CN106640930A - 一种减速机用高精密曲柄轴及其加工方法 - Google Patents

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杨加华
徐尊善
叶健
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明公开了一种减速机用高精密曲柄轴及其加工方法，高精密曲柄轴包括曲柄轴本体，所述曲柄轴本体为圆柱体，所述曲柄轴本体上设置有至少两个相位差为180°的偏心轮（2），所述曲柄轴本体的两端部均设置有作为花键（4）和所述偏心轮（2）定位基准的精密顶尖孔（3），加工好的所述花键（4）位于所述曲柄轴本体的端部，加工好的至少两所述偏心轮（2）位于所述曲柄轴本体的中部，所述偏心轮（2）的两端均设置有环形的让位槽（5）。本发明结构简单，零部件大大减少，易于控制，成本低，使用寿命长，曲柄轴精度统一度可达到0.003mm以内，足够满足机器人RV减速器高精度要求。

Description

一种减速机用高精密曲柄轴及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种减速机用高精密曲柄轴及其加工方法，属于机械技术领域。
背景技术
目前的减速机用曲柄轴，尤其是机器人RV减速器上用的曲柄轴，对传动精密度要求极高，目前的RV减速器上用的曲柄轴结构复杂，零部件繁多，制造成本高，故障率高，并且曲柄轴精度统一度最高仅可达到0.006mm以内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，零部件大大减少，易于控制，成本低，使用寿命长，曲柄轴精度统一度可达到0.003mm以内，足够满足机器人RV 减速器高精度要求的减速机用高精密曲柄轴及其加工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种减速机用高精密曲柄轴，包括曲柄轴本体，所述曲柄轴本体为圆柱体，所述曲柄轴本体上设置有至少两个相位差为180°的偏心轮，所述曲柄轴本体的两端部均设置有作为花键和所述偏心轮定位基准的精密顶尖孔，加工好的所述花键位于所述曲柄轴本体的端部，加工好的至少两所述偏心轮位于所述曲柄轴本体的中部，所述偏心轮的两端均设置有环形的让位槽。
两个相位差为180°的所述偏心轮为一组，所述组数为1~2组。
所述让位槽的横截面为内凹弧形。
所述偏心轮与曲柄轴本体的轴线垂直度、同心度以及其本身圆柱度的公差均在0.002mm以内。
若干所述偏心轮之间的设计尺寸精度0.002mm以内，表面光洁度在Ra0.4以内；所述尺寸包括内径、外径、长度、厚度、圆度。
所述偏心轮与花键的位置度公差在0.01mm以内。
一种减速机用高精密曲柄轴的加工方法，包括以下步骤：
S01，首先进行曲柄轴图面设计并且设计曲柄轴的胚件图；
S02，制作曲柄轴胚件，所述曲柄轴胚件包括曲柄轴本体胚件和配件胚件，所述配件胚件包括花键胚件和偏心轮胚件，在所述曲柄轴本体胚件的两端面上分别钻顶尖孔；
S03，将上述曲柄轴胚件进行真空热处理；
S04，将曲柄轴本体胚件的顶尖孔在顶尖孔研磨机中进行顶尖孔研磨，得精密顶尖孔；
S05，以精密顶尖孔为定位基准，一次性装夹进行花键胚件和偏心轮胚件研磨加工，并且安装时使两个偏心轮的相位差为180°；
S06，使用车床进行让位槽的加工并且切断和倒角。
所述曲柄轴胚件为2或3件连做加工。
RV传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，日益受到国内外的广泛关注。由于机器人RV减速器的运动精度要求非常高，因此要求曲柄轴的制造精度和装配精度也就非常高，曲柄轴上设有两个偏心轮，两偏心轮的相位差为180°，要求曲柄轴与齿轮之间的相对位置精度至少要两件一组或者三件一组，即每个RV减速器上要装配两件或三件曲柄轴，每个RV减速器上的若干曲柄轴之间要求精度要统一在0.01mm以内，此高精度的统一为目前现有技术亟待解决的技术问题，而本申请可以将曲柄轴精度统一度做到0.003mm以内，可满足极其精密的机器人RV 减速器的要求。
本发明解决了曲柄轴精度统一度要求，能保证两组或者三组曲柄轴的精度一致性，具体加工方法如下：首先在设计曲柄轴胚件并且配件胚件必须两件或者三件连做加工，连做好胚件进行真空热处理，提高产品的使用性能，通过顶尖孔磨床进行顶尖孔研磨，后续通过顶尖孔一次装夹研磨曲柄部分和花键部分，来保证相当加工精度和位置度，并使两个偏心轮的相位差为180°，最后加工让位槽并且切断来保证各组工件完全一致。本发明减小了加工误差和装配误差，所有曲柄轴精度统一度可达到0.003mm以内，足够满足机器人RV减速器高精度要求，提高曲柄轴产品使用性能及降低不良产品，并且成本相对很低。
附图说明
图1为本发明偏心轮为1组时的结构示意图；
图2为本发明偏心轮为2组时的毛坯示意图；
图3为图1的尺寸图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1~图3所示，一种减速机用高精密曲柄轴，包括曲柄轴本体，所述曲柄轴本体为圆柱体，所述曲柄轴本体上设置有至少两个相位差为180°的偏心轮2，所述曲柄轴本体的两端部均设置有作为花键4和所述偏心轮2定位基准的精密顶尖孔3，加工好的所述花键4位于所述曲柄轴本体的端部，加工好的至少两所述偏心轮2位于所述曲柄轴本体的中部，所述偏心轮2的两端均设置有环形的让位槽5。
两个相位差为180°的所述偏心轮2为一组，所述组数为1组或2组。
所述让位槽5的横截面为内凹弧形。
所述偏心轮2与曲柄轴本体的轴线垂直度、同心度以及其本身圆柱度的公差均在0.002mm以内。
若干所述偏心轮2之间的设计尺寸精度0.002mm以内，表面光洁度在Ra0.4以内；所述尺寸包括内径、外径、长度、厚度、圆度。
所述偏心轮2与花键4的位置度公差在0.01mm以内。位置度是指花键4和偏心轴2之间的距离，为设计时确定的理论定值。并且两组或者三组曲柄轴本体上的花键4和偏心轴2之间的位置度统一。
一种减速机用高精密曲柄轴的加工方法，包括以下步骤：
S01，首先进行曲柄轴图面设计并且设计曲柄轴的胚件图；在曲柄轴的两端面设计精密顶尖孔；并且对于偏心轮2轴距进行设定，花键4齿形设计来确定其在减速机位置； S02，制作曲柄轴胚件，所述曲柄轴胚件包括曲柄轴本体胚件和配件胚件，所述配件胚件包括花键胚件和偏心轮胚件，两或三组曲柄轴胚件通过铸件完成偏心加工胚料，在所述曲柄轴本体胚件的两端面上分别钻顶尖孔；
S03，将上述曲柄轴胚件进行真空热处理；
S04，将曲柄轴本体胚件的顶尖孔在顶尖孔研磨机中进行顶尖孔研磨，得精密顶尖孔3；
S05，以两精密顶尖孔3为定位基准，一次性装夹并采用双顶方式进行花键胚件和偏心轮胚件的一次性研磨加工，并且安装时使两个偏心轮2的相位差为180°，且偏心轮2相对于定位基准的偏心距离均控制在±0.002mm之内；
S06，使用车床进行偏心轮2的让位槽5的加工并且切断和倒角。
所述曲柄轴胚件为2或3件连做加工。
本发明采用通过胚件连做两支或者三支来保证两组或三组曲柄轴的一致性，并且最后采用切断的方法，从而保证若干曲柄轴之间的精度高度统一。让位槽5的设置，使切断的偏心轮2之间保持一定距离，避免两偏心轮2在高速旋转过程中导致的摩擦。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：包括曲柄轴本体，所述曲柄轴本体为圆柱体，所述曲柄轴本体上设置有至少两个相位差为180°的偏心轮（2），所述曲柄轴本体的两端部均设置有作为花键（4）和所述偏心轮（2）定位基准的精密顶尖孔（3），加工好的所述花键（4）位于所述曲柄轴本体的端部，加工好的至少两所述偏心轮（2）位于所述曲柄轴本体的中部，所述偏心轮（2）的两端均设置有环形的让位槽（5）。
2.根据权利要求1所述的一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：两个相位差为180°的所述偏心轮（2）为一组，所述组数为1~2组。
3.根据权利要求1所述的一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：所述让位槽（5）的横截面为内凹弧形。
4.根据权利要求1所述的一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：所述偏心轮（2）与曲柄轴本体的轴线垂直度、同心度以及其本身圆柱度的公差均在0.002mm以内。
5.根据权利要求1所述的一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：若干所述偏心轮（2）之间的设计尺寸精度0.002mm以内，表面光洁度在Ra0.4以内；所述尺寸包括内径、外径、长度、厚度、圆度。
6.根据权利要求1所述的一种减速机用高精密曲柄轴，其特征在于：所述偏心轮（2）与花键（4）的位置度公差在0.01mm以内。
7.根据权利要求1~6任一项所述的一种减速机用高精密曲柄轴的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，首先进行曲柄轴图面设计并且设计曲柄轴的胚件图；
S02，制作曲柄轴胚件，所述曲柄轴胚件包括曲柄轴本体胚件和配件胚件，所述配件胚件包括花键胚件和偏心轮胚件，在所述曲柄轴本体胚件的两端面上分别钻顶尖孔；
S03，将上述曲柄轴胚件进行真空热处理；
S04，将曲柄轴本体胚件的顶尖孔在顶尖孔研磨机中进行顶尖孔研磨，得精密顶尖孔（3）；
S05，以精密顶尖孔（3）为定位基准，一次性装夹进行花键胚件和偏心轮胚件研磨加工，并且安装时使两个偏心轮（2）的相位差为180°；
S06，使用车床进行让位槽（5）的加工并且切断和倒角。
8.根据权利要求6所述的一种减速机用高精密曲柄轴的加工方法，其特征在于：所述曲柄轴胚件为2或3件连做加工。
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