[發(fā)明專利]機(jī)器人諧波減速器的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110414910.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN102489960A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯承龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊帥克機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00
• 代理公司: 濰坊正信專利事務(wù)所 37216
• 代理人: 石譽(yù)虎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諧波減速器加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人諧波減速器的制造方法。

背景技術(shù)

諧波減速器具有體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊、無噪音、運(yùn)動(dòng)精度高、傳動(dòng)比大、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、航天航空、機(jī)器人等行業(yè)。諧波減速器包括帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪）、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）和波發(fā)生器。由于柔輪壁厚非常薄，且在傳動(dòng)過程中承受較大的交變載荷，因而對(duì)柔輪材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜，目前大都依靠進(jìn)口。

在柔輪的加工過程中，目前國(guó)外采用的工藝是：車加工出薄壁柔輪本體，再滾制外齒圈，然后表面氮化處理，硬度達(dá)到HRC38-40。表面氮化處理需要在500°C高溫下進(jìn)行，對(duì)于薄壁柔輪來說，仍然會(huì)產(chǎn)生變形，并且滾齒得到的外齒圈表面粗糙度僅能夠達(dá)到Ra6.3-3.2，這些都會(huì)導(dǎo)致諧波減速器嚙合傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生噪音或者影響嚙合精度。

國(guó)內(nèi)采用的柔輪加工工藝一般是：先車加工出薄壁柔輪本體，然后滾制外齒圈。一般滾制外齒圈之前柔輪本體的硬度為HRC22-25，如果硬度達(dá)到HRC38-40，滾齒刀具便無法加工，如果加工好外齒圈再進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)標(biāo)的話，則無法控制其變形量，因此國(guó)內(nèi)加工柔輪不進(jìn)行熱處理，這就必然導(dǎo)致柔輪的使用壽命低。由于柔輪本身壁薄，加工外齒圈的過程中易變形，熱處理過程中也極容易發(fā)生變形，同樣，滾齒得到的外齒圈表面粗糙度僅能夠達(dá)到Ra6.3-3.2，所以國(guó)內(nèi)很少有加工出合格的柔輪產(chǎn)品，導(dǎo)致諧波減速器的傳動(dòng)精度低，噪音大，使用壽命低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種機(jī)器人諧波減速器的制造方法，提高了柔輪的加工效率和加工精度，也增加了柔輪的硬度，延長(zhǎng)了諧波減速器的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：機(jī)器人諧波減速器的制造方法，包括柔輪的制造步驟，所述柔輪的制造步驟包括：（1）鍛制成柔輪實(shí)心坯的鍛坯步驟；（2）將所述柔輪實(shí)心坯進(jìn)行熱處理，硬度達(dá)到HRC38-40；（3）將熱處理后的柔輪實(shí)心坯車制成薄壁柔輪半成品；（4）用柔輪張緊夾具支撐所述柔輪半成品的內(nèi)腔；（5）將支撐后的柔輪半成品在磨床上磨制出柔輪外齒圈。

作為一種改進(jìn)，所述柔輪張緊夾具包括用于支撐柔輪內(nèi)腔的支撐部件，所述支撐部件設(shè)有與柔輪內(nèi)腔的內(nèi)表面相抵的支撐部，所述支撐部件一端設(shè)有夾持部，另一端設(shè)有預(yù)緊部，所述夾持部和預(yù)緊部設(shè)置于所述支撐部的兩側(cè)；還包括用于將柔輪固定于所述支撐部件上的壓緊部件，所述預(yù)緊部穿過所述壓緊部件并與螺母相匹配。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述支撐部、夾持部和預(yù)緊部同軸設(shè)置為一體。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述支撐部的外周套設(shè)有張緊套，所述支撐部與張緊套之間設(shè)有配合斜面，所述張緊套上開設(shè)有沿所述張緊套周向分布的敞口槽，所述敞口槽的敞口位于所述張緊套的大徑一端。

作為另一種改進(jìn)，所述機(jī)器人諧波減速器的制造方法還包括剛輪的制造步驟，所述剛輪的制造步驟包括：（1）粗制剛輪半成品，將剛輪坯制成具有便于形成內(nèi)齒圈輪齒的通孔；（2）內(nèi)齒圈預(yù)成型，在所述剛輪半成品上粗制出剛輪內(nèi)齒圈；（3）磨床磨制冷擠修正器，所述冷擠修正器上設(shè)有用于在剛輪上形成內(nèi)齒圈標(biāo)準(zhǔn)齒形的刃部；（4）采用所述冷擠修正器對(duì)預(yù)成型的內(nèi)齒圈進(jìn)行冷擠壓，至剛輪內(nèi)齒圈成型。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述冷擠修正器對(duì)預(yù)成型的內(nèi)齒圈進(jìn)行冷擠壓步驟包括：將剛輪固定安裝于下模上，將冷擠修正器固定安裝于與所述下模相對(duì)設(shè)置的上模上。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述刃部的端部具有導(dǎo)向部。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：由于柔輪的加工采用了鍛坯、熱處理、車、磨一系列工藝步驟，在車加工之前毛坯硬度已經(jīng)達(dá)到HRC38-40，車床和磨床完全可以加工該硬度下的工件，并且磨床磨制外齒圈的工時(shí)較滾齒機(jī)滾制外齒圈所用的工時(shí)要少，其表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.8，甚至能夠達(dá)到Ra0.4，不僅提高了柔輪的硬度，還提高了外齒圈的表面質(zhì)量，減小了傳動(dòng)噪音，提高了傳動(dòng)精度；在該工藝中，車、磨都屬于精加工，不會(huì)導(dǎo)致薄壁柔輪的變形，完全滿足了柔輪的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求，延長(zhǎng)了諧波減速器的使用壽命。

由于設(shè)計(jì)了用于支撐柔輪內(nèi)腔的支撐部件，加工外齒圈時(shí)，將柔輪通過壓緊部件和螺母固定于支撐部件上，然后機(jī)床夾緊夾持部，開始加工外齒圈，磨床刀具和柔輪外圈接觸時(shí)便不會(huì)使柔輪壁產(chǎn)生變形，柔輪的成品合格率高，提高了加工效率，從而降低了柔輪的生產(chǎn)成本。