[發明專利]非晶合金諧波減速器柔性齒輪制造方法及熱壓設備

有效

• 申請號: 202110605039.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113352065B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 李昊度
• 申請（專利權）人: 東莞帕姆蒂昊宇液態金屬有限公司
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14;B22D17/00;B22D17/14;B21K1/30
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 張明

本發明涉及熱壓設備技術領域，具體涉及一種非晶合金諧波減速器柔性齒輪制造方法及熱壓設備，制造方法先制備坯體，采用壓鑄裝置制備非晶合金坯體，然后進行超塑性熱壓加工，將制備得到的非晶合金坯體放置到一個腔室中，此腔室內設置一個可相對于非晶合金坯體移動的壓齒板，壓齒板設有用于成型齒圈的咬合齒；先對壓齒板繼續加熱，然后將非晶合金坯體放置在壓齒板上，并使非晶合金坯體沿咬合齒排布的方向滾動，咬合齒對非晶合金坯體的外周側面擠壓，從而使非晶合金坯體的外周側面形成齒圈，制得非晶合金柔輪。與現有技術相比，具有可連續生產、工藝簡單、材料利用率高、生產效率高和生產成本低等特點。

技術領域

本發明涉及熱壓設備技術領域，具體涉及一種非晶合金諧波減速器柔性齒輪制造方法還涉及一種用于制造非晶合金諧波減速器柔性齒輪的熱壓設備。

背景技術

諧波減速器主要是由帶有內齒圈的剛性齒輪(鋼輪)、帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)、波發生器三個基本構件組成，其適用于宇航、航空、機器人、機床等設備的機械傳動部位，實現減速、傳遞運動和動力。目前諧波齒輪傳動常見的失效模式主要有柔輪的疲勞斷裂、齒面磨損和柔性軸承破壞，其中柔輪摩擦磨損導致傳動性能的退化是諧波齒輪傳動的主要失效形式。鑒于常用Cr鋼材生產的柔輪制作制程復雜、成本高、壽命短等問題，現急需要遴選機械性能優異的新材料，同時開發新型制備技術以降低其生產成本，提高生產效率，是目前在制備諧波減速器柔輪生產中急需解決的首要難題。而且諧波減速器制造工藝復雜，諧波減速器特殊的傳動方式限制了柔輪齒形加工工藝，使得采用制備柔輪的方法受限。如使用高彈性鋼鐵材料通過鍛造、切削加工、強化熱處理、車床及特殊數控加工機等切削加工等。

非晶合金具有高強度、高彈性、優異的耐磨、耐疲勞及耐腐蝕性、高硬度、高韌性、較低的彈性模量等最理想的應用材料。此外，由于非晶材料有比較低的熔點、良好的熔湯流動性等具備模具凈成形能力。因此，非晶合金模具成型的諧波減速器應用方案的研究正在積極進行。但是，通常模具開閉式由于模具的滑動位置精度、分模線處理問題、倒扣問題等，很難精密地實現齒輪形狀，另外，由于模具形成的齒輪形狀部位表面上殘留的熔湯流動痕跡和氣孔等缺陷，導致齒輪啟動時嚙合面錯位及過度摩擦導致產品早期失敗等技術問題。為了解決這些問題，可以考慮先模具成型大致形狀的非晶合金胚料后，再通過復雜的機械加工實現齒輪形狀的方式，但是，由于非晶合金的表面高硬度，存在加工時間非常長及材料內部氣孔加工完成后暴露的問題，導致產品不良。

參見專利號為CN2017103520764，名稱為一種非晶柔輪及其制備方法的專利，其公開了一種非晶柔輪及其制備方法。該方法以非晶合金為成形坯料，采用模具超塑擠壓形成柔輪齒圈部分，再采用模具形成柔輪杯底部分，然后將齒圈部分和杯底部分放入擴散焊模具中，使得齒圈部分的一側開口與所述杯底部分的開口端對齊相接，通過焊接將兩者固定結合以形成所述非晶合金柔輪。該文獻主要利用模具來成型柔輪，不僅模具的設計十分復雜，而且生產工序也復雜，容易產生晶化，無法保證柔輪精度、質量和性能。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，而提供一種非晶合金諧波減速器柔性齒輪制造方法，還提供一種用于制造非晶合金諧波減速器柔性齒輪的熱壓設備。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

提供非晶合金諧波減速器柔性齒輪制造方法，包括以下步驟，步驟a，制備坯體，采用壓鑄裝置制備非晶合金坯體；步驟b，超塑性熱壓加工，將步驟a中制備得到的非晶合金坯體放到腔室中，在腔室中設置可相對于非晶合金坯體移動的壓齒板，壓齒板設有用于成型齒圈的咬合齒；先對壓齒板繼續加熱和對非晶合金坯體進行預熱，然后將非晶合金坯體放置在壓齒板上，并使非晶合金坯體沿咬合齒排布方向相對于壓齒板進行滾動，咬合齒對非晶合金坯體的外周側面擠壓，從而使非晶合金坯體的外周側面形成齒圈，制得非晶合金柔輪。

其中，還包括步驟c和步驟d；步驟c，成型余量加工，將步驟b中制得的非晶合金柔輪多余的邊角料繼續去除；步驟d，表面處理，對非晶合金柔輪的表面繼續噴丸或鍍膜處理。