[發(fā)明專(zhuān)利]齒輪研磨加工方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710054155.3
• 申請(qǐng)日: 2007-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101274379A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏冰陽(yáng);鄧效忠;楊建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23F19/02
• 分類(lèi)號(hào): B23F19/02;B23F23/00;B24B1/04;B24B35/00;B24B57/00;C09K3/14
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專(zhuān)利事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 陳浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及齒輪精、整加工的工藝與方法，特別涉及復(fù)雜齒形、硬齒面，如準(zhǔn)雙曲面齒輪、弧齒錐齒輪的研磨加工。

背景技術(shù)

齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)的關(guān)鍵部件，其加工精度與制造水平直接關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，眾多工業(yè)部門(mén)對(duì)齒輪產(chǎn)品性能的要求愈來(lái)愈高，促使齒輪產(chǎn)品向高精度、高速度、高強(qiáng)度、低噪音、小型化方向發(fā)展。目前，齒輪的制造技術(shù)水平已難以滿(mǎn)足高精度齒輪產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，進(jìn)一步提高齒輪精加工水平，在齒輪制造領(lǐng)域引入特種加工和復(fù)合加工方法勢(shì)在必行。

例如，對(duì)于小模數(shù)螺旋錐齒輪的銑削加工后，由于成本和效率的原因，沒(méi)有相應(yīng)的精加工工藝，使得傳動(dòng)噪聲大，振動(dòng)劇烈。對(duì)于中、大模數(shù)的螺旋錐齒輪，盡管采用了磨齒或研齒工藝，但磨齒成本高，難以在大批量(例如汽車(chē)后橋齒輪)生產(chǎn)中應(yīng)用；而傳統(tǒng)的研齒工藝材料去除率低，難以修正熱處理變形與齒形、齒距誤差，制約了螺旋錐齒輪精度的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于齒輪研磨加工的方法，可以對(duì)各種硬齒面齒輪，尤其是小模數(shù)齒輪進(jìn)行高效率，低成本的研磨加工，以提高齒輪嚙合精度，降低傳動(dòng)中的振動(dòng)與噪聲。

為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種齒輪研磨加工方法，該研磨加工方法包括如下步驟：

(1)將需要進(jìn)行研磨加工的一對(duì)齒輪按嚙合傳動(dòng)方式裝配在一起，由主動(dòng)齒輪帶動(dòng)被動(dòng)齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

(2)在被動(dòng)齒輪上施加設(shè)定的制動(dòng)扭矩；

(3)在主動(dòng)齒輪或被動(dòng)齒輪上施加高頻振動(dòng)。

所述的制動(dòng)扭矩在0.1Nm～8Nm之間。

所述的主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速在200～3000r/min之間。

所述的高頻振動(dòng)方式為縱向、徑向或旋轉(zhuǎn)方向或其組合。

所述的高頻振動(dòng)的頻率在1KHZ～30KHZ之間，振幅在3～20μm之間。

所述的高頻振動(dòng)是通過(guò)超聲聲學(xué)方式、機(jī)械方式、電子方式或液壓方式產(chǎn)生的，或其組合方式產(chǎn)生。

兩被研齒輪可以是圓柱齒輪、圓錐齒輪、或準(zhǔn)雙曲面齒輪。

研磨所需的時(shí)間范圍在1～10min之間。

在研磨加工過(guò)程中，在齒間注入研磨劑，以達(dá)到強(qiáng)化研磨加工的效果。

研磨劑由水、煤油或?qū)Ｓ醚心ヒ号c白剛玉混合而成，白剛玉的粒度為40^#～60^#，研磨劑的濃度為10％～40％，供給量為30mL/s～120mL/s。

本發(fā)明取得了如下效果：(1)對(duì)于具有螺旋角的齒輪，高頻振動(dòng)尤其是超聲波在輪齒面反射與折射后，作切向與法向兩個(gè)方向的振動(dòng)。超聲研齒形成斜角超聲，兼有水平、垂直超聲研磨的特點(diǎn)。(2)高頻振動(dòng)尤其是超聲研齒的材料去除以塑性流動(dòng)去除為主，機(jī)理歸結(jié)為磨粒錘擊、沖擊，研磨液空化效應(yīng)與齒面相對(duì)滑動(dòng)綜合作用。這些因素極大地提高了研磨效率與齒面的表面完整性。(3)高頻振動(dòng)尤其超聲研齒齒隙間存在幾百個(gè)大氣壓的液壓循環(huán)交變作用，研磨液將產(chǎn)生很強(qiáng)的空化作用，磨料的高速?zèng)_擊與拋磨的共同作用使輪齒的非接觸部分也能得到光整加工。(4)高頻振動(dòng)尤其超聲研齒的不靈敏性振動(dòng)切削作用將減小研磨切削抗力與研齒過(guò)程中齒輪的嚙合振動(dòng)，有利于減小齒面的粗糙度與磨粒劃痕不均勻程度。(5)高頻振動(dòng)尤其超聲研齒的瞬時(shí)接觸壓力是齒面嚙合所產(chǎn)生壓力的數(shù)倍，使磨粒穿透齒面的深度增加，而斜角超聲的切向作用力，提高了磨粒的切削長(zhǎng)度與效率，結(jié)果使超聲研齒的效率比普通研齒高3倍。

附圖說(shuō)明

圖1是加工裝置的布置示意圖；

圖2是螺旋錐齒輪的超聲研磨示意圖；

圖3是圓柱直齒輪的超聲研磨示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖中：1主動(dòng)輪、2被動(dòng)輪、3研磨劑、4超聲波發(fā)生器、5微機(jī)型扭矩轉(zhuǎn)速儀、6扭矩-轉(zhuǎn)速傳感器、7電機(jī)、8變頻器、9穩(wěn)流電源、10磁粉離合制動(dòng)器

圖中箭頭依次表示高頻振動(dòng)的方向，分別為旋轉(zhuǎn)，縱向和徑向。

試驗(yàn)裝置由主軸聲學(xué)系統(tǒng)(振動(dòng)發(fā)生裝置)、測(cè)量裝置、加載裝置與研磨劑供給裝置組成。