[發明專利]一種諧波減速機柔輪的制造工藝

有效

• 申請號: 202010180062.0
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113399935B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 梅建彬;王捍東;朱小娟
• 申請（專利權）人: 無錫巨蟹智能驅動科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F16H49/00;F16H55/17
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

本發明涉及一種諧波減速機柔輪的制造工藝，原材料經過粗車、球化處理、精加工形成具有柔輪外齒面齒圈的半成品柔輪，其特征在于半成品柔輪通過旋壓齒面成型工藝加工形成柔輪外齒面，之后調質處理，精車加工，最后表面滲氮處理；所述旋壓齒面成型工藝采用旋壓機和周向盤狀壓齒刀具，壓齒刀具周向主動旋轉地同時將柔輪徑向朝向壓齒刀具直線運動，柔輪接觸牙齒刀具而被動旋轉同時被加工出柔輪齒廓；所述壓齒刀具齒廓與柔輪齒廓相匹配。能顯著提高柔輪的耐疲勞性能、耐磨損和負載能力，并且減少柔輪制造流程和縮短加工時間，降低成本。

技術領域

本發明涉及諧波減速機，具體涉及一種諧波減速機柔輪的制造工藝。

技術背景

諧波減速器具有結構緊湊、體積小、質量輕、承載能力大、背隙小與傳動精度高等優點，被廣泛應用于工業機器人、航空航天、精密機床領域中。諧波減速機由鋼輪、柔輪和波發生器構成，橢圓變形的波發生器安裝在具有彈性的柔輪內部，波發生器轉動迫使柔輪齒形與鋼輪齒形周期性嚙合和分離，進而實現錯齒差減速的效果。

諧波減速機的柔輪需要隨波發生器交替柔性變形，同時承擔負載扭矩，這對諧波減速機柔輪的材料、加工工藝和熱處理要求極高。傳統的諧波減速機柔輪材料采用30CrMnSiA和35CrMnSiA等耐疲勞的材料，采用十字鐓拔鍛造工藝改變纖維方向，使柔輪具有橫向環狀纖維，以提高柔輪的耐疲勞強度。為了使柔輪具有良好的機械性能和耐疲勞強度，需要對柔輪進行調質處理，其硬度為32~36HRB。然后粗車、調質處理、精車、滾齒和表面滲氮處理。這種工藝使得傳統的諧波減速機柔輪制造工序復雜、周期長、成本高。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是，提供一種諧波減速機柔輪的制造工藝，以提高柔輪的耐疲勞性能、耐磨損和負載能力，并且減少柔輪制造流程和縮短加工時間，降低成本。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案：

一種諧波減速機柔輪的制造工藝，原材料經過粗車、球化處理、精加工形成具有柔輪外齒面齒圈的半成品柔輪，其特征在于半成品柔輪通過旋壓齒面成型工藝加工形成柔輪外齒面，之后調質處理，精車加工，最后表面滲氮處理；所述旋壓齒面成型工藝采用旋壓機和周向盤狀壓齒刀具，壓齒刀具周向主動旋轉地同時將柔輪徑向朝向壓齒刀具直線運動，柔輪接觸牙齒刀具而被動旋轉同時被加工出柔輪齒廓；所述壓齒刀具齒廓與柔輪齒廓相匹配。

進一步的，所述旋壓齒面成型工藝包括如下步驟：

壓齒刀具水平固定在旋壓機的主旋轉軸上并能繞主旋轉軸轉動；半成品柔輪水平固定在旋壓機固定卡盤上并能夠繞固定卡盤中心自由轉動，壓齒刀具的外周齒廓與柔輪外齒面在初始狀態不接觸且兩者在豎直方向上具有重疊段；

壓齒刀具繞主旋轉軸旋轉，同時固定卡盤在旋壓機直線軌道上滑動而帶動柔輪徑向直線移動，當柔輪外齒面和壓齒刀具周向牙齒逐漸接觸時，壓齒刀具旋轉帶動柔輪被動轉動，使得柔輪外齒面在旋轉過程中被旋壓出設定的齒廓形狀。

進一步的，旋壓機的直線軌道沿柔輪徑向固定設置，活動滑塊設置在直線軌道上并能夠在驅動電機和絲桿作用下沿直線導軌直線移動，回轉支撐裝置固定在活動滑塊上，固定卡盤固定安裝在回轉支撐裝置上并能隨回轉支撐裝置的回轉軸旋轉，回轉軸與固定卡盤同軸設置。

進一步的，旋壓機主軸電機帶動壓齒刀具繞主旋轉軸轉動；主旋轉軸升降調整壓齒刀具高度位置，從而調整柔輪外齒面的豎向加工面積。

進一步的，壓齒刀具的齒型是通過柔輪齒廓擬合出壓齒刀具的運動包絡曲線而形成，包括了柔輪在旋壓過程中齒面的補償反彈量。

進一步的，壓齒刀具的材料選用硬質合金M42。

進一步的，柔輪采用30CrMnSiA、35CrMnSiA或40CrMnSiA的其中一種棒材原材料。

進一步的，球化處理降低硬度至10~15HRC。