一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具制造技术

本发明专利技术公开了一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，包括：上模具本体，上模具本体底部设有开口朝下的安装腔，安装腔外侧朝上依次设置有工件接触段、结构加强段、细颈连接段；安装腔内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。本发明专利技术利用超声振动装置与工件接触，对工件施加超声振动，降低了材料成型的压力，能够提高加工精度；另外由于超声振动装置与工件接触位置在上模具的旋转轴线上，使得上模具绕旋转轴线旋转摆动加工时，超声振动装置与工件接触位置不会发生变化，使得在上模具旋转摆动过程中，超声振动装置能够稳定提供超声振动给工件。振动装置能够稳定提供超声振动给工件。振动装置能够稳定提供超声振动给工件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具


[0001]本专利技术涉及机加工领域，特别是涉及一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具。

技术介绍

[0002]冷摆碾压成型齿轮基本实现了材料的等效加工，与减材加工显著不同，其具有应用于齿轮加工行业的前景。材料在超声振动作用下，其材料流动所需要的压力显著降低，降低了材料成型设备的压力，能够显著提高加工精度。
[0003]通常对于工件的超声振动装置，是设置在机床的工件支撑座上，但是对于有些场景时，超声振动装置设置在工件支撑座上并不方便；但是由于上模具是旋转摆动的，在上模具上设置超声振动装置，容易导致超声振动辅助不稳定，影响超声振动加工的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，将超声振动装置设置在上模具本体上，保证工件能够稳定获得超声振动辅助加工。
[0005]根据本专利技术的实施例的一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，包括：上模具本体，所述上模具本体底部设有开口朝下的安装腔，所述安装腔外侧朝上依次设置有工件接触段、结构加强段、细颈连接段；所述工件接触段用于与工件接触对工件进行加工，所述结构加强段呈朝上的向外扩张状，所述结构加强段上端面设有凹位以减少材料体积；所述细颈连接段连接在结构加强段上端面的中心；所述安装腔内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。
[0006]根据本专利技术实施例的一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，至少具有如下技术效果：利用超声振动装置与工件接触，对工件施加超声振动，使得工件材料流动所需要的压力显著降低，降低了材料成型的压力，减少因较大的材料成型压力导致的变形和误差，能够显著提高加工精度；另外由于超声振动装置与工件接触位置在上模具的旋转轴线上，使得上模具绕旋转轴线旋转摆动加工时，超声振动装置与工件接触位置不会发生变化，使得在上模具旋转摆动过程中，超声振动装置能够稳定提供超声振动给工件，保证工件的超声振动辅助加工；使得上模具的旋转摆动不影响超声振动装置的工作。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述安装腔的中轴线与上模具本体的旋转轴线重合。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述上模具本体和超声振动装置满足以下关系：
[0009][0010]K0表示上模具的转动惯量；M0表示上模具的质量；D表示摆动冲击作用点到上模具质心的直线距离；s表示上模具的摆动中心到上模具质心的直线距离。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述超声振动装置包括超声振动变幅杆，所述超声振动变幅杆包括沿一竖直轴线依次朝下同轴设置的定位段、第一振动安装段和振动变换输出段，所述定位段与安装腔顶壁相连且周向定位，所述第一振动安装段安装有第一压电致动器，所述振动变换输出段上安装有第二压电致动器，且所述第一压电致动器与第二压电致动器产生的超声振动进行叠加；所述振动变换输出段用于与工件接触将超声振动传递给工件，所述振动变换输出段与工件接触位置位于上模具本体的旋转轴线上。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述超声振动装置包括基座，所述基座嵌装于安装腔内，所述定位段与基座相连且周向定位。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述振动变换输出段包括依次设置的第一中间段、第二中间段和振动输出段，所述第一中间段相比第二中间段更靠近所述定位段，所述第一中间段和第二中间段之间设有第二压电致动器安装槽，所述第二压电致动器安装槽用于安装第二压电致动器，所述第二中间段上设有与轴线倾斜的通槽。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述基座下表面设有开口朝下的空腔，所述定位段与所述空腔顶壁相连。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述第一振动安装段径向凸出所述定位段和振动变换输出段；所述第一振动安装段朝上的侧面设有第一限位槽，另一侧面设有第二限位槽，且所述第一限位槽和第二限位槽均设于超声变幅杆的振型节点处；所述第一限位槽安装有第一连接件，所述第一连接件上端与空腔相连，另一端嵌入第一限位槽；所述第二限位槽安装有第二连接件，所述第二连接件一端嵌装于第二限位槽，另一端与空腔周向侧壁相连。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述定位段与所述空腔之间设有限位垫块，所述空腔顶壁设有供限位垫块底部部分嵌入的第一限位槽，所述限位垫块嵌入第一限位槽实现周向限位；所述限位垫块上表面设有供定位段部分嵌入的第二限位槽，所述定位段嵌入第二限位槽实现周向限位。
[0017]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0019]图1是本专利技术实施例的工作状态结构示意图；
[0020]图2是上模具的结构示意图；
[0021]图3是超声振动变幅杆的结构示意图；
[0022]图4是超声振动变幅杆与基座的连接结构示意图；
[0023]图5是超声振动变幅杆上谐振产生示意图；
[0024]图6是第一压电致动器布置示意图；
[0025]图7是第二压电致动器布置示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0028]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0029]参照图2，本专利技术实施例的一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，包括上模具本体500和超声振动装置。
[0030]上模具本体500底部设有开口朝下的安装腔510，安装腔510外侧朝上依次设置有工件接触段520、结构加强段53本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于包括：上模具本体(500)，所述上模具本体(500)底部设有开口朝下的安装腔(510)，所述安装腔(510)外侧朝上依次设置有工件接触段(520)、结构加强段(530)、细颈连接段(550)；所述工件接触段(520)用于与工件接触对工件进行加工，所述结构加强段(530)呈朝上的向外扩张状，所述结构加强段(530)上端面设有凹位(540)以减少材料体积；所述细颈连接段(550)连接在结构加强段(530)上端面的中心；所述安装腔(510)内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体(500)的旋转轴线上。2.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于，所述安装腔(510)的中轴线与上模具本体(500)的旋转轴线重合。3.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于，所述上模具本体(500)和超声振动装置满足以下关系：K0表示上模具的转动惯量；M0表示上模具的质量；D表示摆动冲击作用点到上模具质心的直线距离；s表示上模具的摆动中心到上模具质心的直线距离。4.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述超声振动装置包括超声振动变幅杆，所述超声振动变幅杆包括沿一竖直的轴线(101)依次朝下同轴设置的定位段(100)、第一振动安装段(200)和振动变换输出段(300)，所述定位段(100)与安装腔(510)顶壁相连且周向定位，所述第一振动安装段(200)安装有第一压电致动器(211)，所述振动变换输出段(300)上安装有第二压电致动器(302)，且所述第一压电致动器(211)与第二压电致动器(302)产生的超声振动进行叠加；所述振动变换输出段(300)用于与工件(700)接触将超声振动传递给工件(700)；所述超声振动变幅杆的轴线(101)与上模具本体(500)的旋转轴线重合。5.根据权利要求4所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述超声振动装置包括基座(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪林，邵文，丁撼，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：