线切割采用接刀方法加工大长度齿条刀具

                                   线切割采用接刀方法加工大长度齿条刀具

电火花线切割加工是制造齿条刀具的关键工序，齿条刀具的全部齿形参数———齿距、齿厚、全齿高、螺旋角、后角、齿形角等均通过该工序一次成形。由于我厂所用CHARMILLES 290型线切割机床的行程限制，只能加工长度≤350mm 的齿条刀具，而用户订货的齿条刀具***大长度达480mm，为了利用现有设备加工出超行程的大长度齿条刀具，只能采用接刀方法进行加工。接刀加工是将一把齿条刀具分为两段分别加工。线切割机床的上、下喷嘴是按程序编制的加工轨迹移动，喷嘴周围有较大空间，因此可根据程序的加工方向将齿条刀具的一端固定在加工行程内，另一端置于喷嘴旁的空隙处（见图1a），当加工完刀具的L₁段后，松开夹具，将工件在夹具***面中沿X 轴方向斜向移动，使刀具的L₂段完全进入可加工范围内（见图1b）并夹持紧固，然后通过测量已加工出的基准面找出第二段加工程序的起割点，通过执行第二段加工程序，即可完成整把齿条刀具的线切割加工。

　　要在实际加工中实现上述加工原理，必须解决以下问题：

　　L₁段位置的确定。为了确定L₁段的安全位置，必须在线切割机床上进行模拟运行。在喷嘴与工件不发生碰撞的前提下，应尽可能降低上喷嘴的高度；此外，在编程时应使两段加工程序的中断点位于齿根中点位置（如图2所示），以避免在关键尺寸表面留下接刀痕迹，两段加工程序之间应有部分重合区域（～0.3mm），以避免形成接刀筋。

　　基准面的测量。理论上，通过准确测量已加工的基准面A和B（见图2），即可获得第2段加工程序在X、Y轴方向的起割点。但在实际加工中，由于加工齿形面两侧时为X、Y轴同时运动，而加工A面时只有Y轴运动，因此难以保证A面的加工质量；同时因上、下喷嘴距离较大，电极切割丝的张力在精加工时不易达到要求，可能造成A面加工尺寸不稳定，从而导致较大的基准面测量误差，影响第2段加工程序起割点的确定。此外，在重修超差工件时，由于A面在执行第2段加工程序后已被切掉，故无法再作为基准面。在加工实践中发现，如以第1段程序加工出的前一齿侧面作为测量基准效果更好（如图3所示），由于该面也是设计基准面，如将其作为测量基准面，则可保证基准重合。由于第2段加工程序是以第1段加工程序的加工面作为参考基准，因此即使存在加工误差，也可保持误差方向的一致性，减小加工误差的影响。但在计算移动距离时，则应考虑电极切割丝与该基准面非垂直接触引起的测量误差，应将距离换算为X轴方向后再移动至起割点。通过变换基准面，可进一步提高测量精度和加工精度，并可对重修工件进行二次加工；通过测量齿距、齿厚值并根据实测值进行换算，可在加工过程中判断齿条刀具是否合格，若发现问题，可随时调整加工位置和加工尺寸（如将刀具卸下后进行检测，则很难保证刀具重新装夹后的加工精度）。

　　工件的夹持。由于被加工齿条刀具的长度较大，且加工时为部分夹持，夹紧方向随螺旋角的不同而变化，与水平面不垂直，因此对夹具的刚性要求较高；同时，工件移动时应保持方向不变，因此对夹具***精度的要求也较高。在实际加工中，工件移动后需用百分表检测相邻三齿的齿顶及铅垂面的位置变化，并调整工件位置以符合安装精度要求，然后再用电极切割丝进行测量以确定起割位置。采用接刀工艺方法可降低大尺寸齿条刀具的加工难度，拓展线切割机床的有效加工范围。此外，由于可在机判定除非圆曲线外的工件的加工合格性，因此不必卸下工件进行检测，避免了需要进行误差修复加工时在机床上重新装夹***难以完全复位的困难。

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