專(zhuān)利名稱(chēng)：一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法及裝置，屬于電解加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
內(nèi)齒輪是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中重要的聯(lián)接構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、運(yùn)輸、航空航天、化工、冶金等工程領(lǐng)域，例如汽車(chē)變速箱、行星齒輪系、機(jī)床傳動(dòng)裝置、機(jī)械增壓器等。內(nèi)齒輪的加工精度、質(zhì)量、效率也直接影響到機(jī)器的工作性能、使用壽命和制造成本。傳統(tǒng)工藝中，內(nèi)齒輪的加工通常安排在熱處理之后，作為最終加工，而熱處理后的工件硬度較高，強(qiáng)度較大。若采用拉削工藝加工，刀具磨損很快，通常一把價(jià)值數(shù)萬(wàn)元的拉刀的使用壽命僅有幾十次；若采用數(shù)控銑削工藝加工，不僅加工成本較高，而且加工得到的·工件表面會(huì)有難以去除的飛邊、毛刺。本發(fā)明針對(duì)的加工對(duì)象是難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪，其毛坯材料多為高溫合金、不銹鋼、鈦合金、硬質(zhì)合金等，若采用傳統(tǒng)的切削加工工藝，加工過(guò)程中切削力大、切削溫度高、加工硬化嚴(yán)重，進(jìn)而刀具磨損嚴(yán)重；產(chǎn)生的切屑不易控制，容易出現(xiàn)“粘刀”現(xiàn)象或形成積屑瘤，使工件表面光潔度下降；材料線(xiàn)膨脹系數(shù)較大，工件易變形，尺寸精度也難以保證。并且，小模數(shù)的內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)屬于內(nèi)型面難加工結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)加工工藝也難以勝任其加工。電解加工是基于電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理，借助于工具陰極，將工件按一定形狀和尺寸加工成形的一種工藝方法，適用于難切削金屬材料、復(fù)雜形狀零件的加工。相對(duì)于其他方法，電解加工工藝在加工內(nèi)齒輪方面有以下優(yōu)點(diǎn)1.工具陰極無(wú)損耗；2.生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度?。?.加工表面質(zhì)量高、無(wú)應(yīng)力、無(wú)熱影響區(qū)；4.不受材料力學(xué)、機(jī)械性能限制；5.工具陰極的制造工藝簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)、費(fèi)用低，數(shù)百元的工具陰極代替一組數(shù)萬(wàn)元的拉刀，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。但電解加工本身也存在著一些缺點(diǎn)，如穩(wěn)定流場(chǎng)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；成形過(guò)程中工具陰極和工件之間電場(chǎng)的變化規(guī)律較為復(fù)雜；陰極設(shè)計(jì)雖然較為困難，設(shè)計(jì)周期偏長(zhǎng)，但一旦試制成功，在正常條件下，陰極可永久使用。因此，將電解加工技術(shù)應(yīng)用于難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的加工，具有重要的工程意義。

發(fā)明內(nèi)容
I、發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法及裝置，實(shí)現(xiàn)難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的精密、高效、低成本電解加工。2、技術(shù)方案
一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法，其特征在于
(a)采用一種上下異形結(jié)構(gòu)的工具陰極，對(duì)已有預(yù)孔的工件進(jìn)行軸向快速送進(jìn)加工，工件齒形依靠工具陰極側(cè)面基于電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理加工成形；其中工具陰極的小端端面為圓形，與工件預(yù)孔之間的間隙即為初始加工間隙，可保證流場(chǎng)穩(wěn)定；工具陰極的大端為陰極齒，用以保證工件內(nèi)齒輪的最終齒形；工具陰極的小端到大端之間的部分由圓形平穩(wěn)過(guò)渡至陰極齒形；
(b)采用正向流動(dòng)加背壓的電解液流動(dòng)方式，電解液自陰極系統(tǒng)的中空通道流入，進(jìn)而充滿(mǎn)裝有工件的有機(jī)玻璃腔體，再?gòu)墓ぞ哧帢O和工件之間的間隙流出。所述工具陰極大端陰極齒齒高h(yuǎn)與工具陰極的整體厚度H的尺寸關(guān)系為H=5 8h ；
所述的工具陰極小端和大端陰極齒齒頂連線(xiàn)與其軸線(xiàn)的夾角α為5° 30° ;
所述的工具陰極大端陰極齒齒形與工件內(nèi)齒輪齒形的間隙δ=μ △，初始間隙Δ =0. I O. 3mm ;
其中μ為間隙修正正系數(shù)， 當(dāng)計(jì)算陰極大端的齒頂間隙時(shí)，間隙修正系數(shù)μ =0.9 I. O ;
當(dāng)計(jì)算陰極大端的齒根間隙時(shí)，間隙修正系數(shù)μ =1. I I. 2 ;當(dāng)計(jì)算陰極大端的側(cè)面間隙時(shí)，陰極齒形自上而下的間隙修正系數(shù)μ從O. 8到I. 5之間連續(xù)遞增。工件預(yù)孔到工件內(nèi)齒輪齒頂圓的單邊余量為ζ (2ha*+c*)m，其中，ζ為修正系數(shù)，取值O. 15 O. 22 ;ha*為工件內(nèi)齒輪的齒頂高系數(shù)，c*為其頂隙系數(shù),m為其模數(shù)。所述的背壓有兩種調(diào)節(jié)方式
Ca)調(diào)節(jié)有機(jī)玻璃腔體上所接節(jié)流閥的閥口開(kāi)度，屬于精調(diào)；
(b )通過(guò)調(diào)節(jié)密封裝置的密封程度以調(diào)節(jié)背壓，屬于粗調(diào)。本發(fā)明的電解加工裝置，包括脈沖電源、電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、加工機(jī)床控制系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、工件、工件夾具、密封部分、工作箱、工作臺(tái)，其特征在于
所述陰極系統(tǒng)包括工具陰極、陰極連桿、陰極接頭，工具陰極安裝在陰極接頭的一端，陰極接頭的另一端與陰極連桿以螺紋相連，三者具有相連通的電解液通道；電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的進(jìn)液管與陰極連桿相連；
所述工件夾具包括端蓋、有機(jī)玻璃腔體、導(dǎo)電壓塊，其中，工件置于有機(jī)玻璃腔體內(nèi)，由有機(jī)玻璃腔體內(nèi)壁對(duì)工件進(jìn)行徑向定位，有機(jī)玻璃腔體安裝在基座上，基座固定于機(jī)床工作臺(tái)；端蓋和導(dǎo)電壓塊從軸向兩側(cè)壓緊工件，實(shí)現(xiàn)工件的軸向定位與夾緊；
所述密封部分包括鎖緊塊、橡膠密封圈、內(nèi)六角螺釘、端蓋，鎖緊塊和含橡膠密封圈由內(nèi)六角螺釘連接到端蓋外端面上，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘旋合的松緊程度調(diào)節(jié)加工背壓；
脈沖電源正極與導(dǎo)電壓塊相連，使與其接觸的工件帶正電，負(fù)極與陰極連桿相連，使安裝在其上的工具陰極帶負(fù)電，在電流回路中連接有測(cè)量電解加工電壓及電流的電壓表和電 流表。在工具陰極底面、陰極連桿前部及其連接部分涂上絕緣層。上述加工裝置，采用一種上下異形結(jié)構(gòu)的工具陰極，對(duì)已有預(yù)孔的工件進(jìn)行軸向快速送進(jìn)加工，送進(jìn)速度一般為端面進(jìn)給速度的5 10倍；工件齒形依靠工具陰極側(cè)面基于電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理加工成形。加工過(guò)程中采用正向流動(dòng)加背壓的電解液流動(dòng)方式，電解液自陰極系統(tǒng)的中空通道流入，進(jìn)而充滿(mǎn)裝有工件的有機(jī)玻璃腔體，再?gòu)墓ぞ哧帢O和工件之間的間隙以高速(6 30m/s)流出以保證帶走工件陽(yáng)極的溶解產(chǎn)物和電解電流通過(guò)電解液時(shí)所產(chǎn)生的熱量，并去極化。加工裝置中，上下異形結(jié)構(gòu)的工具陰極，其設(shè)計(jì)滿(mǎn)足以下要求①其小端端面為圓形，與工件預(yù)孔之間的間隙即為初始加工間隙，可保證流場(chǎng)穩(wěn)定；其大端為陰極齒，用以保證工件內(nèi)齒輪的最終齒形；其小端到大端之間的部分平穩(wěn)過(guò)渡；②工具陰極大端陰極齒齒高h(yuǎn)與工具陰極的整體厚度H的尺寸關(guān)系滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求H=5 8h ;③工具陰極小端和大端陰極齒齒頂連線(xiàn)與其軸線(xiàn)的夾角α為5。 30° 初次設(shè)計(jì)的工具陰極大端陰極齒齒形是依據(jù)等間隙原則近似得到，即由目標(biāo)工件內(nèi)齒輪齒形(即加工想要獲得的理想齒形)等間隙縮放得到，該縮放間隙Λ=0. I O. 3mm。由初次設(shè)計(jì)的工具陰極對(duì)工件進(jìn)行試加工，將加工得到的工件內(nèi)齒輪的齒形與目標(biāo)內(nèi)齒輪齒形進(jìn)行比較，檢測(cè)得到它們?cè)邶X頂、齒側(cè)、齒根處的差值，將該差值代入修正模型計(jì)算間隙補(bǔ)償值，根據(jù)間隙補(bǔ)償值對(duì)原工具陰極大端齒形進(jìn)行修正，重新生成工具陰極大端齒形。用修正后得到工具陰極再進(jìn)行試加工，檢測(cè)差值，進(jìn)一步修正，也就是通過(guò)多次迭代的方法獲得最佳的工具陰極大端陰極齒形。檢測(cè)該陰極齒形與目標(biāo)工件內(nèi)齒輪齒形在每點(diǎn)法線(xiàn)處的間隙值I并與初始縮放間隙Λ進(jìn)行比較，可以得到間隙修正系數(shù)μ，δ=μ Λ。具體修正結(jié)果如下(如圖4)計(jì)算陰極齒形齒頂?shù)拈g隙 Δ, μ,取值O. 9 I. O;
計(jì)算陰極齒形齒根的間隙4 = ^ Δ,巧取值I. I I. 2;
計(jì)算陰極齒形齒側(cè)的間隙4 = Δ,托自上而下取值從O. 8到I. 5之間連續(xù)遞增變化。在實(shí)際設(shè)計(jì)陰極時(shí)，依據(jù)修正間隙值由目標(biāo)內(nèi)齒輪齒形映射到相應(yīng)陰極齒形的過(guò)程中，會(huì)遇到映射的交叉區(qū)域，如由齒頂?shù)烬X側(cè)的過(guò)渡部分和齒側(cè)到齒根的過(guò)渡部分。對(duì)于該區(qū)域，其間隙值平滑過(guò)渡。所加工的工件設(shè)有預(yù)孔，預(yù)孔的設(shè)置使工具陰極端面不必承擔(dān)材料蝕除任務(wù)，有利于提高工具陰極的進(jìn)給速度，預(yù)孔尺寸由以下方法確定工件預(yù)孔到工件內(nèi)齒輪齒頂圓的單邊余量為ζ (2ha*+c*)m，其中，ζ為修正系數(shù)，取值O. 15 O. 22 ;ha*為工件內(nèi)齒輪的齒頂高系數(shù)，c*為其頂隙系數(shù)，m為其模數(shù)。進(jìn)行加工時(shí)，在電解加工的初始階段，先由工具陰極的小端初步蝕除工件材料，隨著機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，跟進(jìn)的工具陰極截面上的陰極齒在前一個(gè)截面上陰極齒加工過(guò)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步蝕除工件材料，這個(gè)過(guò)程中工具陰極和工件之間始終保持著均勻穩(wěn)定的小加工間隙，使工件被加工表面的金屬不斷高速溶解，直到由工具陰極大端陰極齒加工得到符合要求的齒形為止。這種利用工具陰極側(cè)面進(jìn)行的三維進(jìn)給的加工方式，有利于提高進(jìn)給速度，提高成形精度，且加工過(guò)程穩(wěn)定。當(dāng)工具陰極大端完全進(jìn)入工件內(nèi)腔后，工件端面的內(nèi)齒輪齒形加工成形，繼而進(jìn)入加工深度的推進(jìn)階段。這時(shí)，工具陰極與工件之間的加工間隙達(dá)到最小，但加工背壓也隨著加工深度的增加而增大，這種加工方式有利于反水，使小加工間隙充溢電解液，不至于因反水不足而引起短路。上述加工背壓是電解加工的重要工藝參數(shù)，其既要足夠大以保證電解液能夠充滿(mǎn)電解加工環(huán)境，使電解加工間隙充溢電解液，但又不能過(guò)大，過(guò)大的背壓會(huì)降低流場(chǎng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生波紋，從而降低工件的表面質(zhì)量。本發(fā)明中設(shè)計(jì)的背壓調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，可以提供兩種背壓調(diào)節(jié)方式①調(diào)節(jié)腔體上所接節(jié)流閥的閥口開(kāi)度，屬于精調(diào)；②通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)六角螺釘旋合的松緊程度來(lái)控制由鎖緊塊、橡膠密封圈、端蓋組成的密封裝置的密封程度以調(diào)節(jié)背壓，屬于粗調(diào)。兩種方式結(jié)合，調(diào)節(jié)范圍大，且方便靈活。3.有益效果①本發(fā)明中所設(shè)計(jì)的工具陰極為上下異形結(jié)構(gòu)，利用工具陰極側(cè)面進(jìn)行三維進(jìn)給，可以使電解加工中工具陰極的進(jìn)給速度相對(duì)于端面進(jìn)給速度提高5 10倍，且加工過(guò)程穩(wěn)定，有利于提高加工效率和成形精k Γ件上設(shè)有預(yù)孔，相對(duì)于實(shí)心毛坯件，電解加工流場(chǎng)更為穩(wěn)定；且由于毛坯預(yù)孔的存在，工具陰極端面不必承擔(dān)材料蝕除任務(wù)，也有利于進(jìn)一步提聞進(jìn)給速度，減小雜散腐蝕，進(jìn)而提聞加工精度。③工具陰極無(wú)損耗，可以永久使用，有利于大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。④本發(fā)明是針對(duì)難切削材料(如高溫合金、不銹鋼、鈦合金、硬質(zhì)合金等)、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工，材料以離子狀態(tài)去除，且為冷態(tài)加工，沒(méi)有表面變質(zhì)層，無(wú)殘余內(nèi)應(yīng)力和微裂紋，因而加工得到的內(nèi)齒輪表面質(zhì)量好，使用壽命長(zhǎng)，這是傳統(tǒng)加工工藝很難、甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。



圖I是針對(duì)難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪電解加工裝置整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是專(zhuān)用工裝夾具結(jié)構(gòu)示意 圖3是工具陰極結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是工具陰極齒形間隙分布圖。其中標(biāo)號(hào)名稱(chēng)1、有機(jī)玻璃腔體，2、端蓋，3、陰極連桿，4、工具陰極，5、工件，6、壓力表，7、導(dǎo)電壓塊，8、基座，9、工作箱，10、工作臺(tái)，11、回液管，12、電解液槽，13、過(guò)濾器，14、輸液泵，15、溢流節(jié)流閥，16、球閥，17、壓力表，18、進(jìn)液管，19橡膠密封圈，20、鎖緊塊，21、絕緣層，22、陰極接頭，23、內(nèi)六角螺釘，24、工具陰極大端齒頂圓，
25、工具陰極大端齒根圓，26、工件內(nèi)齒輪齒形輪廓，27、工具陰極大端齒形輪廓。
具體實(shí)施例方式實(shí)施本電解加工工藝的裝置如圖I所示，包括脈沖電源、電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、力口工機(jī)床控制系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、工件5、工件夾具、密封部分、工作箱9、工作臺(tái)10。其中陰極系統(tǒng)包括工具陰極4、陰極連桿3、陰極接頭22，工具陰極4安裝在陰極接頭22的一端，陰極接頭22的另一端與陰極連桿以螺紋相連，三者具有相連通的電解液通道。電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的進(jìn)液管18與陰極連桿3相連。工件夾具包括端蓋2、有機(jī)玻璃腔體I、導(dǎo)電壓塊7。其中，工件5置于有機(jī)玻璃腔體I內(nèi)，由其內(nèi)壁對(duì)工件進(jìn)行徑向定位，有機(jī)玻璃腔體I安裝在基座8上，基座8固定于機(jī)床工作臺(tái)；端蓋2和導(dǎo)電壓塊7從軸向兩側(cè)壓緊工件5，實(shí)現(xiàn)工件的軸向定位與夾緊。密封部分包括鎖緊塊20、橡膠密封圈19、內(nèi)六角螺釘23、端蓋2。鎖緊塊20含橡膠密封圈19由內(nèi)六角螺釘23連接到端蓋2外端面上，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘旋合的松緊程度可調(diào)節(jié)加工背壓。電解加工前要先保證工具陰極4和工件5同軸，通過(guò)加工機(jī)床控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)工具陰極4的位置，將其軸線(xiàn)與工件5預(yù)孔軸線(xiàn)進(jìn)行對(duì)中，并用塞尺插入兩者之間的間隙進(jìn)行檢驗(yàn)。脈沖電源正極與導(dǎo)電壓塊7相連，使與其接觸的工件帶正電，負(fù)極與陰極連桿3相連，使安裝在其上的工具陰極4帶負(fù)電，在電流回路中連接有測(cè)量電解加工電壓及電流的電壓表和電流表。本裝置的電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)包括工作箱9、回液管11、電解液槽12、輸液泵14、過(guò)濾器13、輸液泵14、溢流節(jié)流閥15、球閥16、進(jìn)液管18。輸液泵14供液，經(jīng)過(guò)球閥16、進(jìn)液管18進(jìn)入陰極系統(tǒng)的中空通道；供液旁路安裝有溢流節(jié)流閥，用于節(jié)流調(diào)速。電解加工采用正向流動(dòng)加背壓的電解液流動(dòng)方式，電解液自陰極系統(tǒng)的中空通道流入，進(jìn)而充滿(mǎn)裝有工件5的有機(jī)玻璃腔體1，再?gòu)墓ぞ哧帢O4和工件5之間的間隙流出，流出的電解液兩個(gè)流向1.通過(guò)腔體上所接節(jié)流閥流出；2.從鎖緊塊20、橡膠密封圈19、端蓋2、內(nèi)六角螺釘23組成的密封裝置的縫隙中噴出。通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥閥口的開(kāi)度可以較為精確地調(diào)節(jié)有機(jī)玻璃腔體I內(nèi)的加工背壓；通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)六角螺釘旋合的松緊程度可以改變鎖緊塊20、橡膠密封圈19和端蓋2之間的間隙，從而改變裝置的密封程度，可以粗略地調(diào)節(jié)加工背壓。兩種調(diào)節(jié)方式結(jié)合起來(lái)可以增大加工背壓的調(diào)節(jié)范圍，且調(diào)節(jié)方便靈活。流出的電解液會(huì)從工作箱9底部，經(jīng)由回液管11流回至電解液槽14。由于腔體、端蓋均由透明有機(jī)玻璃材料制 造，加工過(guò)程中可以透過(guò)腔體觀察電解加工過(guò)程，如電解液的流動(dòng)情況，加工過(guò)程中是否產(chǎn)生電火花等。 加工開(kāi)始前，先進(jìn)行試水，即不接通脈沖電源，僅啟動(dòng)輸液泵進(jìn)行供液，使電解液充滿(mǎn)整個(gè)加工環(huán)境，調(diào)節(jié)球閥16、溢流節(jié)流閥15以控制電解液的進(jìn)口壓力和流速，通過(guò)壓力表17觀察進(jìn)口液壓變化情況。同時(shí)，也要預(yù)先調(diào)節(jié)腔體上所接節(jié)流閥的開(kāi)度和螺釘旋合的松緊程度，通過(guò)壓力表3觀察出口液壓變化情況。加工過(guò)程中，影響電解加工的因素眾多，其中，起主要作用的加工參數(shù)有平均加工電壓、陰極進(jìn)給速度、電流密度、電解液參數(shù)等。根據(jù)實(shí)際加工情況，各加工參數(shù)范圍的選取如下
平均加工電壓8 12V ；
陰極進(jìn)給速度5 10mm/min ；
電流密度50 100A/cm2 進(jìn)口壓力0. 8MPa,出口背壓0. 3 O. 5MPa ；
電解液濃度:1· I I. 3g/mL，溫度24 28°C ；
若加工過(guò)程中電流值急劇增大或加工間隙出現(xiàn)明顯火花，表明電解加工條件不穩(wěn)定，應(yīng)立即斷開(kāi)電源并終止工具陰極的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工完成后，應(yīng)先斷開(kāi)脈沖電源，再關(guān)閉輸液泵。
權(quán)利要求
1.一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法，其特征在于 (a)采用一種上下異形結(jié)構(gòu)的工具陰極(4)，對(duì)已有預(yù)孔的工件(5)進(jìn)行軸向快速送進(jìn)加工，工件齒形依靠工具陰極側(cè)面基于電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理加工成形；其中工具陰極的小端端面為圓形，與工件預(yù)孔之間的間隙即為初始加工間隙，可保證流場(chǎng)穩(wěn)定；工具陰極的大端為陰極齒，用以保證工件內(nèi)齒輪的最終齒形；工具陰極的小端到大端之間的部分由圓形平穩(wěn)過(guò)渡至陰極齒形； (b)采用正向流動(dòng)加背壓的電解液流動(dòng)方式，電解液自陰極系統(tǒng)的中空通道流入，進(jìn)而充滿(mǎn)裝有工件(5 )的有機(jī)玻璃腔體(I)，再?gòu)墓ぞ哧帢O(4)和工件(5 )之間的間隙流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法，其特征在于 所述工具陰極大端陰極齒齒高h(yuǎn)與工具陰極的整體厚度H的尺寸關(guān)系為H=5 8h ； 所述的工具陰極小端和大端陰極齒齒頂連線(xiàn)與其軸線(xiàn)的夾角α為5° 30° ; 所述的工具陰極大端陰極齒齒形與工件內(nèi)齒輪齒形的間隙δ=μ △，初始間隙Δ =0. I O. 3mm ; 其中μ為間隙修正正系數(shù)， 當(dāng)計(jì)算陰極大端的齒頂間隙時(shí)，間隙修正系數(shù)μ =0.9 I. O ; 當(dāng)計(jì)算陰極大端的齒根間隙時(shí)，間隙修正系數(shù)μ =1. I I. 2 ;當(dāng)計(jì)算陰極大端的側(cè)面間隙時(shí)，陰極齒形自上而下的間隙修正系數(shù)μ從O. 8到I. 5之間連續(xù)遞增。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法，其特征在于 工件預(yù)孔到工件內(nèi)齒輪齒頂圓的單邊余量為ζ (2ha*+c*)m，其中，ζ為修正系數(shù)，取值O. 15 O. 22 ;ha*為工件內(nèi)齒輪的齒頂高系數(shù)，c*為其頂隙系數(shù)，m為其模數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法，其特征在于所述的背壓有兩種調(diào)節(jié)方式 (a)調(diào)節(jié)有機(jī)玻璃腔體(I)上所接節(jié)流閥的閥口開(kāi)度，屬于精調(diào)； (b )通過(guò)調(diào)節(jié)密封裝置的密封程度以調(diào)節(jié)背壓，屬于粗調(diào)。
5.使用權(quán)利要求I所述的難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪電解加工方法的電解加工裝置，包括脈沖電源、電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、加工機(jī)床控制系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)、工件(5)、工件夾具、密封部分、工作箱(9)、工作臺(tái)(10)，其特征在于 所述陰極系統(tǒng)包括工具陰極(4)、陰極連桿(3)、陰極接頭(22)，工具陰極(4)安裝在陰極接頭(22)的一端，陰極接頭(22)的另一端與陰極連桿(3)以螺紋相連，三者具有相連通的電解液通道；電解液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的進(jìn)液管(18)與陰極連桿(3)相連； 所述工件夾具包括端蓋(2 )、有機(jī)玻璃腔體(I)、導(dǎo)電壓塊(7 )，其中，工件(5 )置于有機(jī)玻璃腔體(I)內(nèi)，由有機(jī)玻璃腔體內(nèi)壁對(duì)工件進(jìn)行徑向定位，有機(jī)玻璃腔體(I)安裝在基座(8)上，基座(8)固定于機(jī)床工作臺(tái)；端蓋(2)和導(dǎo)電壓塊(7)從軸向兩側(cè)壓緊工件(5)，實(shí)現(xiàn)工件的軸向定位與夾緊； 所述密封部分包括鎖緊塊(20)、橡膠密封圈(19)、內(nèi)六角螺釘(23)、端蓋(2)，鎖緊塊(20)和含橡膠密封圈(19)由內(nèi)六角螺釘(23)連接到端蓋(2)外端面上，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘旋合的松緊程度調(diào)節(jié)加工背壓； 脈沖電源正極與導(dǎo)電壓塊(7)相連，使與其接觸的工件帶正電，負(fù)極與陰極連桿(3)相連，使安裝在其上的工具陰極(4)帶負(fù)電，在電流回路中連接有測(cè)量電解加工電壓及電流的電壓表和電流表。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解加工裝置，其特征在于在工具陰極(4)底面、陰極連桿(3 )前部及其連接部分涂上絕緣層(21)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種難切削材料、小模數(shù)內(nèi)齒輪的電解加工方法及裝置，其中方法是采用一種上下異形結(jié)構(gòu)的工具陰極，其中工具陰極的小端端面為圓形，與工件預(yù)孔之間的間隙即為初始加工間隙，可保證流場(chǎng)穩(wěn)定；工具陰極的大端為陰極齒；工具陰極的小端到大端之間的部分由圓形平穩(wěn)過(guò)渡至陰極齒形；采用正向流動(dòng)加背壓的電解液流動(dòng)方式，電解液自陰極系統(tǒng)的中空通道流入，進(jìn)而充滿(mǎn)裝有工件的有機(jī)玻璃腔體，再?gòu)墓ぞ哧帢O和工件之間的間隙流出。本發(fā)明所設(shè)計(jì)工具陰極為上下異形結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)三維進(jìn)給,且工件毛坯設(shè)有預(yù)孔,可以使電解加工中工具陰極的進(jìn)給速度相對(duì)于端面進(jìn)給速度提高5～10倍，且加工過(guò)程穩(wěn)定,有利于提高加工效率和成形精度。
文檔編號(hào)B23H3/04GK102896383SQ20121038152
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者余旭東, 趙建社, 劉青海, 王超恒, 豐莉, 王峰, 肖雄 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)