本發明涉及蝸桿機械加工技術領域，尤其是涉及一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法。
背景技術：
蝸桿減速器可實現空間交錯軸之間的動力傳遞，特別是可實現空間垂直交錯軸之間的動力傳遞，并且具有傳動平穩無噪聲、大傳動比的特點，在現代工業和民用設施中應用廣泛。蝸桿傳動大的缺點是效率低，自鎖蝸桿的效率只有40％～45％，單頭非自鎖蝸桿的效率為70％～75％，雙頭非自鎖蝸桿的效率為75％～82％，三頭和四頭蝸桿的效率在80％～92％，但三頭和四頭蝸桿加工困難、成本高，在市場上不具有價格競爭性。圓弧面蝸桿(ZC型)的效率高，理論傳動效率達到85％～95％，但由于受到加工設備和加工方法的影響，在現有加工工藝下，ZC型蝸桿的效率大多在85％～88％之間，想進一步提高效率十分困難。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種傳動效率高的ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，采用本方法可使一級蝸桿減速器的效率提高到88％～95％。
本發明的目的通過以下技術方案實現：
一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，蝸桿的加工具體包括以下步驟：
(a)加工蝸桿兩端面的中心孔，以中心孔為定位基準，加工蝸桿的軸承安裝位置；
(b)以軸承安裝位置為定位基準，加工蝸桿的各軸段，包括端面、退刀槽和越程槽，銑削蝸桿齒并對蝸桿齒面進行粗磨，再對蝸桿齒進行熱處理；
(c)以軸承安裝位置為定位基準，對蝸桿兩端面的中心孔進行精磨；
(d)以精磨后的中心孔為定位基準，精磨蝸桿的各軸段，包括端面、退刀槽、越程槽、軸承安裝位置、軸肩和蝸桿齒；
蝸輪采用增徑的滾刀進行加工，在蝸輪的嚙合區形成容納潤滑油的油涵。
加工過程包括粗車加工和半精加工。
步驟(b)蝸桿齒面進行粗磨，預留的粗磨余量為0.2-0.3mm。
步驟(b)的熱處理采用滲碳淬火處理，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為0.8-1.5mm，硬度為58-62HRC。
精磨后蝸桿的軸承安裝位置和蝸桿齒表面的粗糙度小于Ra0.4，蝸桿的其余磨削表面的粗糙度在Ra0.63以下。
步驟(b)銑削蝸桿齒采用旋風銑床。
粗磨后預留0.2-0.3mm的精磨余量，一方面可以減少滲碳淬火后精磨的加工量，另一方面保持適當的滲碳淬硬層厚度，保證精磨后蝸桿的表面硬度；滲碳淬火處理針對蝸桿齒進行，使蝸桿獲得足夠的精度和硬度，提高蝸桿-蝸輪副的壽命和傳動效率，滲碳淬火后的滲碳層厚度0.8～1.5mm，減去預留0.2-0.3mm精磨余量，保證淬硬層的厚度在0.5mm以上。
精磨中心孔以軸承安裝位置為定位基準，分別或同時對蝸桿兩端的中心孔在中心孔磨床上進行精磨，該步驟是保障加工高效率蝸桿-蝸輪副的關鍵之一，通過該步驟可以減少加工中的彎曲變形，提高蝸桿軸的對中性。
蝸桿表面的硬度和粗糙度是影響效率的關鍵，本發明加工方法保證加工的蝸桿齒面保持良好的形狀和尺寸精度，精磨各檔外圓和端面，以蝸桿兩端的中心孔為定位基準，精磨后各磨削表面粗糙度Ra0.63以下，軸承安裝位置和蝸桿齒表面的粗糙度小于Ra0.4，保證精度。
蝸輪加工刀具相對于標準滾刀，進行了增徑選擇，從而在蝸桿齒和蝸輪齒嚙合中形成了油涵，油涵在磨損過程中不會消失，可以在蝸桿-蝸輪副工作的全生命周期中保持嚙合邊有足夠的潤滑油進入嚙合區。
與現有技術相比，本發明蝸桿的加工首先以粗加工的中心孔為定位基準加工軸承安裝位置，再以軸承安裝位置為定位基準粗加工蝸桿各軸段，對蝸桿齒進行熱處理，之后再精加工中心孔，減少蝸桿因滲碳淬火而引起的彎曲變形對精磨齒的影響，后再以精加工后的中心孔為定位基準精加工蝸桿各軸段，通過該步驟可以極大的減少加工中的彎曲變形，提高蝸桿軸的對中性，充分保證加工的精度，提高蝸桿加工的尺寸的準確度；蝸輪在蝸桿齒和蝸輪齒嚙合中形成了油涵，保證潤滑，進一步提高傳動效率和使用壽命。此外，本發明方法簡單可行，不用復雜的機械加工設備就可獲得良好的加工精度和傳動效率，應用價值高。
附圖說明
圖1為本發明方法加工的蝸桿結構示意圖；
圖2為本發明方法加工的蝸輪局部結構示意圖；
圖中：1-中心孔；2-軸承安裝位置；3-蝸桿齒；4-端面；5-越程槽；6-退刀槽；7-軸肩；8-油涵。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，蝸桿的加工具體包括以下步驟：
(a)加工蝸桿兩端面的中心孔1，以中心孔1為定位基準，加工蝸桿的軸承安裝位置2；
(b)以軸承安裝位置2為定位基準，加工蝸桿的各軸段，包括端面4、退刀槽6和越程槽5，采用旋風銑床銑削蝸桿齒3并對蝸桿齒面進行粗磨，預留的粗磨余量為0.2mm，再對蝸桿齒3進行熱處理，采用滲碳淬火處理，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為0.8mm，硬度為58HRC；
(c)以軸承安裝位置2為定位基準，對蝸桿兩端面的中心孔1進行精磨；
(d)以精磨后的中心孔1為定位基準，精磨蝸桿的各軸段，包括端面4、退刀槽6、越程槽5、軸承安裝位置1、軸肩7和蝸桿齒3，精磨后蝸桿的軸承安裝位置2和蝸桿齒3表面的粗糙度為Ra0.35，蝸桿的其余磨削表面的粗糙度為Ra0.5。
蝸輪采用增徑的滾刀進行加工，在蝸輪的嚙合區形成容納潤滑油的油涵8。
對本實施例加工的蝸桿-蝸輪副進行使用測試，進行“自動扶梯和自動人行道驅動主機”型式試驗，依據《電梯型式試驗規則》(2012版)、GB16899-2011、EN115-1:2008對電機、減速箱和制動器使用的蝸桿-蝸輪副進行型式試驗，試驗項目全部合格，效率達到93～95％。
實施例2
本實施例與實施例1的區別在于步驟(b)中預留的粗磨余量為0.3mm，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為1.5mm，硬度為62HRC。采用型式試驗對本實施例加工的蝸桿-蝸輪副進行測試，其傳動效率在90％以上。
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