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

背景技術(shù)：

齒輪傳動作為機(jī)械傳動中的一種重要的傳動方式，在實際工程中應(yīng)用極其廣泛。微線段齒輪(專利號ZL2004100656163.3)具有比漸開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線齒廓，故不能用現(xiàn)有加工漸開線齒輪的方法進(jìn)行加工。此外，通過設(shè)計專門的加工刀具和加工機(jī)床來進(jìn)行加工，耗時耗力的同時也需花費(fèi)大量的加工費(fèi)用，大大的影響了前期設(shè)計工作，增加了微線段齒輪的研發(fā)周期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種加工過程簡單，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，同時降低生產(chǎn)成本，縮短開發(fā)周期，并提高工作效率。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(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相應(yīng)齒輪種類的齒廓曲線進(jìn)行平滑過渡，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所述相應(yīng)齒輪種類的胚料進(jìn)行加工，從而實現(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)明通過線切割的加工方法來加工具有特殊齒形的微線段齒輪，相比于通過設(shè)計加工滾刀，插刀等專用道具來加工微線段齒輪，所需的費(fèi)用將大大減少，在前期開發(fā)設(shè)計階段，可以通過本發(fā)明中所述的線切割加工方法，來縮減加工微線段齒輪的時間，且該方法利用現(xiàn)有的線切割機(jī)床，可實現(xiàn)對于微線段齒輪這一特殊齒形齒輪的加工，無需另行設(shè)計制造微線段齒輪專用加工機(jī)床，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了開發(fā)周期。

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

附圖說明

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圖；

圖7是本發(fā)明的內(nèi)齒圈線切割加工示意簡圖；

圖8是本發(fā)明的齒輪軸線切割加工示意簡圖。

具體實施方式

本實施例中，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ZL2004100656163.3)的原理計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相應(yīng)齒輪種類的齒廓曲線進(jìn)行平滑過渡，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)加工路線分別對所述相應(yīng)齒輪種類的胚料進(jìn)行加工，從而實現(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對于帶孔外齒輪，先將金屬切削絲穿過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胚料其中一個二等分線兩端邊緣處的穿絲孔，對一半齒廓進(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對于內(nèi)齒圈，將金屬切削絲穿過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。

③對于齒輪軸，先將金屬切削絲穿過胚料其中一個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。