[發(fā)明專利]一種超聲冷擺碾齒高效加工圓柱齒輪的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110065173.1
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112808946B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪林;丁撼;邵文
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B22C9/22
• 分類號: B22C9/22;B22D27/08;B22D33/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

1.一種超聲冷擺碾齒高效加工圓柱齒輪的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過多組不同進(jìn)給量的測試，獲得不同進(jìn)給量的情況下的實(shí)際工件的預(yù)緊位移；

S2、設(shè)定工件實(shí)際預(yù)緊位移的線性關(guān)系式為：F₁為施加的預(yù)緊力，f_z，i為步驟S1設(shè)定的進(jìn)給量，f_i為步驟S1獲得的上模具的實(shí)際進(jìn)給量，ε_5，i、ε_6，i分別為步驟S1獲得的超聲振動(dòng)變幅桿前端、后端的應(yīng)變；x_5，i為步驟S1獲得的超聲振動(dòng)變幅桿前端變形，x_6，i為步驟S1獲得的超聲振動(dòng)變幅桿后端的變形，x_7，i為步驟S1獲得的限位墊塊的變形；A為超聲振動(dòng)變幅桿后端的等效截面積，E為超聲振動(dòng)變幅桿后端的彈性模量；E₁、A₁分別為超聲振動(dòng)變幅桿前端的等效彈性模量和等效截面積；k為超聲振動(dòng)裝置除超聲振動(dòng)變幅桿和限位墊塊以外的部件的彈性系數(shù)；

S3、將步驟S1中的多組數(shù)據(jù)代入步驟S2的線性關(guān)系式中，獲得線性關(guān)系式中的參數(shù)a和b；

S4、將上模具和超聲振動(dòng)變幅桿能承受的最大額定載荷F作為預(yù)緊力，根據(jù)步驟S3獲得的線性參數(shù)，以及預(yù)緊力F作用下的超聲振動(dòng)裝置的軸向變形和上模具的實(shí)際進(jìn)給量f_z，獲得最大額定進(jìn)給量f_zmax，并以最大額定進(jìn)給量f_zmax進(jìn)行加工；

其中最大額定進(jìn)給量

ε₁、ε₂、ε₃為超聲振動(dòng)變幅桿前端、后端、限位墊塊在F預(yù)緊力下的應(yīng)變，d₁、d₂、d₃分別為超聲振動(dòng)變幅桿前端、后端、限位墊塊的軸向長度；k為超聲振動(dòng)裝置除超聲振動(dòng)變幅桿和限位墊塊以外的部件的彈性系數(shù)；f_z為預(yù)緊力為F條件下的上模具的實(shí)際進(jìn)給量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲冷擺碾齒高效加工圓柱齒輪的方法，其特征在于，步驟S1的具體步驟如下：

設(shè)定三組進(jìn)給量f_z，i，i＝1，2，3，進(jìn)行預(yù)緊測試，獲得上模具的實(shí)際進(jìn)給量f_i，獲得超聲振動(dòng)變幅桿前端、后端、限位墊塊的應(yīng)變分別為ε_5，i，ε_6，i，ε_7，i，i＝1，2，3；

獲得超聲振動(dòng)變幅桿前端、后端、限位墊塊的變形分別為x_5，i＝d₁ε_5，i、x_6，i＝d₂ε_6，i、x_7，i＝d₃ε_7，i，設(shè)定超聲振動(dòng)裝置除超聲振動(dòng)變幅桿和限位墊塊以外的部件的變形為

3.一種實(shí)施權(quán)要求1或2所述的超聲冷擺碾齒高效加工圓柱齒輪的方法的超聲冷擺碾齒高效加工圓柱齒輪的裝置，其特征在于包括：

底座(600)，上端設(shè)有下模具(610)，所述下模具(610)用于裝夾工件(700)；

上模具，包括上模具本體(500)和超聲振動(dòng)裝置，所述上模具本體(500)為回轉(zhuǎn)體且軸線傾斜設(shè)置，所述上模具本體(500)底部設(shè)有開口朝下的安裝腔(510)，所述超聲振動(dòng)裝置安裝于安裝腔(510)內(nèi)，所述超聲振動(dòng)裝置用于與工件(700)接觸以將超聲振動(dòng)傳遞給工件：

驅(qū)動(dòng)裝置，與上模具本體(500)相連以驅(qū)動(dòng)所述上模具本體(500)繞一豎直的旋轉(zhuǎn)軸線(502)旋轉(zhuǎn)；

且超聲振動(dòng)裝置與工件(700)接觸位置位于上模具本體(500)的旋轉(zhuǎn)軸線(502)上。