一种数控齿轮滚轧成形装置及其应用制造方法及图纸

一种数控齿轮滚轧成形装置，包括机身、滚轧运动控制系统及滚压轮模具；所述机身包括底座、直线导轨、活动滑座、滚压轮轴支撑座和坯料轴支撑座；两根所述滚压轮轴支撑座通过活动滑座对称设置在直线导轨上，所述坯料轴支撑座设置在所述底座上。本发明专利技术所述的一种数控齿轮滚轧成形装置，可以在低成本小工装的前提下，实现不同模数、齿数标准铝制齿轮的精密冷滚轧成形数控加工，得到齿形精度较高的齿轮，为齿轮生产制造提供一种新的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数控齿轮滚轧成形装置及其应用，属于轧制成形的

技术介绍
齿轮滚轧成形是近年来广受关注的一种齿轮加工方式，该工艺是以齿轮展成法为基础，通过外力驱动滚压轮模具挤压回转类坯料，使坯料在常温或冷态下发生塑性变形而生产齿轮的少无切削的精密制造方法。从齿轮滚轧成形方式看，连续塑性变形过程可使得齿轮角隅填充能力较强，同时滚轧过程中滚压轮与坯料的接触面积小使得所需的载荷也较小；滚轧工装系统所占空间也较小，理论上滚压轮可与工件无数次滚轧啮合，因而得到的齿轮齿形精度也较高。因此，从成形方式和技术潜力上看，齿轮滚轧工艺在克服锻造成形齿形角隅充填不完满、脱模困难等问题以及提高生产效率、降低模具成本、工装易于实现等方面具有较重要的研究意义与较好的应用前景。目前，近年来，国内外在滚轧工艺技术实验研究及设备制造上虽取得了重要进展，但主要应用于生产花键或螺纹，没有专门面向齿轮滚轧成形的装置，国内关于齿轮滚轧成形的研究多在一些滚轧机上进行，该类装备技术虽已较为成熟，但机身庞大，结构复杂，制造成本较高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种数控齿轮滚轧成形装置。本专利技术还提供一种上述装置的应用方法。本专利技术的技术方案如下：一种数控齿轮滚轧成形装置，包括机身、滚轧运动控制系统及滚压轮模具；所述机身包括底座1、直线导轨2、活动滑座3、滚压轮轴支撑座8和坯料轴支撑座9；两根所述滚压轮轴支撑座8通过活动滑座3对称设置在直线导轨2上，所述坯料轴支撑座9设置在所述底座1上；在所述滚压轮轴支撑座8上轴向依次设置有滚压轮模具22和滚压轮轴23；在所述坯料轴支撑座9上轴向设置有坯料7；所述滚轧运动控制系统包括受控的轴向运动控制系统及进给运动控制系统；所述轴向运动控制系统包括驱动滚压轮轴23旋转的第一电机、驱动坯料轴24旋转的第二电机；所述第一电机包括轴向连接的滚压轮轴减速机和滚压轮轴伺服电机；滚压轮轴减速机与滚压轮轴使用十字滑块联轴器II刚性连接；所述第二电机包括轴向连接的坯料轴伺服电机14和坯料轴减速机15；所述坯料轴减速机15输出轴通过圆锥齿轮13与坯料轴24刚性连接；所述进给运动控制系统包括正反丝杆轴21、丝杆轴支撑座、旋转手轮20与驱动正反丝杆轴21旋转的驱动部。根据本专利技术优选的，所述驱动部为旋转手轮20和/或第三电机，所述第三电机包括轴向连接的正反丝杆轴减速机4和正反丝杆轴伺服电机5；正反丝杆轴减速机4的输出轴与正反丝杆轴21一端使用十字滑块联轴器I刚性连接，正反丝杆轴21另一端与旋转手轮20刚性连接。所述正反丝杆轴21既可以通过伺服电机驱动，也可以通过安装的旋转手轮20手动驱动。上述滚轧运动控制系统可以同步及异步控制滚压轮轴23、坯料轴24的转速、转向、运转时间等；滚压轮模具22为一系列不同参数的标准齿轮与变位齿轮，安装在滚压轮轴23上。根据本专利技术优选的，在所述滚压轮轴支撑座8上横向贯通设置有滚压轮轴支撑座螺纹孔801；在所述滚压轮轴支撑座8上还设置有滚压轮轴支撑座轴承位沉头孔802。此处设计在于，由于滚轧成形过程径向运动距离较小，设置螺纹孔以便通过配套的丝杆轴旋转配合带动支撑座实现精确微细对向直线运动。根据本专利技术优选的，在所述坯料轴支撑座9上横向贯通设置有坯料轴支撑座通孔1001；在所述坯料轴支撑座9上还设置有坯料轴支撑座轴承位沉头孔1002。此处设计在于，在所述坯料轴支撑座9上横向贯通设置有坯料轴支撑座通孔1001。所述活动滑座3通过进给运动控制系统能够实现同步对向运动，正反丝杆轴21穿过滚压轮轴支撑座8与坯料轴支撑座9，通过旋转正反丝杆轴21带动成对滚压轮模具22对向运动，滚压轮轴支撑座8以坯料轴支撑座9为中心对称安装，保证滚压轮模具22向坯料7同步等距进给及退离。滚压轮轴23与坯料轴24通过固定在支撑座两端口的平轴承实现轴向转动。根据本专利技术优选的，在所述坯料7的两端设置有滚压轮模具盖板2202。在闭式滚轧时，配套相应的滚压轮模具盖板2202，如图4所示。根据本专利技术优选的，在所述坯料轴支撑座9与底座1之间设置绝缘垫，在所述坯料轴支撑座9与滚压轮轴支撑座8之间设置回路串联指示灯11。此处设计在于，用于判断滚压轮模具22与坯料7是否接触。在滚压轮模具22与坯料7接触瞬间，连通滚压轮轴支撑座8与坯料轴支撑座9之间的指示灯11亮起。如上述数控齿轮滚轧成形装置的应用方法，包括：1)装料：将所述滚压轮模具22及坯料7通过夹具分别安装在滚压轮轴23和坯料轴24的同一端位；2)滚轧成形：利用滚轧运动控制系统分别对滚压轮轴23和坯料轴24进行旋转控制，实现对坯料7进行滚轧。齿轮滚轧成形过程在轴端完成，同时，安装滚压轮模具22及坯料7的夹具为可拆装夹具，方便更换不同滚压轮模具22与坯料7。滚压轮模具22为不同模数及齿数的成对齿轮。根据本专利技术优选的，在步骤2)的滚轧开始前，调整成对滚压轮模具22的齿轮周向位置，使得两个滚压轮模具22在周向保持一致转位。本专利技术设置滚压轮模具22及坯料7的相应转速并启动装置，滚压轮模具22及坯料7在伺服电机的带动下按照一定的转速和转向转动，数控或手动控制正反丝杆轴21转动，正反丝杆轴21通过正反螺纹旋转带动活动滑座3上的滚压轮轴支撑座8沿直线导轨2发生对向运动，既而带动滚压轮模具22向坯料7方向进给，坯料7与滚压轮模具22接触时，指示灯11亮起，此时按照一定运动参数再次设置滚压轮模具22及坯料7的转速、转向、旋转时间等参数，使得坯料7按照一定要求被数次滚轧加工，其边缘部分在范成运动下形成标准齿形。本专利技术的技术优点如下：本专利技术所述的一种数控齿轮滚轧成形装置，可以在低成本小工装的前提下，实现不同模数、齿数标准铝制齿轮的精密冷滚轧成形数控加工，得到齿形精度较高的齿轮，为齿轮生产制造提供一种新的方法。附图说明图1为本专利技术的数控齿轮滚轧成形装置的立体结构示意图；图2为本专利技术的滚压轮轴支撑座结构示意图；图3为本专利技术的坯料轴支撑座结构示意图；图4为本专利技术的采用闭式滚轧时使用的滚压轮模具示意图；图1中：1、底座；2、直线导轨；3、活动滑座；4、正反丝杆轴减速机；5、正反丝杆轴伺服电机；6、十字滑块联轴器I；7、坯料；8、滚压轮轴支撑座；9、坯料轴支撑座；10、坯料轴电机支架；11、指示灯；12、十字滑块联轴器II；13、圆锥齿轮；14、坯料轴伺服电机；15、坯料轴减速机；16、滚压轮轴减速机I；17、滚压轮轴伺服电机I；18、滚压轮轴减速机II；19、滚压轮轴伺服电机II；20、旋转手轮；21、正反丝杆轴；22、滚压轮模具；23、滚压轮轴；24、坯料轴。图2中，801、滚压轮轴支撑座螺纹孔；802、滚压轮轴支撑座轴承位沉头孔；图3中，1001、坯料轴支撑座通孔；1002坯料轴支撑座轴承位沉头孔。图4中，2201、闭式式滚轧时的滚压轮模具；2202、滚压轮模具盖板。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做详细的说明，但不限于此。如图1-4所示。实施例1、一种数控齿轮滚轧成形装置，包括机身、滚轧运动控制系统及滚压轮模具；所述机身包括底座1、直线导轨2、活动滑座3、滚压轮轴支撑座8和坯料轴支撑座9；两根所述滚压轮轴支撑座8通过活动滑座3对称设置在直线导轨2上，所述坯料轴支撑座9设置在所述底座1上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控齿轮滚轧成形装置，包括机身、滚轧运动控制系统及滚压轮模具；其特征在于，所述机身包括底座(1)、直线导轨(2)、活动滑座(3)、滚压轮轴支撑座(8)和坯料轴支撑座(9)；两根所述滚压轮轴支撑座(8)通过活动滑座(3)对称设置在直线导轨(2)上，所述坯料轴支撑座(9)设置在所述底座(1)上；在所述滚压轮轴支撑座(8)上轴向依次设置有滚压轮模具(22)和滚压轮轴(23)；在所述坯料轴支撑座(9)上轴向设置有坯料(7)；所述滚轧运动控制系统包括受控的轴向运动控制系统及进给运动控制系统；所述轴向运动控制系统包括驱动滚压轮轴(23)旋转的第一电机、驱动坯料轴(24)旋转的第二电机；所述第一电机包括轴向连接的滚压轮轴减速机和滚压轮轴伺服电机；滚压轮轴减速机与滚压轮轴使用十字滑块联轴器II刚性连接；所述第二电机包括轴向连接的坯料轴伺服电机(14)和坯料轴减速机(15)；所述坯料轴减速机(15)输出轴通过圆锥齿轮(13)与坯料轴(24)刚性连接；所述进给运动控制系统包括正反丝杆轴(21)、丝杆轴支撑座、旋转手轮(20)与驱动正反丝杆轴(21)旋转的驱动部。

【技术特征摘要】
1.一种数控齿轮滚轧成形装置，包括机身、滚轧运动控制系统及滚压轮模具；其特征在于，所述机身包括底座(1)、直线导轨(2)、活动滑座(3)、滚压轮轴支撑座(8)和坯料轴支撑座(9)；两根所述滚压轮轴支撑座(8)通过活动滑座(3)对称设置在直线导轨(2)上，所述坯料轴支撑座(9)设置在所述底座(1)上；在所述滚压轮轴支撑座(8)上轴向依次设置有滚压轮模具(22)和滚压轮轴(23)；在所述坯料轴支撑座(9)上轴向设置有坯料(7)；所述滚轧运动控制系统包括受控的轴向运动控制系统及进给运动控制系统；所述轴向运动控制系统包括驱动滚压轮轴(23)旋转的第一电机、驱动坯料轴(24)旋转的第二电机；所述第一电机包括轴向连接的滚压轮轴减速机和滚压轮轴伺服电机；滚压轮轴减速机与滚压轮轴使用十字滑块联轴器II刚性连接；所述第二电机包括轴向连接的坯料轴伺服电机(14)和坯料轴减速机(15)；所述坯料轴减速机(15)输出轴通过圆锥齿轮(13)与坯料轴(24)刚性连接；所述进给运动控制系统包括正反丝杆轴(21)、丝杆轴支撑座、旋转手轮(20)与驱动正反丝杆轴(21)旋转的驱动部。2.根据权利要求1所述的一种数控齿轮滚轧成形装置，其特征在于，所述驱动部为旋转手轮(20)和/或第三电机，所述第三电机包括轴向连接的正反丝杆轴减速机(4)和正反丝杆轴伺服电机(5)；正反丝杆轴减速机(4)的输出轴与正反丝杆轴(21)一端使用十字滑块联轴器I刚性连接，正反丝杆轴(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，王广春，李锦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37