[发明专利]一种用于重载齿轮齿根强化的超声滚压装置

说明书

一种用于重载齿轮齿根强化的超声滚压装置，属于齿轮齿根强化技术领域。它包括用于对齿根进行滚压的刀具机构、用于对齿轮进行支撑和移动的支撑机构及用于对刀具机构进行上下移动控制的刀具架同步移动机构；所述刀具架同步移动机构及支撑机构固定设置在装置框架上，所述刀具机构活动设置在刀具架同步移动机构上，且位于支撑机构的上方。本发明实现了超声滚压强化齿根部位的功能，其对齿轮根部的损伤较小，强化效果更好，并能够实现待强化齿根的快速更换；通过在滚压刀头中添加超声变幅杆，与滚珠所在的刀尖相连接，使得超声变幅杆的超声振动可以传递到刀尖的滚珠上，达到超声滚压强化的功能。

技术领域

本发明属于齿轮齿根强化技术领域，具体涉及一种用于重载齿轮齿根强化的超声滚压装置。

背景技术

传统的滚压强化技术是利用施加在工具头上的静压力使材料表面产生塑性变形，产生削峰填谷作用，形成残余应力或滚光效果，进而提升零件的抗疲劳性能。对于滚压加工技术国内外学者已开展了大量的研究工作并且该技术已广泛应用于机械生产制造中。但是，实际应用过程中，在工具头上加载过大的静压力易造成加工零件表面划伤甚至撕裂的现象，并产生不利的残余应力，与此同时，过大的载荷使得加工处理薄壁零件变得困难。

超声滚压技术是在传统滚压加工的基础上，在滚压工具头上施加一个超声高频机械振动，使工具头在静压力和超声高频机械振动的共同作用下对金属材料表面产生冲挤作用，从而使材料表面发生剧烈塑性变形的技术。加工过程中所产生的塑性流动使金属材料表面的微观凸峰被碾平，凹谷被填平，从而达到降低材料表面粗糙度的效果，并提升材料表面的综合性能。

相比于普通滚压加工技术，超声滚压具有更深的作用范围，且材料的弹性模量、硬度变化更均匀，有利于减小滚压分层现象，降低材料的表面粗糙度值。

但是，由于齿根处的结构并不规则，无法使用平面超声滚压装置有效的对齿轮的齿根部进行强化。现有的齿根强化技术中，挤压加工和冲击强化技术使用较多，但这些加工方法对齿根部位表面产生影响较大，极容易破坏表面，且加工后的表面粗糙度较大。因此采用合适的齿根强化技术是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于重载齿轮齿根强化的超声滚压装置，实现了超声滚压齿根强化。

本发明提供如下技术方案：

一种用于重载齿轮齿根强化的超声滚压装置，包括用于对齿根进行滚压的刀具机构、用于对齿轮进行支撑和移动的支撑机构及用于对刀具机构进行上下移动控制的刀具架同步移动机构；所述刀具架同步移动机构及支撑机构固定设置在装置框架上，所述刀具机构活动设置在刀具架同步移动机构上，且位于支撑机构的上方。

进一步的，所述刀具架同步移动机构包括相对设置的第一滑台及第二滑台，所述第一滑台、第二滑台上沿着竖直方向分别设有从动丝杠、主动丝杠，所述从动丝杠与主动丝杠之间通过传动机构相连接实现联动运动。

进一步的，所述主动丝杠上设有手轮及丝杆锁紧卡扣。

进一步的，所述刀具机构包括刀具架，刀具架的两侧分别与从动丝杠、主动丝杠滑动连接；所述刀具架上设有凸起机构，凸起机构内部设有通孔；所述通孔内设有套筒，套筒内设有变幅杆，所述变幅杆的下端与套筒固定连接，变幅杆的上端通过刀具架顶盖挤压限位；所述套筒的下部连接有刀头，刀头的内部为空心结构，空心结构中填装有滚珠，所述滚珠通过压紧螺栓进行挤压限位。

进一步的，所述压紧螺栓的上端设有内六角结构，下端半球形凹陷结构，其下端与滚珠贴合对滚珠进行定位，并使得滚珠能够在凹陷结构中转动运动。

进一步的，所述通孔的下部设有收口结构。

进一步的，所述支撑机构包括设置在装置框架上的丝杆滑台，所述丝杆滑台上滑动设有安装板，所述安装板上设有齿轮支撑轴及与齿轮支撑轴相对应的支撑齿条。