[发明专利]一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具

说明书

本发明公开了一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，包括：上模具本体，上模具本体底部设有开口朝下的安装腔，安装腔外侧朝上依次设置有工件接触段、结构加强段、细颈连接段；安装腔内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。本发明利用超声振动装置与工件接触，对工件施加超声振动，降低了材料成型的压力，能够提高加工精度；另外由于超声振动装置与工件接触位置在上模具的旋转轴线上，使得上模具绕旋转轴线旋转摆动加工时，超声振动装置与工件接触位置不会发生变化，使得在上模具旋转摆动过程中，超声振动装置能够稳定提供超声振动给工件。

技术领域

本发明涉及机加工领域，特别是涉及一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具。

背景技术

冷摆碾压成型齿轮基本实现了材料的等效加工，与减材加工显著不同，其具有应用于齿轮加工行业的前景。材料在超声振动作用下，其材料流动所需要的压力显著降低，降低了材料成型设备的压力，能够显著提高加工精度。

通常对于工件的超声振动装置，是设置在机床的工件支撑座上，但是对于有些场景时，超声振动装置设置在工件支撑座上并不方便；但是由于上模具是旋转摆动的，在上模具上设置超声振动装置，容易导致超声振动辅助不稳定，影响超声振动加工的效果。

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，本发明提出一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，将超声振动装置设置在上模具本体上，保证工件能够稳定获得超声振动辅助加工。

根据本发明的实施例的一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，包括：上模具本体，所述上模具本体底部设有开口朝下的安装腔，所述安装腔外侧朝上依次设置有工件接触段、结构加强段、细颈连接段；所述工件接触段用于与工件接触对工件进行加工，所述结构加强段呈朝上的向外扩张状，所述结构加强段上端面设有凹位以减少材料体积；所述细颈连接段连接在结构加强段上端面的中心；所述安装腔内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。

根据本发明实施例的一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，至少具有如下技术效果：利用超声振动装置与工件接触，对工件施加超声振动，使得工件材料流动所需要的压力显著降低，降低了材料成型的压力，减少因较大的材料成型压力导致的变形和误差，能够显著提高加工精度；另外由于超声振动装置与工件接触位置在上模具的旋转轴线上，使得上模具绕旋转轴线旋转摆动加工时，超声振动装置与工件接触位置不会发生变化，使得在上模具旋转摆动过程中，超声振动装置能够稳定提供超声振动给工件，保证工件的超声振动辅助加工；使得上模具的旋转摆动不影响超声振动装置的工作。

根据本发明的一些实施例，所述安装腔的中轴线与上模具本体的旋转轴线重合。

根据本发明的一些实施例，所述上模具本体和超声振动装置满足以下关系：

K₀表示上模具的转动惯量；M₀表示上模具的质量；D表示摆动冲击作用点到上模具质心的直线距离；s表示上模具的摆动中心到上模具质心的直线距离。

根据本发明的一些实施例，所述超声振动装置包括超声振动变幅杆，所述超声振动变幅杆包括沿一竖直轴线依次朝下同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段，所述定位段与安装腔顶壁相连且周向定位，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用于与工件接触将超声振动传递给工件，所述振动变换输出段与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。

根据本发明的一些实施例，所述超声振动装置包括基座，所述基座嵌装于安装腔内，所述定位段与基座相连且周向定位。