齒輪是機械鏈傳動中的重要組成。錐齒輪傳動常用于傳遞兩相交軸間的運動和動力。根據輪齒方向和分度圓母線方向的相互關系，可分為直齒、斜齒和曲線齒錐齒輪傳動。直齒錐型傘齒輪，廣泛為汽車、摩托車、拖拉機、礦山機械、印刷機械、工程機械等行業使用。近兩年汽車工業迅猛發展,汽車制造業和零部件生產企業在汽車工業迅猛發展的帶動下，進入了前所未有的發展時期，直齒錐形傘齒輪市場潛力巨大。由于錐齒輪加工較為困難，不易獲得高的精度，因此在傳動中會產生較大的振動和噪聲。

“齒輪一小步，中國一大步。”我國重大裝備的動力裝置制造技術一直受制于人的根本原因之一就在于齒輪制造工藝落后。大規格、高精度錐齒輪主要應用于大型船舶、機車、礦山冶金、能源開采和國防軍工裝備，是先進動力裝置核心部件，長期以來，其加工技術和加工裝備一直為西方發達國家壟斷。此前我國每年高精度大規格齒輪進口需花費2-3億美元，單價超過30萬元，價格昂貴，且供貨周期長，制約了我國裝備制造業的發展。

目前加工直齒錐齒輪主要有以下幾種方式：直齒錐齒輪刨齒機；雙刀盤直齒錐齒輪銑齒機；直齒錐齒輪拉銑機；一般要求的直齒錐齒輪也可以用普通銑床配合分度頭按展成法加工。

直齒錐齒輪刨齒機是以成對刨齒刀按展成法粗、精加工直齒錐齒輪的機床。
   雙刀盤直齒錐齒輪銑齒機使用兩把刀齒交錯的銑刀盤，按展成法銑削同一齒槽中的左右兩齒面。由于銑刀盤與工件無齒長方向的相對運動，銑出的齒槽底部呈圓弧形，切加工模數和齒寬均受到限制。
   直齒錐齒輪拉銑機是在一把大直徑的拉銑刀盤的一轉中，從實體輪坯上用成形法切出一個齒槽的機床。由于刀具復雜，價格昂貴，而且每種工件都需要專用刀盤，只適用于大批大量生產。
   準漸開線齒錐齒輪銑齒機用錐度滾刀，按展成法連續分度切齒的機床。切齒時，錐度滾刀首先以大端切削，然后以它較小直徑的一端切削，為保證整個切削過程中切削速度一致，機床靠無級變速裝置控制滾刀轉速，在切齒時，搖臺、滾刀和工件均作連續旋轉運動，加工一個工件，搖臺往復一次。搖臺和工件的旋轉通過差動機構產生展成運動，使工件獲得沿齒長為等高的齒形曲線。

以上為用機械刀具逐層去處材料達到精度要求的加工方法。因用刀具切削，加工時材料硬度不宜過大即不能加工淬硬材料；難切削材料（如不銹鋼、鈦合金等）也是目前生產中的難題。并且由于存在機械震動，一次加工直齒錐齒輪精度較難提高。精密直齒齒輪錐齒輪還需要粗加工后淬火再經磨齒。大型刨齒機較難制造，目前還需依賴進口。

直齒錐齒輪刨齒機精度參數

介紹一種用電火花線切割加工直齒錐齒輪的專利技術和機床

（發明專利號：200810123589.9）

數控電火花線切割加工直齒錐齒輪方法：

電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡稱WEDM），有時又稱線切割。其基本工作原理是利用連續移動的細金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電產生瞬間高溫使工件材料局部熔化或汽化蝕除金屬、切割成型。它是一種非接觸、宏觀加工力很小的加工方式。線切割加工它主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優點，已在生產中獲得廣泛的應用，目前國內外的電火花線切割機床已占電加工機床總數的60％以上
   根據電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為兩類：
   一類是高速走絲電火花線切割機床（HS-WEDM），其電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～12m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和換向時產生條紋，使加工質量下降，是我國生產和使用的主要機種，也是我國獨創的電火花線切割加工模式。目前在快走絲機床基礎上，采用多次切割技術和配合變頻器在相應電加工參數時改變走絲速度，有效提高高速走絲電火花線切割機床的加工表面質量和加工精度成為一種新型的中走絲機床，其加工精度可達0.006mm，表面質量可達Ra1.0μm。

另一類是低速走絲電火花線切割機床（LS-WEDM），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩、均勻、抖動小，加工表面質量可達Ra0.2μm，加工精度可達0.002mm。

電極絲運動軌跡的控制由數字程序控制，采用先進的數字化自動控制技術，驅動機床按照加工前根據工件幾何形狀參數預先編制好的數控加工程序自動完成加工，目前電火花線切割機床普遍采用數控化。

下面介紹用電火花線切割加工直齒錐齒輪機床的基本結構和機床參數

首先將機械加工齒輪毛坯安裝在數控轉臺回轉中心。傾斜調整回轉中心軸（大型機床調整絲線），使絲線與數控轉臺軸線夾角為直齒錐齒輪錐度角。調整絲線位置，使絲線（鉬絲或銅絲）一端以直齒錐齒輪的頂尖為定點（即錐齒輪回轉球心），另一端以直齒錐齒輪齒面大端上基圓為進給基點，這時絲線在兩水咀間跨度為直齒錐齒輪回轉球心半徑，啟動伺服電機將回轉臺和絲線進給絲杠鎖定。啟動數控系統，使數控轉臺轉動角度與直齒錐齒輪齒面大端絲線進退，按直齒錐齒輪設計當量模數編制程序執行旋轉與進退聯動。當電極絲處在齒頂時，數控轉臺轉動，電極絲線不動，這是加工出的軌跡是直齒錐齒輪的齒頂；轉過齒頂圓心角后，大端處電極絲線隨工件轉動進行相應進給即加工齒型部分，當到達齒根時電極絲線停止進給，工件繼續轉動，此時加工的是齒根部分；當轉過齒根圓心角時電極絲線回退加工同齒的另半個齒型，到達齒頂時完成一個齒的加工。下面依次加工出全部齒。在數控系統的控制下電極絲線按大端當量齒輪的標準漸開線生成齒型。絲線經高頻放電產生電火花蝕除工件生成縫隙，加工出標準直齒錐齒輪。當絲線與數控轉臺中心線平行即夾角為零度時，電極絲線沿齒輪中心方向平行進退，數控合成加工出的齒輪為標準直齒輪。本機床均可精密加工回轉類零件的齒部，如：精密分度齒盤、高速鋼圓鋸片的齒部等盤類零件的齒部加工。

該機床控制部分由電腦編程軟件完成繪圖并生成程序代碼指令，由驅動模塊、高頻功放和絲線控制系統組成一體化。機床由數控可傾斜精密回轉臺、收放絲機構、絲架進給和升降工作臺、切割液供給回收過濾系統幾部分組成。工作臺上安裝精密光柵尺，絲線定位和行程數據直觀顯示。上、下絲架安裝在直線導軌上由電機帶動升降并由光柵尺顯示兩絲架間距離，便于調整兩水咀間跨度。

快(中)走絲機床主要型號和參數

慢走絲機床主要型號和參數

采用電火花線切割加工直齒錐齒輪的方法由于沒有宏觀切削力，與現有機械刀具切削相比，具有以下優勢：

1、加工時工件無受力變形，在數控指令控制下，加工精度高，齒部為標準漸開線或函數曲線，表面粗糙度好，可微觀進給（1μm）并可多次切割。加工精度可達2μm，表面粗糙度最佳可達0.5μm。精密機床可采用慢走絲結構；較高加工要求零件采用中走絲或快走絲結構。

2、針對高強度、高韌性、高硬度等機械方式難加工材料，電火花線切割加工（WEDM）尤顯其強大優勢。傳統機械加工金屬齒輪為了達到高精度，高壽命的要求，需先初加工出齒廓留有一定余量，經淬火再磨削方能滿足要求。電火花線切割加工（WEDM）可直接加工淬火材料。遇到“不銹鋼”、“鈦合金”、硬質合金鋼等錐齒輪，傳統加工方式難度非常大。被授予21世紀金屬的“鈦合金”它以密度小、比強度高、耐高溫、抗氧化能力強，分子結構穩定等優勢在航空、航天領域應用越來越多。各種內燃機車鎳釩鈦合金傳動系齒輪、軍隊各種火炮系統定位傳動齒輪、航天飛行器控制傳動系統齒輪都需要鈦合金制造，而加工鈦合金采用電火花線切割加工（WEDM）是比較理想的手段。

3、便于制造高精度和超大行程機床，滿足特殊零件高精度等級加工要求。目前國內大型直齒錐齒輪加工設備尚依賴進口。采用電火花線切割加工（WEDM）技術由于沒有機械震動，高精度數控系統，數控回轉臺與絲架進給數控合成，使加工軌跡與理論曲線一致，能加工出高精度零件。目前國內機加工直徑＞800mm的直齒錐齒輪刨齒機，其較先進的最高達6級精度，表面粗糙度Ra（3.2μm）,一般大多在8級精度、表面粗糙度Ra（6.3μm）。采用電火花線切割數控加工（WEDM）理論上精度可超過4級（該項指標目前國家最高標準為4級）。

4、機械加工不同模數齒輪需用相應模數刀具，刀具復雜，價格昂貴，刀具使用中磨損嚴重影響加工效果。電火花線切割加工（WEDM）工具電極簡單（銅絲或鉬絲），加工不同模數齒輪同一規格絲線即可完成。

5、低能耗、無污染。一臺小型刨齒機或銑床功率一般在3～7.5個千瓦,大型機床為幾十個千瓦。而電火花線切割加工（WEDM）機床使用功率一般不超過2kw；工作液為去離子水或水基工作液，無污染，經沉淀可自然排放。

注：聯系我時，請說是在“傲立機床網”上看到的，謝謝！