CN101850530A - 微动磨损的齿轮镜面抛光*** - Google Patents

微动磨损的齿轮镜面抛光*** Download PDF

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石万凯
武斌
秦大同
汤庆儒
郑站强
宋晓飞
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Abstract

一种微动磨损的齿轮镜面抛光***，包括机架、电机、转轴、工作箱和电磁振动器，所述电机壳体固定设置在机架上，电机转子与转轴传动配合，所述电磁振动器包括底座和设置在底座中的铁芯线圈，所述工作箱至少底板为铁磁性材料制成，工作箱位于底座上方，底座和工作箱底板之间设置有使工作箱底板与铁芯线圈之间保持一定间距的压簧和拉簧，所述转轴延伸至工作箱内部并与工作箱壳体密封配合，转轴位于工作箱内轴段与工件在圆周方向固定连接，所述工作箱内填充有抛光介质，利用抛光介质与工件表面间形成的振幅小但高频率的各向同性相对运动，使工件表面产生细微的磨损，对工件表面的微观粗糙度进行磨平。

Description

微动磨损的齿轮镜面抛光***
技术领域
本发明及一种工件抛光***，特别涉及一种微动磨损的齿轮镜面抛光***。
背景技术
对工件尤其是齿轮进行抛光是提高其性能和延长使用寿命的重要方法，经过超精抛光后的齿轮工作油温下降5℉，噪声减少7dB，同时明显增加了抗接触疲劳能力。
现有技术中齿轮抛光精加工的方式主要包括研齿、珩齿和磨齿等，但它们不仅需要昂贵的费用而且加工磨削烧伤较大。在高精设备中经常采用齿轮珩磨来减少峰值粗糙高度，由于珩磨设备一般只限于加工300mm或者更小直径的齿轮，如果对大型齿轮如风力发电机齿轮组进行珩磨，则必须增大齿轮加工成本。因此风力发电机齿轮组等大型重载机械设备齿轮通常采用磨削齿侧面。采用磨削后齿轮表面形成一道道“沟”或“槽”容易产生较高的应力，因些齿轮的抗接触疲劳的能力明显较弱，且容易产生点蚀。
近年来许多学者提出的机械化学抛光、各向同性超精加工等抛光工艺，并相应取得了一定的进展。Jerry Holland，Mark Michaud等提出在化学机械抛光的基础上首先对硬度为HRC43的齿轮根部进行抛光，其表面得到了很好的改善，将Ra为23.4微英寸降低到10微英寸，但整个抛光过程中都是建立在酸性偏高的条件下，对齿轮表面有一定的腐蚀影响同时抛光介质及设备比较昂贵。William P.Nebiolo采用各向同性超精加工方式将齿轮的Ra＝35微英寸降低到15微英寸，此后他也实验验证了处理后齿轮的传动性能有显著提高，但这种抛光工艺对齿轮的初始表面要求较高，一般都是在磨齿后进行这种超精加工，增加了齿轮加工成本。
因此，需要一种新型的抛光工艺及设备，在不过多增加设备和生产成本的前提下，以比较简易的方式方法，对工件尤其是大型工件如大型齿轮(组)进行各向同性超精抛光，降低齿轮工作面的峰值粗糙高度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种微动磨损的齿轮镜面抛光***，在不过多增加设备和生产成本的前提下，以比较简易的方式方法，对工件尤其是大型工件如大型齿轮(组)进行各向同性超精抛光，降低齿轮工作面的峰值粗糙高度。
本发明提供的微动磨损的齿轮镜面抛光***采用的技术方案是：包括机架、电机、转轴、工作箱和电磁振动器，所述电机壳体固定设置在机架上，电机转子与转轴传动配合，优选地，可以使用销轴来提高传动配合的效果，所述电磁振动器包括底座和设置在底座中的铁芯线圈，所述工作箱至少底板为铁磁性材料制成，工作箱位于底座上方，底座和工作箱底板之间设置有使工作箱底板与铁芯线圈之间保持一定间距的压簧和拉簧，所述转轴延伸至工作箱内部并与工作箱壳体密封配合，转轴位于工作箱内轴段与工件在圆周方向固定连接，所述工作箱内填充有抛光介质。
进一步，所述底座上设置有弹簧座孔，所述压簧设置在弹簧座孔中，压簧一端顶住工作箱底板，另一端顶住弹簧座孔底部，所述拉簧的两端分别挂在底座和工作箱底板上。
进一步，所述电机设置在工作箱上方，所述转轴由上至下穿过机架，转轴位于机架上方位置设置有轴肩，轴肩下端面与机架之间通过推力球轴承配合。
进一步，所述抛光介质包括抛光颗粒和抛光辅助液。
进一步，所述抛光颗粒为钢颗粒、不绣钢颗粒、陶瓷颗粒之一或一种以上任意组合的混合物。
进一步，所述抛光辅助液为蒸馏水、液压油、润滑油之一或一种以上任意组合的混合物。
进一步，所述抛光颗粒为圆柱状、锥状、球状、多面体状之一或一种以上任意组合的混合物。
进一步，所述抛光颗粒的尺寸范围为0.5mm3至2mm3。
本发明的有益效果是：本发明的微动磨损的齿轮镜面抛光***，利用对铁芯线圈的电流开闭、电流大小的控制，使可振动设置的工作箱在电磁作用下受迫振动，间接驱动工作箱内的抛光介质相对工件振动，同时，电机驱动转轴，间接带动工件在抛光介质中旋转，抛光介质相对工件表面间形成振幅小但高频率的各向同性相对运动，从而使工件表面产生细微的磨损，达到对工件尤其是大型工件如大型齿轮(组)进行各向同性超精抛光，降低齿轮工作面的峰值粗糙高度的目的，同时，本发明的微动磨损的齿轮镜面抛光***结构简单，易于实现。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，附图为本发明的结构示意图，本发明的微动磨损的齿轮镜面抛光***包括机架1、电机2、转轴3、工作箱4和电磁振动器，所述电机2壳体固定设置在机架1上，电机2转子与转轴3传动配合，配合时使用销轴5以提高传动效果，所述电磁振动器包括底座13和设置在底座13中的铁芯线圈9，所述工作箱4至少底板为铁磁性材料制成，工作箱4位于底座13上方，底座13和工作箱4底板之间设置有使工作箱4底板与铁芯线圈9之间保持一定间距的压簧7和拉簧8，所述转轴3延伸至工作箱4内部并与工作箱4壳体密封配合，转轴3位于工作箱4内轴段与工件6在圆周方向固定连接，所述工作箱4内填充有抛光介质。
所述底座13上设置有弹簧座孔，所述压簧7设置在弹簧座孔中，压簧7一端顶住工作箱4底板，另一端顶住弹簧座孔底部，所述拉簧8的两端分别挂在底座13和工作箱4底板上。
所述电机2设置在工作箱4上方，所述转轴3由上至下穿过机架1，转轴3位于机架1上方位置设置有轴肩，轴肩下端面与机架1之间通过推力球轴承10配合。
所述抛光介质包括抛光颗粒11和抛光辅助液12。
所述抛光颗粒11为钢颗粒、不绣钢颗粒、陶瓷颗粒之一或一种以上任意组合的混合物。
所述抛光辅助液12为蒸馏水、液压油、润滑油之一或一种以上任意组合的混合物。
所述抛光颗粒11为圆柱状、锥状、球状、多面体状之一或一种以上任意组合的混合物。
所述抛光颗粒11的尺寸范围为0.5mm3至2mm3。
本实施例所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，工件6置于抛光介质内，抛光介质处于稳定但可振动的工作箱4中，利用铁芯线圈9通电之后产生磁性的原理，使用高频率通断电方式，迫使平衡状态下的工作箱4产生高频率受迫振动，驱动抛光介质以3g至7g的加速度相对工件6运动，电机2同时通过转轴3旋转工件6，使抛光介质与工件6表面间形成振幅小但高频率的各向同性相对运动，从而使工件6表面产生细微的磨损，对工件6表面的微观粗糙度进行磨平。

Claims (8)

1.一种微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：包括机架(1)、电机(2)、转轴(3)、工作箱(4)和电磁振动器，所述电机(2)壳体固定设置在机架(1)上，电机(2)转子与转轴(3)传动配合，所述电磁振动器包括底座(13)和设置在底座(13)中的铁芯线圈(9)，所述工作箱(4)至少底板为铁磁性材料制成，工作箱(4)位于底座(13)上方，底座(13)和工作箱(4)底板之间设置有使工作箱(4)底板与铁芯线圈(9)之间保持一定间距的压簧(7)和拉簧(8)，所述转轴(3)延伸至工作箱(4)内部并与工作箱(4)壳体密封配合，转轴(3)位于工作箱(4)内轴段与工件(6)在圆周方向固定连接，所述工作箱(4)内填充有抛光介质。
2.根据权利要求1所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述底座(13)上设置有弹簧座孔，所述压簧(7)设置在弹簧座孔中，压簧(7)一端顶住工作箱(4)底板，另一端顶住弹簧座孔底部，所述拉簧(8)的两端分别挂在底座(13)和工作箱(4)底板上。
3.根据权利要求2所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述电机(2)设置在工作箱(4)上方，所述转轴(3)由上至下穿过机架(1)，转轴(3)位于机架(1)上方位置设置有轴肩，轴肩下端面与机架(1)之间通过推力球轴承(10)配合。
4.根据权利要求3所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述抛光介质包括抛光颗粒(11)和抛光辅助液(12)。
5.根据权利要求4所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述抛光颗粒(11)为钢颗粒、不绣钢颗粒、陶瓷颗粒之一或一种以上任意组合的混合物。
6.根据权利要求4所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述抛光辅助液(12)为蒸馏水、液压油、润滑油之一或一种以上任意组合的混合物。
7.根据权利要求4所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述抛光颗粒(11)为圆柱状、锥状、球状、多面体状之一或一种以上任意组合的混合物。
8.根据权利要求4所述的微动磨损的齿轮镜面抛光***，其特征在于：所述抛光颗粒(11)的尺寸范围为0.5mm3至2mm3。
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