[發明專利]一種滾壓刀具及其用于齒輪表面仿生微結構加工的方法

在審

• 申請號: 201810334733.7
• 申請日: 2018-04-15
• 公開（公告）號: CN108453318A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 張志輝;崔振權;馬志超;趙杰;王胡軍;梁云虹;李秀娟;劉強;張旭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23F19/00
• 分類號: B23F19/00;B23P9/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種滾壓刀具，為柱形結構，包含夾持部（1）、柄部（2）、連接部（3）和刀頭部（4），其特征在于：刀頭部（4）具有圓柱輥（6），沿圓柱輥（6）圓周面上密集分布有凸起（5）。

2.根據權利要求1所述的一種滾壓刀具，其特征在于：所述的凸起（5）的形狀為三棱錐或四棱錐或圓錐或為半球體。

3.根據權利要求1所述的一種滾壓刀具，其特征在于：所述圓柱輥（6）上圓周方向上的凸起（5）個數為1~55個，沿周向均勻分布設置，軸向方向的凸起（5）間距為0.01~5mm，凸起（5）高度為0.01~1.5mm。

4.一種權利要求1所述滾壓刀具用于齒輪表面仿生微結構加工的方法，包括以下步驟：

步驟一：將待加工齒輪安裝在夾持軸（8）上，通過鎖緊螺母（14）與套筒（15）將齒輪夾持在夾持軸（8）上，并通過鎖緊螺母（14）及其上螺栓提供壓緊力使齒輪固定；

步驟二：將滾壓刀具安裝在加工軸（9）上，加工軸（9）安裝在電機（11）上，電機固定在滑塊（12）上，通過調整滑塊（12），將滾壓刀具調整到與待加工齒面相切的位置；

步驟三：首先加工步驟二中與刀具相切的齒輪面，滾壓刀具以1~500r/min勻速順時針旋轉，滑塊（12）以0.01~75mm/min勻速向下滑動，夾持軸（8）由預先設計的編碼控制，變速逆時針旋轉；

步驟四：按編程時間加工完一個齒面后，齒輪和滾壓刀具都停轉，然后滑塊（12）回升到步驟二所述初始位置，齒輪旋轉360°/z，z為齒輪齒數，按步驟三進行加工；

步驟五：當齒輪旋轉z-1次后，拆卸齒輪，轉換齒輪端面方向，按步驟一固定齒輪，按步驟三和步驟四進行加工齒輪面，直至所有齒輪齒面都被加工完畢。

5.根據權利要求4所述的滾壓刀具用于齒輪表面仿生微結構加工的方法，其特征在于：

步驟一中，所述夾持軸處于水平方向，可通過節套筒（15）的長度改變齒輪夾持的位置；

所述齒輪為漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線型齒輪，對應步驟四中不同的夾持軸變速規律；

步驟三中，所述滾壓過程需使用低粘度切削液；

步驟三中，所述夾持軸變速轉動規律，根據不同齒輪齒形、大小編程控制實現；

步驟四中，所述預定時間是按照齒輪大小提前實驗所得預估量，可根據第一個齒面的實際加工情況進行調整。

6.一種權利要求4所述加工方法所用的加工裝置，其特征在于：包括夾持軸（8）與加工軸（9），夾持軸（8）通過法蘭盤（7）與機床主軸連接，夾持軸（8）與機床主軸轉速同步；加工軸（9）安裝在電機（11）上，電機（11）固定在滑塊（12）上，滑塊（12）配合絲杠螺母（13）運動，絲杠螺母（13）由步進電機（10）驅動，加工軸（9）與夾持軸（8）中心線在同一個豎直面內。