专利名称：电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法
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机械传动部件。现有技术中，加工直齿锥 齿轮有以下方法1、采用直齿锥齿轮刨齿机以成对刨齿刀按展成法 进行机械法加工；2、采用双刀盘直齿锥齿轮铣齿机以两把刀齿交错 的铣刀盘，按展成法铣削同一齿槽中的左右两齿面进行机械法加工。 其缺点是，由于铣刀盘与工件无齿长方向的相对运动，铣出的齿槽 底部呈圆弧形，加工模数和齿宽均受到限制；3、采用直齿锥齿轮拉 铣机进行机械法加工，它是在一把大直径的拉铣刀盘的一转中，从 实体轮坯上用成形法切出一个齿槽的机床。由于刀具复杂，价格昂 贵，而且每种工件都需要专用刀盘，只适用于大批大量生产；4、采 用准渐开线齿锥齿轮铣齿机用锥度滚刀，按展成法连续分度切齿进 行机械法加工，其缺点是切齿时，锥度滚刀首先以大端切削，然后 以它较小直径的一端切削，为保证整个切削过程中切削速度一致， 机床靠无级变速装置控制滚刀转速在切齿时，摇台、滚刀和工件均 作连续间隙旋转运动，加工一个工件，摇台往复一次。摇台和工件 的旋转通过差动机构产生展成运动，使工件获得沿齿长为等高的齿 形曲线。现有加工直齿锥齿轮的方法均是机械法加工，即通过刀具逐层去除材料达到加工要求的。其加工过程中的间隙旋转运动和刀 具的进给切削运动是相互独立的。现有加工方法的加工精度差、能 耗高、刀具复杂、价格昂贵。
电火花线切割加工是利用移动的细小金属导线对工件进行脉 冲放电，产生瞬间高温使工件材料局部熔化或汽化进行加工的方法。 众所周知，它具有加工精度高、低能耗、表面粗糙度好等优点。
然而至今为止，尚未发现有关用电火花线切割加工直齿锥齿轮 的方法的报道。
发明内容
本发明旨在提供一种加工精度高的电火花线切割加工直齿锥齿 轮的方法
技术领域：
本发明的技术解决方案如下 电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法为
采用下列所述的电火花线切割机床进行加工，该电火花线切割 机床的加工区的电极丝所经过的一侧线架的导轮或导丝咀的位置固 定，其加工区的电极丝所经过的另一侧线架的导轮或导丝咀做往复 运动，两导轮或导丝咀间的距离，即加工区的电极丝的长度，大于 或等于待加工直齿锥齿轮的回转球心半径R;
将待加工的齿轮毛坯安装在电火花线切割加工机床的加工区一 侧的一个回转台上，该回转台的回转中心轴与电火花线切割加工机 床加工区的电极丝的夹角为待加工的直齿锥齿轮的锥度角，回转台 绕其回转中心轴进行回转运动，同时，调整回转中心与电极丝的相对位置，使经位置固定的线 架导轮或导丝咀端的电极丝以待加工的直齿锥齿轮的顶尖即锥齿轮 回转球心为定点，加工区电极丝的另一端，即，经做往复运动的导 轮或导丝咀端的电极丝以直齿锥齿轮齿面大端上基圆为进给基点， 进行周期性的往复进给运动，同时，电极丝经高频放电产生电火花 蚀除工件。
上述方法中，所述回转台始终绕其回转中心轴进行匀速回转运 动，加工区电极丝的另一端以直齿锥齿轮齿面大端上基圆为进给基 点，进行周期性的间隙性的往复进给运动。
上述周期性的间隙性的往复进给运动为以加工直齿锥齿轮的 一个齿为时间周期，该周期中开始时只有回转台绕其回转中心轴转 动，当回转台转过齿顶弧所占的圆心角时，电极丝的另一端进行进 给运动直至回转台转过齿部渐开线所占的球心角时停止，此时回转 台继续绕其回转中心轴转动，当回转台转过齿根弧所占的圆心角时， 电极丝的另一端进行反向进给运动直至回转台转过齿部渐开线所占 的球心角时停止，如此完成一个齿的加工过程。
依如此方法继续加工第2个齿，第3个齿，…，第n个齿，直 至加工完所有的齿，如此， 一个直齿锥齿轮加工完成。
本发明加工方法过程中的旋转运动为连续的匀速旋转运动，并 且，在加工齿部时，进给运动与旋转运动是同步连动的。
依上述方法即可用电火花线切割加工方法加工出直齿锥齿轮， 其加工精度高、工序简化、无需专用刀具、节能环保。(四)
以下将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明 附图1为本发明的加工示意图。
附图2为本发明的原理图，其中，2-a为时间与下线架行程的关 系图，2-b为时间与工件回转角度的关系图，2-c为下线架在一个往复 周期内电极丝往复与工件回转角度在同单位时间的关系图。
图中各序号分别为1、回转台；2、可调倾角的支架；3、上丝 架；4、上丝架螺杆；5、下丝架螺杆；6、整体丝架位移螺杆；7、 下丝架移动丝杆；8、下丝架；9、上线架导丝咀；10、下线架导丝 咀；11、电极丝；12、将待加工的直齿锥齿轮；13、回转台的回转 中心轴。
(五)
具体实施例方式
参见附图1，本发明方法所用的电火花线切割加工机床，其加工 区的电极丝所经过的上线架3的导丝咀9的位置固定，其加工区的 电极丝11所经过的下线架8通过下线架移动丝杆7在电机驱动下做 水平往复运动，安装于下线架8顶端的导丝咀10随之做水平往复运 动，两导丝咀9、 10间的距离，即加工区的电极丝的长度，大于或 等于待加工直齿锥齿轮12的回转球心半径R;
将待加工的直齿锥齿轮12毛坯安装在电火花线切割加工机床的 加工区一侧的一个回转台1上，该回转台安装于一个可调f顷角的支 架2上，调整支架2的倾角，使回转台的回转中心轴13与电火花线 切割加工机床加工区的电极丝11的夹角为待加工的直齿锥齿轮的锥度角a ;
调整支架2与电极丝的相对位置，转动上丝架螺杆4，并配合转 动整体丝架螺杆6使上丝架3的导丝咀位于直齿锥齿轮锥尖处；转 动下丝架螺杆5，使下丝架8上的导丝咀至直齿锥齿轮大端处，达到 两导丝咀间跨度与该齿轮的等长，此时电极丝位于该齿轮的大端分 度圆上，这时电极丝在两导丝咀间跨度为直齿锥齿轮回转球心半径, 退出一定距离即线切割加工引线长，安装电极丝后，启动伺服电机 将回转台和电极丝进给丝杠锁定。
启动高频电源，使电极丝经高频放电产生电火花蚀除工件，同 时，在按直齿锥齿轮设计当量模数编制的程序指令的控制下，数控 回转台与下丝架8联动，即回转台绕其回转中心轴进行回转运动而 下丝架8做水平往复运动(导轮或导丝咀端的电极丝以直齿锥齿轮齿 面大端上基圆为进给基点)进行往复进给运动。电极丝经高频放电产 生电火花蚀除工件生成缝隙，电极丝走过的轨迹即为该直齿锥齿轮 的齿型，即可加工出直齿锥齿轮。
参见附图2，本发明中，回转台始终绕其回转中心轴进行匀速回 转运动，图2-b中，横座标为时间T，纵座标为工件回转角度j3，其 关系线L-T呈一条直线。
图2-a中，横座标为时间T，纵座标为下丝架行程L，以加工直 齿锥齿轮的一个齿为时间周期(A-E段)，该周期中开始时只有回转台 绕其回转中心轴转动(A-B段)，当回转台转过齿顶弧所占的圆心角时 (B点)，电极丝的另一端进行进给运动直至回转台转过齿部渐开线所占的球心角时停止(B-G段)，此时只有回转台继续绕其回转中心轴转 动(C-D)，当回转台转过齿根弧所占的圆心角(D)时，电极丝的另一 端进行反向进给运动(D-E)直至回转台转过齿部渐开线所占的球心 角(E)时停止，如此完成一个齿的加工过程。
依如此方法继续加工第2个齿，第3个齿，…，第n个齿，直 至加工完所有的齿，如此， 一个直齿锥齿轮加工完成。
2-c显示出下线架在一个往复周期X内电极丝往复进给运动与 工件回转同步连动复合后的关系。其横座标为时间T，纵座标为为下 丝架行程L。
实际上，本发明不仅可以加工出直齿锥齿轮，而且可加工直齿 轮。当电极丝与数控转台中心线平行即夹角为零度时，电极丝沿齿 轮中心方向平行进退，数控合成加工出的齿轮为直齿轮。
在本发明的发明构思下，本发明有多种实施形式，如对于大型直 齿锥齿轮的加工，可以采用绕其中心轴回转的回转台不倾^^而加工 区的电极丝倾斜的方法进行等，另，在各加工过程中，可根据需要 自行调整各加工参数，这些对本领域技术人员阅读本说明书后毋需 付出创造性劳动即可再现出，实现方法的机床电器及控制电路也有 多种多样，如可采用PLG、伺服电机等，这此，对本领域技术人员而 言，也不付出创造性劳动即可再现出，在此就不详述了。
9
权利要求
1、一种电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法，其特征在于采用下列所述的电火花线切割机床进行加工，该电火花线切割机床的加工区的电极丝所经过的一侧线架的导轮或导丝咀的位置固定，其加工区的电极丝所经过的另一侧线架的导轮或导丝咀做往复运动，两导轮或导丝咀间的距离，即加工区的电极丝的长度，大于或等于待加工直齿锥齿轮的回转球心半径R；将待加工的齿轮毛坯安装在电火花线切割加工机床的加工区一侧的一个回转台上，该回转台的回转中心轴与电火花线切割加工机床加工区的电极丝的夹角为待加工的直齿锥齿轮的锥度角，回转台绕其回转中心轴进行回转运动；同时，调整回转中心与电极丝的相对位置，使经位置固定的线架导轮或导丝咀端的电极丝以待加工的直齿锥齿轮的顶尖即锥齿轮回转球心为定点，加工区电极丝的另一端，即，经做往复运动的导轮或导丝咀端的电极丝以直齿锥齿轮齿面大端上基圆为进给基点，进行周期性的往复进给运动，同时，电极丝经高频放电产生电火花蚀除工件。
2、 根据权利要求1所述的电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法， 其特征在于所述回转台始终绕其回转中心轴进行匀速回转运动， 加工区电极丝的另一端以直齿锥齿轮齿面大端上基圆为进给基点， 进行周期性的间隙性的往复进给运动。
3、根据权利要求2所述的电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法， 其特征在于所述周期性的间隙性的往复进给运动为以加工直齿 锥齿轮的一个齿为时间周期，该周期中开始时只有回转台绕其回转 中心轴转动，当回转台转过齿顶弧所占的圆心角时，电极丝的另一 端进行进给运动直至回转台转过齿部渐开线所占的球心角时停止， 此时回转台继续绕其回转中心轴转动，当回转台转过齿根弧所占的 圆心角时，电极丝的另一端进行反向进给运动直至回转台转过齿部 渐开线所占的球心角时停止，如此完成一个齿的加工过程；依如此 方法继续加工第2个齿，第3个齿，…，第n个齿，直至加工完所有的齿。
全文摘要
本发明涉及一种电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法，其加工机床的加工区的电极丝一侧位置固定，另一侧做水平往复运动；将待加工的齿轮毛坯安装加工区一侧的回转台上，该回转台的回转中心轴与电火花线切割加工机床加工区的电极丝的夹角为待加工的直齿锥齿轮的锥度角，回转台绕其回转中心轴进行回转运动，调整回转中心与电极丝的相对位置，使经位置固定端的电极丝以待加工的直齿锥齿轮的顶尖为定点，加工区电极丝的另一端以直齿锥齿轮齿面大端上基圆为进给基点，进行往复进给运动，同时，电极丝经高频放电产生电火花蚀除工件。
文档编号B23H9/00GK101602129SQ200810123589
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者徐晨影 申请人:徐晨影