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1、10申请公布号CN104128679A43申请公布日20141105CN104128679A21申请号201410341616522申请日20140717B23H1/06200601B23H1/00200601B23H11/0020060171申请人上海工程技术大学地址200336上海市长宁区仙霞路350号72发明人孙裴马其华王婕丽葛冠腾74专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227代理人刘朵朵54发明名称一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺57摘要本发明涉及一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，属于机械加工领域。一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，所述齿面的一个导程的螺旋结构在以工件的。
2、径向与轴向构成的直角坐标系的投影中不被其自身结构所遮蔽，主要使用三轴电火花成型机对其进行放电成型加工，具体加工步骤为，对用于粗加工与精加工的电极外形轮廓进行切削加工，用粗加工电极对工件毛坯进行粗加工，再细加工电极对工件毛坯进行细加工，直至完成所有开放螺旋结构的齿面的成型加工。本发明无需使用特种机床加工开放螺旋结构的齿面，其加工精度高，加工成本低，而且本发明能用于加工表面硬度较高的金属材料。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10申请公布号CN104128679ACN104128679A1/1页21一种开放。
3、螺旋结构的齿面成型加工工艺，所述齿面的一个导程的螺旋结构在以工件的径向与轴向构成的直角坐标系的投影中不被其自身结构所遮蔽，所述成型加工工艺的具体步骤为1对应所需加工的一个导程的螺旋结构的齿面外轮廓，分别对用于粗加工与精加工的电极外形轮廓进行切削加工，得到与一个导程的螺旋结构的齿面外轮廓相适应的粗加工电极和精加工电极，其中，粗加工电极的表面粗糙度小于32M，精加工电极的表面粗糙度小于16M；2将齿面待加工的工件毛坯安装在三轴电火花成型机的分度头上，将粗加工电极安装在三轴电火花成型机上；3对工件毛坯进行一个导程的螺旋结构的齿面放电成型加工；成型后按照具体要求对该一个导程的螺旋结构的齿面进行检测；4。
4、检测合格后，使用分度头旋转工件毛坯至下一个导程的螺旋结构的齿面加工位置进行放电成型加工；5重复步骤3和步骤4，直至完成所有开放螺旋结构的齿面成型粗加工；6用精加工电极替换粗加工电极安装在三轴电火花成型机上；7重复步骤3和步骤4，直至完成所有开放螺旋结构的齿面成型加工。2根据权利要求1所述的一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，其特征在于，所述步骤1中的用于粗加工与精加工的电极的材料为T2紫铜，整体密度大于885G/CM3。3根据权利要求1所述的一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，其特征在于，所述步骤1中，对用于粗加工的电极轮廓进行切削加工时；当该粗加工电极用于加工开放内螺旋结构的齿面时，其尺寸在。
5、对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向内偏移04MM；当该粗加工电极用于加工开放外螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向外偏移04MM。4根据权利要求1所述的一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，其特征在于，所述步骤1中，对用于精加工的电极轮廓进行切削加工时；当该精加工电极用于加工开放内螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向内偏移015MM；当该精加工电极用于加工开放外螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向外偏移015MM。5根据权利要求1所述的一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，其特征在于，所述工件毛坯安装在三轴电火花成型机。
6、的分度头上后，工件毛坯与三轴电火花成型机的地线之间的电阻小于01欧姆。权利要求书CN104128679A1/4页3一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺技术领域0001本发明涉及一种齿面成型加工工艺，特别涉及一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺。背景技术0002目前，对于开放螺旋结构的齿面加工工艺主要有以下几种对于开放外螺旋结构的齿面，一般使用四轴数控加工中心、改装过的插齿机或滚齿机进行加工；对于开放内螺旋结构的齿面，一般使用螺旋拉床，改装过的插齿机或四轴联动电火花成型机进行加工。0003采用传统切削加工工艺，如使用四轴数控加工中心、插齿机或螺旋拉床等进行加工，具有加工精度较高可达IT6以上和表面粗。
7、糙度较好最小可达04M以下的优点，但是其加工成本受加工批量影响严重，尤其对于小批量开放螺旋结构的齿面的加工，该工艺并不适用；同时，由于在传统切削加工中需要考虑刀具的磨损等诸多因素，无法将硬度较高的材料加工成开放螺旋结构的齿面。0004采用电火花成型技术，可以较好地解决硬度较高材料的成型加工与单件加工。但是，由于传统电火花成型工艺在进行开放螺旋结构的齿面的加工中必须使工件按照一定的角速度自转来完成螺旋结构的成型，故使用传统电火花成型工艺加工开放螺旋结构的齿面时，必须使用四轴以上的特种电火花成型机，致使加工工艺复杂化，影响加工成本与加工效率。发明内容0005本发明的目的是针对现有开放螺旋结构的齿面。
8、加工工艺的缺陷，提出一种可用于高硬度材料，具有加工精度高、加工成本低的开放螺旋结构的齿面成型加工工艺。0006本发明是通过以下技术方案实现的0007一种开放螺旋结构的齿面成型加工工艺，所述齿面的一个导程的螺旋结构在以工件的径向与轴向构成的直角坐标系的投影中不被其自身结构所遮蔽，所述成型加工工艺的具体步骤为00081对应所需加工的一个导程的螺旋结构的齿面外轮廓，分别对用于粗加工与精加工的电极外形轮廓进行切削加工，得到与一个导程的螺旋结构的齿面外轮廓相适应的粗加工电极和精加工电极，其中，粗加工电极的表面粗糙度小于32M，精加工电极的表面粗糙度小于16M；00092将齿面待加工的工件毛坯安装在三轴电。
9、火花成型机的分度头上，将粗加工电极安装在三轴电火花成型机上；00103对工件毛坯进行一个导程的螺旋结构的齿面放电成型加工；成型后按照具体要求对该一个导程的螺旋结构的齿面进行检测；00114检测合格后，使用分度头旋转工件毛坯至下一个导程的螺旋结构的齿面加工位置进行放电成型加工；说明书CN104128679A2/4页400125重复步骤3和步骤4，直至完成所有开放螺旋结构的齿面成型粗加工；00136用精加工电极替换粗加工电极安装在三轴电火花成型机上；00147重复步骤3和步骤4，直至完成所有开放螺旋结构的齿面成型加工。0015其中，所述步骤1中的用于粗加工与精加工的电极的材料为T2紫铜，整体密度大。
10、于885G/CM3。0016其中，所述步骤1中，对用于粗加工的电极轮廓进行切削加工时；0017当该粗加工电极用于加工开放内螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向内偏移04MM；0018当该粗加工电极用于加工开放外螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向外偏移04MM。0019其中，所述步骤1中，对用于精加工的电极轮廓进行切削加工时；0020当该精加工电极用于加工开放内螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向内偏移015MM；0021当该精加工电极用于加工开放外螺旋结构的齿面时，其尺寸在对应一个导程的螺旋结构的轮廓基础上向外偏移。
11、015MM。0022其中，所述工件毛坯安装在三轴电火花成型机的分度头上后，工件毛坯与三轴电火花成型机的地线之间的电阻小于01欧姆。0023本发明的有意效果在于本发明无需使用特种机床加工开放螺旋结构的齿面，其加工精度高，加工成本低，而且本发明能用于加工表面硬度较高的金属材料。附图说明0024图1为螺旋花键离合器外花键的结构示意图；0025图2为螺旋花键离合器内花键的结构示意图；0026图3为用于加工螺旋外花键的电极的结构示意图；0027图4为用于加工螺旋内花键的电极的结构示意图；0028图5为螺旋花键离合器外花键的放电成型加工示意图；0029图6为螺旋花键离合器内花键的放电成型加工示意图。具体实。
12、施方式0030下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。0031以一种车辆传动系统螺旋花键式离合器结构为例，材料为H13模具钢或者40CR合金钢。该结构齿形为渐开线形，齿数为14齿，法面模数为2MM，压力角为30，螺旋角为30左旋，表面粗糙度要求为16M，螺旋花键离合器内花键与外花键配合间隙为015MM025MM。0032如图1所示的螺旋花键离合器外花键，如图2所示的螺旋花键离合器内花键，其成型加工工艺的具体步骤为00331对应所需加工螺旋花键的一个导程的螺旋结构的齿面外轮廓，分别对用于粗加工与精加工的电极外形轮廓进行切削加工；003411对材料为T2紫铜的电极毛坯进行锻打，使该电极毛坯的整。
13、体密度因大于说明书CN104128679A3/4页5885KG/CM3；003512根据待加工螺旋花键的一个导程螺旋花键齿形的具体参数，分别建立用于加工螺旋外花键的电极和用于加工螺旋内花键的电极的三维模型；0036在电火花成型加工中，放电间隙一般在0203MM，故用于精密配合的精度在IT6以上的螺旋花键放电加工中，需考虑放电间隙的影响，对螺旋花键离合器粗加工电极和精加工电极中的齿形计算做适当修正调整；0037对于螺旋外花键电极外形修正尺寸，粗加工电极应向外偏移04MM；精加工电极应向外偏移015MM；0038对于螺旋内花键电极外形修正尺寸，粗加工电极应向内偏移04MM；精加工电极应向内偏移01。
14、5MM；003913使用数控机床对电极毛坯进行切削加工，选用环切走刀；在进行粗加工电极切削加工中，步距为01MM，单次走刀步数025MM，主轴转速15000R/MIN；在进行精加工电极切削加工中，步距为005MM，单次走刀步数005MM，主轴转速18000R/MIN；004014对加工完成的电极进行检测；先目测表面缺陷；然后用渐开线齿形卡板检查电极外形尺寸的吻合度；最后使用表面粗糙度检测仪检测电极的粗糙度；004115对电极的缺陷进行修复；对于切削深沟痕等无法通过打磨电极解决的缺陷，使用冷焊机进行修补后使用1500号以上砂纸进行打磨修整；对于表面有毛刺或表面粗糙度过大等缺陷，使用2000号以上。
15、砂纸或者气动工具安装羊毛抛光头进行手工抛光修整；004216重复步骤14和步骤15，直至粗加工电极与齿形卡板最大间隙不超过03MM，精加工电极与齿形卡板最大间隙不超过005MM；粗加工电极表面最大粗糙度小于32M，精加工电极表面最大粗糙度小于16M，用于加工螺旋外花键的电极成品如图1所示，用于加工螺旋内花键的电极成品如图2所示；00432将待加工的螺旋花键离合器外花键毛坯安装在三轴电火花成型机的分度头上，测量该螺旋花键离合器外花键毛坯对于三轴电火花成型机的地线之间的电阻，确保分度头的安装接地可靠，再将粗加工电极安装到三轴电火花成型机上；00443如图5所示，是螺旋花键离合器外花键的放电成型加工。
16、图，对粗加工电极与已装夹的螺旋花键离合器外花键毛坯进行定位，对螺旋花键离合器外花键毛坯进行一个导程的螺旋外花键齿形的放电成型加工；0045粗加工电极电火花成型放电电压180V，放电脉宽70S，放电脉间70S，放电电流14A，电极沿三轴电火花成型机的Z轴方向进给，完成一个导程的螺旋外花键齿形的粗加工成型后，按照具体要求对该一个导程的螺旋外花键齿形进行检测；00464检测合格后，使用分度头旋转螺旋花键离合器外花键毛坯至下一个导程的螺旋外花键齿形加工位置进行放电成型加工；00475重复步骤3和步骤4，直至完成螺旋花键离合器外花键的粗加工；00486用精加工电极替换粗加工电极安装在三轴电火花成型机上；。
17、00497对精加工电极与已装夹的螺旋花键离合器外花键毛坯进行定位，对螺旋花键离合器外花键毛坯进行一个导程的螺旋外花键齿形的放电成型加工；0050精加工电极电火花成型放电电压180V，放电脉宽40S，放电脉间40S，放电电流8A，电极沿三轴电火花成型机的Z轴方向进给，完成一个导程螺旋外花键齿形的精加工说明书CN104128679A4/4页6修整后，按照具体要求对该一个导程的螺旋外花键齿形进行检测；00518检测合格后，使用分度头旋转螺旋花键离合器外花键毛坯至下一个导程的螺旋外花键齿形加工位置进行放电成型加工；00529重复步骤7和步骤8，直至完成所有螺旋外花键齿形的精加工，至此完成螺旋花键离合器外花键的加工；005310如图6所示，是螺旋花键离合器内花键的放电成型加工图，其具体成型加工步骤同步骤2至步骤9。0054在螺旋花键离合器的成型加工过程中，要求粗加工电极的最大磨损量为03MM，精加工电极的最大磨损量为01MM，如果超过该磨损量应该对精加工电极进行更换，防止齿形外形尺寸超差。说明书CN104128679A1/1页7图1图2图3图4图5图6说明书附图CN104128679A。