用線切割機床高效加工異形齒槽鏈輪的技術應用

楊寧

摘 要：通過對異形齒槽鏈輪，進行工藝分析，我們對加工工藝進行了改正，采用線切割機床加工異形齒槽鏈輪的方法，不僅提高了生產效率而且也保證了加工精度，有效解決了加工異形齒槽鏈輪難的問題。

關鍵詞：線切割機床；加工工藝；異形齒槽鏈輪；

前言

我公司承接一批具有異形非標齒槽鏈輪的加工任務，其齒槽形狀（見圖1）。此種鏈輪的特點是在圓周上均勻分布著具有非標形狀的齒槽，加工時既要考慮其齒槽成形特點，又要在圓周上均勻分布。我們對圖紙進行了工藝分析，并對加工工藝進行了改進和驗證，圓滿完成了制造任務。現將我廠用線切割機床加工異形齒槽鏈輪的方法介紹如下：

1.工藝分析

以圖1所示為例，其主要參數為：

加工此種鏈輪齒槽有兩大難點，一是其齒槽形狀較復雜；二是齒槽在圓周上均勻分布。由于其齒槽形狀復雜，難以配備相應的成形刀具；如果采用在活件上劃出齒槽輪廓線，然后用立式插床按照輪廓線加工的方法加工，不僅加工效率極低，且精度無法保證，難以達到圖紙要求。所以我們決定采用配有電子坐標顯示的電火花線切割機床加工。

2.線切割加工工藝

根據活件形狀、線切割機床鉬絲運行方式以及線切割工作臺特點，我們設計了一個外圓大小與鏈輪軸孔相等的圓形定位塊（見圖2）固定在線切割工作臺的橫梁上，將鏈輪軸孔套入定位塊內（見圖3），為使鏈輪可以以回轉中心為軸線自由旋轉，定位塊外圓與鏈輪軸孔采用間隙配合。由于電火花線切割機床為無切削力加工，故鏈輪不需要壓緊便可加工。

由圖3可以看出，鏈輪裝夾在橫梁上后，鉬絲運動范圍被限制在橫梁兩側，如強行按照鏈輪齒槽輪廓加工將會導致鉬絲與機床橫梁接觸，損壞橫梁。經計算得出，鉬絲一次運動最多可加工3個齒槽，加工路徑見圖4（注：實線為實際加工路徑），將繪制好的圖形輸入到線切割機床的控制電腦中。

利用圓周的幾何特性和線切割機床的電子坐標顯示器可準確找到圖4所示齒頂圓上的點O，將其坐標設為（0，0），作為基準點。通過計算得出加工起點A的坐標為（-95.01，-157.63），手動將鉬絲的位置由O點移動至A點開始加工，至終點B結束，此時已完成3個齒槽的加工。

接下來的切割需保證齒槽在圓周上的均勻分布，經過對圖紙的仔細分析后，我們利用鏈輪的圓周特點結合線切割機床火花可見的特性創立了旋轉對絲法。

由圖4可知，上次加工終點B在順時針旋轉一定的角度后可與加工的第一個齒槽之前齒槽的終點重合，把這個點定為輔助對絲點M，其坐標為（-125.58，-170.31）。將鉬絲移動到M點，打開機床變頻，沿順時針方向緩慢轉動鏈輪，使B點逐漸向M點也就是此時鉬絲所在的位置靠近。當B點與鉬絲接觸打出火花時說明B點M點已經重合，再將鉬絲移動到A點（-95.01，-157.63）位置，啟動自動切割，機床按上次的切割路徑切割接下來的3個齒槽。切割完第6個齒槽后，再次重復旋轉對絲、啟動切割即可完成對剩余2個齒槽的加工，至此，鏈輪齒槽全部加工完畢。

3.使用效果

我們用上述加工方法試加工了一批異形齒槽鏈輪，還加工了其他與本例具有相同特性的活件，如起重鏈輪、大模數齒輪等，均達到了圖紙要求。

4.總結

本文介紹的加工方法有幾點需要注意：

首先對活件齒頂圓精度要求較高，否則對絲時會影響精度；其次，線切割機床最好配有電子坐標顯示器，傳統的刻度手輪在移動鉬絲時難以達到要求。

實踐證明，用此種方法加工，工裝簡單，操作簡便，保證了加工精度，縮短了加工周期，減輕了勞動強度，同時擴大了線切割機床的加工范圍。