馬曉欣，王新明，劉麗娟，張海東

（河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000）

利用數(shù)控電火花線切割機(jī)床和車床加工帶凸臺(tái)齒輪的工藝分析

馬曉欣，王新明，劉麗娟，張海東

（河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000）

無(wú)碳小車是大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽的一個(gè)常規(guī)比賽項(xiàng)目，通過(guò)將制定重塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，其中間傳動(dòng)多采用齒輪傳動(dòng)。數(shù)控電火花線切割機(jī)床和車床廣泛應(yīng)用于大學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)，指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)齒輪和制定相應(yīng)加工工藝對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力有重要意義。為此，文章提出一種針對(duì)大學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)中帶凸臺(tái)齒輪的數(shù)控電火花線切割機(jī)床和車床的加工工藝。

齒輪；電火花線切割；車床；加工工藝

在大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽中，需要制作一種無(wú)碳小車，小車設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角α=20°，齒形為標(biāo)準(zhǔn)的漸開(kāi)線齒形。根據(jù)河北建筑工程學(xué)院的工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有設(shè)備情況，選擇使用數(shù)控電火花線切割機(jī)床和車床配合來(lái)加工齒輪。數(shù)控電火花線切割機(jī)床加工出齒輪的外形輪廓，車床加工出齒輪的凸臺(tái)和中心孔。齒輪的分度圓和齒輪孔的同軸度要求是比較嚴(yán)格的，使用數(shù)控電火花線切割機(jī)床可以加工齒輪的齒形和齒輪的內(nèi)孔，并可以加工出鍵槽，考慮和齒輪配合的軸的直徑尺寸比較小，只有直徑4mm，軸上加工鍵槽難度大。故使用數(shù)控電火花線切割機(jī)床只加工齒輪的齒形，不加工內(nèi)孔和鍵槽，內(nèi)孔通過(guò)車床鉆出，齒輪在圓周方向上的定位采用緊定螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。

以圖1所示齒輪為例，以下是圖1所示齒輪的加工工藝：

圖1 齒輪的加工工藝

（1）使用φ30mm的6061鋁材作為毛坯料，車削出圖2形狀和尺寸。大于齒輪齒頂圓尺寸的部分，為數(shù)控電火花線切割加工時(shí)壓板對(duì)工件進(jìn)行壓緊用。凸臺(tái)部分的尺寸大于零件的凸臺(tái)尺寸，是為了保證加工時(shí)彌補(bǔ)數(shù)控電火花線切割加工后齒輪齒頂圓中心和凸臺(tái)中心的偏心距離。凸臺(tái)外圓尺寸小于零件的毛坯直徑，可以減少后續(xù)的加工量。如圖2所示。

圖2 毛坯料的形狀和尺寸

（2）將圖2形狀和尺寸的毛坯料，使用壓板壓在數(shù)控電火花線切割機(jī)床上，通過(guò)找正使毛坯料的中心作為線切割加工齒輪的中心，然后加工出齒輪。加工后如圖3所示。

圖3 加工后的毛坯料的形狀和尺寸

（3）將圖3的齒輪裝在車床上，用三爪卡盤卡緊，卡緊部分為有齒廓的左側(cè)部分，保證圖1齒輪的齒廓厚度不被卡到，即只卡多出齒厚部分的齒廓。將齒輪端面找正后卡緊，車削凸臺(tái)的外圓至圖4中凸臺(tái)外圓的尺寸。然后在中心處打上φ4mm的通孔。加工后如圖4所示。

圖4 齒輪外圓尺寸

（4）將零件掉過(guò)頭來(lái)，卡在三爪卡盤上，即卡緊凸臺(tái)，將多余厚度的齒輪切去。加工后如圖5所示。

（5）最后在鉆床上鉆出凸臺(tái)上的緊定螺釘孔，然后進(jìn)行攻絲加工出M4內(nèi)螺紋。加工后如圖1所示。

圖5 加工后的齒輪

通過(guò)此工藝，加工了幾對(duì)齒輪，用于無(wú)碳小車的動(dòng)力傳遞，取得了不錯(cuò)的效果，既滿足了無(wú)碳小車的傳動(dòng)要求，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，同時(shí)也節(jié)省了無(wú)碳小車的加工費(fèi)用。

Process Analysis of W orking w ith Boss Gear w ith CNC WEDM M achine Tool and Lathe

MA Xiao-xi，WANG Xin-m ing，LIU Li-juan，ZHANG Hai-dong
（Hebei Architecture Engineering College，Zhangjiakou，Hebei 075000，China）

Thenon-carbon car isa routine competition projectofcollege students'engineering training comprehensive ability competition.By converting the gravity potential energy of the heavy block into the kinetic energy of the car，the intermediate transmission adopts gear transmission.CNCWEDM machine tools and lathes are widely used in college engineering training，which is important forguiding students to design theirown gear and the developmentof the corresponding processing technology to cultivate students innovative ability and practicalability.To thisend，the paperpresentsa kind ofprocessing technology forCNC WEDMmachineand lathewith convex gear in collegeengineering training.

gear；WEDM；lathe；processing technology

TG661

A

2095-980X（2017）05-0121-01

2017-04-30

馬曉欣，主要研究方向：數(shù)控技術(shù)。