电火花加工小模数内齿轮时工具电极齿形的设计与制造

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第３６卷Ｎｏ８　４３　电火花加．Ｔ　ｄｘ模数内齿轮时工具　电极齿形的设计与制造　张维坤　云南北方光学电子集团有限公司　对于有较高硬度要求的内齿轮（特别是小模数　寸所占比例过大。因此，为加工出符合国标基准齿　内齿轮），其齿形用一般切齿方法很难加工，不仅刀　形的齿轮，必须设计专用滚刀来加工工具电极，这种　具易磨损．且被切齿槽往往产生“撕啃”现象而使齿　专用滚刀的设计是在标准滚刀基础上对一些齿形几　形误差剧增，难以达到设计要求。如采用性能较好　何参数进行修正。首先确定工具电极的有关齿形几　的电火花加工机床来实施小模数内齿轮的电火花加　何参数：　工，则加工效果将好得多。本文拟对电火花加工时　工具电极的齿顶高为　工具电极齿部尺寸的设计、加工和测量等作一简单　｜Ｉｌ　＝ｈｇ一△＝（１．＋ｃ）ｍ一△　（５）　介绍。　工具电极的齿根高为　１工具电极齿形的设计　ｈ踞＝ｈａ＋△＝ｍ＋△　（６）　工具电极的分度圆弧齿厚为　根据电火花加工原理，放电间隙确定后，被加工　Ｓ　＝ｓ，一　＝　一　（６）　齿轮的齿形将按工具电极的齿形放大切割出来。由　于放电间隙的大小决定着生产率和制造成本，因此　式中　被加工齿轮的齿根高　放电间隙不可能太小。在小批量生产时，放电间隙　ｄ——被加工齿轮的齿顶高　多选０．１～Ｏ．２ｍｍ。这样大的放电间隙对被加工齿　｜ｓ广一被加工齿轮的分度圆弧齿厚　轮的顶圆、根圆和分度圆齿厚的加工精度将产生不　Ｃ——被加工齿轮的径向间隙系数　同程度的影响。如果将通过工具电极齿廓上任意一　ｍ——被加工齿轮模数　点法线方向上的放电间隙设为法向间隙，则在分度　根据式（５）、（６）、（７），即可对应确定专用滚刀的　圆上对称分布的单面法向、周向和径向间隙可分别　特定齿形几何参数：　近似表达为　滚刀齿顶高为　Ｃ　＝△　（１）　ｈａ　ｈ踞＝ｍ＋△　（８）　Ｃ，－　＝　（２）　滚刀齿根高为　ｈｇ　：ｈｇａ＝（１＋ｃ）ｍ—Ａ　（９）　ｃ　＝　＝　（３）　滚刀分度圆弧齿厚为　式中　Ｃ　——法向单面间隙　Ｓ　＝Ｓｆ＋　２Ｃ．＝　＋　＝．ｓｇｆ＋　（１０）　△——放电间隙　专用滚刀的其它齿形几何参数仍按标准滚刀设　Ｃ　——周向单面间隙　计方法设计，但应注意，按式（８）、（９）、（１０）设计出的　Ｃ　——径向间隙　滚刀已属顶切滚刀（全齿型切削滚刀）。于是，即可　ａ——分度圆压力角　得到工具电极齿部各直径尺寸：　Ｃ：表示齿厚减薄量之半；Ｃ　表示齿轮理论分　工具电极的齿顶圆直径为　度圆上的点对应的ｙ向移动量。由于Ｃ　》Ｃ：，因此　ｄ　＝ｄ　＋２＾　＝，　＋２［（１＋ｃ），ｎ一△］　（１１）　使用标准齿轮滚刀对工具电极进行切削加工时，将　工具电极的齿根圆直径为　会对工具电极的齿部产生过切，就齿顶高而言，其过　ｄ璐＝ｄ　一２ｈ璐＝，　一２（，ｎ＋△）　（１２）　切量为　工具电极的分度圆直径为　８ｈｄ＝Ｃ　一ｈ；　（４）　ｄ　＝ｄｆ＝，　（１３）　式中　ｉ——滚刀齿根高　式中　ｄ广一被加工齿轮分度圆直径　对于小模数齿轮而言，该过切量相对于齿高尺　下面通过实例说明上述各式的应用结果。已知　维普资讯 http://www.cqvip.com 工具技术　被加工内齿轮的齿部几何参数为：ｍ＝０．５ｍｍ，ｚ＝　３６０，Ｏ／＝２０。，Ｃ＝０．３５，Ｃ　＝Ａ＝０．１５。根据式（５）、　（６）、（７）可得　＾一＝（１＋０．３５）×０．５—０．１５＝０．５２５ｍｍ　ｈ皤＝Ｏ．５＋０．１５＝Ｏ．６５ｒａｍ　Ｓ　：　一２　一　：Ｏ．４６６ｍｍ　ｃｏｓ２０￣一　‘　ｖ一　丽．ＩＪ＝Ｏ・８７７　如通过测量公法线长度来控制齿厚尺寸，则公　法线理论长度为　Ｗ＝Ｏ．５［２．９５２１（４１一Ｏ．５）＋Ｏ．０１４ｚ＋Ｏ．６８４（一Ｏ．８７７）］　＝６２．００ｌ　ｒｎｒｎ　式中，跨测齿数／１，＝４１。　根据式（１１）、（１２）、（１３）可得　ｄｓｄ＝Ｏ．５×３６０＋２［（１＋Ｏ．３５）×Ｏ．５—０．１５］＝ｌ８１．０５ｍｍ　ｄ皤＝Ｏ．５×３６０—２（０．５＋０．１５）＝１７９．７ｍｍ　如首选　值控制齿厚尺寸，则　Ｍ＝Ｄ　＋ｄｐ＝ｄ　ｌ８０　＝＋１．３０２　＋１．３０２＝ｌ８１．７９４ｍｍ　ｃｏｓ２　０ｏ　ｄ　＝Ｏ．５×３６０＝１８０ｍｍ　根据式（８）、（９）、（１０）可得专用滚刀的特定齿形　式中　ａ　——测针接触点压力角（ａ　计算过程略）　ｄ．　一测针直径　当所选测针直径为　Ｏ．８６６ｍｍ及　１．００８ｍｍ时，　参数为　ｈｄ　＝０．５＋０．１５＝０．６５ｍｍ　ｈｇ　＝（１＋Ｏ．３５）×Ｏ．５—０．１５＝ｏ．５２５ｍｍ　Ｓｆｐ　０．４６６＋　＝１．１０５ｍｍ　经计算其　值均小于齿顶圆直径，因此选用测针直　径　１．３０２ｍｍ。当然，亦可自制适当直径的非标准测　针进行测量。　用专用滚刀加工工具电极时，当无须顶切时，可　在制作齿轮毛坯时将工具电极齿顶圆直接切至图纸　尺寸要求（不留顶切量）。　由于存在各种工艺因素的变化以及工具电极的　工作损耗，加工时应对被加工内齿轮的齿部形状及　尺寸进行不断监控和测量。　综上所述，电火花加工内齿轮时，常用专用滚刀　２工具电极齿形的加工与测量　工具电极的制造精度等级和表面粗糙度至少应　比被加工齿轮的相应精度要求高一级，而滚刀精度　则应按工具电极确定的精度等级进行设计制造。　显然，工具电极的分度圆齿厚已被压缩了。加　工时，为了控制分度圆齿厚尺寸，可将工具电极视为　一加工工具电极，而滚刀和电极的有关几何尺寸参数　可按式（１）一（１４）计算得出。那么，能否用标准滚刀　加工出工具电极，然后电火花加工出内齿轮，再用专　用滚刀加工出外齿轮与之啮合呢？这从理论上是可　行的，但此时加工出的内齿轮从齿形到直径的变化　均已非标准化了，因此从设计和工艺角度考虑，这种　方法加工难度大且不经济，因此并不可取。　作者：张维坤，云南北方光学电子集团有限公司，６５０１１４　昆明市３００号信箱４８分箱　编辑：益科　个负变位齿轮，其变位系数可由式（３）导出：因为　Ｃ　＝一枷，所以一枷＝Ａ／ｓｉｎａ，故有　：一—　（１４）　，　ｓｌｎ口　从上节所举实例可得　未来５—１Ｏ年中国汽车业将重点　发展高效发动机等技术　据国家经贸委网站（～．８ｅｔｃ．ｇｏｖ．ｃａ）刊登的国家产　今年前五个月中国机械业经济运行情况良好　据机械工业联合会信息中心公布的数据显示，今年１～　５月中国机械工业完成总产值６７１７．３亿元人民币，较上年同　期增长ｌ８．８４％，产品产销率为９６．４８％。据统计，完成工业　增加值２２６．８３亿元，较上年同期增长１５．７３％，高于全国工　业增加值增速４．１３个百分点；实现产品销售收入６０９３．８亿　元，比上年同期增长１８．８９％。由此不难判断，中国机械工业　的生产和销售在今年上半年会以较高的速度增长，而且增速　呈愈来愈快的态势。１—５月中国机械工业总汇统计的３ｏ，　４４５家企业实现利润２６７．６亿元，同比增长３３．４９％。其中有　亏损企业８，６０７家，占企业数目的２８．２７％，亏损额为１０４．８　亿元。　业技术政策称，未来５—１０年，中国将重点发展高效发动　机和轿车车身开发技术、汽车排放控制技术和轿车关键零　部件技术　该政策指出，汽车工业将是中国新的经济增长　点，中国要重点发展多轴重载汽车，研究开发智能、洁净、　安全和节能型汽车。为贯彻落实“十五”（２００１～２００５年）　计划纲要，国家经贸委、财政部、科技部和国家税务总局　联合发布了国家产业技术政策。该政策包括工业、农业和　国防工业的技术政策纲要，明确了中国产业技术发展的战　略目标和重点。