CN106119489A - 一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法 - Google Patents

一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法 Download PDF

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Abstract

一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法，它涉及一种喷丸强化装置及喷丸强化方法，具体涉及一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法。本发明为了解决现有喷丸强化装置和喷丸强化方法使小模数直齿圆柱齿轮齿宽方向喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性不好，喷丸表面粗糙度值偏高，影响齿轮的使用寿命和接触精度的问题。本发明所述喷丸强化装置包括控制器、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架和两个喷嘴，待加工的小模数直齿圆柱齿轮安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两侧，两个喷嘴通过喷嘴支架与所述直线运动机构连接。本发明属于机械加工领域。

Description

一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法
技术领域
本发明涉及一种喷丸强化装置及喷丸强化方法，具体涉及一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法，属于机械加工领域。
背景技术
喷丸强化可以有利于提高小模数直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度和轮齿的抗疲劳折断能力，改善齿轮的疲劳性能。但目前采用的喷丸强化装置及喷丸强化方法，存在着喷丸过程中喷嘴与齿轮受喷表面位置随动性和精准定位喷丸不理想、喷丸表面粗糙度值增加大，造成沿齿轮齿宽方向喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性不好，喷丸表面粗糙度值偏高，影响齿轮的使用寿命和接触精度。
发明内容
本发明为解决现有喷丸强化装置和喷丸强化方法使小模数直齿圆柱齿轮齿宽方向喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性不好，喷丸表面粗糙度值偏高，影响齿轮的使用寿命和接触精度的问题，进而提出一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置及喷丸强化方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述喷丸强化装置包括控制器、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架和两个喷嘴，待加工的小模数直齿圆柱齿轮安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两侧，两个喷嘴通过喷嘴支架与所述直线运动机构连接，所述回转运动机构和所述直线运动机构均与控制器连接。
本发明所述喷丸强化方法是通过在待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两侧设置喷嘴，并对待加工的小模数直齿圆柱齿轮的两面同时喷丸强化，每个喷嘴喷出的射流是固体微珠弹丸与高压水预先均混合而形成的前混合微珠水射流，所述前混合微珠水射流对待加工的小模数直齿圆柱齿轮相对应的齿面进行喷丸强化。
本发明的有益效果是：1、本发明采用湿式的前混合微珠水射流喷丸强化，喷丸表面粗糙度值增加小，减小了应力集中现象，提高了强化增益效果；2、本发明的两个喷嘴形成的两束弹丸流分别从齿轮的正面和反面射向轮齿，并在轮齿表面往返轴向移动对轮齿进行逐个喷射，喷丸产生的残余压应力和形成的喷丸表面粗糙度的均匀性好，能够有效提高齿轮的使用寿命和接触精度。
附图说明
图1是本发明所述喷丸强化装置的整体结构示意图，图2是喷嘴与小模数直齿圆柱齿轮的位置关系示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置包括控制器1、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架2和两个喷嘴3，待加工的小模数直齿圆柱齿轮4安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴3对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的两侧，两个喷嘴3通过喷嘴支架2与所述直线运动机构连接，所述回转运动机构和所述直线运动机构均与控制器1连接。
加工时，所述回转运动机构驱动待加工的小模数直齿圆柱齿轮4旋转，两个喷嘴3在所述直线运动机构的驱动下在待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的正面和反面轴向直线移动。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置的回转运动机构包括第一步进电机5和传动轴6，第一步进电机5与所述控制器1连接，传动轴6的一端与第一步进电机5的转动轴连接，传动轴6的另一端与待加工的小模数直齿圆柱齿轮4连接。控制器1控制第一步进电机1的启闭；第一步进电机5通过传动轴6带动待加工的小模数直齿圆柱齿轮4以传动轴6为轴线进行旋转运动；待加工的小模数直齿圆柱齿轮4在第一步进电机5的带动下间歇回转，两个喷嘴3产生的两束微珠水射流在待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的轮齿表面往返轴向移动，并对轮齿逐个喷射。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置的直线运动机构包括第二步进电机7和滚珠丝杠副8，喷嘴支架2通过滚珠丝杠副8与第二步进电机7的转动轴连接。控制器1控制第二步进电机7的开启与关闭，同时也控制第二步进电机7的正转和反转；第二步进电机7通过滚珠丝杠副8驱动喷嘴支架2沿滚珠丝杠副8的轴线往复直线移动，进而实现两个喷嘴3在待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的轮齿的正面和反面沿旋转轴6的轴线往复直线移动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种用于小模数直齿圆柱齿轮的前混合微珠水射流喷丸强化方法是通过在待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的两侧设置喷嘴3，并对待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的两面同时喷丸强化，每个喷嘴3喷出的射流是固体微珠弹丸与高压水预先均混合而形成的前混合微珠水射流，所述前混合微珠水射流对待加工的小模数直齿圆柱齿轮4相对应的齿面进行喷丸强化。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化方法的每个喷嘴3喷出的微珠弹丸的直径不大于待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的齿根圆角半径的0.8倍。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化方法的两个喷嘴3形成的两束微珠水射流分别从待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的正面和反面以θ角射向待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的轮齿，θ角为待加工的小模数直齿圆柱齿轮4的轮齿另一端与同侧齿槽底边中点连线与径向方向的夹角，其中θ角的取值范围为20°～26°。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置，其特征在于：所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置包括控制器(1)、回转运动机构、直线运动机构、喷嘴支架(2)和两个喷嘴(3)，待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)安装在所述回转运动机构上，两个喷嘴(3)对称设置在待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的两侧，两个喷嘴(3)通过喷嘴支架(2)与所述直线运动机构连接，所述回转运动机构和所述直线运动机构均与控制器(1)连接。
2.根据权利要求1所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置，其特征在于：所述回转运动机构包括第一步进电机(5)和传动轴(6)，第一步进电机(5)与所述控制器(1)连接，传动轴(6)的一端与第一步进电机(5)的转动轴连接，传动轴(6)的另一端与待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)连接。
3.根据权利要求1所述一种小模数直齿圆柱齿轮喷丸强化装置，其特征在于：所述直线运动机构包括第二步进电机(7)和滚珠丝杠副(8)，喷嘴支架(2)通过滚珠丝杠副(8)与第二步进电机(7)的转动轴连接。
4.一种用于小模数直齿圆柱齿轮的喷丸强化方法，其特征在于：所述一种用于小模数直齿圆柱齿轮的喷丸强化方法是通过在待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的两侧设置喷嘴(3)，并对待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的两面同时喷丸强化，每个喷嘴(3)喷出的射流是固体微珠弹丸与高压水预先均混合而形成的前混合微珠水射流，所述前混合微珠水射流对待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)相对应的齿面进行喷丸强化。
5.根据权利要求4所述一种用于小模数直齿圆柱齿轮的喷丸强化方法，其特征在于：每个喷嘴(3)喷出的微珠弹丸的直径不大于待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的齿根圆角半径的0.8倍。
6.根据权利要求4所述一种用于小模数直齿圆柱齿轮的喷丸强化方法，其特征在于：两个喷嘴(3)形成的两束微珠水射流分别从待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的正面和反面以θ角射向待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的轮齿，θ角为待加工的小模数直齿圆柱齿轮(4)的轮齿另一端与同侧齿槽底边中点连线与径向方向的夹角，其中θ角的取值范围为20°～26°。
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