一种冲头驱动装置及齿根强化处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种冲头驱动装置，用于为冲头提供电磁力，包括底座(21)和线圈(22)；所述线圈(22)设置在所述底座(21)上，且与充放电控制系统(1)相连，用于产生脉冲磁场；所述线圈(22)的电线由金属导线和碳纳米管绕制而成。上述线圈采用金属导线与碳纳米管绕制，不但能提高整个线圈的散热性能及整体强度，同时还不会使得整个线圈的制备成本太高。本发明专利技术还提供了一种具有上述冲头驱动装置的齿根强化处理装置。

【技术实现步骤摘要】
一种冲头驱动装置及齿根强化处理装置
本专利技术涉及齿轮强化处理
，尤其涉及一种冲头驱动装置及齿根强化处理装置。
技术介绍
为了提高齿轮的弯曲疲劳强度来延长齿轮的弯曲疲劳寿命，目前，通常采用表面处理的方式向齿轮的齿根引入残余压应力层。施加于齿根表面的残余压应力层被认为能够与齿轮工作时所产生的拉应力产生相互作用，从而减小齿根表面的应力幅，将使得最大等效应力的位置向齿轮的内部移动，最终能够抑制齿根表面的裂纹产生及扩展。目前，多种齿轮表面强化技术能够实现残余压应力层的引入，按照强化机理进行分类可以分为相变强化、化学强化和机械强化。其中，相变强化与化学强化均涉及较为复杂的热处理过程，热处理会带来较大的形变及较差的表面精度，而且相变强化与化学强化的处理过程较为复杂而且效果有限。机械强化主要是喷丸强化，喷丸强化是最为广泛使用的齿轮表面强化技术。喷丸强化利用高速弹丸来冲击齿根表面，通过弹丸的冲击力来引发齿根表面的塑形变形，进而引入残余应力层。在喷丸的原理基础上，发展出了超声喷丸、激光喷丸等表面喷丸强化技术。超声喷丸是通过超声振动装置来为弹丸提供机械能，少量的弹丸在装置中反复撞击、回弹，将超声振动的能量传递到齿根表面，形成塑形变形与残余应力层。激光喷丸则是在齿轮表面涂以特殊涂层，通过激光诱导的方式使得部分涂层汽化膨胀，产生巨大的冲击力来冲击齿根表面，最终引入残余应力层。喷丸强化工艺是对齿轮全部齿(包括端面、齿面、齿根)进行冲击强化，由于齿根的几何形状复杂，空间狭小，但是超声喷丸较难在上述环境中实施强化处理，因此，超声喷丸不适用与齿根环境，对于齿根强化的针对性不强，效率偏低。激光喷丸的单位时间能够处理的待加工表面的面积有限，相应的成本较高，难以应用到工业生产中。很显然，采用喷丸强化技术对齿根实施强化存在效果较差及效率较低的问题。随着技术进步，发现有一种效率较高、效果较为稳定、成本较为低廉、操作相对简单的齿根强化装置，可以使用大质量冲头来冲击齿根的表面强化方式，同时使用电磁场作为冲头的驱动来源，冲头接收在脉冲磁场产生的电磁力，在电磁力的作用下进而会往复移动，冲头的往复移动会冲击待加工齿轮的齿根，来引发齿根表面的塑形变形，进而引入残余应力层。这种方案在实现过程中，采用通电的电磁线圈产生的脉冲磁场，但是在形成脉冲磁场的过程中，电磁线圈之中会产生非常大的电流，线圈的产热量极大，如何降低线圈产生的热量，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种冲头驱动装置，以降低线圈产生的热量。本专利技术的第二个目的是提供一种具有上述冲头驱动装置的齿根强化处理装置。为了实现上述第一个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种冲头驱动装置，用于为冲头提供电磁力，包括底座和线圈；所述线圈设置在所述底座上，且与充放电控制系统相连，用于产生脉冲磁场；所述线圈的电线由金属导线和碳纳米管绕制而成。优选的，所述线圈的电线由铜线和碳纳米管双股绕制而成。本专利技术提供的冲头驱动装置的线圈采用金属导线和碳纳米管双股线绕制而成。碳纳米管具有良好的导电性与强度，而且产热量较小，因此能够减小线圈的产热量，同时强度较高，能够较好地吸收线圈之间产生的排斥力。但是，由于碳纳米管的材料制备困难，因此价格较为昂贵，上述线圈采用金属导线与碳纳米管绕制，不但能提高整个线圈的散热性能及整体强度，同时还不会使得整个线圈的制备成本太高。为了实现上述第二个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种齿根强化处理装置，包括充放电控制系统、冲头驱动装置、冲头、定位装置和拨动装置；其中：所述冲头驱动装置包括底座和线圈；所述线圈设置在所述底座上，且与所述充放电控制系统相连，用于产生脉冲磁场；所述冲头设置在所述底座上，且能相对于所述底座往复移动；所述冲头与待加工齿轮的齿槽相对，且能在所述脉冲磁场的作用下冲击所述待加工齿轮的齿根；所述定位装置用于穿设在所述待加工齿轮的轴孔中，用于支撑所述待加工齿轮；所述拨动装置用于与所述待加工齿轮啮合，用于在所述冲头处于避让状态时拨动所述待加工齿轮绕所述定位装置转动。优选地，所述拨动装置为齿条驱动机构或齿轮驱动机构，所述齿条驱动机构的齿条或所述齿轮驱动机构的齿轮与所述待加工齿轮啮合。优选地，所述齿条驱动机构包括齿条和轨道，所述齿条与所述轨道滑动配合，所述齿条能沿所述轨道移动；所述轨道为十字形轨道。优选地，所述底座包括第一部和第二部，所述第二部铰接于所述第一部，且与所述线圈和所述冲头均相连；所述第二部能带动所述冲头沿所述待加工齿轮的周向摆动。优选地，还包括设置于所述第二部上的限位装置，所述限位装置用于与所述冲头在所述冲头的尾部限位配合。优选地，还包括弹性件；所述弹性件设置在所述限位装置与所述冲头之间。本专利技术提供的装置在工作的过程中，充放电控制系统向线圈充电，使得线圈带电产生脉冲磁场，冲头在脉冲磁场的作用下受到电磁力，进而会相对于底座往复移动，冲头的往复移动会产生冲击待加工齿轮的齿根。冲头存在工作状态下会连续冲击待加工齿轮进而向齿根引入残余应力层，起到加强齿根的目的。当冲头在某一状态下对应的齿槽中的齿根被加强完成之后，冲头回缩而进入避让状态，此时冲头从齿槽中退出，拨动装置工作会使得待加工齿轮转动，从而使得下一个齿槽与冲头相对应，冲头进入下一个冲击加强过程，直至将待加工齿轮的齿根加强完成。通过上述工作过程可以看出，本专利技术提供的齿根强化处理装置，在冲头驱动装置的作用下能连续冲击待加工齿轮的齿根，效率较高，同时效果较为稳定。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的齿根强化处理装置的结构示意图，图1为俯视图；图2是本专利技术实施例提供的线圈的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的底座上弹簧的布置示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。请参考图1和图2，本专利技术的一种冲头驱动装置，用于为冲头提供电磁力，包括底座21和线圈22；所述线圈22设置在所述底座21上，且与充放电控制系统1相连，用于产生脉冲磁场；所述线圈22的电线由金属导线和碳纳米管绕制而成。优选的，所述线圈(22)的电线由铜线和碳纳米管双股绕制而成。碳纳米管具有良好的导电性与强度，而且产热量较小，因此能够减小线圈22的产热量，同时强度较高，能够较好地吸收线圈22之间产生的排斥力。但是，由于碳纳米管的材料制备困难，因此价格较为昂贵，为此，上述线圈22采用铜线与碳纳米管双股线绕制，不但能提高整个线圈22的散热性能及整体强度，同时还不会使得整个线圈22的制备成本太高，可见，上述线圈22的性价比较好。请参考图1-图3，本专利技术实施例提供一种齿根强化处理装置。所提供的装置包括充放电控制系统1、冲头驱动装置2、冲头3、定位装置4和拔动装置。冲头驱动装置2的作用是驱动冲头3运动，冲头驱动装置2包括底座21和线圈22，线圈22设置在底座21上。如图2所示，线圈22通常为螺旋状线圈。本申请中，线圈22在充电状态下产生脉冲磁场，充放电控制系统1与线圈2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲头驱动装置，用于为冲头提供电磁力，其特征在于，包括底座(21)和线圈(22)；所述线圈(22)设置在所述底座(21)上，且与充放电控制系统(1)相连，用于产生脉冲磁场；所述线圈(22)的电线由金属导线和碳纳米管绕制而成。

【技术特征摘要】
1.一种冲头驱动装置，用于为冲头提供电磁力，其特征在于，包括底座(21)和线圈(22)；所述线圈(22)设置在所述底座(21)上，且与充放电控制系统(1)相连，用于产生脉冲磁场；所述线圈(22)的电线由金属导线和碳纳米管绕制而成。2.根据权利要求1所述的冲头驱动装置，其特征在于，所述线圈(22)的电线由铜线和碳纳米管双股绕制而成。3.一种齿根强化处理装置，其特征在于，包括充放电控制系统(1)、冲头驱动装置(2)、冲头(3)、定位装置(4)和拨动装置；其中：所述冲头驱动装置(2)包括底座(21)和线圈(22)；所述线圈(22)设置在所述底座(21)上，且与所述充放电控制系统(1)相连，用于产生脉冲磁场；所述冲头(3)设置在所述底座(21)上，且能相对于所述底座(21)往复移动；所述冲头(3)与待加工齿轮(5)的齿槽相对，且能在所述脉冲磁场的作用下冲击所述待加工齿轮(5)的齿根；所述定位装置用于穿设在所述待加工齿轮(5)的轴孔中，用于支撑所述待加工齿轮(5)；所述拨动装置用于与所述待加工齿轮(5)啮合，用于在所述冲头(3)处于避让状态时拨动所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王罡，张映桃，胡毅森，周婷婷，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11