[发明专利]高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法及加工装置

说明书

高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法及加工装置，属于电解加工技术领域。以阴极作为刀具，应用展成对滚运动电解法电解加工面齿轮,将阴极廓形设计为圆柱齿轮廓形，模拟面齿轮与圆柱齿轮啮合对滚运动，面齿轮电解过程中，通过控制工艺参数去除面齿轮毛坯大部分余量。设计阴极系统，展成法阴极系统包括阴极刀具和组合式绝缘刀柄。电解过程中，电流通过导电滑环正向导入阴极工具，在逆向由于受绝缘环的影响不通电，杜绝杂散电流漏电对主轴系统造成的影响。导线连接到旋转部件上，在阳极工装上安装电滑环装置。高质高效电解加工以提高后续精加工的精度和效率。对提高国内高速高动力航空驱动系统关键部件面齿轮的加工精度和效率具有重要意义。

技术领域

本发明属于电解加工技术领域，尤其是涉及为后续面齿轮的精加工做准备的一种高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法及加工装置。

背景技术

面齿轮由于承载能力高、传动平稳、工作噪声低等优点,在能源装备、交通运输、工程机械，以及在航空发动机主减速器及直升机传动系统应用广泛。传统的面齿轮加工方法包括插齿、滚齿和磨齿加工，而插齿和滚齿作为面齿轮常用的粗加工工艺方法，模拟的是刀具和面齿轮的展成运动。但是对于高硬度难加工材料以及结构特殊面齿轮的插削加工，存在加工效率低、刀具磨损严重、加工成本高、加工过程切屑不易控制、出现“粘刀”现象或形成积屑瘤等问题，降低工件表面质量，引起工件变形，难以保证工件的尺寸精度。

而电解加工具有加工质量好、加工效率高的优点，其加工是根据电化学阳极溶解原理，作为阳极的工件表面金属发生氧化反应失去电子，成为游离态离子进入电解液，从而将表面金属去除的加工方法。电解加工中阴极相当于“刀具”，阴极和工装系统根据被加工工件的特点而专门设计，借助于电源系统、中压电解液循环系统，在工艺系统中实现电化学反应，完成工件粗加工成形。电解加工的阴极和工件阳极之间不直接接触，而是具有一定的间隙。虽然电解加工存在上述优点，但也存在着杂散腐蚀、尺寸精度不易控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述杂散腐蚀、尺寸精度不易控制等问题，提供可实现高硬度、难加工面齿轮的精密、高效、低成本电解加工的一种高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法。

本发明的第二目的在于提供一种高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除加工装置。

所述高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法，具体步骤如下：

以阴极作为刀具，应用展成对滚运动电解法电解加工面齿轮,将阴极廓形设计为圆柱齿轮廓形，模拟面齿轮与圆柱齿轮啮合对滚运动，面齿轮电解过程中，通过试验获取工艺参数，通过控制工艺参数去除面齿轮毛坯大部分余量，所述工艺参数包括电解液成份、浓度、温度、送进速度、工作电压、电解液压力等。

所述应用展成对滚运动电解法电解加工面齿轮的具体步骤为：阴极刀具与面齿轮毛坯的转动速度比值为圆柱齿轮与面齿轮的传动比，阴极工具沿电解机床轴向运动到一定进给深度，电极与工件间作展成运动，完成此进给深度的展成电解加工；然后，阴极工具沿电解机床轴向运动相同进给深度，同理，多步轴向进给，完成面齿轮的展成电解加工；阴极按照与留有精加工余量的面齿轮相啮合的齿轮进行设计，阴极的分度圆直径为0.8×圆柱齿轮齿数×圆柱齿轮模数m，阴极表面与工件之间保持一定的加工间隙，所述一定的加工间隙为0.2mm左右电解间隙+精加工余量0.2～0.3mm。

所述通过试验获取工艺参数，具体为通过对工艺参数的先后及主次区别，结合试验研究有关工艺参数对加工特性的影响，制定电解液成份-浓度-温度-送进速度-工作电压-电解液压力的工艺参数。

高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除加工装置，包括展成法电解机床和电解工作台；

所述展成法电解机床包括：Z轴滑座、B轴尾座、Y轴导轨、3R夹具、机座立柱、电解床身；Y轴为阴极刀具运动轴，B轴为工件旋转轴，C轴为阴极刀具旋转轴；