[发明专利]电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法，属于机械技术领域。

(二)背景技术：

直齿锥齿轮是常用的一种机械传动副部件，用于在相交的两轴间进行传动，特别是交成直角的直齿锥齿轮副最为常见。作为一种空间啮合副的直齿锥齿轮副，为了克服分析和精确加工时实际存在的困难，必然要以容忍少些误差为代价采纳在渐开线平面啮合中行之有效的方法，包括成形法和展成法两类切齿加工方法，前一类技术难度较低，投入较小，但加工质量差，消耗大；后一类加工质量较好，但技术难度较高，所需设备和刀具等都价格昂贵，投入很大。

低精度的直齿锥齿轮只适合于低速低参数工作条件下使用。针对日益增多的大规格高参数直齿锥齿轮的实际需求的提出，一项申请号为：200810123589.9的采用电火花线切割技术加工直齿锥齿轮的发明专利，已由国家知识产权局审定公布。应该认为这是在本领域中一次可喜的突破，可以克服历来直齿锥齿轮采用切削加工难于超越的困难。

经过对此项专利的进一步分析研究，发现其中还存在一些问题和不足，主要来源于：(1)工作过程依赖于由回转台的旋转和一个导丝架的纵向移动构成的分度传动链，因此转台精度既动态地影响工件齿距，也影响工件齿形；(2)机床两个分别双向可控的导丝架被限制成一个固定，另一个只保留纵向一个自由度，使编程和切割过程的控制监视较少直观性。

(三)发明内容：

针对上述分析，本发明旨在提供一种新的电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法。

本发明的技术解决方案如下：

采用一台能切割锥面的已有市售的电火花线切割机床，所述机床的电极丝通常为垂直地立式设置，在其加工区一侧附设一圆分度工作台，用于装夹工件并调整与固定工件轴心线所在的位置，使垂直的电极丝基线位于工件的轴剖面中，并与轴心线构成等于工件节锥角的夹角。同时，调整电极丝基线位置使与节锥母线重合，此时沿各处背锥展平形成的所有假想齿轮平面自然都处于水平，并由节锥母线通过各个节点上下联成一串。调整机床上下两层导丝咀水平工作面的高度，使分别与工件小端和大端假想齿轮所在水平面等高。绘制出各自平面中一个假想整齿的齿形曲线，大端按工件名义模数，小端按两端锥距之比的缩小倍数。保持两曲线具有相互对应的相位及相等的分割插补点数，对应点相连将得出工件一个锥齿的直纹齿面。具体加工过程由机床编程控制两

经过对此项专利的进一步分析研究，发现其中还存在一些问题和不足，主要来源于：(1)工作过程依赖于由回转台的旋转和一个导丝架的纵向进给移动构成的分度传动链，因此转台精度既动态地影响工件齿距，也影响工件齿形；(2)机床两个分别双向可控的导丝架被限制成一个固定，另一个只保留纵向一维自由度，使编程和切割过程的控制监视较少直观性。

(三)发明内容：

针对上述分析，本发明旨在提供一种新的电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法。

本发明的技术解决方案如下：

采用一台能切割锥面的已有市售的电火花线切割机床，所述机床的电极丝通常为垂直地立式设置，在其加工区一侧附设一圆分度工作台，用于装夹工件并调整与固定工件轴心线所在的位置，使垂直的电极丝基线位于工件的轴剖面中，并与轴心线构成等于工件节锥角的夹角。同时，调整电极丝基线位置使与节锥母线重合，此时沿各处背锥展平形成的所有假想齿轮平面自然都处于水平，并由节锥母线通过各个节点上下联成一串。调整机床上下两层导丝咀水平工作面的高度，分别取邻近工件小端和大端处导丝咀可达的两假想齿轮所在水平面为工作面。按缩放比绘制出以大端为基础的各自平面中一个假想整齿的齿形曲线，所述缩放比等于工作面所在处的锥距与大端锥距之比。保持两曲线具有相互对应的相位及相等的分割插补点数，对应点相连将得出工件锥齿的直纹齿面。具体加工过程由机床编程控制两电极丝架在各自工作平面中的跟踪蚀割路径得以实现，启动机床由起点出发走完蚀割路径后退回到起点处，静侯工件转台实行单齿分度，再启动对下一齿的同样过程，直到完成整圈齿的加工。

上述加工中，如工件顶锥面在毛坯加工时已经作成，可从编好的蚀割路径程序中将有关段修改删除。另外，工件的单齿分度可以简单地手动，也可以添加PLC实现自动。

本方法除拥有与电火花线切割加工直齿锥齿轮方法已有专利共有的特点外，还有以下特点：