[发明专利]一种超声辅助齿轮轴向轧制成形装置

摘要

本发明设计一种超声辅助齿轮轴向轧制成形的装置，主要解决径向轧制力大、轧轮磨损快、轧轮寿命及加工效率低等问题。本发明装置由电动机(1)、皮带(2)、皮带轮(3)、传动轴(4)、径向调整液压缸(5)、轧轮支座(6)、轧轮(7)、电磁感应线圈(8)、超声发生器(9)、轴向进给液压缸(10)、换能器(11)、波导杆(12)、顶尖装置(13)、齿轮串(14)、蜗杆(15)、主动轴(16)、电磁加热控制器(17)和蜗轮(18)构成，其中，超声振动系统的波导杆(12)与顶尖装置(13)采用螺杆预紧方式连接。根据齿坯材质及不同的成形方式，决定是否加热和交变电流大小、超声振动频率与轧轮轧制方式实现齿轮超声精密轧制成形，本发明不但能有效减小轧制力，增加轧轮寿命，而且也能减小轮齿表面粗糙度，提高加工效率。

主权项

一种超声辅助齿轮轴向轧制成形装置，其特征是：包括动力及传动系统、径向调整系统、轴向进给系统、电感加热系统和超声波振动系统；所述动力及传动系统包括电动机(1)、皮带(2)、皮带轮(3)、传动轴(4)、蜗杆(15)、主动轴(16)和蜗轮(18)；电动机(1)通过皮带(2)带动皮带轮(3)转动，接着，主动轴(16)带动蜗杆(15)和蜗轮(18)旋转，进而带动传动轴(4)上的轧轮(7)实现转动轧制功能；在轧轮(7)需要径向调整中心距时，与主动轴(16)滑键连接的蜗杆(15)则沿着主动轴轴线方向来回移动，使其完成轧轮轴线与齿坯轴线中心间距的调整；所述径向调整系统包括径向调整液压缸(5)、轧轮支座(6)和轧轮(7)；径向调整液压缸(5)的活塞杆与轧轮支座(6)固连在一起，通过液压缸活塞杆的伸缩来实现轧轮(7)的径向调整运动；所述电感加热系统包括电磁感应线圈(8)和电磁加热控制器(17)；当轴向进给系统将齿坯串(14)推送至电磁感应线圈(8)环绕的区域时，电磁加热控制器(17)开始通电工作，电磁感应线圈(8)发出高频磁场，磁场中的高频磁力线使齿坯串(14)自身发热，最终达到加热齿坯表面的目的；所述超声波振动系统包括超声发生器(9)、换能器(11)和波导杆(12)；超声发生器(9)通过绝缘导线与换能器(11)的接线柱相连，换能器(11)与波导杆(12)采用螺纹连接，而波导杆(12)与顶尖装置(13)则通过螺杆预紧来连接；所述轴向进给系统包括轴向进给液压缸(10)、换能器(11)、波导杆(12)和顶尖装置(13)；轴向进给液压缸(10)的活塞杆与换能器(11)固连在一起，通过液压缸活塞杆的伸缩来实现轧轮的轴向进给运动；首先，轴向进给液压缸(10)开始工作，将齿坯串(14)推送至电感加热系统相应位置等待加热；待齿坯串(14)表面加热至一定温度后，轴向进给液压缸(10)再次工作，活塞杆外伸推动换能器(11)、波导杆(12)、顶尖装置(13)和齿坯串(14)靠近轧轮(7)，使得齿坯串(14)发生塑形变形，而且，超声发生器(9)给换能器(11)发出超声信号，换能器(11)将得到的超声信号转换为一定频率的超声机械振动，进而传递给波导杆(12)，最终传到齿坯串(14)的齿面；齿坯串(14)在旋转的同时，还做超声机械 振动和电感加热，再经轧轮(7)的啮合轧制、进给组合运动完成齿轮加热及超声轴向轧制加工。