CN103394884A - 机器人rv减速器行星架一体化的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，属于机器人RV减速器加工技术领域。包括以下步骤：锻造出第一壳体和第二壳体并分别进行热挤压；调质处理；回火处理；分别精加工端面；连接在一起并装夹至夹具，以回转中心为定位基准，对第一壳体和第二壳体上设有的内孔精加工；以定位基准精加工外表面；直接在第一壳体和第二壳体上加工出滚动轴承的内圈；在内圈上同时精磨外轨道；以定位基准精加工第一壳体和第二壳体上的三个圆锥滚子轴承轴承位并直接加工成圆锥滚子轴承的外圈。保证了安装精度、制造精度和传动精度，满足了高精度要求，提高了使用寿命，降低了加工、装配误差和累积误差，增加了输出扭矩且有效减少了加工成本。

Description

机器人RV减速器行星架一体化的加工方法

技术领域

本发明属于机器人RV减速器加工技术领域，尤其涉及一种机器人RV减速器行星架一体化的加工方法。

背景技术

机器人RV减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高、传动比大、承载能力高等优点，广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。机器人RV减速器的结构复杂，包括针齿壳、行星轮架、三个曲柄轴、摆线轮以及安装在曲柄轴与行星轮架之间的三对锥度滚针轴承、安装在曲柄轴上偏心轮与摆线轮之间的三对轴承、安装在针齿壳与行星轮架之间的两对轴承，要实现机器人动作的准确以及满足其使用寿命，这些部件的加工精度要求以及安装精度要求非常高，行星架是机器人RV减速器的重要部件，其包括连接在一起且支撑曲柄轴的第一壳体和第二壳体，该第一壳体和第二壳体上均设有安装圆锥滚子轴承轴承位，行星架上安装轴承的位置称之为轴承位，两圆锥滚子轴承上安装有曲柄轴，该圆锥滚子轴承通过设置在内孔中的挡圈进行定位。采用该定位安装方式，加工和安装工艺复杂，不仅不能保证圆锥滚子轴承的安装精度，而且不能保证曲柄轴在第一壳体和第二壳体上的位置度和同轴度。

同时，目前对第一壳体和第二壳体的加工方式是分别进行精加工，然后分别第一壳体和第二壳体的外围套装滚动轴承，采用该加工和安装方式，在精加工过程中会产生加工误差，安装轴承的过程中会产生安装误差，从而增大累积误差，导致机器人RV减速器的精度低，进而影响使用寿命。因此行星架的加工精度要求和装配精度要求的重要性可想而知，目前国内尚无法制造出达到此要求的行星架，大都依靠进口。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，减小了加工误差和装配误差，保证制造精度，满足机器人RV减速器高精度要求。

本发明实施例是这样实现的，机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，包括以下步骤：

（1）分别锻造出第一壳体和第二壳体；

（2）对所述第一壳体和所述第二壳体分别进行热挤压；

（3）对经过热挤压的所述第一壳体和所述第二壳体均进行调质处理；

（4）对经过调质处理的所述第一壳体和所述第二壳体均进行回火处理；

（5）对所述第一壳体和所述第二壳体的端面进行精加工；

（6）通过紧固元件将所述第一壳体和所述第二壳体连接在一起并装夹至夹具，以所述第一壳体和所述第二壳体连接后的回转中心为定位基准，对所述第一壳体和所述第二壳体上设有的内孔进行精加工，控制垂直度在0.005毫米以内；

（7）在所述紧固元件将所述第一壳体和所述第二壳体连接在一起前提下，以所述定位基准精加工所述第一壳体和所述第二壳体的外表面，控制同轴度在0.005毫米以内；

（8）以加工后的所述第一壳体连接处相对一侧的端面为端面基准，直接在所述第一壳体和所述第二壳体上加工出滚动轴承的内圈，控制同轴度和平行度均在0.002毫米以内；

（9）在所述滚动轴承的内圈上同时精磨所述滚动轴承滚珠滚动的外轨道，控制两所述外轨道之间的距离精度在0.002毫米以内；

（10）以所述定位基准精加工所述第一壳体和所述第二壳体上的三个圆锥滚子轴承轴承位，直接将三个所述圆锥滚子轴承轴承位加工成所述圆锥滚子轴承的外圈，控制三个所述圆锥滚子轴承轴承位位置度在0.002毫米以内；

作为一种改进，使用砂轮修形器精磨所述滚动轴承内圈上的所述外轨道，所述砂轮修形器包括砂轮本体，所述砂轮本体两侧分别设有与所述外轨道形状相适配的凸起。

采用了上述技术，本发明的有益效果是：由于第一壳体和第二壳体进行热挤压处理，使得金相结构更加密实，提高了机械性能，减少了加工余量，提高了材料的利用率，降低了成本；由于滚动轴承的内圈和圆锥滚子轴承外圈均在第一壳体和第二壳体上直接加工而成，不仅提高了轴承安装的精度和平行度，保证了轴承安装后的同轴度、位置度和圆柱度；降低了装配误差和加工成本，有效减少了累积误差，同时，滚动轴承的内圈和圆锥滚子轴承外圈均在第一壳体和第二壳体上直接加工而成，增大了外圈和内圈之间的距离，从而滚动轴承和圆锥滚子轴承上的滚动元件的加工尺寸变大，增加了输出扭矩力；由于两外轨道同时加工，进一步保证了滚动轴承安装后的同轴度及配合精度。综上所述，通过上述步骤的加工，保证了安装精度和制造精度，提高了位置度和同轴度，满足了机器人RV减速器高精度要求，保证安装在圆锥滚子轴承上的曲柄轴的传动精度，提高了使用寿命。

由于通过砂轮修形器精磨滚动轴承的内圈上的外轨道，该砂轮修形器包括砂轮本体，砂轮本体两侧分别设有与外轨道形状相适配的凸起。不仅保证了加工的精度和同轴度，同时有效提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明实施例机器人RV减速器行星架的结构示意图；

图2是图1中的A-A视图；

图3是加工图1中滚动轴承内圈外轨道所用砂轮修形器的结构示意图；

图中，1-第一壳体；2-第二壳体；3-滚动轴承的内圈；4-外轨道；5-圆锥滚子轴承轴承位；6-螺栓孔；7-内孔；8-砂轮修形器；9-凸起；D1-三个圆锥滚子轴承轴承位中心线所在的直径；D2-第一壳体外表面直径；D3-内孔直径；D4-滚动轴承内圈直径；L-两滚动轴承内圈距离；A-端面基准；B-定位基准。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2共同所示，机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，包括以下步骤：

（1）分别锻造出第一壳体1和第二壳体2；

（2）对第一壳体1和第二壳体2分别进行热挤压；

（3）对经过热挤压的第一壳体1和第二壳体2均进行调质处理；

（4）对经过调质处理的第一壳体1和第二壳体2均进行回火处理；

（5）对第一壳体1和第二壳体2的端面进行精加工；

（6）通过紧固元件将第一壳体1和第二壳体2连接在一起并装夹至夹具，该紧固元件优选为螺栓，该螺栓穿过螺栓孔6进行连接，以第一壳体1和第二壳体2连接后的的回转中心为定位基准B，对第一壳体1和第二壳体2上设有的内孔7进行精加工，控制内孔直径D3的加工精度，即相对于第一壳体1的端面，控制垂直度在0.005毫米以内；

（7）在紧固元件将第一壳体1和第二壳体2连接在一起前提下，以定位基准精B为基准精加工第一壳体1的外表面，控制第一壳体外表面直径D2的加工精度，即控制同轴度在0.005毫米以内；

采用精加工第一壳体1的加工方式精加工第二壳体2的外表面，精度要求一致；

（8）以加工后的第一壳体1连接处相对一侧的端面为端面基准A，直接在第一壳体1和第二壳体2上加工出滚动轴承的内圈3，控制两滚动轴承内圈距离L的精度，即控制距离度和平行度均在0.002毫米以内；相对于定位基准B，控制两滚动轴承内圈直径D4的加工精度，即控制同轴度在0.002毫米以内；

（9）该第一壳体1和第二壳体2的滚动轴承的内圈3上同时精磨外轨道4，控制两外轨道4之间的距离精度在0.002毫米以内，控制两外轨道4的面轮廓度在0.002毫米以内；

如图3所示，使用砂轮修形器8同时精磨第一壳体1和第二壳体2上滚动轴承的内圈3上的外轨道4，该砂轮修形器8包括砂轮本体，该砂轮本体两侧分别设有与外轨道4形状相适配的凸起9，加工时，保持加工工装不变，将安装砂轮修形器8的工装靠近加工工装，直至两凸起9与两外轨道4的位置相对应，然后通过动力装置驱动砂轮修形器8转动，使两凸起9在两滚动轴承的内圈3上旋转，直至形成外轨道4；

（10）以定位基准B精加工第一壳体1和第二壳体2上的三个圆锥滚子轴承轴承位5，直接将三个圆锥滚子轴承轴承位5加工成圆锥滚子轴承的外圈，控制三个圆锥滚子轴承轴承位中心线所在的直径D1的加工精度，即控制三个圆锥滚子轴承5的位置度在0.002毫米以内。

由于三个圆锥滚子轴承轴承位5均以第一壳体1和第二壳体2代替圆锥滚子轴承的外圈，该第一壳体1和第二壳体2上安装圆锥滚子轴承的内孔为锥形孔，该锥形孔的斜锥度与锥形滚子的锥度相一致；该锥形孔的加工，在工装不变的情况下，均通过与锥形孔锥度一致的锥形砂轮从第一壳体1或第二壳体2未连接的一端穿入进行精磨，直至达到符合精度要求。

通过上述步骤加工的机器人RV减速器行星架,由于第一壳体1和第二壳体2进行热挤压处理，使得金相结构更加密实，提高了机械性能，减少了加工余量，提高了材料的利用率，降低了成本；由于滚动轴承的内圈3和圆锥滚子轴承外圈均在第一壳体1和第二壳体2上直接加工而成，不仅提高了轴承安装的精度和平行度，保证了轴承安装后的同轴度、位置度和圆柱度；降低了装配误差和加工成本，有效减少了累积误差，同时，滚动轴承的内圈3和圆锥滚子轴承外圈均在第一壳体1和第二壳体2上直接加工而成，增大了外圈和内圈之间的距离，从而滚动轴承和圆锥滚子轴承上的滚动元件的加工尺寸变大，增加了输出扭矩力；由于两外轨道4同时加工，进一步保证了滚动轴承安装后的同轴度及配合精度。综上所述，采用该加工方法保证了安装精度和制造精度，提高了位置度和同轴度，满足了机器人RV减速器高精度要求，保证安装在圆锥滚子轴承上的曲柄轴的传动精度，提高了使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分别锻造出第一壳体和第二壳体；

（2）对所述第一壳体和所述第二壳体分别进行热挤压；

（3）对经过热挤压的所述第一壳体和所述第二壳体均进行调质处理；

（4）对经过调质处理的所述第一壳体和所述第二壳体均进行回火处理；

（5）对所述第一壳体和所述第二壳体的端面进行精加工；

（6）通过紧固元件将所述第一壳体和所述第二壳体连接在一起并装夹至夹具，以所述第一壳体和所述第二壳体连接后的回转中心为定位基准，对所述第一壳体和所述第二壳体上设有的内孔进行精加工，控制垂直度在0.005毫米以内；

（7）在所述紧固元件将所述第一壳体和所述第二壳体连接在一起前提下，以所述定位基准精加工所述第一壳体和所述第二壳体的外表面，控制同轴度在0.005毫米以内；

（8）以加工后的所述第一壳体连接处相对一侧的端面为端面基准，直接在所述第一壳体和所述第二壳体上加工出滚动轴承的内圈，控制同轴度和平行度均在0.002毫米以内；

（9）在所述滚动轴承的内圈上同时精磨所述滚动轴承滚珠滚动的外轨道，控制两所述外轨道之间的距离精度在0.002毫米以内；

（10）以所述定位基准精加工所述第一壳体和所述第二壳体上的三个圆锥滚子轴承轴承位，直接将三个所述圆锥滚子轴承轴承位加工成所述圆锥滚子轴承的外圈，控制三个所述圆锥滚子轴承轴承位的位置度在0.002毫米以内。

2.根据权利要求1所述的机器人RV减速器行星架一体化的加工方法，其特征在于，步骤（9）中，使用砂轮修形器精磨所述内圈上的所述外轨道，所述砂轮修形器包括砂轮本体，所述砂轮本体两侧分别设有与所述外轨道形状相适配的凸起。

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