[发明专利]一种超声辅助齿轮径向轧制成形装置

权利要求书

1.一种超声辅助齿轮径向轧制成形装置，其特征是：包括动力及传动系统、径向进给系统、送料系统、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(17)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(17)带动蜗杆(15)和蜗轮(18)旋转，进而带动传动轴(4)上的轧轮(8)实现转动轧制功能；在轧轮(8)需要径向进给时，与主动轴(17)滑键连接的蜗杆(15)则沿着主动轴轴线方向来回移动，使得径向进给运动顺利完成；所述送料系统包括顶尖装置(11)和送料液压缸(12)；当齿坯(9)被夹持在顶尖装置(11)上后，送料液压缸(12)开始工作，活塞杆推动顶尖装置(11)，使得齿坯(9)被送至轧轮(8)之间相应的加热区域，等待被加热及轧制；所述电感加热系统主要由电磁感应线圈(10)和电磁加热控制器(16)构成；当送料系统将齿坯(9)推送至两轧轮(8)之间的加热位置，电磁加热控制器(16)开始通电工作，电磁感应线圈(10)发出高频磁场，磁场中的高频磁力线使齿坯(9)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(13)、换能器(6)和波导杆(7)；超声发生器(13)通过绝缘导线与换能器(6)的接线柱相连，换能器(6)与波导杆(7)采用螺纹连接，而波导杆(7)与轧轮支座(14)则通过螺杆预紧来连接；所述径向进给系统包括径向进给液压缸(5)、换能器(6)、波导杆(7)、轧轮(8)和轧轮支座(14)；当径向进给液压缸(5)开始工作时，活塞杆外伸推动换能器(6)、波导杆(7)、轧轮支座(14)和轧轮(8)靠近齿坯(9)，给齿坯(9)施加径向载荷，使得齿坯(9)发生塑形变形，最终轧制成形为齿轮。

2.根据权利要求1所述的一种超声辅助齿轮径向轧制成形装置，其特征是：所述齿坯为中厚圆盘齿坯或者短粗圆柱齿坯。

3.权利要求1所述超声辅助齿轮径向轧制成形装置的工作方法，其特征是：齿坯(9)先通过顶尖装置(11)夹持固定，再在送料液压缸(12)作用下被推到相应的加热及轧制位置，电磁感应线圈(10)开始对齿坯(9)进行加热；待齿坯表面加热到一定温度后，电动机(1)通过皮带(2)带动皮带轮(3)转动，接着，主动轴(17)带动蜗杆(15)和蜗轮(18)旋转，进而带动传动轴(4)上的轧轮(8)实现转动；同时，径向进给液压缸(5)开始工作，活塞杆外伸推动换能器(6)、波导杆(7)、轧轮支座(14)和轧轮(8)靠近齿坯(9)，给齿坯(9)施加径向载荷，使得齿坯(9)发生塑形变形，而且，超声发生器(13)给换能器(6)发出超声信号，换能器(6)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(7)，最终传到齿坯(9)的齿面；齿坯(9)在旋转的同时，还做超声机械振动和电感加热，再经轧轮(8)的啮合轧制、进给组合运动完成齿轮加热及超声径向轧制加工。