摘 要：本文主要介紹了如何用新火花線切割機床加工直齒輪的具體方法以及與傳統(tǒng)的金屬切削加工直齒輪的優(yōu)缺點對比。采用多次切割加工的方式，提高表面光潔度，以滿足直齒輪的表面粗糙度需求；采用更加合理的裝夾方式，本文采用橋式支撐方式，先加工內(nèi)孔后加工外形的加工工藝安排，來解決同心度的問題。

關(guān)鍵詞：線切割加工齒輪；autocad；多次切割

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.025

1 研究背景

目前工程訓練教學中的直齒輪加工多以插齒和銑齒為主要加工手段，其中銑齒屬于成形法，插齒屬于展成法。這兩種加工相比較展成法加工精度高，生產(chǎn)效率低，而且需要插齒機和相關(guān)配件，生產(chǎn)成本高。這兩種加工齒輪的方法都有一定的局限性，對于直齒輪內(nèi)徑和模數(shù)都有要求和需要相關(guān)配件，且加工鍵槽還需額外加工。因現(xiàn)在工程訓練教學中的用的直齒輪數(shù)量少，模數(shù)多，種類多，如果僅用這兩種加工方式不能解決所有的問題，于是本人就想到了用線切割加工直齒輪的辦法來解決這個問題。

2 研究的目標和方法

工程訓練的目的是讓學生在實際操作的過程中理論聯(lián)系實際，讓學生在學中做，做中學，用理論來推動實踐，用實踐來修正或補充理論。

因線切割加工直齒輪靈活，多變可加工任意模數(shù)標準直齒輪，對于工件的外形要求不高；還可以加工非圓的直齒輪。所以本文選擇線切割加工直齒輪。

3 研究的詳細過程及階段結(jié)果

問題一，直齒輪表面粗糙度。

齒輪分度圓上表面粗糙度代表齒面的粗糙程度，滾齒和刨齒的齒面粗糙程度一般在3.2um到1.6um之間，磨齒的齒面粗糙程度在1.6um以下。線切割加工直齒輪的時候可采用多次切割加工的方式，提高表面光潔度，完全滿足直齒輪的表面粗糙度需求。

解決辦法：促進多次切割加工對線切割的運用，剛開始，促進對較大電流的使用，促進粗加工的有利實行，然后，通過對小電流的運用，促使精修加工的完成，這樣有助于促進較好加工精度以及加工表面光滑度的上升。具體切割的次數(shù)根據(jù)工件、加工要求等來確定，一般進行三次切割就行。

（1）高速穩(wěn)定切割作為第一次切割任務(wù)。1）脈沖參數(shù)：通過對高峰值電流的合理選擇，促使對較長脈寬規(guī)準的運用，有助于大電流切割的實行，從而促使其切割速度的提升。2）對第一次切割來說，其偏離量必須在0.05～0.06mm中，一旦其偏離量過大，就會對第二次切割速度產(chǎn)生嚴重影響，一旦其偏離量過小，也很難促使第一次切割痕跡的合理消除。3）走絲方式：將高速走絲作為主要走絲方式，其基本速度在8～12m/s左右，和最大加工效率保持一致。

（2）精修是第二次切割的主要任務(wù)，有利于其加工尺寸精度的合理保持 。1）脈沖參數(shù)：中等規(guī)準作，第二次切割后的粗糙度在1.4～1.7um之間。2）精修，切割偏離量f一般在0.01～0.015mm就行。3）走絲方式：低速走絲是其主要走絲方式，一般其速度在4～6m/s左右，而且需要限制進給速度。

（3）拋磨修光在第三次切割任務(wù)中扮演著重要角色。1）脈沖參數(shù)：將最小脈寬作為主要修光原料，但是加工表面質(zhì)量會對其峰值電流的大小產(chǎn)生影響。2）對精修來說，其在電火花磨削中運用甚廣，所以加工量較小，一般在0.003～0.005mm就行。3）走絲方式：其走絲方式相比于第二次，顯得更為低速，有1～3m/s的速度，而且促進跟蹤進給速度能保持合理范圍，有利于平穩(wěn)進給。

（4）線徑補償：多次切割時的偏離量已考濾了放電間隙，故補償量僅為鉬絲半徑。

問題二，同心度問題。

同心度的問題是由于線切割的加工方式導(dǎo)致的，因為線切割不能一次性加工齒輪的外形和內(nèi)孔，需要有兩次切割，這就有可能導(dǎo)致內(nèi)孔和外形的同心度不高。

解決辦法：采用更加合理的裝夾方式，本文采用橋式支撐方式。采用先加工內(nèi)孔后加工外形的加工工藝安排，來解決同心度的問題。

4 工件裝夾方法

（1）懸臂支撐方式。有極強的通用性，便于裝夾。然而因為其工件處于單端壓緊，另一端懸空的狀態(tài)，所以工件底部很難和工作臺保持平行一致，因此很容易出現(xiàn)上仰或傾斜現(xiàn)象，這就使得切割面和工件上下平面處于垂直度不夠的狀態(tài)，其精度也不統(tǒng)一。所以在要求較低和懸臂不高的情況下運用甚廣。

（2）兩端支撐方式。其支撐具有穩(wěn)定性強的特點，由于其具有高平面定位精度，所以工件底面和切割面處于垂直良好狀態(tài)，但是其在較小零件上運用較少。

（3）橋式支撐方式。在雙端夾中促使對兩塊支撐墊鐵架的運用。其具有很強的通用性，便于裝夾，無論那種工件，都能實行裝夾。

（4）板式支撐方式裝夾。對這種方式來說，其將常用工件形狀以及尺寸作為主要運用原材料，通過對有通孔支撐板裝夾工件的合理運用，有助于其裝夾精度的提高，但其通用性相對較弱。

（5）復(fù)式支撐方式裝夾。促進橋式夾具和專用夾具的有效統(tǒng)一。其在裝夾上方便具體，在成批零件加工上運用甚廣，有助于工件的節(jié)省和電極絲相對位置的合理保持，更有助于工件加工一致性的形成。

5 結(jié)論

最初的線切割加工直齒輪的想法來自于光伏發(fā)電系統(tǒng)中某些非常規(guī)的直齒輪零件，這些直齒輪用傳統(tǒng)的金屬切削加工很難切削出來，因為這些直齒輪屬于模數(shù)小，齒數(shù)多，且不屬于常見的直齒輪。剛剛好本人在教線切割加工，就萌發(fā)了用線切割加工直齒輪的想法。

線切割加工直齒輪是可以很好的解決金屬切削加工齒輪面臨的問題，加工時間短，模數(shù)種類多，而且可以加工異形齒輪。

線切割加工直齒輪優(yōu)點是加工不接觸工件，對于工件的軟硬程度沒有要求，缺點是只能加工導(dǎo)電的材料，對于工件的材質(zhì)有要求。

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作者簡介：王宇（1984-），男，山西臨汾人，本科，初級，研究方向：數(shù)控制造。