本發(fā)明涉及齒輪磨削技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁流體柔輪磨削裝置。

背景技術(shù)：

齒輪作為機(jī)器的基礎(chǔ)件，其制造質(zhì)量可以反映一個(gè)時(shí)代機(jī)械制造的總體水平，機(jī)械傳動(dòng)的高速、高精度、高承載能力、低噪音和高可靠性發(fā)展趨勢(shì)對(duì)齒輪制造精度提出了更高的要求，高精度齒輪有時(shí)需要采用磨齒工藝進(jìn)行精加工。

本發(fā)明主要是基于以下因素而提出：

由于現(xiàn)有磨齒工藝限制，目前齒輪的磨削仍采用逐齒加工，磨削效率低，而且由于磨具尺寸限制，現(xiàn)有磨齒工藝無法磨削模數(shù)小于0.3mm的齒輪，因此，對(duì)于齒數(shù)多且模數(shù)小的齒輪，需要開發(fā)新型高效的磨齒加工工藝。

在發(fā)明人以前提出的利用磁流體對(duì)柔輪進(jìn)行研磨的裝置(鄧曼，辛洪兵等.一種利用磁流體對(duì)柔輪進(jìn)行磨齒的方法.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016(6)：48)中，存在以下問題：1)易變形的薄壁構(gòu)件柔輪內(nèi)部沒有保持其圓柱形的芯體，在磨削加工中，薄壁柔輪變形將導(dǎo)致加工的齒圈和齒形畸變。2)由于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律限制，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)使磁鐵梯度磁場(chǎng)形成的柔性磨頭與柔輪的相對(duì)切削運(yùn)動(dòng)速度不恒定，齒面磨削加工質(zhì)量不均勻。3)在加工過程中，密封殼體內(nèi)的磁流體不能得到更新，變鈍的磨料和切屑無法排出。

本發(fā)明提出的磁流體齒輪磨齒裝置中，在薄壁柔輪內(nèi)部安裝了保持其圓柱形的柱體，用磁場(chǎng)控制裝置替代曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生柔性磨頭和齒圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，控制切削運(yùn)動(dòng)速度保持恒定，采用流體控制系統(tǒng)更新密封殼體內(nèi)的磁流體，克服了以前方案的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明利用磁流體既具有固體磁性又具有液體流動(dòng)性的性質(zhì)，把加有磨料的磁流體輸入到旋轉(zhuǎn)的齒輪齒槽內(nèi)，在梯度磁場(chǎng)的作用下，齒槽內(nèi)加有磨料的磁流體在梯度磁場(chǎng)作用區(qū)形成軟固性深入柔輪或剛輪齒槽的柔性磨頭，通過控制磁場(chǎng)，使柔性磨頭與齒輪齒圈產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在柔性磨頭附近磨料的作用下，齒輪齒圈得到磨削加工。

把被磨削齒輪裝入殼體中，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被磨削齒輪旋轉(zhuǎn)，流體控制系統(tǒng)通過輸入管道將含有磨料的磁流體輸入齒輪齒槽內(nèi)，在齒輪圓周方向多個(gè)工位均分布磁場(chǎng)發(fā)生裝置，在磁場(chǎng)控制裝置作用下，每個(gè)工位在梯度磁場(chǎng)中產(chǎn)生的柔性磨頭與齒槽產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到磨齒的目的。流體控制系統(tǒng)控制含有磨料的磁流體的輸入輸出，磨下的廢屑及時(shí)排走，由于被磨齒輪圓周方向上分布多個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生裝置，因此本發(fā)明提出的技術(shù)方案可以提高齒輪磨削效率，并且由于工作介質(zhì)為含磨料的流體，本發(fā)明可用于砂輪無法進(jìn)入齒槽的小模數(shù)齒輪磨齒。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提出的磁流體齒輪磨齒裝置，用磁場(chǎng)控制裝置替代曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生柔性磨頭和齒圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，控制切削運(yùn)動(dòng)速度保持恒定，采用流體控制系統(tǒng)更新密封殼體內(nèi)的磁流體，由于磨料尺寸微小，可對(duì)模數(shù)大于磨料尺寸的齒輪進(jìn)行磨削，特別是對(duì)齒輪較多的小模數(shù)齒輪，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是磁流體齒輪磨削裝置，圖中，1-驅(qū)動(dòng)裝置，2-驅(qū)動(dòng)裝置支架，3-鍵，4-軸承套筒，5-軸承，6-殼體，6a-上開孔，6b-下開孔，7-磁場(chǎng)控制裝置，8-密封圈，9-輸入管道，10-定位件，11-流體控制系統(tǒng)，12-定位件支架，13-柱體，14-輸出管道，15-螺釘，16-柔輪，17-鍵槽法蘭，18-鍵，19-齒輪支架，20-傳動(dòng)裝置，21-機(jī)座。

圖2是磁場(chǎng)發(fā)生裝置，圖中，22-磁鐵，23-磁鐵盒，24-磁鐵架，25-磁鐵架滑槽。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，鍵槽法蘭17通過鍵18與傳動(dòng)裝置20相連，柔輪16與鍵槽法蘭17用螺栓連接，密封圈8套在柔輪16的齒圈齒根兩側(cè)，柱體13裝入柔輪16的內(nèi)部，且通過螺釘15與傳動(dòng)裝置20相連，定位件10頂住柱體13，定位件10與定位件支架12相連，定位件支架12可在機(jī)座21上滑動(dòng)定位后與機(jī)座21固定，殼體6同軸套在柔輪16外，殼體6頂部有上開孔6a，底部有下開孔6b，齒輪支架19通過螺釘固定在機(jī)座21上，軸承5安裝在傳動(dòng)裝置20上，軸承套筒4安裝在軸承5上，殼體6、齒輪支架19與軸承套筒4用螺栓連接在一起，驅(qū)動(dòng)裝置1通過鍵3與傳動(dòng)裝置20相連，且驅(qū)動(dòng)裝置1用螺栓與驅(qū)動(dòng)裝置支架2相連，驅(qū)動(dòng)裝置支架2用螺釘固定在機(jī)座21上，流體控制系統(tǒng)11固定在機(jī)座21上，輸入管道9與上開孔6a以及流體控制系統(tǒng)11相連，輸出管道14與下開孔6b及流體控制系統(tǒng)11相連，定位件10、柱體13、傳動(dòng)裝置20以及殼體6同軸。

如圖2所示，磁鐵架滑槽25固定在機(jī)座21上，磁鐵架24安裝在磁鐵架滑槽25上，磁鐵盒23與磁鐵架24相連，磁鐵22裝在磁盒23中。

本發(fā)明的工作原理為：

將磁鐵架24移至柔輪16的齒圈上方，啟動(dòng)流體控制系統(tǒng)11，使含有磨料的磁流體通過輸入管道9注入柔輪16的齒槽內(nèi)，磁場(chǎng)控制裝置7控制磁鐵22產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，柔輪16齒槽內(nèi)含磨料磁流體在梯度磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生柔性磨頭，磁場(chǎng)控制裝置7控制磁鐵22沿柔輪16齒廓產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，進(jìn)而控制柔性磨頭沿著柔輪16的齒廓運(yùn)動(dòng)，在柔性磨頭周圍磨料的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔輪16齒廓的磨削加工，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置1通過傳動(dòng)裝置20，驅(qū)動(dòng)柔輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，可對(duì)柔輪16的整個(gè)齒圈進(jìn)行磨削加工，柔輪16可以正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，在磨削過程中，輸出管道14將含有磨料及廢屑的磁流體排除，過濾后又從輸入管道9輸入，實(shí)現(xiàn)磁流體和磨料更新。

可以在柔輪16的圓周方向布置k個(gè)磁鐵22，k可取1至20的自然數(shù)，在磁場(chǎng)控制裝置7控制下，構(gòu)成k個(gè)磨削加工工位，提高磨削效率，圖2所示為k＝3，磁鐵22間隔120°布置。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種磁流體柔輪磨削裝置，在薄壁柔輪內(nèi)部安裝了保持其圓柱形的柱體，用磁場(chǎng)控制裝置產(chǎn)生沿齒廓運(yùn)動(dòng)的梯度磁場(chǎng)，控制切削運(yùn)動(dòng)速度保持恒定，采用流體控制系統(tǒng)更新密封殼體內(nèi)的磁流體，對(duì)諧波齒輪等齒數(shù)較多的小模數(shù)齒輪，提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：辛洪兵;鄧曼;郎詩(shī)慧;侯雪琪;王玉彬;陳文殊;李彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工商大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.01
技術(shù)公布日：2017.08.04