本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種微線段線齒輪的線切割加工方法。

背景技術(shù)：

齒輪傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)中的一種重要的傳動(dòng)方式，在實(shí)際工程中應(yīng)用極其廣泛。微線段齒輪(專利號(hào)ZL2004100656163.3)具有比漸開(kāi)線齒輪更好的齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度，但是由于齒形齒廓不同于普通漸開(kāi)線齒廓，故不能用現(xiàn)有加工漸開(kāi)線齒輪的方法進(jìn)行加工。此外，通過(guò)設(shè)計(jì)專門(mén)的加工刀具和加工機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工，耗時(shí)耗力的同時(shí)也需花費(fèi)大量的加工費(fèi)用，大大的影響了前期設(shè)計(jì)工作，增加了微線段齒輪的研發(fā)周期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種加工過(guò)程簡(jiǎn)單，易于制造的微線段齒輪的線切割加工方法，以期能保證工件的加工質(zhì)量和尺寸精度，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，并提高工作效率。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明一種微線段齒輪的線切割加工方法的特點(diǎn)是按照如下步驟進(jìn)行：

步驟1、生成齒輪曲線

步驟1.1、根據(jù)不同的齒輪種類，設(shè)置不同的齒輪參數(shù)，并計(jì)算不同齒輪種類的齒廓曲線、齒根圓和齒頂圓；所述齒輪種類包括：帶孔外齒輪、內(nèi)齒圈和齒輪軸；

步驟1.2、利用相應(yīng)的齒根圓和齒頂圓對(duì)相應(yīng)齒輪種類的齒廓曲線進(jìn)行平滑過(guò)渡，從而得到相應(yīng)齒輪種類的齒輪曲線；

步驟2、根據(jù)不同的齒輪曲線和齒輪種類，確定相應(yīng)線切割的加工路線；

若所述齒輪種類為帶孔外齒輪，則所述加工路線為第一加工路線；

所述第一加工路線為：

先加工所述帶孔外齒輪的中心軸孔，再根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成一半的帶孔外齒輪；最后對(duì)另一半的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成完整的帶孔外齒輪；

若所述齒輪種類為內(nèi)齒圈，則所述加工路線為第二加工路線；

所述第二加工路線為：

先根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的內(nèi)齒圈的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成內(nèi)齒圈的一半內(nèi)齒形；再對(duì)內(nèi)齒圈的另一半內(nèi)齒形進(jìn)行粗、半精或精加工，最后，對(duì)內(nèi)齒圈的外廓進(jìn)行加工，從而形成完整的內(nèi)齒圈；

若所述齒輪種類為齒輪軸，則所述加工路線為第三加工路線；

所述第三加工路線為：

先根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的齒輪軸進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成一半的齒輪軸；再對(duì)另一半的齒輪軸進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成完整的齒輪軸；

步驟3、根據(jù)不同的齒輪種類和齒輪參數(shù)，對(duì)原料進(jìn)行加工形成相應(yīng)齒輪種類的胚料；

若所述齒輪種類為帶孔外齒輪，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)原料的厚度和大小進(jìn)行切割，形成帶孔外齒輪的初步塊料；然后在所述帶孔外齒輪的初步塊料的中心處和二等分線的兩端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成帶孔外齒輪的胚料；

若所述齒輪種類為內(nèi)齒圈，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)原料的厚度和大小進(jìn)行切割，形成內(nèi)齒圈的初步塊料；然后在所述內(nèi)齒圈的初步塊料的中心處和二等分線的一端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成內(nèi)齒圈的胚料；

若所述齒輪種類為齒輪軸，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)于原料進(jìn)行切割，形成齒輪軸的初步胚料，然后在所述初步胚料的二等分線的兩端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成齒輪軸的胚料；

步驟4、根據(jù)所述加工路線分別對(duì)所述相應(yīng)齒輪種類的胚料進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)齒輪的線切割加工操作。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)線切割的加工方法來(lái)加工具有特殊齒形的微線段齒輪，相比于通過(guò)設(shè)計(jì)加工滾刀，插刀等專用道具來(lái)加工微線段齒輪，所需的費(fèi)用將大大減少，在前期開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，可以通過(guò)本發(fā)明中所述的線切割加工方法，來(lái)縮減加工微線段齒輪的時(shí)間，且該方法利用現(xiàn)有的線切割機(jī)床，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于微線段齒輪這一特殊齒形齒輪的加工，無(wú)需另行設(shè)計(jì)制造微線段齒輪專用加工機(jī)床，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

2、通過(guò)本發(fā)明中的加工路線可保證在一次裝夾的情況下完成微線段齒輪的線切割粗，半精或精加工，避免了多次裝夾所產(chǎn)生的誤差，提高了加工精度。

3、通過(guò)本發(fā)明中的加工操作，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)分度夾具180°來(lái)先后完成微線段齒輪兩部分齒輪曲線的的加工，可以簡(jiǎn)化編程步驟，重復(fù)運(yùn)行加工代碼即可完成加工。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的微線段曲線示意圖；

圖2是現(xiàn)有分度夾具示意簡(jiǎn)圖；

圖3是本發(fā)明的外齒輪胚料示意圖；

圖4是本發(fā)明的內(nèi)齒圈胚料示意圖；

圖5是本發(fā)明的齒輪軸胚料示意圖；

圖6是本發(fā)明的外齒輪線切割加工示意簡(jiǎn)圖；

圖7是本發(fā)明的內(nèi)齒圈線切割加工示意簡(jiǎn)圖；

圖8是本發(fā)明的齒輪軸線切割加工示意簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中，一種如圖1所示的微線段齒輪的線切割加工方法是按照如下步驟進(jìn)行：

步驟1、生成齒輪曲線

步驟1.1、根據(jù)不同的齒輪種類，設(shè)置不同的齒輪參數(shù)，并根據(jù)微線段齒輪(專利號(hào)ZL2004100656163.3)的原理計(jì)算不同齒輪種類的齒廓曲線、齒根圓和齒頂圓；齒輪種類包括：帶孔外齒輪、內(nèi)齒圈和齒輪軸；

步驟1.2、利用相應(yīng)的齒根圓和齒頂圓對(duì)相應(yīng)齒輪種類的齒廓曲線進(jìn)行平滑過(guò)渡，從而得到相應(yīng)齒輪種類的齒輪曲線；

步驟2、根據(jù)不同的齒輪曲線和齒輪種類，確定相應(yīng)線切割的加工路線；

若齒輪種類為帶孔外齒輪，則加工路線為第一加工路線；

該第一加工路線為：

先加工帶孔外齒輪的中心軸孔，再根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成一半的帶孔外齒輪；最后對(duì)另一半的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成完整的帶孔外齒輪；

若齒輪種類為內(nèi)齒圈，則加工路線為第二加工路線；

該第二加工路線為：

先根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的內(nèi)齒圈的齒輪曲線進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成內(nèi)齒圈的一半內(nèi)齒形；再對(duì)內(nèi)齒圈的另一半內(nèi)齒形進(jìn)行粗、半精或精加工，最后，對(duì)內(nèi)齒圈的外廓進(jìn)行加工，從而形成完整的內(nèi)齒圈；

若齒輪種類為齒輪軸，則加工路線為第三加工路線；

該第三加工路線為：

先根據(jù)不同的加工精度要求和相應(yīng)的齒輪曲線，分別對(duì)一半的齒輪軸進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成一半的齒輪軸；再對(duì)另一半的齒輪軸進(jìn)行粗、半精或精加工，從而形成完整的齒輪軸；

步驟3、根據(jù)不同的齒輪種類和齒輪參數(shù)，對(duì)原料進(jìn)行加工形成相應(yīng)齒輪種類的胚料；

若齒輪種類為帶孔外齒輪，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)原料的厚度和大小進(jìn)行切割，形成帶孔外齒輪的初步塊料；然后在所述帶孔外齒輪的初步塊料的中心處和二等分線的兩端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成如圖3所示的帶孔外齒輪的胚料；

若齒輪種類為內(nèi)齒圈，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)原料的厚度和大小進(jìn)行切割，形成內(nèi)齒圈的初步塊料；然后在所述內(nèi)齒圈的初步塊料的中心處和二等分線的一端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成如圖4所示的內(nèi)齒圈的胚料；

若齒輪種類為齒輪軸，則根據(jù)相應(yīng)的齒輪參數(shù)，對(duì)于原料進(jìn)行切割，形成齒輪軸的初步胚料，然后在所述初步胚料的二等分線的兩端邊緣處分別預(yù)留穿絲孔，從而形成如圖5所示的齒輪軸的胚料；

步驟4、根據(jù)加工路線分別對(duì)所述相應(yīng)齒輪種類的胚料進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)齒輪的線切割加工操作；

步驟4.1線切割程序編程：將生成、修整好的齒輪曲線導(dǎo)入專用線切割軟件，根據(jù)所得到的齒輪曲線對(duì)曲線一半進(jìn)行編程，生成加工代碼；

步驟4.2將齒輪胚料裝夾在如圖2所示線切割分度夾具上使胚料中心與夾具中心重合，再將夾具安裝在線切割機(jī)床上。

①對(duì)于帶孔外齒輪，先將金屬切削絲穿過(guò)齒輪中心處的穿絲孔使其與夾具回轉(zhuǎn)中心線平行如圖6所示，完成齒輪孔的加工，然后將金屬切削絲穿過(guò)胚料其中一個(gè)二等分線兩端邊緣處的穿絲孔，對(duì)一半齒廓進(jìn)行粗、半精或精加工，再旋轉(zhuǎn)分度夾具180°將金屬切削絲穿過(guò)另一二等分線上的穿絲孔，重走一遍齒輪曲線程序?qū)α硪话脒M(jìn)行加工，至此完成帶孔外齒輪的線切割加工。

②對(duì)于內(nèi)齒圈，將金屬切削絲穿過(guò)胚料中心處的穿絲孔使其與夾具回轉(zhuǎn)中心線平行如圖7所示，完成內(nèi)齒廓的粗、半精或精加工，再將金屬絲穿過(guò)胚料二等分線一端邊緣處預(yù)留的穿絲孔將齒圈從胚料上切削下來(lái)。

③對(duì)于齒輪軸，先將金屬切削絲穿過(guò)胚料其中一個(gè)二等分線兩端邊緣處的穿絲孔使其與夾具回轉(zhuǎn)中心線平行如圖8所示，對(duì)一半齒廓進(jìn)行粗、半精或精加工，再旋轉(zhuǎn)分度夾具180°將金屬切削絲穿過(guò)另一二等分線上的穿絲孔，重走一遍齒輪曲線程序?qū)α硪话脒M(jìn)行加工，完成齒輪軸的線切割加工。