[發明專利]一種杯形柔輪的制備方法及其裝置

有效

• 申請號: 201811184064.6
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109351836B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 夏琴香;程秀全;徐曉;徐騰;肖剛鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種杯形柔輪制備方法，其特征在于包括杯形柔輪制備方法中使用的旋壓機床裝置，該旋壓機床裝置包括機床主軸（1）、芯模（2）、尾頂（3）、縱向和橫向運動的移動平臺、安裝在該移動平臺上的旋輪組件；其特征在于：

所述移動平臺包括位于工位區域下方的縱向移動平臺（4）、由縱向移動平臺（4）搭載的兩個結構相同的橫向移動平臺（51、52）；該兩個橫向移動平臺（51、52）以芯模（2）為中心對稱布置并且對稱運動；

所述旋輪組件包括第一旋輪座（61）和第二旋輪座（62），以及第一旋輪（71）、第二旋輪（72）、第三旋輪（73）、第四旋輪（74）；

其中，機床主軸（1）、芯模（2）和尾頂（3）位于同一轉動軸線上；該兩個橫向移動平臺（51、52）安裝在縱向移動平臺（4）的兩端；第一旋輪座（61）和第二旋輪座（62）分別安裝在橫向移動平臺（51、52）上；第一旋輪（71）、第二旋輪（72）安裝在第一旋輪座（61）上；第三旋輪（73）、第四旋輪（74）安裝在第二旋輪座（62）上；

杯形柔輪制備過程包括如下步驟：將圓形板坯（9）裝夾在旋壓機床裝置的芯模（2）與尾頂（3）之間；首先用一個旋輪將圓形板坯（9）旋壓變形為內外側壁均為直壁的杯形柔輪工件；再用兩個旋輪將杯形柔輪工件旋壓變形為兩段不同直壁厚度的變厚杯形柔輪工件，即第一平滑段（91）和第二平滑段（92），第二平滑段（92）的壁厚大于第一平滑段（91）的壁厚，第二平滑段（92）作為齒廓預留段；最后再用一個帶齒旋輪對齒廓預留段進行旋壓，使其外圓周形成一圈齒廓，進而完成圓形板坯（9）至杯形柔輪工件的變形過程；

所述圓形板坯（9）的變形過程中，在芯模（2）和各旋輪之間施加脈沖電流，使杯形柔輪工件的變形區始終處在電磁場中，從而有利于圓形板坯（9）的塑性變形；

所述圓形板坯（9）至杯形柔輪工件的變形過程具體是指：

將圓形板坯（9）裝夾在旋壓機床裝置的芯模（2）與尾頂（3）之間，即采用尾頂（3）將圓形板坯（9）頂緊在芯模（2）的端部，將脈沖電源（8）的正極導線與芯模（2）連接，負極導線直接與旋輪組件的各個旋輪連接；

啟動機床主軸（1）帶動芯模（2）、圓形板坯（9）及尾頂（3）一起轉動，將第一旋輪（71）以平行于芯模（2）軸線從尾頂（3）向芯模（2）方向移動，并保持第一旋輪（71）與芯模（2）母線之間的間隙等于圓形板坯（9）厚度不變，直至杯形柔輪工件變形結束；

將對稱布置于芯模兩側的第二旋輪（72）和第三旋輪（73）以分段平行于芯模（2）軸線從尾頂（3）向芯模（2）方向移動，在杯形柔輪工件變形的第一平滑段（91）時，第二旋輪（72）和第三旋輪（73）與芯模（2）母線的間隙按柔輪零件實際壁厚選取；當移動至與第二平滑段（92）過渡處后將第二旋輪（72）和第三旋輪（73）與芯模（2）母線的間隙改為按體積不變計算得到的壁厚值，直至杯形柔輪工件的第二平滑段（92）變形結束，即作為齒廓預留段的第二平滑段（92）變形結束，進而將圓形板坯（9）旋壓變形為兩段不同直壁厚度的變厚杯形柔輪工件；

將帶齒的第四旋輪（74）從芯模（2）半徑方向靠近第二平滑段（92），并將機床主軸（1）轉速與第四旋輪（74）轉速按柔輪與第四旋輪的齒數比進行設定，在第四旋輪（74）移動旋壓過程中逐漸在第二平滑段（92）上成形齒廓，直至在第二平滑段（92）上旋壓變形達到柔輪齒廓外形要求后結束；最后形成杯形柔輪，即杯形諧波柔性齒輪。

2.根據權利要求1所述杯形柔輪制備方法，其特征在于：該旋壓機床裝置還包括一脈沖電源（8）；該脈沖電源（8）的正極導線與芯模（2）連接，負極導線直接與旋輪組件的各個旋輪連接，以縮短電流回路。

3.根據權利要求2所述杯形柔輪制備方法，其特征在于：所述芯模（2）、尾頂（3）及第一旋輪（71）、第二旋輪（72）、第三旋輪（73）、第四旋輪（74）均彼此電絕緣。