[發(fā)明專利]一種內(nèi)斜微線段齒輪的電解加工裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310738940.6
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103706898A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳遠龍;荊光濤;陳政文;曹煜明;張全喜
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23H3/02
• 分類號: B23H3/02;B23F17/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特種加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)斜微線段齒輪的電解加工裝置及方法。

背景技術(shù)

微線段齒輪是近年來發(fā)明的一種新型齒輪,其齒廓曲線是由微線段組成的,類似于分階式圓弧齒廓的一種曲線,與漸開線齒輪相比具有強度高、傳動效率高、溫升小等特點。研究表明,微線段齒輪具有較高的彎曲強度及接觸強度,且最少齒數(shù)較少(3~4齒),能很好地適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對齒輪傳動性能全方位的要求,尤其是高速、重載和小型化方面的要求。微線段齒輪的高精度、高效率的穩(wěn)定制造成為制造加工領(lǐng)域要解決的關(guān)鍵問題。內(nèi)斜微線段齒輪主要應(yīng)用于行星齒輪傳動中,基于結(jié)構(gòu)尺寸等考慮,外齒圈厚度較薄,且為硬齒面。常規(guī)加工方法在熱處理后工件硬度較高，強度較大，極易變形,無法保證加工質(zhì)量；由于所加工材料的高硬度、高強度和高韌性，在加工過程中所用的刀具磨損嚴重，制造專門的加工機床制造成本較高，且內(nèi)斜齒輪加工成型效率低，加工精度也無法保證。

齒輪電解加工具有不受工件材料硬度和強度的限制，工具陰極無損耗、加工工件表面無殘余應(yīng)力和再鑄層、加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。電解加工方法特別適合難切削材料（高硬度、高強度和高韌性材料）和復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的加工；這為解決內(nèi)斜齒輪的成型問題提供了一種新的思路。利用電解加工不受材料機械、物理性能限制的優(yōu)勢,實現(xiàn)內(nèi)斜微線段齒輪的高效高精穩(wěn)定加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了彌補已有技術(shù)的不足，提供了一種能高效高精穩(wěn)定加工內(nèi)斜微線段齒輪（對其它內(nèi)斜齒輪加工同樣適用）的電解加工裝置及方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種內(nèi)斜微線段齒輪的電解加工裝置，包括有電源系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、陰極系統(tǒng)、工件夾具，其特征在于：所述陰極系統(tǒng)包括有陰極桿、六角薄螺母、陰極擋塊、陰極片、直角三通管、堵頭、平法蘭盤、液壓軟管接頭，所述陰極桿下端部的軸肩上安裝有陰極片，所述陰極片的兩端面設(shè)有陰極擋塊，且下端面的陰極擋塊通過六角薄螺母固定在陰極桿上，所述陰極桿的內(nèi)部設(shè)有通道，側(cè)面開有與內(nèi)部通道連通的開孔，所述陰極桿的上端部通過螺紋連接于其上方的直角三通管的一頭，所述直角三通管的另外兩頭分別螺紋連接有堵頭和液壓軟管接頭，所述直角三通管的上端面焊接有平法蘭盤，所述平法蘭盤用T形螺栓固定在其上方的數(shù)控轉(zhuǎn)臺上；所述工件夾具包括有相互關(guān)聯(lián)的上蓋和底座，所述上蓋的中部設(shè)有通孔，且與陰極桿密封配合，所述底座上設(shè)有放置工件的定位環(huán)槽和內(nèi)腔，所述底座的側(cè)面開有與內(nèi)腔連通的通道，且通道的端口安裝有液壓軟管結(jié)構(gòu)；

所述電源系統(tǒng)包括脈沖電源、陽極電纜、導(dǎo)電平臺、陰極電纜、導(dǎo)電銅板，脈沖電源的正極通過陽極電纜接導(dǎo)電平臺，工件夾具通過壓板和螺栓連接固定在導(dǎo)電平臺上實現(xiàn)陽極工件導(dǎo)電；脈沖電源的負極通過陰極電纜連接導(dǎo)電銅板固定在陰極系統(tǒng)平法蘭盤的焊接直角三通管的一側(cè)上，實現(xiàn)工具陰極片導(dǎo)電的連接；所述電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)包括電解液池、過濾器、輸液泵、三通閥、輸液管、壓力表，通過輸液泵經(jīng)過濾器將電解液輸送到工件夾具的進液口，經(jīng)底座緩沖腔進入工件和陰極片之間的間隙，通過陰極桿上的回液孔流出，經(jīng)出水口回液到電解液池；通過調(diào)節(jié)三通閥的開度可以調(diào)節(jié)輸入口的壓力和流量。

所述的上蓋和底座之間通過O型密封圈實現(xiàn)端面密封，所述陰極桿與上蓋內(nèi)腔之間通過Y型密封圈實現(xiàn)軸向密封，所述密封蓋和密封圈擋蓋通過六角頭螺釘固定在上蓋上。

所述的連接底座和上蓋的六角頭螺釘放置在O形密封圈的內(nèi)側(cè)，螺釘與上蓋之間加密封墊保證端面密封。

所述的電解液池中的電解液由與底座水平面成20度角的進液口進入底座緩沖腔，電解液流動均勻穩(wěn)定能在整個腔室內(nèi)循環(huán)且有一定的速度，充滿腔室后流經(jīng)工件和陰極片之間的加工間隙，由陰極桿上周向分布均勻的四個直徑為5mm的小孔進入中空的陰極桿，經(jīng)陰極桿上的回液管嘴回液。

所述的數(shù)控轉(zhuǎn)臺的軸心與陰極桿軸心的對心是通過平面法蘭與數(shù)控轉(zhuǎn)臺之間的定位棒實現(xiàn)，所述底座內(nèi)工件與陰極桿的對心通過工件中卡裝的對刀塊實現(xiàn)。

所述的內(nèi)斜微線段齒輪的電解加工裝置的加工方法，其特征在于：具體步驟如下：在加工前要先保證數(shù)控轉(zhuǎn)臺軸心、陰極桿軸心和工件軸心重合；首先通過定位棒定心將陰極系統(tǒng)平法蘭盤用螺栓連接固定到數(shù)控轉(zhuǎn)臺的端面上，保證數(shù)控轉(zhuǎn)臺的軸心與陰極桿的軸心對心，然后將對刀塊安裝在陰極桿上，將陰極桿向下進給，使對刀塊側(cè)面與陰極夾具底座內(nèi)工件的內(nèi)環(huán)面配合；此時固定陰極夾具底座的位置即可保證工件、陰極片和數(shù)控轉(zhuǎn)臺對心；