[发明专利]轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法

说明书

本发明公开了轮齿装夹装置，包括用于找正轮齿位置的轮齿找正板，轮齿找正板上设有用于中心线和至少两条与中心线垂直的刻度线；轮齿找正板上设有用于固定轮齿的轮齿固定结构和用于驱动其旋转进而调节轮齿齿面上的测量点至设定位置的旋转驱动机构。本发明还公开了一种采用如上轮齿装夹装置的齿面残余应力测量方法，并具有以下优点：1)可快速方便地对焦；2)摄像头光路或对焦探针不会被遮挡和干涉，可对齿面的任意位置进行测量；3)衍射环光路也不会被其它轮齿遮挡，使测量结果更稳定；通过选择满足kd≤R条件的位置点为测量点，可有效提高测量精度；4)通过采用轮齿装夹装置，可以快速地将切下的轮齿找正位姿，以实现对测量点的精确定位。

技术领域

本发明涉及一种机械装夹机构，具体的为一种轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法。

背景技术

残余应力为消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力，如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等，都可能因不均匀塑性变形或相变引起残余应力。残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂，或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过强度极限时，便出现裂纹和断裂。残余应力有时也有有益的方面，它可以被控制用来提高零件的疲劳强度和耐磨性能。

齿轮加工会经过多道工序，不可避免地会存在残余应力。现有技术中，一般采用残余应力仪测量齿轮轮齿表面(即齿面)的残余应力。残余应力仪对被测量物具有以下要求：

1)残余应力仪的侧头相对测量件表面倾斜一定角度或需实现绕工件的旋转运动；

2)被测量的面为水平面；

3)能够通过摄像头软件/对焦探针对焦。

然而，在使用残余应力仪测量齿面残余应力的过程中，往往存在以下问题：

1)齿轮干涉无法对焦：齿轮的其他轮齿与残余应力仪之间会产生干涉，导致残余应力仪无法在正确的位置姿态下实现测量；

2)摄像头光路/对焦探针对焦受阻：当需要测量的齿面区域位于靠近轮齿齿根处时，由于齿轮本身几何形状原因，被测轮齿旁边轮齿会遮挡摄像头光路，导致摄像头无法精准对焦，或阻碍对焦探针接触工件表面，导致无法对焦；

3)衍射环光路被其它轮齿遮挡，导致计算数据缺失，测量结果不稳定，或测头旋转运动受齿轮阻碍，无法获取数据；

4)由于齿轮齿廓形状特性，无法保证测量面为水平面。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种轮齿装夹装置及齿面残余应力测量方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种轮齿装夹装置，包括用于找正轮齿位置的轮齿找正板，所述轮齿找正板上设有用于中心线和至少两条与所述中心线垂直的刻度线；轮齿找正板上设有用于固定找正位置后的所述轮齿的轮齿固定结构和用于驱动其旋转进而调节所述轮齿齿面上的测量点至设定位置的旋转驱动机构。

进一步，所述轮齿固定结构包括至少两组夹持杆组，每一组所述夹持杆组包括分别位于所述中心线两侧的两根夹持杆，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆同轴并与所述中心线垂直，属于同一组所述夹持杆组的两根所述夹持杆相对于所述中心线做同步相向运动和同步相背运动，且两根所述夹持杆靠近所述中心线的一端与所述中心线之间的距离始终保持相等。

进一步，所述轮齿固定结构包括用于将所述轮齿的端部吸附固定在所述轮齿找正板上的磁铁。