[发明专利]一种杯形柔轮的制备方法及其装置

权利要求书

1.一种杯形柔轮制备方法，其特征在于包括杯形柔轮制备方法中使用的旋压机床装置，该旋压机床装置包括机床主轴（1）、芯模（2）、尾顶（3）、纵向和横向运动的移动平台、安装在该移动平台上的旋轮组件；其特征在于：

所述移动平台包括位于工位区域下方的纵向移动平台（4）、由纵向移动平台（4）搭载的两个结构相同的横向移动平台（51、52）；该两个横向移动平台（51、52）以芯模（2）为中心对称布置并且对称运动；

所述旋轮组件包括第一旋轮座（61）和第二旋轮座（62），以及第一旋轮（71）、第二旋轮（72）、第三旋轮（73）、第四旋轮（74）；

其中，机床主轴（1）、芯模（2）和尾顶（3）位于同一转动轴线上；该两个横向移动平台（51、52）安装在纵向移动平台（4）的两端；第一旋轮座（61）和第二旋轮座（62）分别安装在横向移动平台（51、52）上；第一旋轮（71）、第二旋轮（72）安装在第一旋轮座（61）上；第三旋轮（73）、第四旋轮（74）安装在第二旋轮座（62）上；

杯形柔轮制备过程包括如下步骤：将圆形板坯（9）装夹在旋压机床装置的芯模（2）与尾顶（3）之间；首先用一个旋轮将圆形板坯（9）旋压变形为内外侧壁均为直壁的杯形柔轮工件；再用两个旋轮将杯形柔轮工件旋压变形为两段不同直壁厚度的变厚杯形柔轮工件，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）作为齿廓预留段；最后再用一个带齿旋轮对齿廓预留段进行旋压，使其外圆周形成一圈齿廓，进而完成圆形板坯（9）至杯形柔轮工件的变形过程；

所述圆形板坯（9）的变形过程中，在芯模（2）和各旋轮之间施加脉冲电流，使杯形柔轮工件的变形区始终处在电磁场中，从而有利于圆形板坯（9）的塑性变形；

所述圆形板坯（9）至杯形柔轮工件的变形过程具体是指：

将圆形板坯（9）装夹在旋压机床装置的芯模（2）与尾顶（3）之间，即采用尾顶（3）将圆形板坯（9）顶紧在芯模（2）的端部，将脉冲电源（8）的正极导线与芯模（2）连接，负极导线直接与旋轮组件的各个旋轮连接；

启动机床主轴（1）带动芯模（2）、圆形板坯（9）及尾顶（3）一起转动，将第一旋轮（71）以平行于芯模（2）轴线从尾顶（3）向芯模（2）方向移动，并保持第一旋轮（71）与芯模（2）母线之间的间隙等于圆形板坯（9）厚度不变，直至杯形柔轮工件变形结束；

将对称布置于芯模两侧的第二旋轮（72）和第三旋轮（73）以分段平行于芯模（2）轴线从尾顶（3）向芯模（2）方向移动，在杯形柔轮工件变形的第一平滑段（91）时，第二旋轮（72）和第三旋轮（73）与芯模（2）母线的间隙按柔轮零件实际壁厚选取；当移动至与第二平滑段（92）过渡处后将第二旋轮（72）和第三旋轮（73）与芯模（2）母线的间隙改为按体积不变计算得到的壁厚值，直至杯形柔轮工件的第二平滑段（92）变形结束，即作为齿廓预留段的第二平滑段（92）变形结束，进而将圆形板坯（9）旋压变形为两段不同直壁厚度的变厚杯形柔轮工件；

将带齿的第四旋轮（74）从芯模（2）半径方向靠近第二平滑段（92），并将机床主轴（1）转速与第四旋轮（74）转速按柔轮与第四旋轮的齿数比进行设定，在第四旋轮（74）移动旋压过程中逐渐在第二平滑段（92）上成形齿廓，直至在第二平滑段（92）上旋压变形达到柔轮齿廓外形要求后结束；最后形成杯形柔轮，即杯形谐波柔性齿轮。

2.根据权利要求1所述杯形柔轮制备方法，其特征在于：该旋压机床装置还包括一脉冲电源（8）；该脉冲电源（8）的正极导线与芯模（2）连接，负极导线直接与旋轮组件的各个旋轮连接，以缩短电流回路。

3.根据权利要求2所述杯形柔轮制备方法，其特征在于：所述芯模（2）、尾顶（3）及第一旋轮（71）、第二旋轮（72）、第三旋轮（73）、第四旋轮（74）均彼此电绝缘。