利用數控電火花線切割機床和車床加工帶凸臺齒輪的工藝分析

馬曉欣，王新明，劉麗娟，張海東

（河北建筑工程學院，河北 張家口 075000）

利用數控電火花線切割機床和車床加工帶凸臺齒輪的工藝分析

馬曉欣，王新明，劉麗娟，張海東

（河北建筑工程學院，河北 張家口 075000）

無碳小車是大學生工程訓練綜合能力競賽的一個常規比賽項目，通過將制定重塊的重力勢能轉化為小車的動能，其中間傳動多采用齒輪傳動。數控電火花線切割機床和車床廣泛應用于大學生工程實訓，指導學生自己設計齒輪和制定相應加工工藝對培養學生創新能力和動手能力有重要意義。為此，文章提出一種針對大學生工程實訓中帶凸臺齒輪的數控電火花線切割機床和車床的加工工藝。

齒輪；電火花線切割；車床；加工工藝

在大學生工程訓練綜合能力競賽中，需要制作一種無碳小車，小車設計傳動機構為直齒圓柱齒輪傳動，壓力角α=20°，齒形為標準的漸開線齒形。根據河北建筑工程學院的工程訓練中心現有設備情況，選擇使用數控電火花線切割機床和車床配合來加工齒輪。數控電火花線切割機床加工出齒輪的外形輪廓，車床加工出齒輪的凸臺和中心孔。齒輪的分度圓和齒輪孔的同軸度要求是比較嚴格的，使用數控電火花線切割機床可以加工齒輪的齒形和齒輪的內孔，并可以加工出鍵槽，考慮和齒輪配合的軸的直徑尺寸比較小，只有直徑4mm，軸上加工鍵槽難度大。故使用數控電火花線切割機床只加工齒輪的齒形，不加工內孔和鍵槽，內孔通過車床鉆出，齒輪在圓周方向上的定位采用緊定螺釘來實現。

以圖1所示齒輪為例，以下是圖1所示齒輪的加工工藝：

圖1 齒輪的加工工藝

（1）使用φ30mm的6061鋁材作為毛坯料，車削出圖2形狀和尺寸。大于齒輪齒頂圓尺寸的部分，為數控電火花線切割加工時壓板對工件進行壓緊用。凸臺部分的尺寸大于零件的凸臺尺寸，是為了保證加工時彌補數控電火花線切割加工后齒輪齒頂圓中心和凸臺中心的偏心距離。凸臺外圓尺寸小于零件的毛坯直徑，可以減少后續的加工量。如圖2所示。

圖2 毛坯料的形狀和尺寸

（2）將圖2形狀和尺寸的毛坯料，使用壓板壓在數控電火花線切割機床上，通過找正使毛坯料的中心作為線切割加工齒輪的中心，然后加工出齒輪。加工后如圖3所示。

圖3 加工后的毛坯料的形狀和尺寸

（3）將圖3的齒輪裝在車床上，用三爪卡盤卡緊，卡緊部分為有齒廓的左側部分，保證圖1齒輪的齒廓厚度不被卡到，即只卡多出齒厚部分的齒廓。將齒輪端面找正后卡緊，車削凸臺的外圓至圖4中凸臺外圓的尺寸。然后在中心處打上φ4mm的通孔。加工后如圖4所示。

圖4 齒輪外圓尺寸

（4）將零件掉過頭來，卡在三爪卡盤上，即卡緊凸臺，將多余厚度的齒輪切去。加工后如圖5所示。

（5）最后在鉆床上鉆出凸臺上的緊定螺釘孔，然后進行攻絲加工出M4內螺紋。加工后如圖1所示。

圖5 加工后的齒輪

通過此工藝，加工了幾對齒輪，用于無碳小車的動力傳遞，取得了不錯的效果，既滿足了無碳小車的傳動要求，又培養了學生的創新能力和動手能力，同時也節省了無碳小車的加工費用。

Process Analysis of W orking w ith Boss Gear w ith CNC WEDM M achine Tool and Lathe

MA Xiao-xi，WANG Xin-m ing，LIU Li-juan，ZHANG Hai-dong
（Hebei Architecture Engineering College，Zhangjiakou，Hebei 075000，China）

Thenon-carbon car isa routine competition projectofcollege students'engineering training comprehensive ability competition.By converting the gravity potential energy of the heavy block into the kinetic energy of the car，the intermediate transmission adopts gear transmission.CNCWEDM machine tools and lathes are widely used in college engineering training，which is important forguiding students to design theirown gear and the developmentof the corresponding processing technology to cultivate students innovative ability and practicalability.To thisend，the paperpresentsa kind ofprocessing technology forCNC WEDMmachineand lathewith convex gear in collegeengineering training.

gear；WEDM；lathe；processing technology

TG661

A

2095-980X（2017）05-0121-01

2017-04-30

馬曉欣，主要研究方向：數控技術。