在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔

《在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔北仑职业高级中学乐崇年（浙江315806）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青睐，是当前我国模具行业中应用最广泛的型腔加工机床之一。由于普通电火花成形机床是一种单轴（主轴Z）控制型机床，一般只能通过主轴的上、下移动来完成电极形状的拷贝加工，其工艺范围较为狭窄。如何拓宽普通电火花成形机床的工艺范围，使其更好地满足实际生产的客观需要，一直是广大用户所关注的现实问题。一、问题的提出如图1所示为某型号斜齿轮塑件的二维图及其三维模型。图1斜齿轮塑件该塑件的注塑模具，在结构设计上通常采用组合式的模具型腔结构，其制作关键在于塑件斜齿部分的型腔件（如图

2、2所示）的制作。显然，在普通电火花成形机床上，采用常规的工艺方法是无法实现的。以下基于笔者的实践经验介绍一种在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔的方法。图2斜齿部分型腔件二、问题分析及解决由斜齿轮轮齿的轮廓特点分析可知，各齿轮廓沿轴线方向呈螺旋状。可见，要实现斜齿轮模具型腔的加工，电极必须作相应的螺旋运动（模具型腔件通常是固定不动的）。由于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，因此，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，同时还必须利用一定的辅助装置使电极转动起来，最终实现电极的螺旋运动。1.电极端部结构的设计考虑到电极在工作过

3、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配装轴承的结构（如图3所示），工作时，将轴承外圈固定到主轴夹头上，保证电极能够灵活转动。本例中的电极重量较小，采用单个向心球轴承即可；若电极较重时，可采用向心球轴承结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—螺钉此外，为方便电极校准以及确定工件中心位置的需要，电极的下端部采用如图3所示的工艺圆柱结构。注意：圆柱直径应小于模具型腔的底孔直径；底孔直径应小于斜齿轮的齿根圆直径。齿根圆直径的计算如下：d（根）=mn×Z/cosβ-2.5×mn=0.5×20/cos8°-2.5

4、×0.5=8.85（mm）2.电极定位板的制作选取2mm左右厚度的聚甲醛（POM）塑料板制作电极定位板的材料，并在其上作一直径为Ø9.0mm的底孔（从理论上讲，厚度越小，定位的精度越高，但厚度过小时定位板刚性不足，2mm是一个较理想的值；采用聚甲醛材料是考虑到其综合力学性能较好）。考虑到聚甲醛材料的融化温度为200ºc左右，故可以用电烙铁或其它适当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）即可。在此过程中，要保证电极轴线与电极板表面垂直，以保证实际使用要求。图4电极定位板3.螺旋运动的实现待电极和电

5、极定位板均冷却后，检验一下两者之间的配合情况，一般应以两者间无明显的周向转动间隙，且两者间相对运动顺畅为准，必要时可以在电极与定位塑料板之间加注适量润滑油。加工前，只要将定位塑料板固定，那么，由于其对电极的约束作用，促使套在其中的电极在作轴向移动的同时，实现周向转动，从而获得螺旋运动。三、加工过程首先，将适当规格的三爪卡盘用压板固定在机床工作台上，并将模具型腔固定至三爪卡盘中（如图5所示）。为缩短加工时间及减少电极损耗，毛坯中心处可先钻出一直径为Ø8mm的通孔。其次，将装配在电极上端部的轴承外圈装夹至机床主轴夹头中；利用电极下端部的圆柱校准部分对电极作垂直度校正；利用电极下端部圆柱校准部分对模

6、具型腔毛坯件的外圆表面进行四面分中，以保证电极的中心轴线与模具毛坯件的中心轴线重合，之后，锁紧机床的X轴和Y轴。接着，将先前已经制作好的电极定位塑料板套入电极齿形部分下端部，套入的距离应以电极齿形部分的下端部不露出电极定位板下表面为准（如图5所示）。向下移动主轴使电极定位板与模具毛坯件的上顶面轻轻接触，用502胶水将定位板固定在模具毛坯件的上顶面。图5加工示意图1—工作台；2—三爪卡盘；3—压板；4—模具型腔；5—电极校准部分；6—定位板；7—电极齿形部分；8—轴承；9—电火花机床主轴夹头最后，利用以上装置对模具型腔进行电火花成形加工。考虑到用一个电极来完成模具型腔的电火花成形加工，而电极前端

7、部在电火花成形加工过程中的损耗较大（电极损耗部位集中在头部3~4mm区域内），所以在加工时要使电极齿形部分的下端部超出模具毛坯件的底部4mm以上（电极在制作时要相应加长齿形部分，并加上定位板的厚度），整个加工过程才完成。同时，为了取得理想的加工效果，在不同的加工阶段，应采用不同的电规准方案。四、结束语以上介绍了在普通电火花成形机床上加工斜齿轮模具型腔的方法。由于文中所述的斜齿轮模具型腔具有上下贯穿