火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔

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1、万方数据‘模具制造技术·铝譬田国越口梗具S删朋田国嗣垒口梗具I洲NA品删⋯。。在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔宁波北仑职业高级中学(浙江宁波315806)乐崇年普通电火花成形机床以其经济实用、操作简便等特点而深受广大用户的青睐，是目前我国模具行业中最主要的型腔加工机床之～。同时，由于普通电火花成形机床是一种单轴(主轴z)控制型机床，在工作中一般只能利用主轴的上、下移动来完成电极形状的“拷贝”加工，其加工工艺范围较为狭窄。如何拓宽普通电火花成形机床的加工工艺范围，使其更好地满足客观生产的需要，一直是广大普通电火花成形机床用户所关注的现实问题

2、。以下基于笔者多年的实际工作经验介绍在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔的方法。1问题的提出如图1所示为一塑料标准斜齿轮的二维图纸及其三维模型。术参数：数z釜20向模数mFO．5mm向压力角Ⅸ产200旋角口=8。旋方向：右旋料：ABS淹⑨i—L—pV图1塑料标准斜齿轮可以采用组合式的模具型腔结构。该模具制造的关键在于产品斜齿部分型腔件(如图2所示)的制造。图2斜齿部分的型腔件显然，图2所示的斜齿轮模具型腔件在普通电火花成形机床上，采用常规的加工方法是无法实现的。2问题分析及解决方法从斜齿轮轮齿的形状上分析，斜齿轮可以看作是将直齿轮象扭麻花似的

3、一拧而形成的，斜齿轮的轮齿形状从轴线方向上看呈螺旋线形状。可见，要在普通电火花成形机床上实现斜齿轮模具型腔的加工，电极必须作相应的螺旋运动(模具型腔的毛坯件是固定不动的)。螺旋运动是由直线运动和旋转运动这两种基本运动合成的。要在普通电火花成形机床上实现螺旋加工，除了要利用机床主轴的上下运动使电极获得直线移动外，同时还必须利用～定的辅助装置使电极转动起来，最终使电极作螺旋运动。(1)电极端部结构的设计。图1所示产品的塑料注射模，在结构设计上一般斜齿轮模具型腔的电极通常可以通过车削和滚齿距很小的磁极问所形成的磁粒刷刚性较大。刚性差的工件，在此磁场中容

4、易产生变形，影响加工质量。因此，要慎重选择实验条件，合理设计加工装置。参考文献1ChenYan．ComparisonofMagneticAbrasiVeMachiningCharacteristicsofMagneticWorkpieceandNon—MagneticWorkpiece．Joumal“ironandsteelresearch，Chjna，2002，(6)2陈燕．磁研磨法在自由曲面模具型腔抛光中的应用．模具制造，2004，(7)3进村武男．磁气研磨法汇土否段付墨门筒面∞精密仕上f于．日本：砥粒加工学会i志，43，2，(1999)，3

5、94进村武男等．磁气研磨法④研究(第2报)一门筒外面④研磨特性．日本：精密工学会{志，52，10(1986)17615王凤辉，陈燕．非磁性金属材料的研磨特性和加工机理．鞍山钢铁学院学报，1997，(12)a》《模具制造》2004年第12期·51·霈奄瞄巾国超口桓具万方数据S堋朋巾国趁口桓其一洲NA屙删⋯L。·模具制造技术’加工完成。考虑到电极在工作过程中要作周向的旋转运动，故电极不能被直接固定到机床的主轴上。现采用在电极的上端部装配轴承的结构(如图3所示)，工作时，将轴承外圈固定到主轴夹头上，而电极能够灵活转动。本例中的电极重量较小，采用单个的向

6、心球轴承即可；若遇电极重量较大的情况时，可以采用向心球轴承组合轴向推力轴承的结构。图3电极的结构1．校准部分2．齿形部分3．轴承4．压板5．螺钉另一方面，为了方便对电极的装夹结果进行校准以及寻找工件中心位置的需要，电极的下端部采用如图3所示的一直径为卵mm的工艺用圆柱体结构。圆柱体的直径应小于模具型腔毛坯件的底孔直径，而底孑L直径又应小于斜齿轮的齿根圆的直径。齿根圆直径的计算如下：d根2m。×．2∥cosJ

7、3—2．5×，n。=0．5×20／cos8。一2．5×0．5=8．85mm各参数说明如图1所示。(2)电极定位板的制造。取2mm左右厚度的聚

8、甲醛(POM)塑料板作为电极定位板的材料，并在其上作一直径为西9mm的底孔(从理论上讲，厚度越小，定位的精度越高，但厚度过小的定位板刚性太差，2mm是一个比较理想的值；采用聚甲醛材料是考虑到其综合力学性能较好)。注意到聚甲醛材料的融化温度为200℃左右，可以用电烙铁或其它适当的加热方法对电极齿形部分的下端部进行加热，待达到要求的温度后，用电极的齿形部分直接在聚甲醛塑料板上融化出一与电极形状相吻合的内齿轮形状(如图4所示)。在此过程中，要保证电极轴线与电极板表面垂直，以满足与实际使用情况一致的要求。图4电极定位板(3)螺旋运动的实现。待电极和电极定

9、位板均冷却后，检验一下二者之间的配合情况，一般应以二者间无明显的周向转动间隙且二者间相对运动顺畅为准。为了使二者间的相对运动更加顺畅，可