[发明专利]一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆

说明书

本发明公开了一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆，包括沿一轴线依次同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段；所述第一振动安装段朝向定位段的侧面设有第一压电致动器安装槽；所述振动变换输出段，包括依次设置的第一中间段、第二中间段和振动输出段，所述第一中间段和第二中间段之间设有第二压电致动器安装槽，所述第二中间段上设有相对轴线倾斜的通槽，且所述第一压电致动器与第二压电致动器产生的超声振动进行叠加。本发明两组超声振动可叠加，产生能量更大的振动，并最终传递至振动输出段，作用在工件或刀具上，实现超声振动加工；再加上倾斜的通槽可产生扭转和轴向的复合振动，降低成型压力，提高工件表面的切削质量。

技术领域

本发明涉及机加工领域，特别是涉及一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆。

背景技术

在齿轮加工领域中，通常通过减材加工方法加工齿轮，如车齿，滚齿，铣齿，插齿等，由于减材料加工浪费材料且加工加工效率不高。冷摆碾压成型齿轮加工能够有效解决以上问题，但是由于冷摆碾压成型齿轮需要较大的力，使得齿轮成型，需要配合较大吨位的成型设备。而材料在超声振动作用下，其材料流动所需要的压力显著降低。但是传统的冷摆碾压成型齿轮的设备中，为了保证超声振动的效果满足需求，需要采用复杂且体积较大的超声振动装置，而常规的设备供超声装置安装的空间有限，较难满足其需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆，通过两组压电致动器进行叠加和超声变幅杆的作用，实现振动的放大，使得体积有限的超声振动装置也可以实现较大的振动。

根据本发明的第一方面实施例的一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆，包括沿一轴线依次同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段；所述第一振动安装段朝向定位段的侧面设有第一压电致动器安装槽，所述第一压电致动器安装槽用于安装第一压电致动器；所述振动变换输出段，包括依次设置的第一中间段、第二中间段和振动输出段，所述第一中间段相比第二中间段更靠近所述定位段，所述第一中间段和第二中间段之间设有第二压电致动器安装槽，所述第二压电致动器安装槽用于安装第二压电致动器，所述第二中间段上设有相对轴线倾斜的通槽，所述振动输出段用于将超声振动传递给与其接触的结构；且所述第一压电致动器与第二压电致动器产生的超声振动进行叠加。

根据本发明实施例的一种用于冷摆碾压成型齿轮的超声变幅杆，至少具有如下技术效果：定位段用于定位安装于载体(机床)上，第一压电致动器安装槽上安装第一压电致动器并发出第一组超声振动，第二压电致动器安装槽上安装第二压电致动器并发出第二组超声振动，且两组超声振动可叠加，产生能量更大的振动，并最终传递至振动输出段，作用在工件或刀具上，实现超声振动加工；再加上倾斜的通槽可产生扭转和轴向的复合振动，降低成型压力，提高工件表面的切削质量；利用超声振动的叠加，提高振动能量和振动效果，保证在有效的空间内实现较大振动，使得可以在较小的空间内安装超声振动装置，实现超声振动辅助加工。

根据本发明的一些实施例，所述第一振动安装段朝向定位段的侧面设有第一限位槽，另一侧面设有第二限位槽，且所述第一限位槽和第二限位槽均设于超声变幅杆的振型节点处。

根据本发明的一些实施例，所述第二压电致动器安装槽和所述第一压电致动器安装槽均绕轴线均匀环绕排列四个，且所述第二压电致动器安装槽和所述第一压电致动器安装槽具有°的相位差。

根据本发明的一些实施例，所述定位段与第一振动安装段之间设有同轴的第一连接段，所述第一振动安装段朝向定位段的侧面具有朝中心向内凹陷的锥面。

根据本发明的一些实施例，所述第一振动安装段与所述第一中间段之间设有同轴的第二连接段，所述第二连接段直径大于第一中间段，且所述第二连接段与第一中间段之间采用高斯曲线连接。

根据本发明的一些实施例，所述定位段为正六棱锥台，所述第一连接段为正六棱柱，所述定位段与所述第一连接段相接处的截面相同。