CN109605218A - 一种rv减速机双凸轮轴精加工夹具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种RV减速机双凸轮轴精加工夹具，包括三爪卡盘，所述三爪卡盘包括夹具底座、可同步移动地设置在所述夹具底座上的三个卡爪，至少一个卡爪内沿夹具底座的径向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺纹配合的定位销。本发明还公开了一种RV减速机双凸轮轴精加工方法。本发明采用设计的三软爪—定位销夹具安装在卡盘上，通过定位销与双凸轮轴花键槽的配合实现对齿定位操作，加工后的RV减速机双凸轮轴提高了负载的均匀性和转动的稳定性，尺寸精度高，表面粗糙度低，显著提高了双凸轮轴的加工效率和降低双凸轮轴的加工成本。

Description

一种RV减速机双凸轮轴精加工夹具及方法
技术领域
本发明属于凸轮轴夹具设计领域，特别是涉及一种双凸轮轴高效简便的精加工方法及夹具。
背景技术
近年来，随着工业机器人的高速发展，工业机器人用高精密RV减速器的需求量显著增加，几乎重载机器人的所有关节都需要使用RV减速器。RV减速器作为工业机器人的关节减速器，对工业机器人的传动精度、承载能力和制造成本等具有重大影响。RV减速器比机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，并且回差精度稳定，而谐波减速器，运动精度将会随着使用时间的增长而显著降低。故平均而言，每台机器人平均使用3-5台RV减速器，2013年世界机器人销量15.8万台，需要使用减速器约90万台。
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。国家科技部启动了工业机器人基础零部件的关键技术研究项目，促使了越来越多的国内高校和企业开展对RV减速器的研究，研究内容包括RV减速器传动特性分析，核心零部件制造，传动精度分析，摆线轮齿廓修形，误差建模等方面。2016年中国工业机器人销售额占全球市场的74%，机器人销量为8.7万台，需要使用RV减速器约39万台，自2016年中国成为了世界最大的工业机器人使用国。
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。
RV减速器的双凸轮轴为其最为核心的零部件之一，它是一级行星减速与二级摆线减速之间的桥梁，对于RV的双凸轮轴，在结构上有两处对齿定位设计，对加工偏心距，对称度等精度要求高。双凸轮轴是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双凸轮轴进行加工，其加工成本高，效率低，大大增加了减速器的制造成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，而设计一种适用于坐标磨等加工中心的双凸轮轴专用夹具，提供一种便捷高效、高精度的一种双凸轮轴加工方法。
本发明采用如下技术方案实现：
一种RV减速机双凸轮轴精加工夹具，包括三爪卡盘，所述三爪卡盘包括夹具底座、可同步移动地设置在所述夹具底座上的三个卡爪，至少一个卡爪内沿夹具底座的径向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺纹配合的定位销。
本方案的夹具可同时实现RV减速机双凸轮轴的夹紧、对齿定位；其中定位销与双凸轮轴花键槽的配合可实现对齿定位操作，最终实现了双凸轮轴高精度低成本加工。
进一步地，三个所述卡爪与工件接触的前端圆弧面为同心圆弧。
进一步地，所述卡爪的材料为45号钢、20CrMn或20CrV。
一种采用如所述夹具的RV减速机双凸轮轴精加工方法，包括步骤：
对待加工的双凸轮轴的凸轮远程点所对应的花键齿顶做打点标记；
将待加工的双凸轮轴靠近花键一端的轴垂直放入卡爪并夹紧，放入过程中旋入定位销使定位销前端与特定的花键齿槽对应配合，所述的花键齿槽与双凸轮轴的标记位置相位相差90°；
将夹紧对齿定位后的双凸轮轴进行精加工工艺，通过一定直径的砂轮先磨上面凸轮的外圆面，保证一定的偏心量和圆度后继续磨下面凸轮的外圆面，最终实现双凸轮轴的加工。
进一步地，进行精加工工艺时，采用具有打磨功能的加工中心。
进一步地，进行精加工工艺时，通过在坐标磨上用一定直径的砂轮对双凸轮外圆面进行精磨，直至达到技术要求。
进一步地，将待加工的双凸轮轴靠近花键一端的轴垂直放入卡爪并夹紧之前还包括步骤：
在三个所述卡爪中间垂直放置工装心轴，所述工装心轴与卡爪前端圆弧面点面接触，接着用定位销锁紧后实现坐标磨对三个卡爪前端面圆弧面的加工，加工后测其内孔端面跳动度，保证三个卡爪前端面圆弧面的圆度以及与双凸轮轴的同轴度。
本发明相对于现有的RV减速机双凸轮轴加工技术，优点表现在：
采用设计的三软爪—定位销的夹具安装在坐标磨等加工中心上，通过定位销与双凸轮轴花键槽的配合简便实现对齿定位操作，这样的设计配合对齿定位的渐开线齿轮可以保证双摆线齿轮在受力时产生的啮合力是双侧180°是分布的。加工后的RV减速机双凸轮轴提高了负载的均匀性和转动的稳定性，尺寸精度高，表面粗糙度低，显著提高了双凸轮轴的加工效率和降低双凸轮轴的加工成本。本发明能够有效解决凸轮轴现有技术生产工艺负债，成本高，效率低，加工精度低等问题，是一种简单，实用有效的双凸轮轴加工方法。
附图说明
图1是本发明夹具装配图。
图2是本发明油膜润滑挤压的摆线齿轮结构示意图。
图3是本发明加工完成后的凸轮轴结构示意图。
图中，1为夹具底座，2为卡爪，3为定位销，4为待加工凸轮轴，4-1为花键齿槽。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施。给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
实施例一
如图1所示，一种RV减速机双凸轮轴精加工夹具，包括三爪卡盘，所述三爪卡盘包括夹具底座1、可同步移动地设置在所述夹具底座1上的三个卡爪2，至少一个卡爪2内沿夹具底座1的径向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺纹配合的定位销3。
本实施例的夹具可通过施加预紧力同时实现RV减速机双凸轮轴的夹紧、对齿定位；其中定位销3与双凸轮轴花键槽的配合可实现对齿定位操作，所述的定位销3与卡爪2的螺纹孔配合，通过定位销3与双凸轮轴花键槽的配合实现了双凸轮的远程点需成180°分布并且正对着凸轮轴末端花键的齿顶的精密对齿要求，最终实现双凸轮轴高精度低成本加工。
本实施例中，三个所述卡爪2与工件接触的前端圆弧面为同心圆弧且达到圆度要求，使圆弧面与凸轮轴末端花键轴完全配合，保证了双凸轮轴4夹紧之后的垂直度。所述卡爪2的材料为45号钢，具有较高的强度和较好的切削加工性。
实施例二
一种采用如所述夹具的RV减速机双凸轮轴精加工方法，包括步骤：
（1）对待加工的双凸轮轴4的凸轮远程点所对应的花键齿顶做打点标记，如图图2中的黑点；
（2）在三个所述卡爪2中间垂直放置工装心轴，所述工装心轴与卡爪2前端圆弧面点面接触，接着用定位销3锁紧后实现坐标磨对三个卡爪2前端面圆弧面的加工，加工后测其内孔端面跳动度，保证三个卡爪2前端面圆弧面的圆度以及与双凸轮轴4的同轴度。
（3）将待加工的双凸轮轴4靠近花键一端的轴垂直放入卡爪2并夹紧，放入过程中旋入定位销3使定位销3前端与特定的花键齿槽4-1对应配合，所述的花键齿槽4-1与双凸轮轴的标记位置相位相差90°，保证双凸轮的远程点成180°分布，即两个凸轮轴的偏心方向完全对称，双凸轮的远程点正对着凸轮轴末端花键的齿顶（如图2所示）；所述的双凸轮轴的对齿要求包括两点：一点是双凸轮的远程点必须成180°分布，即两个凸轮轴的偏心方向必须完全对称，另一点是双凸轮的远程点必须正对着凸轮轴末端花键的齿顶。
（4）将夹紧对齿定位后的双凸轮轴4进行精加工工艺，通过一定直径的砂轮先磨上面凸轮的外圆面，保证一定的偏心量和圆度后继续磨下面凸轮的外圆面，最终实现双凸轮轴的加工，加工完成后的凸轮轴结构示意图如图3所示，加工时，仅需要具有打磨功能的加工中心即可，无需特定的高精度磨床，大大降低加工成本，同时还能保证加工精度。
本实施例中，进行精加工工艺时，采用具有打磨功能的加工中心，具体如通过在坐标磨上用一定直径的砂轮对双凸轮外圆面进行精磨，直至达到技术要求。
本实施例采用设计的三软爪—定位销夹具安装在卡盘上，通过定位销与双凸轮轴花键槽的配合实现对齿定位操作，加工时，仅需要具有打磨功能的加工中心即可，无需特定的高精度磨床，大大降低加工成本，同时还能保证加工精度。加工后的RV减速机双凸轮轴提高了负载的均匀性和转动的稳定性，尺寸精度高，表面粗糙度低，显著提高了双凸轮轴的加工效率和降低双凸轮轴的加工成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替代;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术所述的精神范围。

Claims (7)

1.一种RV减速机双凸轮轴精加工夹具，包括三爪卡盘，所述三爪卡盘包括夹具底座1、可同步移动地设置在所述夹具底座1上的三个卡爪(2)，其特征在于：至少一个卡爪(2)内沿夹具底座1的径向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺纹配合的定位销(3)。
2.根据权利要求1所述的所述RV减速机双凸轮轴精加工夹具，其特征在于：三个所述卡爪(2)与工件接触的前端圆弧面为同心圆弧。
3.根据权利要求1所述的所述RV减速机双凸轮轴精加工夹具，其特征在于：所述卡爪(2)的材料为45号钢、20CrMn或20CrV。
4.一种采用如权利要求1至3中任一项所述夹具的RV减速机双凸轮轴精加工方法，其特征在于，包括步骤：
对待加工的双凸轮轴(4)的凸轮远程点所对应的花键齿顶做打点标记；
将待加工的双凸轮轴(4)靠近花键一端的轴垂直放入卡爪(2)并夹紧，放入过程中旋入定位销(3)使定位销(3)前端与特定的花键齿槽(4-1)对应配合，所述的花键齿槽(4-1)与双凸轮轴的标记位置相位相差90°；
将夹紧对齿定位后的双凸轮轴4进行精加工工艺，通过一定直径的砂轮先磨上面凸轮的外圆面，保证一定的偏心量和圆度后继续磨下面凸轮的外圆面，最终实现双凸轮轴(4)的加工。
5.根据权利要求4所述的RV减速机双凸轮轴精加工方法，其特征在于，进行精加工工艺时，采用具有打磨功能的加工中心。
6.根据权利要求5所述的RV减速机双凸轮轴精加工方法，其特征在于，进行精加工工艺时，通过在坐标磨上用一定直径的砂轮对双凸轮外圆面进行精磨，直至达到技术要求。
7.根据权利要求4所述的RV减速机双凸轮轴精加工方法，其特征在于，
将待加工的双凸轮轴(4)靠近花键一端的轴垂直放入卡爪(2)并夹紧之前还包括步骤：
在三个所述卡爪(2)中间垂直放置工装心轴，所述工装心轴与卡爪2)前端圆弧面点面接触，接着用定位销(3)锁紧后实现坐标磨对三个卡爪(2)前端面圆弧面的加工，加工后测其内孔端面跳动度，保证三个卡爪(2)前端面圆弧面的圆度以及与双凸轮轴(4)的同轴度。
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