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。率具有重要意义。率具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法及加工装置
[0001]本专利技术属于电解加工
，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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
技术实现思路
[0004]本专利技术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。
[0005]本专利技术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。
[0006]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：
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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；
[0011]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；
[0012]所述电解工作台包括电解液入口、工装上盖、面齿轮毛坯、工装下盖、大理石底座(底部绝缘)、拉钉、刀柄本体(实现C轴转动)、电液滑环、阴极刀具、电解液出口、电滑环、脉冲电源负极、脉冲电源正极、脉冲电源；
[0013]电解机床电解加工的实现依靠Z轴滑座、Y轴导轨、组合式绝缘刀柄、B轴尾座实现Z轴、Y轴、C轴和B轴的运动；3R夹具用于实现面齿轮电解加工的快速定位。
[0014]所述电解工作台通过紧固装置安装在展成法电解机床上，电解箱安装在展成法电解机床的床身上，B轴尾座通过密封装置将工件浸入到电解箱腔体内的电解液中；导电铜块安装在工件侧面，脉冲电源的正极通过电滑环与导电铜块相连；
[0015]所述密封装置包括锁紧块、橡胶密封圈、绝缘螺钉，锁紧块和橡胶密封圈由绝缘螺钉连接到工装上盖外端面上；
[0016]组合式绝缘刀柄依次包括拉钉、刀柄本体、电液滑环、绝缘环、绝缘片、尼龙螺钉；绝缘环安装在刀柄本体与阴极刀具之间，防止电解过程电流通过刀柄本体传输到机床。
[0017]阴极刀具采用与面齿轮具有啮合关系的圆柱直齿轮；
[0018]所述电液滑环设在阳极工装上，用于方便工作台工装无限制连续旋转。
[0019]所述3R夹具、工装上盖、工装下盖、电解箱和大理石底座组成工件装夹系统。
[0020]所述3R夹具定位基准为3R夹具底座中心位置，采用一次高精校正连续使用的方式。
[0021]所述脉冲电源的正极通过电滑环与导电铜块相连，使与正极接触的工件带正电，脉冲电源的负极通过电液滑环与阴极连杆相连，使安装在负极上的工具阴极带负电。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0023]1、本专利技术工具阴极与传统加工刀具不同，阴极为与面齿轮具有啮合关系的圆柱直齿轮，但针对电解安全性和展成电解运动要求，专门设计阴极系统。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。
[0024]2、由于在电解过程中，阴极工具的旋转(数控C轴)及面齿轮毛坯件的旋转(数控B轴)存在联动关系。在电气设计过程中，为方便工作台工装无限制连续旋转，导线需连接到旋转部件上，在阳极工装上安装电滑环装置。
[0025]3、本专利技术采用电解法粗加工去除大量余量，包含电解加工过程中电解机床的设计、电解加工快速安装定位以及组合式绝缘刀柄的设计，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。
附图说明
[0026]图1为展成法电解机床的结构示意图。
[0027]图2为电解工作台的结构示意图。
[0028]图3为组合式绝缘刀柄的结构示意图。
[0029]图4为展成法阴极系统。
[0030]图5为电解阳极工件与阴极工具运动简图。
[0031]图中各标记为：Z轴滑座1、B轴尾座2、3R夹具3、电解箱4、电解床身5、Y轴导轨6、机床立柱7、电解液入口8、工装上盖9、面齿轮毛坯10、工装下盖11、大理石底座12、拉钉13、组合式绝缘刀柄14、电液滑环15、阴极刀具16、电解液出口17、电滑环18、脉冲电源负极19、脉冲电源正极20、脉冲电源21、刀柄本体23、绝缘环26、绝缘片27、尼龙螺钉28、电解间隙30。
具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法，其特征在于包括以下步骤：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。2.如权利要求1所述高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法，其特征在于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，阴极刀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。3.如权利要求2所述高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法，其特征在于所述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
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圆柱齿轮齿数
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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。4.如权利要求1所述高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除方法，其特征在于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
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浓度
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电解液压力的工艺参数。5.高硬度材料面齿轮展成电解大余量去除加工装置，其特征在于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、尾座、3R夹具、电解工...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚斌，马晓帆，蔡志钦，王希，孙浩，王山城，黄景山，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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