中的测量方便，设计齿形一般都是取为直线齿形
1、误差产生原因
高精度蜗杆一般是在在滚齿机上精加工，但是还是会有误差，主要原因有；在水平方向土的进刀误差产生的误差，刀具齿形角所产生的加工误差，在垂直方向刀具对刀误差产生的误差 。
2、 误差的提取与消除方法。
若测得的实际齿形为曲线则可以判定必有对刀误差，包容实际齿形的两条平行线间的法向距离即为齿形误差，由式2可以求出对刀偏差 ，这只是算了它的数值，但 的正负要由齿形的凸凹方向判断。在实际中齿形应平行于设计齿形，两者间的法向距离应为由刀具过位而产生的加工误差，由式1可求得偏差量 。这样便可以消除误差了。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。