[发明专利]一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工的方法及装置

权利要求书

1.一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工装置，其特征在于，装置包括U型平面平台1和平面平台3；平面平台3位于装置底部，并与其上的平面平台1呈十字形交叉分布，且平面平台1的U型内侧中心设置有基座4，丝杠11通过平面平台1两端的孔与伺服电机2相连，丝杠12通过平面平台3两端的孔与伺服电机13相连，基座4与丝杠11螺纹连接，基座4与丝杠12螺纹连接，基座4内两个螺纹孔错位分布，并不干涉，旋转升降台10安装在基座4上，旋转升降台10底部安装有一小型旋转电机，该电机安装在基座4内部一平台上，该平台可通过控制器实现上下运动，通过平台上下运动和电机输出轴的旋转运动复合，即可控制旋转升降台10实现旋转、升降运动，竖板5固定安装在旋转升降台10上，使得竖版5可随着旋转升降台10旋转、升降，锥度心轴9与伺服电机6通过竖板5上的孔相连，齿轮8通过渐开线内花键安装在锥度心轴9上，可随着锥度心轴9的旋转而转动，将激光光源7安置在靠近齿轮8的位置，且固定不动。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工装置，其特征在于，

基座4在平面平台1及平面平台3上的运动方向，由于基座4与丝杠11螺纹连接，当伺服电机2控制丝杠11转动时，基座4带着旋转升降台10、竖板5、伺服电机6、锥度心轴9以及齿轮8一起沿着丝杠11的轴向方向运动，通过伺服电机2的正反转可以实现基座4的往返运动，基座4的极限运动位置由丝杠11的螺纹长度决定，同理，当伺服电机14控制丝杠12转动时，基座4带着旋转升降台10、竖板5、伺服电机6、锥度心轴9以及齿轮8一起沿着丝杠12的轴向方向运动，通过伺服电机13的正反转可以实现基座4的往返运动，基座4的极限运动位置由丝杠12的螺纹长度决定；装置内三个伺服电机由统一控制器控制，以便协同工作。

3.根据权利要求1所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工装置，其特征在于，所述基座4内装有控制器，用以控制小型旋转电机、旋转升降台10的旋转运动和升降运动。

4.根据权利要求1所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工装置，其特征在于，所有伺服电机，以及旋转升降台10应用统一的控制器实现同步协调控制。

5.根据权利要求1所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工装置，其特征在于，齿轮8的几何中心布置于旋转升降台10的圆心的正上方。

6.根据权利要求1所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

先将由平面平台1、平面平台3以及竖板5的三者的中心线为基准建立空间直角坐标系，在保证激光光源7焦点不变的情况下，再通过伺服电机2、伺服电机13的协同工作，借助丝杠11、丝杠12的转动实现基座4在平面上的运动；由于安装齿轮8的锥度心轴9通过竖板5与伺服电机6共同安装在旋转升降台10上面，故只需要控制旋转升降台10进行旋转运动和升降运动，即可实现齿轮8在加工平台上的旋转运动和升降运动；因此，通过协同控制伺服电机2、伺服电机13以及旋转升降台10，便可控制齿轮8相对于激光光源7模拟渐开线轨迹运动。

7.根据权利要求6所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工方法，其特征在于，还包括，在加工完一个轮齿8的表面后，只需要通过伺服电机6控制锥度心轴9转动，由锥度心轴9带动齿轮8转动，将齿轮8待加工轮齿齿面转动至激光光源7的焦点位置即可进行齿轮8下一齿面的微织构加工。

8.根据权利要求7所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工方法，其特征在于，加工完齿轮8的所有轮齿的一边后，仅需要控制旋转升降台10旋转180°，就可以实现齿轮8所有轮齿另一边的加工。

9.根据权利要求7所述的一种高精度的渐开线齿轮齿面微织构激光加工方法，其特征在于，加工齿轮8时应保持激光光源7的位置及输出功率恒定不变，离散式加工，以确保轮齿齿面微织构的加工精度。