專利名稱：微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明及一種工件拋光系統(tǒng)，特別涉及一種微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對工件尤其是齒輪進行拋光是提高其性能和延長使用壽命的重要方法，經(jīng)過超精 拋光后的齒輪工作油溫下降5下，噪聲減少7dB，同時明顯增加了抗接觸疲勞能力?，F(xiàn)有技術(shù)中齒輪拋光精加工的方式主要包括研齒、珩齒和磨齒等，但它們不僅需 要昂貴的費用而且加工磨削燒傷較大。在高精設(shè)備中經(jīng)常采用齒輪珩磨來減少峰值粗糙高 度，由于珩磨設(shè)備一般只限于加工300mm或者更小直徑的齒輪，如果對大型齒輪如風力發(fā) 電機齒輪組進行珩磨，則必須增大齒輪加工成本。因此風力發(fā)電機齒輪組等大型重載機械 設(shè)備齒輪通常采用磨削齒側(cè)面。采用磨削后齒輪表面形成一道道“溝”或“槽”容易產(chǎn)生較 高的應(yīng)力，因些齒輪的抗接觸疲勞的能力明顯較弱，且容易產(chǎn)生點蝕。近年來許多學者提出的機械化學拋光、各向同性超精加工等拋光工藝，并相應(yīng)取 得了一定的進展。Jerry Holland, Mark Michaud等提出在化學機械拋光的基礎(chǔ)上首先對 硬度為HRC43的齒輪根部進行拋光，其表面得到了很好的改善，將Ra為23. 4微英寸降低到 10微英寸，但整個拋光過程中都是建立在酸性偏高的條件下，對齒輪表面有一定的腐蝕影 響同時拋光介質(zhì)及設(shè)備比較昂貴。William P.Nebiolo采用各向同性超精加工方式將齒輪 的Ra = 35微英寸降低到15微英寸，此后他也實驗驗證了處理后齒輪的傳動性能有顯著提 高，但這種拋光工藝對齒輪的初始表面要求較高，一般都是在磨齒后進行這種超精加工，增 加了齒輪加工成本。因此，需要一種新型的拋光工藝及設(shè)備，在不過多增加設(shè)備和生產(chǎn)成本的前提下， 以比較簡易的方式方法，對工件尤其是大型工件如大型齒輪(組)進行各向同性超精拋光， 降低齒輪工作面的峰值粗糙高度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，在不過多增加設(shè)備和 生產(chǎn)成本的前提下，以比較簡易的方式方法，對工件尤其是大型工件如大型齒輪(組)進行 各向同性超精拋光，降低齒輪工作面的峰值粗糙高度。本發(fā)明提供的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是包括機架、電機、 轉(zhuǎn)軸、工作箱和電磁振動器，所述電機殼體固定設(shè)置在機架上，電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸傳動配合， 優(yōu)選地，可以使用銷軸來提高傳動配合的效果，所述電磁振動器包括底座和設(shè)置在底座中 的鐵芯線圈，所述工作箱至少底板為鐵磁性材料制成，工作箱位于底座上方，底座和工作箱 底板之間設(shè)置有使工作箱底板與鐵芯線圈之間保持一定間距的壓簧和拉簧，所述轉(zhuǎn)軸延伸 至工作箱內(nèi)部并與工作箱殼體密封配合，轉(zhuǎn)軸位于工作箱內(nèi)軸段與工件在圓周方向固定連 接，所述工作箱內(nèi)填充有拋光介質(zhì)。進一步，所述底座上設(shè)置有彈簧座孔，所述壓簧設(shè)置在彈簧座孔中，壓簧一端頂住工作箱底板，另一端頂住彈簧座孔底部，所述拉簧的兩端分別掛在底座和工作箱底板上。進一步，所述電機設(shè)置在工作箱上方，所述轉(zhuǎn)軸由上至下穿過機架，轉(zhuǎn)軸位于機架 上方位置設(shè)置有軸肩，軸肩下端面與機架之間通過推力球軸承配合。進一步，所述拋光介質(zhì)包括拋光顆粒和拋光輔助液。進一步，所述拋光顆粒為鋼顆粒、不繡鋼顆粒、陶瓷顆粒之一或一種以上任意組合 的混合物。進一步，所述拋光輔助液為蒸餾水、液壓油、潤滑油之一或一種以上任意組合的混 合物。進一步，所述拋光顆粒為圓柱狀、錐狀、球狀、多面體狀之一或一種以上任意組合 的混合物。進一步，所述拋光顆粒的尺寸范圍為0. 5mm3至2mm3。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，利用對鐵芯線圈 的電流開閉、電流大小的控制，使可振動設(shè)置的工作箱在電磁作用下受迫振動，間接驅(qū)動工 作箱內(nèi)的拋光介質(zhì)相對工件振動，同時，電機驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，間接帶動工件在拋光介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)， 拋光介質(zhì)相對工件表面間形成振幅小但高頻率的各向同性相對運動，從而使工件表面產(chǎn)生 細微的磨損，達到對工件尤其是大型工件如大型齒輪(組)進行各向同性超精拋光，降低齒 輪工作面的峰值粗糙高度的目的，同時，本發(fā)明的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單， 易于實現(xiàn)。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的微動磨損的齒輪鏡面拋光系 統(tǒng)包括機架1、電機2、轉(zhuǎn)軸3、工作箱4和電磁振動器，所述電機2殼體固定設(shè)置在機架1 上，電機2轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸3傳動配合，配合時使用銷軸5以提高傳動效果，所述電磁振動器包 括底座13和設(shè)置在底座13中的鐵芯線圈9，所述工作箱4至少底板為鐵磁性材料制成，工 作箱4位于底座13上方，底座13和工作箱4底板之間設(shè)置有使工作箱4底板與鐵芯線圈 9之間保持一定間距的壓簧7和拉簧8，所述轉(zhuǎn)軸3延伸至工作箱4內(nèi)部并與工作箱4殼體 密封配合，轉(zhuǎn)軸3位于工作箱4內(nèi)軸段與工件6在圓周方向固定連接，所述工作箱4內(nèi)填充 有拋光介質(zhì)。所述底座13上設(shè)置有彈簧座孔，所述壓簧7設(shè)置在彈簧座孔中，壓簧7 —端頂住 工作箱4底板，另一端頂住彈簧座孔底部，所述拉簧8的兩端分別掛在底座13和工作箱4 底板上。所述電機2設(shè)置在工作箱4上方，所述轉(zhuǎn)軸3由上至下穿過機架1，轉(zhuǎn)軸3位于機 架1上方位置設(shè)置有軸肩，軸肩下端面與機架1之間通過推力球軸承10配合。所述拋光介質(zhì)包括拋光顆粒11和拋光輔助液12。所述拋光顆粒11為鋼顆粒、不繡鋼顆粒、陶瓷顆粒之一或一種以上任意組合的混
4合物。所述拋光輔助液12為蒸餾水、液壓油、潤滑油之一或一種以上任意組合的混合 物。所述拋光顆粒11為圓柱狀、錐狀、球狀、多面體狀之一或一種以上任意組合的混 合物。所述拋光顆粒11的尺寸范圍為0. 5mm3至2mm3。本實施例所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，工件6置于拋光介質(zhì)內(nèi)，拋光介 質(zhì)處于穩(wěn)定但可振動的工作箱4中，利用鐵芯線圈9通電之后產(chǎn)生磁性的原理，使用高頻率 通斷電方式，迫使平衡狀態(tài)下的工作箱4產(chǎn)生高頻率受迫振動，驅(qū)動拋光介質(zhì)以3g至7g的 加速度相對工件6運動，電機2同時通過轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)工件6，使拋光介質(zhì)與工件6表面間形 成振幅小但高頻率的各向同性相對運動，從而使工件6表面產(chǎn)生細微的磨損，對工件6表面 的微觀粗糙度進行磨平。
權(quán)利要求
一種微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于包括機架(1)、電機(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、工作箱(4)和電磁振動器，所述電機(2)殼體固定設(shè)置在機架(1)上，電機(2)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸(3)傳動配合，所述電磁振動器包括底座(13)和設(shè)置在底座(13)中的鐵芯線圈(9)，所述工作箱(4)至少底板為鐵磁性材料制成，工作箱(4)位于底座(13)上方，底座(13)和工作箱(4)底板之間設(shè)置有使工作箱(4)底板與鐵芯線圈(9)之間保持一定間距的壓簧(7)和拉簧(8)，所述轉(zhuǎn)軸(3)延伸至工作箱(4)內(nèi)部并與工作箱(4)殼體密封配合，轉(zhuǎn)軸(3)位于工作箱(4)內(nèi)軸段與工件(6)在圓周方向固定連接，所述工作箱(4)內(nèi)填充有拋光介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述底座(13) 上設(shè)置有彈簧座孔，所述壓簧(7)設(shè)置在彈簧座孔中，壓簧(7) —端頂住工作箱(4)底板， 另一端頂住彈簧座孔底部，所述拉簧(8)的兩端分別掛在底座(13)和工作箱(4)底板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述電機(2) 設(shè)置在工作箱(4)上方，所述轉(zhuǎn)軸(3)由上至下穿過機架(1)，轉(zhuǎn)軸(3)位于機架(1)上方 位置設(shè)置有軸肩，軸肩下端面與機架(1)之間通過推力球軸承(10)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述拋光介質(zhì) 包括拋光顆粒(11)和拋光輔助液(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述拋光顆粒 (11)為鋼顆粒、不繡鋼顆粒、陶瓷顆粒之一或一種以上任意組合的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述拋光輔助 液(12)為蒸餾水、液壓油、潤滑油之一或一種以上任意組合的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述拋光顆粒 (11)為圓柱狀、錐狀、球狀、多面體狀之一或一種以上任意組合的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，其特征在于所述拋光顆粒 (11)的尺寸范圍為0.5mm3至2mm3。
全文摘要
一種微動磨損的齒輪鏡面拋光系統(tǒng)，包括機架、電機、轉(zhuǎn)軸、工作箱和電磁振動器，所述電機殼體固定設(shè)置在機架上，電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸傳動配合，所述電磁振動器包括底座和設(shè)置在底座中的鐵芯線圈，所述工作箱至少底板為鐵磁性材料制成，工作箱位于底座上方，底座和工作箱底板之間設(shè)置有使工作箱底板與鐵芯線圈之間保持一定間距的壓簧和拉簧，所述轉(zhuǎn)軸延伸至工作箱內(nèi)部并與工作箱殼體密封配合，轉(zhuǎn)軸位于工作箱內(nèi)軸段與工件在圓周方向固定連接，所述工作箱內(nèi)填充有拋光介質(zhì)，利用拋光介質(zhì)與工件表面間形成的振幅小但高頻率的各向同性相對運動，使工件表面產(chǎn)生細微的磨損，對工件表面的微觀粗糙度進行磨平。
文檔編號B24B1/04GK101850530SQ20101013969
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者宋曉飛, 武斌, 湯慶儒, 石萬凱, 秦大同, 鄭站強 申請人:重慶大學