CN105710758A - 一种摆线轮精密抛光装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摆线轮精密抛光装置及方法，包括磨料筒、分别固设在磨料筒两端的支撑盘；磨料筒内设有一中心杆，中心杆的两端分别固设在磨料筒两端的支撑盘上，待抛光的摆线轮通过中心杆固设于磨料筒内；在磨料筒内圆周表面加工有与摆线轮的摆线类型和数量一致的摆线；磨料筒的内圆周表面与摆线轮的外圆周表面之间具有间隙，该间隙形成磨料腔，当磨料流由磨料筒的一端流入磨料腔，另一端流出磨料腔时，通过流动的磨料流摩擦摆线轮的齿面，实现摆线轮的抛光。本装置及方法技术手段简便易行，装置拆卸、组装方便快捷，有效解决了现有摆线齿轮加工成本高，精密度差，效率较低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及精密加工技术领域，尤其涉及一种摆线轮精密抛光装置及方法。
背景技术
发展机器人产业，对于促进传统产业转型升级，实现创新驱动发展，意义深远。数据显示，过去5年，中国机器人市场以年均36％的速度增长，去年中国市场的工业机器人销量猛增54％，达到5.6万台，成为全球最大的工业机器人需求国。工业机器人的研发、制造与应用是衡量一个国家科技创新和高端制造实力与水平的重要标志，而精密减速器是工业机器人中最关键的功能部件，是机器人产业链至关重要的应用环节，也是目前制约我国机器人产业发展的瓶颈之一。其成本约占整个机器人制造成本的30％～40％，高成本的精密减速器进一步制约了机器人的发展。摆线轮是RV减速器关键零件，其加工精度直接影响RV减速器的传动精度。而目前企业主要采用高精度磨床对摆线齿轮进行精加工，其加工成本高，效率低，大大增加了减速器的制造成本。
磨料流加工技术是一种用于复杂曲面高效、精密光整加工方法。它是以磨料流为介质在压力作用下流过工件所需加工的表面，产生研磨去除作用，并能够控制工件的材料去除率，以减少工件表面的波纹度和粗糙度，达到精密加工的效果。采用磨料流工艺对摆线轮等零件表面进行抛光是一种很好的工艺方法，但是目前现行的磨料流工艺主要针对诸如管道等异形内腔类零件表面抛光，没有专门针对像摆线轮等零件外表面抛光的磨料流加工装置。而且现有的磨料流加工装置没有对磨料流进行冷却，这会导致磨料流在往复加工过程中由于温度的升高而引起磨料流黏度下降(变稀)，进而影响零件的加工效率及加工精度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种成本低、效率高的摆线轮精密抛光装置及方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种摆线轮精密抛光装置，包括磨料筒1、分别固设在磨料筒1两端的支撑盘2；磨料筒1内设有一中心杆5，中心杆5的两端分别固设在磨料筒1两端的支撑盘2上，待抛光的摆线轮9通过中心杆5固设于磨料筒1内；
所述磨料筒1内圆周表面加工有与摆线轮9的摆线类型和数量一致的摆线；
所述磨料筒1的内圆周表面与摆线轮9的外圆周表面之间具有间隙，该间隙形成磨料腔10，当磨料流由磨料筒1的一端流入磨料腔10，另一端流出磨料腔10时，通过流动的磨料流摩擦摆线轮9的齿面，实现摆线轮9的抛光。
磨料筒1的外圆周表面增设有一冷却水腔7，冷却水腔7具有一进水口6和出水口8；出水口8连接冷却水箱，进水口6连接水泵；水泵将冷却水箱内的冷却水抽至冷却水腔7后，再通过出水口8回流至冷却水箱。
磨料筒1内圆周表面摆线的齿顶1-2对应于摆线轮9的摆线轮齿底9-1，且二者的间隙相等；磨料筒1内圆周表面摆线的齿底1-1对应于摆线轮9的摆线轮齿顶9-2，且二者的间隙相等。
磨料筒1、中心杆5和摆线轮9的轴线同轴。
支撑盘2通过螺钉与磨料筒1紧密结合；中心杆5通过紧定件4与支撑盘2固定；摆线轮9通过法兰盘螺母3锁紧在中心杆5上。
摆线轮精密抛光装置还包括一个磨料流循环机构及其控制系统；
该磨料流循环机构包括依次安装在磨料筒1一端的磨料缸一和液压缸一，以及依次安装在磨料筒1另一端的磨料缸二和液压缸二；磨料缸一和磨料缸二与磨料腔10的接口处密封连接；
控制系统分别控制液压缸一和液压缸二的活塞杆伸出或缩进动作，当液压缸一的活塞杆推动磨料缸一的活塞杆时，磨料缸二的活塞杆伸出，液压缸二的活塞杆缩进。
一种摆线轮精密抛光方法如下：
控制系统驱动液压缸一的活塞杆伸出运动，并推动磨料缸一的活塞杆运动，磨料缸一内的磨料快速流经磨料腔10并被挤压至磨料缸二内；与此同时，控制系统停止液压缸一的运动，进而驱动液压缸二的活塞杆作伸出运动，并推动磨料缸二的活塞杆，此时磨料缸二内的磨料快速流经磨料腔10并被挤压至磨料缸二内；如此循环，磨料在磨料腔10内往复高速流动，不断冲刷、研磨摆线轮9的齿面，进而实现对摆线轮齿面的抛光。
在摆线轮齿面的抛光过程中，还包括一个磨料冷却步骤：启动水泵，冷却水箱内的冷却水通过进水口6进入冷却水腔7内，对磨料筒1进行冷却后，再由出水口8回流至冷却水箱内；冷却水在冷却水腔7内反复循环，进而通过磨料筒1对磨料腔10内的磨料进行循环冷却。
本发明相对于现有的摆线齿轮精密加工技术，具有如下的优点及效果：
本发明将磨料筒内表面设计成摆线形状，使摆线轮的齿顶和齿底与磨料筒内表面摆线相对应的齿底和齿顶之间的间隙相等，可以有效地防止磨料流抛光过程中由于不同间隙而引起的过抛及抛光不均匀，而造成摆线轮精度低等缺陷。
本发明对磨料筒进行循环水冷却设计，可以防止磨料流在往复加工过程中温度的升高而导致磨料流黏度下降(变稀)，提高了摆线轮的加工效率及加工精度。
本发明通过与磨料流循环机构及其控制系统相结合，并通过控制系统控制磨料在磨料腔内往复高速、高压流动，使磨料流对摆线齿轮的齿面进行高精度反复研磨处理。本发明尤其适用摆线轮等精密零件以及异形曲面的光整加工，而且根据具体要求，可一次性加工多个摆线轮，相对于使用高精度磨床对摆线齿轮进行磨齿加工，可以显著降低其加工成本和提高其加工效率。
本发明采用简便易行的技术手段，拆卸、组装方便快捷，有效解决了现有摆线齿轮加工成本高，精密度差，效率较低等问题。
附图说明
图1是本发明摆线轮精密抛光装置的纵剖面结构示意图。
图2是本发明摆线轮精密抛光装置的立体结构示意图。
图3是图1横剖面结构示意图；图中h是磨料筒内圆周表面摆线的齿底1-1与摆线轮齿顶9-2的对应位置及间隙；h1是磨料筒内圆周表面摆线的齿顶1-2与摆线轮齿底9-1的对应位置及间隙。
图4是磨料流循环机构及其控制系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明公开了一种摆线轮精密抛光装置，包括磨料筒1、分别固设在磨料筒1两端的支撑盘2；磨料筒1内设有一中心杆5，中心杆5的两端分别固设在磨料筒1两端的支撑盘2上，待抛光的摆线轮9通过中心杆5固设于磨料筒1内；
所述磨料筒1内圆周表面加工有与摆线轮9的摆线类型(是指摆线的曲线形状)和数量(是指摆线的齿的个数)一致的摆线；
所述磨料筒1的内圆周表面与摆线轮9的外圆周表面之间具有间隙，该间隙形成磨料腔10，当(高速流动的)磨料流由磨料筒1的一端流入磨料腔10，另一端流出磨料腔10时，通过流动的磨料流摩擦摆线轮9的齿面，实现摆线轮9的抛光。
磨料筒1的外圆周表面增设有一冷却水腔7，冷却水腔7具有一进水口6和出水口8；出水口8连接冷却水箱，进水口6连接水泵；水泵将冷却水箱内的冷却水抽至冷却水腔7后，再通过出水口8回流至冷却水箱。
磨料筒1内圆周表面摆线的齿顶1-2(也称波峰)对应于摆线轮9的摆线轮齿底9-1(也称摆线轮波谷)，且二者的间隙相等；磨料筒1内圆周表面摆线的齿底1-1对应于摆线轮9的摆线轮齿顶9-2，且二者的间隙相等。
磨料筒1、中心杆5和摆线轮9的轴线同轴。
支撑盘2通过螺钉与磨料筒1紧密结合；中心杆5通过紧定件4与支撑盘2固定；摆线轮9通过法兰盘螺母3锁紧在中心杆5上。
摆线轮精密抛光装置还包括一个磨料流循环机构及其控制系统；该磨料流循环机构包括依次安装在磨料筒1一端的磨料缸一和液压缸一，以及依次安装在磨料筒1另一端的磨料缸二和液压缸二；磨料缸一和磨料缸二与磨料腔10的接口处密封连接；控制系统分别控制液压缸一和液压缸二的活塞杆伸出或缩进动作，当液压缸一的活塞杆推动磨料缸一的活塞杆时，磨料缸二的活塞杆伸出，液压缸二的活塞杆缩进。
本发明摆线轮精密抛光方法可通过如下步骤实现：
控制系统驱动液压缸一的活塞杆伸出运动，并推动磨料缸一的活塞杆运动，磨料缸一内的磨料快速流经磨料腔10并被挤压至磨料缸二内；与此同时，控制系统停止液压缸一的运动，进而驱动液压缸二的活塞杆作伸出运动，并推动磨料缸二的活塞杆，此时磨料缸二内的磨料快速流经磨料腔10并被挤压至磨料缸二内；如此循环，磨料在磨料腔10内往复高速流动，不断冲刷、研磨摆线轮9的齿面，进而实现对摆线轮齿面的抛光。
在摆线轮齿面的抛光过程中，还包括一个磨料冷却步骤：启动水泵，冷却水箱内的冷却水通过进水口6进入冷却水腔7内，对磨料筒1进行冷却后，再由出水口8回流至冷却水箱内；冷却水在冷却水腔7内反复循环，进而通过磨料筒1对磨料腔10内的磨料进行循环冷却，可以防止温度的升高而导致磨料流黏度下降(变稀)，保证摆线轮的加工效率及加工精度。根据实际的加工效果，当图3中所示h值设定为5mm时，既可方便摆线轮的装卸，又能保证摆线轮的加工效率及加工精度。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种摆线轮精密抛光装置，其特征在于，包括磨料筒(1)、分别固设在磨料筒(1)两端的支撑盘(2)；磨料筒(1)内设有一中心杆(5)，中心杆(5)的两端分别固设在磨料筒(1)两端的支撑盘(2)上，待抛光的摆线轮(9)通过中心杆(5)固设于磨料筒(1)内；
所述磨料筒(1)内圆周表面加工有与摆线轮(9)的摆线类型和数量一致的摆线；
所述磨料筒(1)的内圆周表面与摆线轮(9)的外圆周表面之间具有间隙，该间隙形成磨料腔(10)，当磨料流由磨料筒(1)的一端流入磨料腔(10)，另一端流出磨料腔(10)时，通过流动的磨料流摩擦摆线轮(9)的齿面，实现摆线轮(9)的抛光。
2.根据权利要求1所述摆线轮精密抛光装置，其特征在于，磨料筒(1)的外圆周表面增设有一冷却水腔(7)，冷却水腔(7)具有一进水口(6)和出水口(8)；出水口(8)连接冷却水箱，进水口(6)连接水泵；水泵将冷却水箱内的冷却水抽至冷却水腔(7)后，再通过出水口(8)回流至冷却水箱。
3.根据权利要求1所述摆线轮精密抛光装置，其特征在于，磨料筒(1)内圆周表面摆线的齿顶(1-2)对应于摆线轮(9)的摆线轮齿底(9-1)，且二者的间隙相等；
磨料筒(1)内圆周表面摆线的齿底(1-1)对应于摆线轮(9)的摆线轮齿顶(9-2)，且二者的间隙相等。
4.根据权利要求1至3中任一项所述摆线轮精密抛光装置，其特征在于，磨料筒(1)、中心杆(5)和摆线轮(9)的轴线同轴。
5.根据权利要求4所述摆线轮精密抛光装置，其特征在于，支撑盘(2)通过螺钉与磨料筒(1)紧密结合；中心杆(5)通过紧定件(4)与支撑盘(2)固定；摆线轮(9)通过法兰盘螺母(3)锁紧在中心杆(5)上。
6.根据权利要求4所述摆线轮精密抛光装置，其特征在于，摆线轮精密抛光装置还包括一个磨料流循环机构及其控制系统；
该磨料流循环机构包括依次安装在磨料筒(1)一端的磨料缸一和液压缸一，以及依次安装在磨料筒(1)另一端的磨料缸二和液压缸二；磨料缸一和磨料缸二与磨料腔(10)的接口处密封连接；
控制系统分别控制液压缸一和液压缸二的活塞杆伸出或缩进动作，当液压缸一的活塞杆推动磨料缸一的活塞杆时，磨料缸二的活塞杆伸出，液压缸二的活塞杆缩进。
7.一种摆线轮精密抛光方法，其特征在于采用权利要求1至6中任一项所述摆线轮精密抛光装置实现，具体抛光步骤如下：
控制系统驱动液压缸一的活塞杆伸出运动，并推动磨料缸一的活塞杆运动，磨料缸一内的磨料快速流经磨料腔(10)并被挤压至磨料缸二内；与此同时，控制系统停止液压缸一的运动，进而驱动液压缸二的活塞杆作伸出运动，并推动磨料缸二的活塞杆，此时磨料缸二内的磨料快速流经磨料腔(10)并被挤压至磨料缸二内；如此循环，磨料在磨料腔(10)内往复高速流动，不断冲刷、研磨摆线轮(9)的齿面，进而实现对摆线轮齿面的抛光。
8.根据权利要求7所述摆线轮精密抛光方法，其特征在于，在摆线轮齿面的抛光过程中，还包括一个磨料冷却步骤：
启动水泵，冷却水箱内的冷却水通过进水口(6)进入冷却水腔(7)内，对磨料筒(1)进行冷却后，再由出水口(8)回流至冷却水箱内；冷却水在冷却水腔(7)内反复循环，进而通过磨料筒(1)对磨料腔(10)内的磨料进行循环冷却。
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