专利名称：齿轮定量冷精挤加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于齿轮冷精挤加工装置领域。
在大批量生产中，精挤齿轮加工是齿轮精加工中有效的加工方法之一。不仅生产效率高，而且设备和挤轮制造简单，挤轮寿命长。经过挤齿加工的齿轮齿面粗糙度低。因有冷作硬化层，能提高齿轮使用寿命。目前国内外广泛采用的单挤轮、双挤轮、三挤轮挤齿工艺均采用定程定心控制方法。这种方法挤齿前余量的均匀性对挤齿精度尤其是齿形精度有重要影响。它不但要挤齿前齿廓余量分布规则，而且对不同齿轮齿厚的一致性要求很高。在“定程”精挤加工中，不考虑挤前齿形加工所留余量的变化，假定余量为一定值，在挤齿过程中按照这一定值调整挤轮的挤轧终点位置，对于同一批齿轮挤轧终点位置在调整好后不再变化。当挤前齿厚余量分布较为分散时，冷精挤加工有可能产生加工缺陷。由于挤前齿轮所留余量有一个变化范围，因而每次挤掉的金属厚度不一，有时余量小，有时余量大。余量小时不能完全去除表面缺陷，余量太大时会出现材料堆积或向四周流动产生飞边，影响表面质量。“定心”控制是指被精挤齿轮的轴心在挤轧过程中是固定的，当两个挤轮同时进给精挤时，如果两面挤轧力不相等时，有可能会将齿轮心轴挤弯。
本实用新型的目的是发明一种齿轮定量冷精挤加工装置，这种装置应结构简单、维修方便、生产效率高、易于操作。这种装置克服了现有技术的不足，能定量冷挤，提高冷精挤加工齿形表面质量。装置中采用双挤轮双作用方式，用两个液压马达分别带动两个挤轮转动，易于实现挤轮同步转动。在挤轮和齿轮工件对滚时，利用力传感器进行测试，采用“定量”精挤方法控制挤轮径向进给，在最佳挤轧余量下挤轧出的齿轮精度高、表面质量好，可以有效地消除齿厚变化对加工精度的影响，获得较好的齿形精度。
本实用新型采用的技术方案是齿轮定量冷精挤加工装置是由床身、导轨、工作台、油缸、活塞杆、固定支架、两个挤轮组成的卧式结构，具有两个挤轮头架[20]、[4]，挤轮进给控制机构，可以在导轨上浮动的装有工件头架和尾架的工作台部件，见附
图1。左挤轮头架[20]的右半部分为叉形架结构，左挤轮[21]和直接驱动左挤轮转动的液压马达[22]一起装在叉形架中，见附图2。左挤轮头架[20]的左半部分是左液压油缸体，缸体内腔中装有活塞和活塞杆[19]，活塞杆的左端固定在固定支架[18]上。左液压油缸体上有进、出油口[a]、[b]，通过管路与伺服阀[12]相连。左液压油缸体上还装有推杆[9]，推杆[9]的端部与伺服阀[8]的阀芯相接触。右挤轮头架[4]的左半部分为叉形架结构，右挤轮[3]和直接驱动右挤轮转动的液压马达[2]一起装在叉形架中。右挤轮头架[4]的右半部分是右液压油缸体，缸体内腔中装有活塞和活塞杆[5]，活塞杆[5]中装有可以直接测量出精挤力大小的力传感器[6]。活塞杆[5]右端固定在固定支架[7]上，右液压油缸体上有进、出油口[a′]、[b′]，通过管路与伺服阀[8]相连。
挤轮进给控制机构由伺服电机[14]经蜗杆[15]、蜗轮[16]、传动齿轮[17]带动齿条样板[13]X向运动，齿条样板[13]的工作斜面C与液压伺服阀[12]的阀芯接触，推动液压伺服阀[12]的阀芯Z向动作，即控制挤轮进给速度和进给量，使左右挤轮头架[20]、[4]在床身导轨上可Z向移动，实现挤轮双向进给运动。
工作台[11]上装有工件头架[23]和尾架[10]。被精挤加工的齿轮[1]通过心轴安装在工件头架[23]和尾架[10]之间组成工作台部件，工作台部件可在床身导轨上左右浮动，见附
图1。
齿轮样板[13]上的工作斜面C分为两段，分别控制挤轮快速进给和工作进给。
齿轮定量冷精挤加工装置中的两个挤轮旋转分别由两个液压马达带动，两个挤轮同步转动由液压系统实现。两个液压马达并联，由同一个换向阀控制，见附图3。在加工过程中，相位角超前的挤轮所受工件反力较大，其对应的液压马达油路压力升高，压力油流向另一液压马达回路，使其转速增加，从而带动相位落后挤轮向前赶，最终达到两个挤轮同步。
附图4是控制两挤轮同步动作液压原理简图，图中当齿条样板[7]向上移动时，推动左伺服阀[6]阀芯向右运动，压力油进入左液压油缸[1]大腔，活塞杆不动，油缸体带动左挤轮向右作径向进给运动。与此同时左油缸体上的推杆[5]推动伺服阀[4]右移，压力油进入右液压油缸[2]的大腔，活塞杆固定不动，油缸体带动右挤轮向左作径向进给运动。同样，当齿条样板向下运动时，左右挤轮同步退回。
本实用新型采用定量冷精挤加工方法，挤前留量可以适当放宽。两个挤轮同步进给，可防止加工时产生齿形误差。这种方法控制系统简单，力的测量方便。采用液压进给方式，进给平稳，精挤力稳定，很容易满足齿形精加工要求，生产率高，刀具耐用度好，工件表面质量好，精度高。
附
图1是齿轮定量冷挤加工装置简图的主视图。
附图2是齿轮定量冷挤加工装置简图的俯视图。
其中1—被加工齿轮，2—液压马达，3—右挤轮，4—右挤轮头架，5—活塞杆，6—力传感器，7—固定支架，8—液压伺服阀，9—推杆，10—尾架，11—工作台，12—液压伺服阀，13—齿条样板，14—伺服电机，15—蜗杆，16—蜗轮，17—齿轮，18—固定支架，19—活塞杆，20—左挤轮头架，21—左挤轮，22—液压马达，23—工件头架，24—床身导轨，25—床身。
附图3是控制液压同步转动的液压原理简图。
其中1—油泵，2—电磁阀，3、4—液压马达，5—油箱。
附图4是控制两挤轮同步动作液压原理简图。
其中1—左液压油缸，2—右液压油缸，3—力传感器，4—随动伺服阀，5—推杆，6—伺服阀，7—齿条样板，8—油箱，9—溢流阀，10—油泵，11—油箱。
本实用新型的一个实施例见附图2，结合附图详细说明。冷精挤加工时，液压马达带动挤轮旋转，由挤轮带动工件旋转。挤轮的进给是由伺服电机[14]通过蜗杆、蜗轮[15]、[16]减速后，再由齿轮齿条机构变为齿条样板的直线运动，蜗杆蜗轮的减速比为1∶30。齿条样板[13]的直线运动推动伺服阀[12]的阀芯运动，实现挤轮径向进给运动。当挤轧力达到标定阈值时，力传感器[6]发出信号控制加工循环。挤轮定量进给一定距离后，挤轮正转数圈，挤轮再反转数圈，完成加工后，挤轮快速退回。工进、快进均由齿条样板工作斜面C控制。
权利要求1.一种齿轮定量冷精挤加工装置是由床身、导轨、工作台、油缸、活塞杆、固定支架、两个挤轮组成的卧式结构，其特征是具有可在床身导轨上移动的左、右两个挤轮头架[20]、[4]；挤轮进给控制机构；可在床身导轨上浮动的装有工件头架和尾架的工作台部件；左挤轮头架[20]的右半部分为叉形架结构，左挤轮[21]和直接驱动左挤轮转动的液压马达[22]一起装在叉形架中，左挤轮头架[20]的左半部分是左液压油缸体，缸体内腔中装有活塞和活塞杆[19]，活塞杆的左端固定在固定支架[18]上，左液压油缸体上有进、出油口[a]、[b]，通过管路与左伺服阀[12]相连，左液压油缸体上还装有推杆[9]，推杆[9]的端部与伺服阀[8]的阀芯相接触；右挤轮头架[4]的左半部分为叉形架结构，右挤轮[3]和直接驱动右挤轮转动的液压马达[2]一起装在叉形架中，右挤轮头架[4]的右半部分是右液压油缸体，缸体内腔中装有活塞和活塞杆[5]，活塞杆[5]中装有力传感器[6]，活塞杆[5]右端固定在固定支架[7]上，右液压油缸体上有进、出油口[a′]、[b′]，通过管路与伺服阀[8]相连；挤轮进给控制机构由伺服电机[14]经蜗杆[15]、蜗轮[16]、传动齿轮[17]带动齿条样板[13]X向运动，齿条样板[13]的工作斜面C与液压服阀[12]的阀芯接触，推动液压伺服阀[12]的阀芯Z向动作，即控制挤轮进给速度和进给量，使左、右挤轮头架[20]、[4]在床身导轨上可Z向移动，实现挤轮双向进给运动。
2.如权利要求1所述的齿轮定量冷精挤加工装置，其特征是齿条样板[13]上的工作斜面C分为两段，分别控制挤轮快速进给和工作进给。
专利摘要本实用新型属于齿轮冷精挤加工装置领域,该装置由床身、工作台、油缸、双挤轮组成卧式结构。具有左、右两个挤轮头架、挤轮进给控制机构和工作台部件。采用定量冷精挤加工,可以有效地消除齿厚变化对加工精度的影响,进给平稳,精挤力稳定,生产率高,刀具耐用度高,工件表面质量好,较好地满足齿形精加工要求。装置结构简单,维修方便,生产率高。
文档编号B23F17/00GK2396904SQ99218150
公开日2000年9月20日 申请日期1999年7月23日 优先权日1999年7月23日
发明者贾振元, 郭东明, 纪洪军, 孙宝元, 王铿, 钱敏, 杨玉民, 赵福令 申请人:大连理工大学, 大连机床集团有限责任公司