[发明专利]超声剐齿一体化的齿轮加工装置及其加工方法

权利要求书

1.超声剐齿一体化的齿轮加工装置，其特征在于：包括工作台面、上固定台面、集液环箱、水箱、磨料悬浮液箱、循环泵、工件安装座、旋转减速电机、剐齿加工机构、超声波发生器和若干个超声加工机构，工作台面的底部设置有若干根第一支撑柱，工作台面的上表面设置有顶部敞口的储液槽，储液槽的内底面设置有若干根第二支撑柱，上固定台面和集液环箱均固定连接在各根第二支撑柱上，上固定台面和集液环箱由上至下同中心设置在工作台面的正上方，各根第二支撑柱分别圆周阵列设置在上固定台面和集液环箱的外周，水箱和磨料悬浮液箱分别左右对称固定安装在上固定台面的上表面，水箱上安装有至少一根第一供液管，磨料悬浮液箱上安装有至少一根第二供液管，各根第一供液管和各根第二供液管的下端出液口均朝向储液槽设置，循环泵通过第一固定架固定安装在工作台面的下表面，储液槽与集液环箱之间通过第三供液管连接，循环泵连接在第三供液管上，工作台面的底部还安装有若干根与储液槽连通的排液管，各根第一供液管、各根第二供液管和各根排液管上均设置有阀门，工件安装座呈顶部敞口的圆筒结构，工件安装座同中心设置在储液槽的上方，旋转减速电机竖向设置并通过第二固定架固定安装在工作台面的底部中心，旋转减速电机的驱动轴向上穿过工作台面位于储液槽中，旋转减速电机的驱动轴与工作台面之间转动配合，工件安装座的底部中心固定安装在旋转减速电机的驱动轴的顶部，工件安装座的底部均匀开设有若干个上下通透的漏液孔，工件安装座上圆周阵列设置有若干个工件夹持机构和若干个工件吸附支撑机构，工件夹持机构和工件吸附支撑机构沿周向等角度依次间隔布置，集液环箱的内圆周上圆周阵列设置有若干根朝向工件安装座内喷射的喷管，剐齿加工机构固定安装在上固定台面的底部中心，超声波发生器固定安装在上固定台面的顶部中心，各个超声加工机构圆周阵列固定安装在上固定台面的底部，各个超声加工机构位于剐齿加工机构的外周，超声波发生器分别与各个超声加工机构信号连接；

工作台面整体呈矩形结构，第一支撑柱设置有四根，四根第一支撑柱的顶部分别固定连接在工作台面的底部四个边沿中部，第二支撑柱设置有四根，四根第二支撑柱的底部分别固定连接在储液槽的内底面四个边沿中部，四根第二支撑柱分别与四根第一支撑柱上下对应；

上固定台面整体呈圆板形结构，上固定台面的四个象限点处分别一体成型有第一凸起耳板，四根第二支撑柱分别对应穿过四块第一凸起耳板，四根第二支撑柱分别对应与四块第一凸起耳板过盈配合固定，集液环箱整体呈圆环箱体结构，集液环箱的底部四个象限点处分别固定连接有第二凸起耳板，四根第二支撑柱分别对应穿过四块第二凸起耳板，四根第二支撑柱分别对应与四块第二凸起耳板过盈配合固定；

工件夹持机构和工件吸附支撑机构均设置四个，四个工件夹持机构的结构相同，工件夹持机构包括推送气缸和弧形夹板，推送气缸的中心线沿工件安装座的径向设置，推送气缸的缸体通过第一支座固定安装在工件安装座的外侧壁上，推送气缸的活塞杆由外至内依次穿过第一支座和工件安装座的侧壁并伸入到工件安装座内部，弧形夹板的凹面朝向工件安装座的中心，弧形夹板的外侧壁中部固定连接在推送气缸的活塞杆的内端；

四个工件吸附支撑机构的结构相同，工件吸附支撑机构包括第一径向减速电机、第一丝杠、两条导轨、第一滑动块和衔铁柱，第一径向减速电机和第一丝杠的中心线重合且均沿工件安装座的径向设置，第一径向减速电机通过第二支座固定安装在工件安装座的外侧壁上，第一径向减速电机的驱动轴由外至内依次穿过第二支座和工件安装座的侧壁并伸入到工件安装座的内部，工件安装座的内底面中心固定连接有呈四棱柱结构的第一支撑块，第一丝杠的外端与第一径向减速电机的驱动轴内端传动连接，第一丝杠的内端转动连接在第一支撑块的一侧面上，两条导轨均与第一丝杠平行，第一丝杠设置在两条导轨的中间，两条导轨的底部均固定连接在工件安装座的内底面上，两条导轨的外端均固定连接在工件安装座的内圆周上，两条导轨的内端均固定连接在第一支撑块的一侧面下侧部，第一滑动块的底部滑动连接在两条导轨上，第一丝杠穿过第一滑动块，第一丝杠和第一滑动块之间螺纹传动连接，衔铁柱竖向设置，衔铁柱的底部固定安装在第一滑动块的上表面，衔铁柱的外圆周上缠绕有电磁线圈；

上固定台面的底部中心固定连接有呈八棱柱结构的第二支撑块，剐齿加工机构固定安装在第二支撑块的底部，剐齿加工机构包括第一C型固定板、第一垂直升降减速电机、第二丝杠、两根竖向光杠、第二滑动块、第二C型固定板、水平移动减速电机、第三丝杠、第三滑动块、剐齿减速电机和剐齿刀具，第一C型固定板竖向设置且第一C型固定板的底部位于第一支撑块的正上方，第一C型固定板的上侧板通过若干根竖直杆固定连接在第二支撑块的底部，第一垂直升降减速电机固定安装在第一C型固定板的上侧板的上表面且位于第一C型固定板的上侧板和第二支撑块之间，第一垂直升降减速电机和第二丝杠的中心线重合且均竖向设置，第一垂直升降减速电机的驱动轴向下穿过第一C型固定板的上侧板并与第二丝杠的上端传动连接，第二丝杠的下端转动安装在第一C型固定板的下侧板上，两根竖向光杠均与第二丝杠平行，第二丝杠位于两根竖向光杠的中间，两根竖向光杠的上下两端分别固定连接在第一C型固定板的上侧板和下侧板上，第二丝杠和两根竖向光杠均穿过第二滑动块，第二丝杠与第二滑动块之间螺纹传动连接，两根竖向光杠与第二滑动块之间滑动连接，第二C型固定板沿左右方向水平设置，第二C型固定板的上侧、前侧和后侧均敞口，第二C型固定板的左侧板固定连接在第二滑动块上，水平移动减速电机和第三丝杠的中心线重合且均沿左右方向水平设置，水平移动减速电机固定安装在第二C型固定板的右侧板的右侧面，水平移动减速电机的驱动轴向左穿过第二C型固定板的右侧板并与第三丝杠的右端传动连接，第三丝杠的左端转动安装在第二C型固定板的左侧板上，第三丝杠穿过第三滑动块的上侧部，第三丝杠与第三滑动块之间螺纹传动连接，第二C型固定板的下侧板中部沿左右方向开设有导向长孔，第三滑动块的下侧部穿过导向长孔，第三滑动块滑动卡设在导向长孔中，剐齿减速电机竖向设置，剐齿减速电机固定安装在第三滑动块的底部，剐齿刀具固定安装在剐齿减速电机的驱动轴下端；

超声加工机构围绕第二支撑块圆周阵列设置有八个，各个超声加工机构的结构相同，八个超声加工机构分别与第二支撑块的八个侧面在径向方向一一对应，其中的一个超声加工机构包括第三支座、第二径向移动减速电机、第四丝杠、两根径向光杠、第四滑动块、第四支座、第二垂直升降减速电机、第五丝杠、两根竖向导杆、封板、第五滑动块、换能器、变幅杆和超声加工刀具，第三支座固定连接在上固定台面的底部边沿侧，第三支座与第二支撑块的一侧面在径向方向上对应，第二径向移动减速电机和第四丝杠的中心线重合且均沿上固定台面的径向设置，第二径向移动减速电机固定安装在第三支座的外侧面上，第二径向移动减速电机的驱动轴向内穿过第三支座并传动连接第四丝杠的外端，第四丝杠的内端转动连接在第二支撑块的相应侧面上，两根径向光杠上下并列设置且均与第四丝杠平行，两根径向光杠的外端和内端分别固定连接在第三支座和第二支撑块的相应侧面上，第四丝杠和两根径向光杠均穿过第四滑动块，第四丝杠与第四滑动块之间螺纹传动连接，两根径向光杠与第四滑动块之间滑动连接，第四支座固定连接在第四滑动块的底部，第二垂直升降减速电机和第五丝杠的中心线重合且均竖向设置，第二垂直升降减速电机固定安装在第四支座上，两根竖向导杆的上侧部分别固定连接在第四支座的两侧，封板水平设置且封板的底部高于工件安装座，两根竖向导杆的下端分别与封板的两侧边一体固定连接，第二垂直升降减速电机的驱动轴与第五丝杠的上端传动连接，第五丝杠的下端转动连接在封板上，第五丝杠穿过第五滑动块，第五丝杠与第五滑动块之间螺纹传动连接，第五滑动块位于两根竖向导杆的中间，第五滑动块的两侧部分别开设有与两根竖向导杆匹配卡接的导槽，第五滑动块的两侧部分别与两根竖向导杆滑动连接，换能器和变幅杆均竖向设置，换能器的顶部通过法兰板固定安装在第五滑动块上，变幅杆的顶部固定连接在换能器的底部，超声加工刀具固定安装在变幅杆的底部，超声波发生器通过传输导线与换能器信号连接。