PPCNC在塑料齿轮制作中的应用(6)

(4)维护费低、耗材省：PPCNC在正常使用状态下不用特别维护，平均耗电30 W，每个加工实例可在50 mm×50 mm×10 mm的塑料(或代木)上完成，材料费用较低。

4.3 PPCNC实物加工

（1）打开PPCNC操作软件。此PPCNC配套软件具有自动、手动直接输入操作模式以及刀偏设置、刀路模拟、诊断等机床显示状态。

装夹好工件材料，为了固定工件和避免铣刀碰撞到机床端面，可在工件背后沾上一块长方块或者垫一块，以起保护作用。

点击刀偏设置，调整工件坐标。将机床工件X、Y坐标调至零点，同时利用工具进行Z轴方向上的对刀，机床操作界面如图所示。

图4-2 PPCNC操作界面，Z轴对刀

（2）导入在Mastercam生成的NC代码，点击启动，机床将开始对工件进行企切削加工。加工过程如图所示。点击刀路模拟，在加工过程中观察软件对刀路进行的模拟，与实物进行比对，如果发现错误可点击“停止”按钮或者按机床上的红色急停开关进行停止维护。

直齿圆柱齿轮由于齿是垂直的，因此只需要一次加工便可完成。直齿圆锥齿轮先用2mm平底刀进行粗加工，再用2mm球刀进行精加工。

加工好齿轮之后，用锉刀去除表面毛坯，以得到光滑的加工平面。

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图 4-3 PPCNC加工过程软件界面

图4-4 PPCNC实物加工过程

（3）先停止PPCNC，然后拆卸工件，将加工好的直齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮插入圆柱轴，通过圆柱轴进行装配啮合，并测试其能否正确传动。

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5.实验结果

本项实验使用特定3D齿轮设计软件，设计上述齿轮，成功通过PPCNC制作出上述齿轮副装置,并能正确啮合传动。同时摸索出在PPCNC上有效制作塑料齿轮的方法，为初学者提供方法和策略。加工好的齿轮副如图24所示。

图4-5 加工好的直齿圆柱齿轮副，圆锥齿轮副

6.小结

本次项目创新之处在于改变以往加工普通齿轮的方法，通过在小型机床PPCNC上加工齿轮大大提高其效率、精度和方便性。因此我们利用Mastercam软件对齿轮进行仿真加工，优化设计方案。我们小组通过独立思考、查阅资料完成了项目计划，做出了实物。

在本次研究过程中，通过学习相关软件，我们学会了这些软件的基本操作以及使用范围。在设计过程中，应用这些软件，可以验证相关零部件设计的合理性，从而进一步的改进设计，以得到最佳的设计数据。在机械加工过程中，我们通过机床的使用，进一步地提高了动手能力，对相关的转配也有了更进一步的了解。

同时在实验过程也发现了问题，在加工过程中PPCNC加工一个直齿圆柱齿轮约耗时15min，加工一个圆锥齿轮约耗时1h。虽然运用PPCNC加工出来的少量齿轮设计、制作方便快捷，满足精度要求，但不适用于大批量生产塑料齿轮，因为其加工成本相对于工业生产过高，且加工效率不够高。

因为我认为用PPCNC加工齿轮的优越性集中在加工少齿数齿轮的方向上，

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少齿数齿轮在照相机、石英钟、定时器、机电控制装置和高档玩具的传动系统中被广泛应用,其主要优点是在保证传动比不变的情况下可减小传动机构的体积,但在展成法加工中有不发生根切的最小齿数(Z≥17)的限制,故其加工一直被视为技术难点。然而用PPCNC加工少齿数齿轮就解决了这个问题，能加工出小于17齿的齿轮。 附件： 【参考文献】

[1] 张英超. 《数控加工综合实训》化学工业出版社，2012

[2] 刘瑞新. 《MasterCAM应用教程》机械工业出版社，2014

[3] 李波.《Mastercam X 实用教程》

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