[发明专利]一种超声辅助滚磨光整加工装置及其光整加工方法

说明书

一种超声辅助滚磨光整加工装置及其光整加工方法，属于小型精密零件表面光整加工技术领域，解决传统的加工方式微型齿轮的表面质量低、均匀性差的技术问题。解决方案为：伺服电机设置于底座的一侧，工作光轴与支撑辊设置于底座的另一侧，工作光轴与支撑辊平行设置，在工作光轴与支撑辊的上方放置超声外筒，贯穿超声外筒设置超声内筒，超声内筒的外壁上设置超声换能器，待滚磨光整加工的零件及磨料填装于超声内筒的内腔中。本发明采用超声辅助回转式滚磨光整加工，用于提高微型齿轮的表面质量，既保证了微型齿轮的尺寸精度不受影响，提高了齿轮的表面质量，同时又提高了批量加工时工件表面质量的均匀一致性，提高了加工效率。

技术领域

本发明属于小型精密零件表面光整加工技术领域，具体涉及的是一种超声辅助滚磨光整加工装置及其光整加工方法。

背景技术

微型零件已在微电系统、微型发动机、微型泵以及船舶自动驾驶仪等各种设备中得到广泛应用。微型零件通常要具有高运动传递精度、低运行噪音、低磨损率、高疲劳寿命等重要特征。为满足这些要求，微型零件必须具备较高的几何精度、表面光洁度和良好的表面完整性。目前，在微型零件的生产中主要依赖于传统的光整加工方式来提高表面质量，加工质量均匀性差。

现有技术中，微型齿轮的成型方法有多种形式：

一、采用电火花放电加工，由于所使用的线径、成型电极的放电间隙等因素的影响，限制了微型齿轮精度的提高；

二、微滚齿加工法，滚齿加工时，滚刀的齿形必须进行微加工，因为齿形微小，除滚刀齿形误差外，滚刀的孔径跳动、端面跳动、周节等误差都将对微型齿轮的精度有很大的影响；

三、粉末烧结成型，由于齿形微小，微型齿轮的精加工比较困难，加之金属粉末的金属颗粒较大，从而限制了其形状精度和表面光洁度的提高。

这些成型加工方法均存在的一些弊端和不足，导致零件的表面质量较差，不能直接满足使用需求，需要采用合适的表面光整工艺来提高零件的表面质量。然而，针对微型金属齿轮的光整加工工艺仍然比较缺乏，现有的滚磨光整加工工艺只能在一定程度上改善齿轮的表面质量，无法避免加工时齿轮间的相互吸附，最终影响加工效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，采用超声波辅助回转式滚磨光整加工的方式，避免了在光整加工过程中齿轮相互吸附在一起的技术问题，在保证零件本身尺寸精度的同时，提高了微型齿轮齿面和端面的表面质量，改善了微型齿轮的服役性能和使用寿命。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种超声辅助滚磨光整加工装置，它包括伺服电机、减速器和超声换能器，其中：

所述伺服电机沿水平方向设置于底座的一侧，工作光轴与支撑辊沿水平方向设置于底座的另一侧，工作光轴与支撑辊平行设置，支撑辊的两端分别设置轴承支座二，工作光轴的两端分别设置轴承支座一，在工作光轴的两端并靠近轴承支座一的内侧分别设置限位轴肩，位于两侧限位轴肩之间工作光轴的外壁上涂覆聚氨酯层或者套装聚氨酯套筒，工作光轴与伺服电机同轴设置，伺服电机的转子与减速器的动力输入轴连接，减速器的动力输出轴通过联轴器与工作光轴连接；所述轴承支座一与轴承支座二上均安装轴承，并且轴承支座一固定安装在底座上，轴承支座二上设置限位螺钉，轴承支座二下方的底座上设置滑槽，轴承支座二沿滑槽往复滑动从而调节工作光轴与支撑辊之间的间距，然后限位螺钉向下旋入滑槽中将轴承支座二压紧于底座上方；

在工作光轴与支撑辊的上方放置超声外筒，贯穿超声外筒设置超声内筒，超声内筒的外壁上设置超声换能器，超声外筒的内壁与超声内筒的外壁之间设置支撑螺钉，支撑螺钉将支撑垫压紧于超声内筒的外壁上；所述超声内筒靠近伺服电机一侧的端面处可拆卸地设置端盖，端盖将密封垫圈压紧于超声内筒的端面上，待滚磨光整加工的零件及磨料填装于超声内筒的内腔中。

进一步地，所述底座上安装控制器与导电滑环，伺服电机通过线缆与控制器电连接，所述超声换能器通过线缆与导电滑环电连接，导电滑环通过线缆与超声电源电连接。