本发明专利技术公开了一种大深径比齿形阴模数控电火花展成加工装置及其加工方法，该加工装置整体采用卧式布局，包括二轴数控装置、伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ、工具电极、三爪夹具、工件回转内套、局部定向供液引入装置和工具电极夹持外壳，本发明专利技术采用电火花展成原理与数控技术结合，充分利用现有电火花机床设备，通过附加独立的数控展成运动和装置实现展成运动和加工，加工完备后拆除附加装置，丝毫不影响电火花机床原有的功能和用途。同时扩大机床功能和应用加工范围，特别适合难加工材料、模具齿形、花键槽：硬质合金、淬火钢、深径比特大的粉末冶金阴模。本发明专利技术加工方法简单，加工成本低廉，数控操作简便、易于实施，能有效提高齿形、齿向精度，降低表面粗糙度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械工程粉末冶金模具制造领域，特别涉及一种大深径比齿形 阴模数控电火花展成加工装置及其加工方法。
技术介绍
对于内齿形面的粗加工，传统的机械加工方法是插齿。但是由于其工作过 程不连续，导致效率较低；而且插齿刀的硬度必须大于工件；齿形分布的均匀 与否取决于分度机构的工作精度；对于象硬质合金制作的齿形阴模，插齿方法 则无法加工。内齿形精加工方面更多的采用磨齿方法，但受到结构限制，不 易实施。非传统的特种加工方面利用数控电火花线切割加工内直齿已经成熟。但 是由于线切割自身条件所限，目前只能够加工直齿形内齿，不能够加工斜齿和 螺旋齿；线切割直齿齿面有较厚的烧伤层，表面粗糙度较大，很难直接用作模 具工作零件；对于深径比较大的粉末冶金工艺用齿形阴模，由于电火花工作液 难于稳定、均匀到达工作线丝的各个部分，导致放电不均，加上加工产物不易 排除，故线切割的齿向和齿形加工精度较低。国内对轴向进给电火花成形法加工齿轮已有涉足，但工艺灵活性、通用性 及加工精度(锥度大)和深度受限。专利号为200420046680.2、专利技术名称为"渐 变螺旋角齿轮的电火花展成加工装置"的技术专利和2005年第6期《机床 与液压》文章"渐变螺旋角齿轮回转电火花展成加工机床的设计"主要对外直齿 的电火花展成加工方案进行探究，但未能涉及内齿和斜齿的电火花展成加工， 而且其实施的方案、方式不适合宽度较大的内齿轮加工；其控制方式采用单板 机的简易控制方式，灵活性也差。专利申请号为95112710.1的"小模数渐开线 齿轮的电火花交错展成加工方法"专利、1995年第3期的《航空精密制造技术》 "小模数渐开线齿轮的电火花展成加工技术"和1998年第3期的《仪器仪表学 报》"小模数渐开线齿轮制造方法——电火花交错展成加工"等采用电火花展成 方法加工，但仅涉及小模数齿轮情况，工具电极采用齿条，局限于外齿轮加工，齿条的运动精度受限，加工装置安装和运动实施复杂。1993年第1期《重庆大学学报》"硬齿面内齿轮电火花展成加工技术"所介绍的加工方案采用立式布 局，加工区域淹没方式，为使电极耗损均匀，工具和工件轴向附加振幅不大的相对运动，使得机床运动和结构变得复杂。专利申请号为92228420.2、专利技术名 称为"齿轮共轭电火花跑合装置"的专利只针对已经完成齿形粗加工后的外齿 轮精加工作跑合修正以提高分度精度和齿形精度。目前，数控电火花展成法加工内外斜齿轮及其模具的技术尚未见报道。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种大深径比 齿形阴模数控电火花展成加工装置。本专利技术扩大了电火花展成加工技术的加工 范围，提高了加工精度、降低了表面粗糙度，并实现粗、精加工及抛光一体化， 减少工件安装次数和误差。本专利技术的另一 目的在于提供上述加工装置的加工方法。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现 一种大深径比齿形阴模数控电火 花展成加工装置，整体采用卧式布局，包括二轴数控装置、伺服电机I (7)、 伺服电机II (1)、工具电极(14)、三爪夹具(4)、工件回转内套(3)、局部 定向供液引入装置(13)和工具电极夹持外壳(10)，所述二轴数控装置包括 操作面板、二轴NC控制器、驱动器和编码器，所述二轴数控装置分别与伺服 电机I (7)和伺服电机II (1)相连，并分别调控两个伺服电机的回转速度， 所述伺服电机II (1)外壳与可调支撑座(2)连接，可调支撑座(2)通过电 火花机床通用磁力工作台磁力吸紧固定；伺服电机II (1)主轴与工件回转内 套(3)固定直连，工件回转内套(3)与三爪夹具(4)连接，三爪夹具(4) 将工件(5)夹持，可调支撑座(2)通过轴承(9)与工件回转内套(3)相连， 可调支撑座(2)通过高度调节螺钉(15)与工作台(8)连接，旋转匹配高度 调节螺钉(15)可实现工件(5)高度和水平度的调整。所述伺服电机I (7)外壳与工具电极夹持外壳(10)连接，伺服电机I (7)主轴与工具电极回转内套(11)固定直连，而工具电极夹持外壳(10) 与工具电极回转内套(11)通过轴承(9)连接，工具电极回转内套(11)与 工具电极(14)相连；工具电极夹持外壳(10)与支撑板(12)连接，局部定 向供液引入装置(13)与支撑板(12)上的孔间隙配合，电火花机床伺服进给主轴(6)通过夹头夹持工具电极夹持外壳(10)。为了更好地实现本专利技术，所述伺服电机n (i)外壳与可调支撑座(2)通 过螺钉固定连接。所述伺服电机I (7)外壳与工具电极夹持外壳(10)通过螺钉固定连接。 所述工具电极回转内套(11)通过锥面与工具电极(14)相连。 所述工具电极夹持外壳(10)与支撑板(12)通过螺钉固定连接。 所述工具电极(14)包括三个部分， 一端为齿形段(a)、另一端为锥形段 (c),中间部分为圆柱段(b);所述工具电极齿形段(a)的每个齿根槽内设 置有一排喷射小孔(28)，所述每排喷射小孔(28)等距轴向排布，每个喷射 小孔(28)与工具电极(14)中心轴垂直，每排喷射小孔(28)与平行于工具 电极(14)中心轴的深孔(29)联通，深孔(29)的一端设有堵头(31)过盈 配合密封，另一端与其直径等大的径向进水孔(30)相联通，所述径向进水孔 (30)设在工具电极(14)的圆柱段(b)。所述局部定向供液引入装置(13)包括密封毛毡(21)、毛毡固定座(22)、 入水钢管(25)和固定支撑板(26)，所述密封毛毡(21)固定在毛毡固定座 (22)上，毛毡固定座(22)与入水钢管(25)连接，毛毡固定座(22)通过 锁紧螺母(23)固定，锁紧螺母(23)与固定支撑板(26)之间设置压縮弹簧 (24)。为了消除放电脉冲电源对伺服电机的干扰，两个伺服电机外壳及主轴与其 他相联结部位都采取绝缘措施(如采用尼龙过渡)。上述大深径比齿形阴模数控电火花展成加工装置的加工方法，包括以下步 骤将伺服电机I (7)、工具电极夹持外壳(10)、轴承(9)和工具电极回转 内套(11)构成的装置水平放置并夹持于电火花机床伺服进给主轴(6)上； 将伺服电机I (7)、可调支撑座(2)、工件回转内套(3)和轴承(9)及三爪 夹具(4)构成的部件装置置于电火花机床工作台8上；将两端为锥度中间段 为圆柱面的锥度芯棒的一端锥面插入工件回转内套(3)的锥孔中，用百分表 校正并调整高度调节螺钉(15)使得工件回转内套(3)中心线成水平；手动 进给电火花机床伺服进给主轴(6)，配合工作台(8)的前后、左右手动移动， 让锥度芯棒能同时插入工件回转内套(3)和工具电极回转内套(11)的锥孔 中，达到同轴的要求；移动工作台(8)，取下锥度芯棒，将工件(5)装入具 有自动定心功能的三爪夹具(4)中，将工具电极(14)锥体部分插入工具电极回转内套(11)锥孔后，再安装支撑板(12)和局部定向供液引入装置(13)，移动电火花机床工作台(8)，使得工件(5)宽度与工具电极(14)齿形段对 正。选定工具电极回转速度nl和工件回转速度n2后，同时开启伺服电机I1(1) 和伺服电机I (7)，使工具电极(14)和工件(5)分别以转速nl和n2回转； 再选定电火花加工参数，开启电火花机床，工具电极(14)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大深径比齿形阴模数控电火花展成加工装置，其特征在于：所述加工装置整体采用卧式布局，包括二轴数控装置、伺服电机Ⅰ（７）、伺服电机Ⅱ（１）、工具电极（１４）、三爪夹具（４）、工件回转内套（３）、局部定向供液引入装置（１３）和工具电极夹持外壳（１０），所述二轴数控装置包括操作面板、二轴ＮＣ控制器、驱动器和编码器，所述二轴数控装置分别与伺服电机Ⅰ（７）和伺服电机Ⅱ相连，所述伺服电机Ⅱ（１）外壳与可调支撑座（２）连接；伺服电机Ⅱ（１）主轴与工件回转内套（３）固定直连，工件回转内套（３）与三爪夹具（４）连接，三爪夹具（４）将工件（５）夹持，可调支撑座（２）通过轴承（９）与工件回转内套（３）相连，可调支撑座（２）通过高度调节螺钉（１５）与工作台（８）连接；所述伺服电机Ⅰ（７）外壳与工具电极夹持外壳（１０）连接，伺服电机Ⅰ（７）主轴与工具电极回转内套（１１）固定直连，工具电极夹持外壳（１０）与工具电极回转内套（１１）通过轴承（９）连接，工具电极回转内套（１１）与工具电极（１４）相连；工具电极夹持外壳（１０）与支撑板（１２）连接，局部定向供液引入装置（１３）与支撑板（１２）上的孔间隙配合，电火花机床伺服进给主轴（６）通过夹头夹持工具电极夹持外壳（１０）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱派龙，邵明，周玉山，战祥乐，余尚行，赵战峰，孙永红，陈学文，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[]
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