[发明专利]基于双峰脉冲电流电化学复合机械的分齿式齿轮齿面光整加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面加工技术，特别是金属齿轮的精密镜面光整加工技术领域。

背景技术

齿轮制造业是工业化的重要标志，在工业化国家中通常是国民经济的基础行业之一。由于齿轮具有传动比精确、传动比变化范围大、圆周速度变化范围大、传动功率大、效率高、使用寿命长、以及结构紧凑等优点，目前已成为制造业中多种机器的核心传动元件，广泛应用于机床、汽车、摩托车、特种车辆、机车、船舶、冶金机械、矿山机械、工程机械、农业机械、电梯、轻工机械、通用机械、航空航天设备等事关国计民生的各行各业。

我国在齿轮制造技术、工艺水平和产品质量上，与发达国家相比还存在比较明显的差距。国产齿轮与国外齿轮质量差距主要表现为：精度偏低、齿面粗糙度值偏高；而在使用性能上主要表现为：寿命普遍偏低、噪音较大、承载系数小，疲劳寿命低。由于近10年数控磨齿机的快速发展以及在齿轮制造企业不同程度的装备，齿轮的加工精度在技术上已经不是问题，解决齿轮齿面的粗糙度问题成为目前的主要方向。

按原理的不同，目前通用的齿轮的精加工及光整加工方法可分为以下几类：

（1）剃齿：剃齿是我国许多齿轮制造企业采用的一种齿轮精加工工艺，一般只适用于软齿面齿轮的精加工，热处理后齿面的变形将降低齿轮的加工精度，且剃齿加工中的积屑瘤现象严重，最终得到的齿面质量较差，经济粗糙度一般在Ra0.8μm~1.6μm之间。

（2）珩齿：珩齿按工具与工件啮合方式的不同可分为外啮合珩齿、内啮合珩齿及蜗杆珩齿工艺三种，较之外啮合珩齿及蜗杆珩齿，内啮合珩齿可得到较高的齿形和齿距精度，但国内内啮合珩齿及其配套技术还不完善，加工机床及相关设备基本上还需要进口，因而其在国内应用还比较少；珩齿能获得比磨齿低一点的齿面经济粗糙度，一般在Ra0.8μm~0.4μm之间，但是在加工过程中珩轮要经常修整，加工质量在很大程度上依赖于操作者的经验，生产质量不稳定。

（3）磨齿工艺：磨齿是当前最广泛的的齿轮精密加工工艺，按加工原理，可分为成形磨和展成磨。成形磨由于具有高效率的优势，正成为磨齿工艺发展的主流方向。磨齿可以得到比较高的加工精度，但是齿面质量并不能达到很高要求，目前磨齿齿面经济粗糙度一般在Ra0.8μm~0.4μm之间，并且磨削过程中容易发生烧伤现象，对表面质量常常产生不利影响。此外，磨齿机的价格昂贵，动辄几百万甚至上千万，对操作者的技术水平具有一定要求，加工成本高。

（4）电化学复合珩齿：使用恒流的直流电流（如图1所示），被加工工件表面在电化学作用下处于钝化状态（图2的CD段），与机械作用配合通过钝化-活化-溶解的循环进行抛光，对机械作用依赖程度高。

（5）脉冲电化学复合珩齿：使用离散的单峰脉冲电流（如图3所示），被加工表面在电化学作用下处于钝化状态（图2的CD段），虽然脉冲电流具有对流场改善的作用，但是由于是不连续的单峰脉冲电流作用，光整加工效率并不高。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能克服现有技术以上缺陷，能提供快速精密镜面抛光的基于双峰脉冲电流电化学复合机械的分齿式齿轮齿面光整加工方法。

本发明技术方案是：将金属齿轮接脉冲电源的正极，在所述脉冲电源负极接阴极导电体，在所述金属齿轮和阴极导电体之间通以中性电解液，在金属齿轮的一侧浮动地设置抛光工具，所述脉冲电源的脉冲频率为5000 Hz～7000Hz；其特征在于：所述脉冲电源在每个脉冲周期输出两个脉冲峰值，阴极导电体沿所述金属齿轮的齿面做往复运动，抛光工具在自转的同时还沿金属齿的轮齿面做往复运动；每加工所述金属齿轮的一个齿面后，阴极导电体和抛光工具分别相对远离所述金属齿轮，待金属齿轮转过一个齿形后，阴极导电体和抛光工具分别再向所述金属齿轮靠拢，再进行后一个齿面的加工。