CN109909837A - 一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光整加工相关技术领域，具体是一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法及装置，旨在解决现有齿轮表面光整加工成本高、技术手段复杂的技术问题。包括机架，所述机架上固定有齿轮箱，所述齿轮箱的侧壁上安装有两个轴承，两个所述轴承分别内套有主动转轴和从动转轴，所述主动转轴和从动转轴用以安装待光整加工的一对齿轮，所述主动转轴和从动转轴的相对位置保证待光整加工的两齿轮相互啮合，所述主动转轴传动连接有驱动其转动的电机；还包括固定在所述齿轮箱的上方的料缸，所述料缸用以容置流体磨料且底部设置有下料口，所述下料口位于待光整加工的两齿轮啮合处的正上方。

Description

一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法及装置

技术领域

本发明涉及光整加工相关技术领域，具体是一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法及装置。

背景技术

齿轮的表面质量对齿轮零件的耐磨性、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等使用性能及寿命、可靠性都有很大影响。随着机械制造业的发展和工业生产的需要，对齿轮零件表面质量的要求逐步提高。目前，齿轮表面质量主要通过磨削手段进行提高，需要针对不同的表面加工出与其相适应的砂轮形状，存在加工成本高、技术手段复杂等问题，尤其对于表面形状复杂的齿轮零件，该问题更加突出，难以满足生产实际中低成本、高效率的需求。

发明内容

本发明旨在解决现有齿轮表面光整加工成本高、技术手段复杂的技术问题。为此，本发明提出一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法及装置，在一对齿轮的啮合面注入粘弹性流体磨料，通过齿面的相互挤压、滑动，带动粘弹性流体磨料以一定的压力在轮齿表面滑移，实现齿面的高效光整加工。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法，包括以下步骤：

S1、安装待加工的一对齿轮，使两者啮合，并留有齿侧间隙；

S2、向所述齿侧间隙中匀速添加流体磨料；

S3、使啮合的两齿轮转动，并保持流体磨料的供给；

S4、待磨料流光整加工齿轮表面完成，使两齿轮停止转动，随后切断流体磨料的供应。

一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工装置，包括机架，所述机架上固定有齿轮箱，所述齿轮箱的侧壁上安装有两个轴承，两个所述轴承分别内套有主动转轴和从动转轴，所述主动转轴和从动转轴用以安装待光整加工的一对齿轮，所述主动转轴和从动转轴的相对位置保证待光整加工的两齿轮相互啮合，所述主动转轴传动连接有驱动其转动的电机；还包括固定在所述齿轮箱上方的料缸，所述料缸用以容置流体磨料且底部设置有下料口，所述下料口位于待光整加工的两齿轮啮合处的正上方。

进一步的，所述电机通过减速器与所述主动转轴传动连接。优选的，安装有主动转轴的齿轮箱侧壁的外侧固定有连接架，所述减速器固定在所述连接架上，所述电机固定在所述减速器上，所述减速器的输出轴通过联轴器与主动转轴连接。

进一步的，所述料缸内设置有位于所述下料口正上方的蜗杆，所述蜗杆的两端通过轴承安装在料缸的壁上。更进一步的，所述蜗杆连接有驱动其转动的驱动电机，或所述蜗杆与所述从动转轴通过链条传动连接。

进一步的，所述料缸的下料口设置有用以控制流体磨料流量的出料阀。

进一步的，所述齿轮箱的底部设置有回收口，所述回收口的正下方设置有回收箱，所述回收箱通过软管与料缸连通，且软管的中部设置有液压泵。更进一步的，所述齿轮箱上盖合有箱盖，所述料缸置于所述齿轮箱和箱盖形成的第一密闭空间内，所述回收箱形成第二密闭空间，所述第一密闭空间和第二密闭空间通过连接管连通，所述连接管的一端嵌于所述回收口内、另一端插入所述第二密闭空间内，所述软管的一端插入第二密闭空间内、另一端穿过所述箱盖后伸入料缸内。更进一步的，所述机架包括底板和竖直固定在底板上表面的四根支柱，四根支柱的上端分别支撑齿轮箱的底部的四个角，所述回收箱置于四根支柱的中部。

本发明的有益效果是：

1）本发明的啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法，将待加工的两个齿轮啮合，向两者的齿侧间隙中填充流体磨料进行加工，一方面利用齿轮啮合产生的压力来保证磨料流加工所需的压力，另一方面可同时对两个齿轮进行光整加工提高加工效率；

2）本方法利用磨料流加工粘弹性流体的壁面滑移特性，通过齿轮啮合挤压流体磨料来对齿轮表面进行光整加工，可对待加工齿轮实现去毛刺、表面抛光和提高表面压应力的目的，可显著提高待加工齿轮的耐磨性和使用寿命；

3）本方法按供料-齿轮转动-齿轮停转-停料的步骤进行加工，避免了待加工齿轮由于无磨料流加工时进行啮合导致的对齿轮表面的损坏；

4）本方法由于待加工的两个齿轮处于啮合状态，随着齿轮的转动，流体磨料可对齿轮周向的所有轮齿依次进行抛磨，各个表面的光整加工质量均匀，各个轮齿的加工余量相同，可保证表面各处粗糙度的一致性，有效提高了加工精度，从而保证了加工质量；

5）本方法通过利用齿轮啮合产生的压力，采用流体磨料流经啮合处齿侧间隙的方式对表面进行抛磨，适用于各种形状的齿轮，尤其适用于形状复杂的齿轮加工；

6）本发明的啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工装置，设置有主动转轴和从动转轴，可同时安装一对待加工的齿轮，还设置有盛装流体磨料的料缸，流体磨料从料缸流出后经过待加工的两个齿轮啮合处的齿侧间隙，结构简单，为齿轮表面磨料流加工提供了硬件保障，技术手段简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明的装置的立体结构示意图；

图2是本发明的装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法，包括以下步骤：

S1、安装待加工的一对齿轮，使两者啮合，并留有齿侧间隙；

S2、向所述齿侧间隙中匀速添加流体磨料；

S3、使啮合的两齿轮转动，并保持流体磨料的供给；

S4、待磨料流光整加工齿轮表面完成，使两齿轮停止转动，随后切断流体磨料的供应。

本发明还提供了一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法的装置，参照图1-2，包括机架13，所述机架13上固定有齿轮箱8，所述齿轮箱8的侧壁上安装有两个轴承，两个所述轴承分别内套有主动转轴5和从动转轴11，所述主动转轴5和从动转轴11用以安装待光整加工的一对齿轮，所述主动转轴5和从动转轴11的相对位置保证待光整加工的两齿轮相互啮合，所述主动转轴5传动连接有驱动其转动的电机1；还包括固定在所述齿轮箱8上方的料缸7，所述料缸7用以容置流体磨料且底部设置有下料口17，所述下料口17位于待光整加工的两齿轮啮合处的正上方。使用时，向料缸7中加入流体磨料，在重力作用下，流体磨料从下料口17流出，流经两待加工齿轮的啮合处的齿侧间隙，对啮合处的表面进行打磨抛光处理；电机1带动主动转轴5转动，主动转轴5与其上的齿轮一体转动，通过轮齿的啮合，带动另一个待加工的齿轮及从动转轴一体转动，这样，伴随着齿轮的啮合转动，齿轮周向的所有齿都会轮流抵达啮合处进行抛光处理。本领域人员清楚的，啮合处的齿侧间隙应适当，即不能过大或过小，间隙过大，磨料直接流过齿侧间隙，加工效率降低，同时达不到所要求的表面加工精度；间隙过小，则流体磨料无法正常流过齿侧间隙，无法进行磨料流加工。另外，加工开始时需先流过磨料再使齿轮转动，加工结束后需先停止齿轮转动后停止下料，防止齿轮在未有流体磨料的情况下啮合导致齿轮失效降低加工精度。

进一步的，所述电机1通过减速器2与所述主动转轴5传动连接，减速器2用以调节降低转速，防止啮合齿轮转速过高而降低抛光质量。作为减速器2和电机1的一种优选安装结构，安装有主动转轴5的侧壁的齿轮箱8外侧固定有连接架4，所述减速器2固定在所述连接架4上，所述电机1固定在所述减速器2上，所述减速器2的输出轴通过联轴器3与主动转轴5连接。

进一步的，所述料缸7内设置有位于所述下料口17正上方的蜗杆6，所述蜗杆6的两端通过轴承安装在料缸7的壁上，在蜗杆6轮齿的推力作用下，流体磨料流至下料口17处。更进一步的，所述蜗杆6连接有驱动其转动的驱动电机，或所述蜗杆6与所述从动转轴11通过链条18传动连接。

进一步的，所述料缸7的下料口17设置有用以控制流体磨料流量的出料阀16。

上述蜗杆6和出料阀16的设置主要是为控制流体磨料的流量，蜗杆6通过自身转速的调节来实现流量大小的控制，出料阀16通过开口大小的调节来实现流量大小的控制。磨料流量过小，齿轮转速相对较高，较小的流量无法满足加工要求，加工效率与加工精度均降低；磨料流量过大，过多的磨料直接流入齿轮箱8中未起到加工作用。

进一步的，所述齿轮箱8的底部设置有回收口15，所述回收口15的正下方设置有回收箱12，所述回收箱12通过软管9与料缸7连通，且软管9的中部设置有液压泵10。流过齿侧间隙的磨料流入齿轮箱8中，通过回收口15进入回收箱12，再通过软管9和液压泵10可重新运回至料缸7中，避免人工加料的操作，可实现自动加工并保证流体磨料的循环再利用，大大减少成本。

更进一步的，所述齿轮箱8上盖合有箱盖，所述料缸7置于所述齿轮箱8和箱盖形成的第一密闭空间内，所述回收箱12形成第二密闭空间，所述第一密闭空间和第二密闭空间通过连接管14连通，所述连接管14的一端嵌于所述回收口15内、另一端插入所述第二密闭空间内，所述软管9的一端插入第二密闭空间内、另一端穿过所述箱盖后伸入料缸7内。这样整个磨料流经的空间皆为密闭空间，可有效避免外界灰尘、杂质等干扰，有利于进一步保证齿轮表面的加工精度。

更进一步的，所述机架13包括底板和竖直固定在底板上表面的四根支柱，四根支柱的上端分别支撑齿轮箱8的底部的四个角，所述回收箱12置于四根支柱的中部。结构更加紧凑，可行性更高。

进一步的，两个所述轴承安装在齿轮箱的同一侧壁或相邻侧壁或相对侧壁上。图1所示的为本装置的一种具体结构，用以对两个锥齿轮的表面进行光整加工，此时两个轴承分别安装在齿轮箱8相邻的两个侧壁上。在其他实施例中，可将锥齿轮换成直齿轮或斜齿轮或其他形状的齿轮皆可。如：加工两个直齿轮时，两个轴承可安装在齿轮箱的相对两个侧壁上或安装在齿轮箱同一侧壁上。根据加工齿轮的类型，决定两个轴承的安装位置，这应该是本领域人员很容易确定的。

以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、安装待加工的一对齿轮，使两者啮合，并留有齿侧间隙；

S2、向所述齿侧间隙中匀速添加流体磨料；

S3、使啮合的两齿轮转动，并保持流体磨料的供给；

S4、待磨料流光整加工齿轮表面完成，使两齿轮停止转动，随后切断流体磨料的供应。

2.一种如权利要求1所述啮合挤压式齿轮齿面磨料流光整加工方法的装置，其特征在于：包括机架（13），所述机架（13）上固定有齿轮箱（8），所述齿轮箱（8）的侧壁上安装有两个轴承，两个所述轴承分别内套有主动转轴（5）和从动转轴（11），所述主动转轴（5）和从动转轴（11）用以安装待光整加工的一对齿轮，所述主动转轴（5）和从动转轴（11）的相对位置保证待光整加工的两齿轮相互啮合，所述主动转轴（5）传动连接有驱动其转动的电机（1）；还包括固定在所述齿轮箱（8）上方的料缸（7），所述料缸（7）用以容置流体磨料且底部设置有下料口（17），所述下料口（17）位于待光整加工的两齿轮啮合处的正上方。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述电机（1）通过减速器（2）与所述主动转轴（5）传动连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：安装有主动转轴（5）的齿轮箱（8）侧壁的外侧固定有连接架（4），所述减速器（2）固定在所述连接架（4）上，所述电机（1）固定在所述减速器（2）上，所述减速器（2）的输出轴通过联轴器（3）与主动转轴（5）连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述料缸（7）内设置有位于所述下料口（17）正上方的蜗杆（6），所述蜗杆（6）的两端通过轴承安装在料缸（7）的壁上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述蜗杆（6）连接有驱动其转动的驱动电机，或所述蜗杆（6）与所述从动转轴（11）通过链条（18）传动连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述料缸（7）的下料口（17）设置有用以控制流体磨料流量的出料阀（16）。

8.根据权利要求2-7任一项所述的装置，其特征在于：所述齿轮箱（8）的底部设置有回收口（15），所述回收口（15）的正下方设置有回收箱（12），所述回收箱（12）通过软管（9）与料缸（7）连通，且软管（9）的中部设置有液压泵（10）。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述齿轮箱（8）上盖合有箱盖，所述料缸（7）置于所述齿轮箱（8）和箱盖形成的第一密闭空间内，所述回收箱（12）形成第二密闭空间，所述第一密闭空间和第二密闭空间通过连接管（14）连通，所述连接管（14）的一端嵌于所述回收口（15）内、另一端插入所述第二密闭空间内，所述软管（9）的一端插入第二密闭空间内、另一端穿过所述箱盖后伸入料缸（7）内。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述机架（13）包括底板和竖直固定在底板上表面的四根支柱，四根支柱的上端分别支撑齿轮箱（8）的底部的四个角，所述回收箱（12）置于四根支柱的中部。