[发明专利]一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台

说明书

本发明公开了一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台。该精加工平台包括大理石基座、X‑Y轴位移台、Z轴升降台、旋转主轴、齿轮导电装置、电解加工槽、齿条、微线齿轮、电解液系统、CCD模块、位移台控制系统、脉冲电源、示波器。该平台精加工前，先将齿轮和齿条相对位置对准，精加工过程中，电解液系统提供具有一定压力的电解液，旋转主轴带动微线齿轮转动，X轴位移台带动齿条的移动，用CCD模块观察齿轮齿条的相对位置和加工状态，通过齿轮齿条的相对运动使得微线齿轮发生电化学溶解从而将齿条的形状复制到齿轮上来实现齿轮的精加工。利用本平台进行精加工，能够显著改善微线齿轮的表面性能和形状精度。

技术领域

本发明涉及一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，属于电化学加工领域。

背景技术

电解加工是基于电解池阳极溶解的原理来对阳极工件进行加工。由于加工过程是以离子形式去除，加工后能够得到较好的表面性能和形状特征，常用于电化学抛光和各种精加工再处理。

线齿轮是根据空间共轭曲线啮合原理进行设计的一类齿轮。其传动本质是一对空间共轭曲线一直保持点接触状态进行连续啮合过程，由于线齿的理论齿形是“线”，所以线齿轮的尺度可以做到非常小，易于微小化。

采用激光烧蚀加工的平行轴微线齿轮，存在热变形、表面重铸层及飞溅颗粒等缺陷，因此，需要设计一种能够精加工微线齿轮的电解加工平台。

发明内容

针对目前微线齿轮的高精度制造难点，本发明提供一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，能够通过控制高精度齿条和微线齿轮的相对运动，对微线齿轮进行电解精加工，以改善表面性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，包括大理石基座、X-Y轴位移台、Z轴升降台、旋转主轴、齿轮导电装置、电解加工槽、齿条、微线齿轮、电解液系统、CCD模块、位移台控制系统和脉冲电源；所述大理石基座上设置有X-Y轴位移台、Z轴升降台、电解加工槽与CCD模块，所述X-Y轴位移台上设置有电解加工槽，齿条固定安装在电解加工槽内，Z轴升降台上固定连接旋转主轴，旋转主轴末端连接微线齿轮；通过位移台控制系统控制三维位移平台，所用电源为脉冲电源；所述电解液系统中的电解液池和水泵固定在大理石基座上，两条输送管道的两端分别置于电解加工槽和电解液池内；所述齿轮导电装置固定在Z轴升降台上；所述X-Y轴位移台包括X轴位移台和Y轴位移台。

该平台中高精度齿条和脉冲电源负极相连接，微线齿轮和脉冲电源正极相连接，精加工前，先将齿轮和齿条相对位置对准，精加工过程中，电解液系统提供具有一定压力的电解液，旋转主轴带动微线齿轮转动，X轴位移台带动齿条的移动，用CCD模块观察齿轮齿条的相对位置和加工状态，用示波器查看电解精加工通路的电压和电流信号，通过齿轮齿条的相对运动使得微线齿轮发生电化学溶解从而将齿条的形状复制到齿轮上来实现齿轮的精加工。

进一步地，所述X-Y轴位移台通过螺钉固定连接在大理石基座上；所述Z轴升降台通过螺钉固定连接在大理石基座上；所述旋转主轴通过主轴连接板和Z轴升降台相连；所述齿轮导电装置固定在Z轴升降台上。

进一步地，加工时，脉冲电源的阴极连接齿条，阳极连接微线齿轮，通过电解液系统将电解液以0.2～1.5m/s的速度输送在齿条和齿轮的加工间隙中，齿条、齿轮与电解液形成通路。

进一步地，所述电解液系统由电解液池、水泵和输送管道组成；加工过程中，配置的电解液置于电解液池中，通过输水管道以0.2～1.5m/s的速度输送在齿条齿轮加工间隙中，通过排水管道将电解加工槽内的电解液排回电解液池，形成电解液的循环使用。

进一步地，所述电解液为硫酸-乙醇复合溶液或者添加有微细磁性磨料的硫酸-乙醇复合溶液。