精密塑胶圆柱齿轮鼓形修型的工艺原理

woodee

关于电极补偿的压力角修正问题

为补偿电极损耗而导出的电极滚刀的压力角修正，经常见到下面两张图：

                               
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其论据由来是根据放电机理：曲率半径小处最先击穿。
于是根据渐开线曲率半径公式，导出压力角修正公式。
但是，如果稍加仔细看看两篇论文（《内螺旋齿轮电火花加工的齿形误差分析》、《齿轮模具电火花展成加工电极的研究》）的表述，两者的补偿目标正好相反，前者说“在电极齿轮齿根部分的损耗大于齿顶部分的损耗”，后者说“电极齿轮的齿顶部分损耗大于齿根部分的损耗”。可见，压力角修正公式或许有道理（因为得到两者的认可），但推到的机理是有问题的。

更何况，两者都没有考虑齿根过渡曲线部分的形状对放点的影响，如下图示：

事实上齿根过渡部分是足够大，一般都会超过1/3齿高，所以不能忽略。
更何况，齿根过渡曲线相对渐开线而言，曲率是负值，比尖角还要小，放电损耗怎能不考虑呢？还有，摆动电极法进行电火花加工，齿根过渡部分本身有了内凹（模数1有0.015~0.02），这部分的影响亦应考虑在内。
其实，放电击穿频度、电场密度、放电介质、电极运动方式以及放电间隙的大小，综合影响着模腔齿形，单单从渐开线曲率半径来推导电极补偿量，数值是不可能准确的。
另外，塑胶收缩过程中，齿顶、齿根处收缩量是有差别的，这同样会影响齿形。
我以为，减小精打放电间隙（比如≤0.01mm），可以综合解决问题。对于精度要求高的齿轮，通过定制齿廓修形滚齿刀的办法，应该更实际。

woodee

电极齿轮的窜刀加工

要想一种收缩率用一把滚刀，去加工不同摆动、放电侧隙的电极齿轮，必须采取窜刀法加工。
窜刀有两种途径实现
一是工件不动，滚刀沿着轴线窜动一小段距离；
二是滚刀不动，工件转动一个角度。
对CNC滚齿机来说，两者都容易实现，只需键入数值编程即可。
推荐CNC滚齿机采用转动角度法。

窜刀加工电极示意如下：
1. 滚到径向尺寸


2. 滚切右齿面


3. 滚切左齿面

woodee

电极与型腔关系的示意图：

yuwazn06

精彩的分析、鼓形实现噪音的低减、特别是斜齿因为少枚数根切的干涉！
敬佩！

shouda

版主说得很透彻！在学习当中！！！

吴雨阳

Woodee:你是在那个公司啊，好久就想设计鼓形齿的塑胶齿轮了
但没公司开的出模具的

iamwang

精密塑胶圆柱齿轮鼓形修型他，太需要了，非常感谢

mrmrw

我目前已经基本解决电极和放电的工艺技术问题，后面准备考虑试一次，关键是要处理脱模的难度。一但出现脱模困难，就前功尽弃了！

mrmrw

经过近半年的试验，塑料直齿轮、斜齿轮和内齿轮的齿形、齿向修形方法都是可以的。
我自己做了直齿轮的齿向修形、斜齿轮的齿形和齿向修形、内直齿轮的齿形修形。从测试的结果看，对注塑影响不大，但是对改善齿轮收缩和降低噪音的效果不错。

Smart_J

谢谢无私分享