CN103481041B - 一种谐波减速器柔轮的加工方法 - Google Patents

一种谐波减速器柔轮的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种谐波减速器柔轮的加工方法，其包括依次进行的下料工序、锻造整形工序、正火热处理工序、旋压工序、CNC车床车削工序、CNC铣床插齿工序以及冲压整形工序，冲压整形工序通过冲压机与冲压整形模具配合，冲压整形模具上模座、上垫板、上固定板、下模座、下垫板、下固定板、整形上模、定位柱、压板、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝，整形上模芯部开设整形内齿轮孔；压板卡持固定半成品柔轮固定部，定位柱、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝配合并固定半成品柔轮中心孔，整形内齿轮孔对外齿轮部轮廓进行整形。故而，本发明通过通用机床设备即可完成柔轮加工，一方面能够减轻生产厂家经济负担，另一方面能够保证柔轮加工精度。

Description

一种谐波减速器柔轮的加工方法
技术领域
本发明涉及谐波减速器技术领域，尤其涉及一种谐波减速器柔轮的加工方法。
背景技术
机器人谐波减速器凭借其结构简单、尺寸小、噪音小、传动比大、传动精度高和效率高等优点，而被作为机器人关节的重要部件广泛使用。自从1955年美国C.W.麦塞尔发明了第一台谐波减速器以来，全世界主要工业国家都对其进行了全面研究，进而陆续制备出很多系列种类和尺寸规格不同的谐波减速器，其中以渐开线小模数齿轮齿廓谐波减速器使用最为广泛。其中，谐波减速器凭借上述优点而被广泛应用在机器人的关节的旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置、航空航天装置、国防设备(例如导弹、雷达、火箭)等广泛领域，尤其是在工业机器人领域应用十分普遍；对于工业机器人而言，谐波减速器能够大大减小工业机器人的尺寸、降低噪音、提高效率和精度。
对于谐波减速器而言，如图1所示，其柔轮1一般包括有固定部11以及与固定部11一体的外齿轮部12，外齿轮部12的轮齿一般通过昂贵的专业齿轮加工机床进行加工，为保证加工质量，专业的齿轮加工机床一般外购，这给生产厂家带来了沉重的经济负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种谐波减速器柔轮的加工方法，该谐波减速器柔轮的加工方法能够有效地减轻生产厂家的经济负担，且能够有效地保证柔轮的加工精度。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种谐波减速器柔轮的加工方法，包括有以下工艺步骤，具体为：
a、裁切棒料进行下料；
b、将棒料加热至800℃-1150℃，并通过锻模对棒料进行锻造整形加工；
c、将经过锻造整形加工后的柔轮毛坯进行正火热处理，正火温度为900℃-920℃并保温3小时，保温后柔轮毛坯随炉进行空冷至室温；
d、将经过正火热处理后的柔轮毛坯放置于旋压机进行旋压处理；
e、将经过旋压处理后的柔轮毛坯通过CNC车床进行车削加工；
f、将经过车削加工后的柔轮毛坯通过CNC铣床进行插齿加工，CNC铣床加工出柔轮的外齿轮部轮廓；
g、将经过CNC铣床插齿加工后的柔轮半成品通过冲压整形模具对外齿轮部轮廓进行整形加工，冲压整形模具安装于吨位大于100t的冲压机上；其中，冲压整形模具包括有上模组件以及装设于上模组件下方的下模组件，上模组件包括有从上至下依次层叠布置的上模座、上垫板以及上固定板，下模组件包括有从下至上依次层叠布置的下模座、下垫板以及下固定板，上固定板的下表面螺装有整形上模，整形上模的芯部开设有与成品柔轮的外齿轮部相匹配的整形内齿轮孔，下固定板于整形上模的正下方装设有柔轮夹持固定组件，柔轮夹持固定组件包括有螺装固定于下固定板且与整形内齿轮孔同轴布置的定位柱，定位柱的上端部延伸至下固定板的上方，下固定板的上表面装设有套装于定位柱外围且用于卡持固定柔轮固定部的压板，定位柱的上端部设置有圆锥部，圆锥部的上端部直径较下端部直径小，定位柱的圆锥部套装有胀紧环，胀紧环设置有与圆锥部的外周壁相适配的内圆锥孔，定位柱的圆锥部上方通过锁紧螺丝螺装有胀紧环压板，胀紧环压板与胀紧环的上表面抵接。
其中，所述冲压整形模具于所述下固定板的上表面螺装有定位垫，定位垫套装于所述定位柱的外围。
本发明的有益效果为：本发明所述的一种谐波减速器柔轮的加工方法，其包括依次进行的下料工序、锻造整形工序、正火热处理工序、旋压工序、CNC车床车削工序、CNC铣床插齿工序以及冲压整形工序，冲压整形工序通过冲压机与冲压整形模具配合，其中，冲压整形模具上模座、上垫板、上固定板、下模座、下垫板及下固定板，上固定板的下表面螺装整形上模，整形上模的芯部开设整形内齿轮孔，下固定板装设柔轮夹持固定组件，柔轮夹持固定组件包括定位柱、压板、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝，定位柱的上端部设置圆锥部，胀紧环设置内圆锥孔；压板卡持固定半成品柔轮的固定部，定位柱的圆锥部、胀紧环、胀紧环压板及锁紧螺丝相互配合并固定半成品柔轮的中心孔，工作时，冲压机驱动上模组件下移，整形上模的整形内齿轮孔对半成品柔轮的外齿轮部轮廓进行整形。综合上述情况可知，本发明通过通用的机床设备即可完成柔轮加工，即本发明能够有效地减轻生产厂家的经济负担，且能够有效地保证柔轮的加工精度。
附图说明
下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为谐波减速器柔轮的结构示意图。
图2为本发明的冲压整形模具的结构示意图。
图3为本发明的冲压整形模具的剖面示意图。
图4为本发明的冲压整形模具的胀紧环的结构示意图。
图5为本发明的冲压整形模具的定位柱的结构示意图。
图6为本发明的冲压整形模具的整形上模的结构示意图。
在图1至图6中包括有：
1——柔轮                 11——固定部
12——外齿轮部            2——冲压整形模具
3——上模组件             31——上模座
32——上垫板              33——上固定板
4——下模组件             41——下模座
42——下垫板              43——下固定板
5——整形上模             51——整形内齿轮孔
6——柔轮夹持固定组件     61——定位柱
611——圆锥部             62——压板
63——胀紧环              631——内圆锥孔
64——胀紧环压板        65——锁紧螺丝
66——定位垫。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
一种谐波减速器柔轮的加工方法，包括有以下工艺步骤，具体为：
a、裁切棒料进行下料；
b、将棒料加热至800℃-1150℃，并通过锻模对棒料进行锻造整形加工；
c、将经过锻造整形加工后的柔轮毛坯进行正火热处理，正火温度为900℃-920℃并保温3小时，保温后柔轮毛坯随炉进行空冷至室温；
d、将经过正火热处理后的柔轮毛坯放置于旋压机进行旋压处理；
e、将经过旋压处理后的柔轮毛坯通过CNC车床进行车削加工；
f、将经过车削加工后的柔轮毛坯通过CNC铣床进行插齿加工，CNC铣床加工出柔轮的外齿轮部轮廓；
g、将经过CNC铣床插齿加工后的柔轮半成品通过冲压整形模具2对外齿轮部轮廓进行整形加工，冲压整形模具2安装于吨位大于100t的冲压机上；其中，如图2至图6所示，冲压整形模具2包括有上模组件3以及装设于上模组件3下方的下模组件4，上模组件3包括有从上至下依次层叠布置的上模座31、上垫板32以及上固定板33，下模组件4包括有从下至上依次层叠布置的下模座41、下垫板42以及下固定板43，上固定板33的下表面螺装有整形上模5，整形上模5的芯部开设有与成品柔轮的外齿轮部相匹配的整形内齿轮孔51，下固定板43于整形上模5的正下方装设有柔轮夹持固定组件6，柔轮夹持固定组件6包括有螺装固定于下固定板43且与整形内齿轮孔51同轴布置的定位柱61，定位柱61的上端部延伸至下固定板43的上方，下固定板43的上表面装设有套装于定位柱61外围且用于卡持固定柔轮固定部的压板62，定位柱61的上端部设置有圆锥部611，圆锥部611的上端部直径较下端部直径小，定位柱61的圆锥部611套装有胀紧环63，胀紧环63设置有与圆锥部611的外周壁相适配的内圆锥孔631，定位柱61的圆锥部611上方通过锁紧螺丝65螺装有胀紧环压板64，胀紧环压板64与胀紧环63的上表面抵接。
进一步的，为便于经过步骤f后的柔轮半成品放置于下固定板43，本发明的冲压整形模具2于下固定板43的上表面螺装有定位垫66，定位垫66套装于定位柱61的外围；其中，定位垫66用于对柔轮半成品的固定部进行定位。
下面结合具体的动作过程来对步骤g中冲压整形模具2进行详细的说明，具体为：将半成品柔轮的固定部放置于下固定板43的上表面，将压板62套入于定位柱61并通过螺丝固定，压板62压持固定半成品柔轮的固定，此时，定位柱61的圆锥部611伸入于半成品柔轮的中心孔内；将胀紧环63从上往下套装于定位柱61的圆锥部611，胀紧环63内圆锥孔631的周壁与定位柱61圆锥部611的圆锥面配合，盖上胀紧环压板64并旋紧锁紧螺丝65，在锁紧螺丝65逐渐旋紧的过程中，胀紧环压板64顶推胀紧环63逐渐往下移动且逐渐膨胀，当锁紧螺丝65旋紧时，胀紧环63的外周壁支撑固定半成品柔轮的中心孔周壁并对半成品柔轮进行准确定位；冲压机驱动上模组件3下移，并通过整形上模5的整形内齿轮孔51对半成品柔轮的外齿轮部轮廓进行整形，柔轮加工完成。
需进一步解释，步骤b的锻造整形加工的目的在于：通过锻打增加柔轮毛坯的质密并消除冶炼原材料的一些缺陷，且捋顺金属纤维并减小机械加工量以及降低材料消耗；步骤c的正火热处理的目的在于：改善切削性能。
综合上述情况可知，本发明通过通用的机床设备即可完成柔轮加工，即本发明能够有效地减轻生产厂家的经济负担，且能够有效地保证柔轮的加工精度。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种谐波减速器柔轮的加工方法，其特征在于，包括有以下工艺步骤，具体为：
a、裁切棒料进行下料；
b、将棒料加热至800℃-1150℃，并通过锻模对棒料进行锻造整形加工；
c、将经过锻造整形加工后的柔轮毛坯进行正火热处理，正火温度为900℃-920℃并保温3小时，保温后柔轮毛坯随炉进行空冷至室温；
d、将经过正火热处理后的柔轮毛坯放置于旋压机进行旋压处理；
e、将经过旋压处理后的柔轮毛坯通过CNC车床进行车削加工；
f、将经过车削加工后的柔轮毛坯通过CNC铣床进行插齿加工，CNC铣床加工出柔轮的外齿轮部轮廓；
g、将经过CNC铣床插齿加工后的柔轮半成品通过冲压整形模具(2)对外齿轮部轮廓进行整形加工，冲压整形模具(2)安装于吨位大于100t的冲压机上；其中，冲压整形模具(2)包括有上模组件(3)以及装设于上模组件(3)下方的下模组件(4)，上模组件(3)包括有从上至下依次层叠布置的上模座(31)、上垫板(32)以及上固定板(33)，下模组件(4)包括有从下至上依次层叠布置的下模座(41)、下垫板(42)以及下固定板(43)，上固定板(33)的下表面螺装有整形上模(5)，整形上模(5)的芯部开设有与成品柔轮的外齿轮部相匹配的整形内齿轮孔(51)，下固定板(43)于整形上模(5)的正下方装设有柔轮夹持固定组件(6)，柔轮夹持固定组件(6)包括有螺装固定于下固定板(43)且与整形内齿轮孔(51)同轴布置的定位柱(61)，定位柱(61)的上端部延伸至下固定板(43)的上方，下固定板(43)的上表面装设有套装于定位柱(61)外围且用于卡持固定柔轮固定部的压板(62)，定位柱(61)的上端部设置有圆锥部(611)，圆锥部(611)的上端部直径较下端部直径小，定位柱(61)的圆锥部(611)套装有胀紧环(63)，胀紧环(63)设置有与圆锥部(611)的外周壁相适配的内圆锥孔(631)，定位柱(61)的圆锥部(611)上方通过锁紧螺丝(65)螺装有胀紧环压板(64)，胀紧环压板(64)与胀紧环(63)的上表面抵接。
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器柔轮的加工方法，其特征在于：所述冲压整形模具(2)于所述下固定板(43)的上表面螺装有定位垫(66)，定位垫(66)套装于所述定位柱(61)的外围。
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