[发明专利]一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置及加工方法

说明书

本发明公开了一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，包括：底座，底座具有开口朝上的容纳腔；下模具，用于装夹工件；超声振动变幅杆，安装于容纳腔内，包括沿一竖直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，定位段与底座相连且周向定位，第一振动安装段安装有第一压电致动器，振动变换输出段上安装有第二压电致动器，且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；振动变换输出段与工件接触，用于将超声振动传递给工件。本发明容纳腔用于容纳超声振动变幅杆，再利用超声振动变幅杆上的第一压电致动器和第二压电致动器产生的超声振动并进行叠加后，产生振动能量更大的超声振动，满足加工需求。

技术领域

本发明涉及机加工领域，特别是涉及一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置及加工方法。

背景技术

在冷摆成型齿轮技术中，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，制造成本高，且成型精度差，难以满足高性能齿轮的技术要求。而材料在超声振动作用下，其材料流动压力显著降低，有助于材料的塑性流动，即成型需要的压力降低。但是通常设备供超声振动装置安装的空间非常有限，导致安装的超声振动装置产生的振动较小，难以满足加工需求。

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，本发明提出一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，可在有限的空间内提供较大的超声振动，满足加工需求。

根据本发明的第一方面实施例的一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，包括：底座，底座具有开口朝上的容纳腔；下模具，安装于底座上端面，用于装夹工件；超声振动变幅杆，安装于容纳腔内，包括沿一竖直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，所述定位段与底座相连且周向定位，所述第一振动安装段安装有第一压电致动器，所述振动变换输出段上安装有第二压电致动器，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；所述振动变换输出段与工件接触，用于将超声振动传递给工件。

根据本发明实施例的一种超声辅助冷摆碾压成型圆锥齿轮的装置，至少具有如下技术效果：容纳腔用于容纳超声振动变幅杆，再利用超声振动变幅杆上的第一压电致动器和第二压电致动器产生的超声振动并进行叠加后，产生振动能量更大的超声振动，满足加工需求。

根据本发明的一些实施例，所述底座包括嵌入容纳腔内的基座，所述定位段与基座相连且周向定位。

根据本发明的一些实施例，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与工件接触。

根据本发明的一些实施例，所述基座上表面设有开口朝上的空腔，所述定位段与所述空腔底壁相连。

根据本发明的一些实施例，所述第一振动安装段径向凸出所述定位段和振动变换输出段；所述第一振动安装段朝下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振动变幅杆的振型节点处；所述第一限位槽安装有第一连接件，所述第一连接件底端与空腔相连，另一端嵌入第一限位槽；所述第二限位槽安装有第二连接件，所述第二连接件一端嵌装于第二限位槽，另一端与空腔周向侧壁相连。

根据本发明的一些实施例，所述定位段与所述空腔之间设有限位垫块，所述空腔底壁设有供限位垫块底部部分嵌入的第一限位槽，所述限位垫块嵌入第一限位槽实现周向限位；所述限位垫块上表面设有供定位段部分嵌入的第二限位槽，所述定位段嵌入第二限位槽实现周向限位。

根据本发明的一些实施例，所述基座上端面低于所述底座上端面，所述基座上端面设有平衡垫块，所述平衡垫块与所述底座上端面平齐且与上模具底面的部分接触。