[發明專利]一種超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置

有效

• 申請號: 201610050891.0
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105689607B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 羅遠新;馬自勇;王勇勤;嚴興春;王宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B21H5/02
• 分類號: B21H5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于齒輪加工成形的技術領域，涉及一種超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置。

背景技術

齒輪是機械傳動系統的核心部件，是高端機械產品與裝備不可缺少的零件，其機械性能直接決定了齒輪的承載能力和服役壽命。對齒輪的生產長期以來都是采用插、滾、銑等機械加工方法，但是這些傳統加工方式存在著對材料利用率不高、加工耗時長、齒輪組織流線分布不理想及齒面強度不高等問題。鍛造、擠壓、擺碾等齒輪塑性成形方法存在變形力過大、成形齒輪齒廓不精確、金屬填充性不好、模具壽命低及成形后脫模困難等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置，可有效減小變形抵抗力、大大提高加工效率和增強軋輪壽命。

本發明是這樣實現的：本發明所提出的超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置的結構如圖1所示，由動力及傳動系統、徑向進給系統、送料系統、電感加熱系統和超聲波振動系統組成。所述的動力及傳動系統主要包括電動機1、皮帶2、皮帶輪3、傳動軸4、蝸桿15、主動軸17及蝸輪18。在主動軸17上加工兩個滑槽，蝸桿15加工成圓筒狀，兩者通過滑鍵連接，如圖2所示，使得蝸桿15能沿著主動軸17的軸線來回移動，最終實現徑向進給運動。

所述送料系統主要包括頂尖裝置11和送料液壓缸12兩部分。送料液壓缸12將頂尖裝置11固定好的齒坯9推送至兩軋輪8之間的相應位置，以便后續齒輪加熱及徑向軋制工藝的順利實現。

所述電感加熱系統主要包括電磁感應線圈10和電磁加熱控制器16。當送料系統將齒坯9推送至電磁感應線圈10的加熱區域，電磁加熱控制器16開始通電工作，電磁感應線圈10發出高頻磁場，磁場中的高頻磁力線使齒坯9自身發熱，最終達到加熱齒坯表面的目的，如圖3所示。

所述超聲波振動系統主要包括超聲發生器13、換能器6和波導桿7。超聲發生器13通過絕緣導線與換能器6的接線柱相連，換能器6與波導桿7采用螺紋連接，而波導桿7與軋輪支座14則通過螺桿預緊來連接。

所述徑向進給系統主要包括徑向進給液壓缸5、換能器6及波導桿7、軋輪8和軋輪支座14。徑向進給液壓缸5的活塞桿與換能器6固連在一起，通過液壓缸活塞桿的伸縮來實現軋輪的徑向進給運動。

本發明超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置的工作方法：首先，送料系統將齒坯9推送至兩軋輪8之間的電磁感應線圈10的加熱區域，電感加熱系統開始對旋轉的齒坯9進行表面加熱。待加熱至一定溫度后，電動機1通過皮帶2帶動主動軸17上的皮帶輪3旋轉，與主動軸17滑鍵連接的蝸桿15帶動蝸輪18轉動，使得軋輪8開始旋轉。同時，徑向進給液壓缸5開始工作，實現軋輪8的徑向進給運動，而且，超聲振動系統對軋輪支座14施加超聲機械振動，最終，將電感加熱和超聲振動輔助成形工藝與齒輪徑向軋制成形工藝相結合，實現超聲輔助齒輪徑向軋制成形的加工方法。

由于超聲波加工主要通過帶有超聲頻小振幅振動的軋輪對加工齒坯表面形成沖擊作用，使得表面材料所承受的宏觀力較小，同時，熱成形能有效降低軋制變形的抵抗力，因此，本發明的優點及積極效果如下：

1.軋輪承受的軋制力較小，輪齒與齒坯之間的摩擦力也較小；

2.軋制后的齒坯輪齒表面粗糙度減小；

3.加工效率提高，軋輪壽命增加。

附圖說明

圖1是超聲輔助齒輪徑向軋制成形裝置結構圖

其中，1—電動機，2—皮帶，3—皮帶輪，4—傳動軸，5—徑向進給液壓缸，6—換能器，7—波導桿，8—軋輪，9—齒坯，10—電磁感應線圈，11—頂尖裝置，12—送料液壓缸，13—超聲發生器，14—軋輪支座，15—蝸桿，16—電磁加熱控制器17—主動軸，18—蝸輪

圖2是蝸桿與主動軸滑鍵連接示意圖

其中，1—鍵，2—主動軸，3—蝸桿

圖3是電磁感應線圈布置圖

其中，1—軋輪，2—齒坯，3—電磁感應線圈

具體實施方式

為了使本發明的上述目的、特征和優點能夠更清楚表達，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細說明。