CN111299983A - 一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法 - Google Patents

一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法 Download PDF

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吕振玉
常乐
韩研研
余正权
段昊昱
田洪超
朱立红
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Tianjin Qiling Electromechanical Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，步骤为：S1锻造圆柱棒料,制作毛坯件：S2正火热处理；S3车削制作齿坯，内孔、各外圆面及各端面留加工余量1‑1.5mm；S4进行去应力退火；S5半精加工，各留加工余量0.2mm；S6滚齿：以内孔为基准，滚制大齿轮，留单边0.15mm余量；S7插齿：以内孔和大齿轮为基准，插小齿轮，留单边0.15mm余量；S8进行渗氮淬火热处理；S9精加工，表面粗糙度控制在0.8微米以内；S10以内孔为基准，绗小齿轮达到6级以上精度；S11以内孔和小齿轮为基准，磨大齿轮达到6级以上。本方法加工出的双联齿轮精度高、保证了大小齿轮连接强度，实现了双联齿轮高精度相位差要求。

Description

一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法
技术领域
本发明属于机械零件加工技术领域，涉及齿轮加工方法，具体设计一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法。
背景技术
高精密行星摆线针轮减速器作为工业机器人四大核心技术之一，在工业机器人的生成成本中占有较大比重。机器人用行星摆线针轮减速器，具有体积小、刚性大、传动比大、静态回差小及动态传递精度高等特点，广泛应用于电子、航空航天、机器人等行业。双联齿轮(如图1所示)是高精密行星摆线针轮减速器的核心零件，其功用是按规定的速比传递运动和动力，两个齿轮精度要求6级以上，同时两个齿轮的形位公差及相位角达到微米级。在齿轮传动中，单齿圈齿轮的结构工艺性较好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联齿轮存在两齿圈齿轮，当其轮缘间的轴向距离较小时，小齿圈齿形的加工方法的选择就受到限制。
目前加工双联齿轮的工艺方法有两种：一种大齿轮采用滚齿，小齿轮采用插齿，最后进行渗碳淬火或渗氮淬火，大齿轮磨齿，小齿轮不加工，这种方法，小齿轮精度无法保证，同时大齿轮和小齿轮的两个相位角精度无法保证；另外一种方法，采用分体加工方法，大齿轮和小齿轮采用滚齿加工后，进行渗碳淬火或渗氮淬火，然后进行磨齿，最后进行组合装配，这种方法对装配精度要求极高，很难满足装配后两种齿轮的形位公差要求，同时大小齿轮的连接强度难以达到要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，该加工方法可实现双联齿轮的一体加工，采用该方法加工出的双联齿轮精度高、传动噪音小、可保证大小齿轮连接强度，可实现双联齿轮高精密相位差要求。
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：
一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，其特征在于：采用如下加工步骤：
S1锻造圆柱棒料,制作毛坯件：
S2将毛坯件进行正火热处理，去除材料的内应力，调整材料的硬度，使毛坯件硬度HRC在25-30之间；
S3采用车削方式粗加工制作齿坯：包括加工内孔、外圆及端面，在外圆上车削出大齿轮加工部和小齿轮加工部，内孔、各外圆面及各端面留加工余量1-1.5mm；
S4进行去应力退火；
S5半精加工：包括车内孔、各外圆面及各端面,各留加工余量0.2mm；
S6滚齿：以内孔为装夹基准，滚制大齿轮，留单边0.15mm余量；
S7插齿：以内孔为装夹基准、以大齿轮为找正基准，插小齿轮，留单边0.15mm余量；
S8进行渗氮淬火热处理：控制渗氮层在0.7mm-1.0mm之间，表面硬度HRC在58-62之间；
S9精加工：包括磨削内孔、各外圆面及各端面，表面粗糙度控制在0.8微米以内；
S10绗齿：以内孔为装夹基准，绗小齿轮达到6级以上精度；
S11磨齿：以内孔为装夹基准、以小齿轮为找正基准，磨大齿轮达到6级以上。
进一步的：S4中去应力退火的温度为840℃-870℃，保温时间2h。
本发明具有的优点和积极效果：
1、本加工方式实现了大小齿轮的一体加工，保证了大小齿轮的连接强度。
2、本加工方法对大齿轮先进行滚齿加工，渗氮淬火热处理后进行磨齿加工，保证了大齿轮的加工精度。
3、本加工方法对小齿轮先进行插齿机加，在渗氮淬火热处理后进行绗齿加工，保证了小齿轮的加工精度。
4、本方法中采用内孔和小齿轮齿廓为加工基准进行精磨大齿轮，有效保证了大齿轮和小齿轮的两个相位角高精密加工。
5、本方法有效保证大小齿轮本身的高精密加工，同时保证了两个齿轮的位置精度和相位精度，保证齿轮运行过程中运行平稳，传动效率高，传动精度高，传动噪音小。
附图说明
图1是本发明适用的双双联齿轮的结构示意图；
具体实施方式
下面结合图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，其发明点为：采用如下加工步骤：
S1锻造圆柱棒，制作毛坯件。毛坯件的外径比待加工双联齿轮的大齿轮的外径大单边4mm左右，毛坯件的长度比待加工的双联齿轮的长度大8mm左右。
S2将毛坯件进行正火热处理，去除材料的内应力，调整材料的硬度，使毛坯件硬度HRC在25-30之间。
S3采用车削方式粗加工制作齿坯：包括加工内孔、外圆及端面，去除大量坯料，在外圆上车削出大齿轮加工部和小齿轮加工部，内孔、各外圆面及各端面留加工余量1—1.5mm。
S4进行去应力退火：去应力退火的温度优选为840℃-870℃，保温时间优选为2h。
S5半精加工：包括车内孔、各外圆面及各端面,各留加工余量0.2mm。
S6滚齿：以内孔3为装夹基准，滚制大齿轮1，留单边0.15mm余量。
S7插齿：以内孔为装夹基准、以大齿轮为找正基准，插小齿轮2，留单边0.15mm余量；
S8进行渗氮淬火热处理：控制渗氮层在0.7mm-1.0mm之间，表面硬度HRC在58-62之间；
S9精加工：包括磨削内孔、各外圆面及各端面，表面粗糙度控制在0.8微米以内。
S10绗齿：以内孔为装夹基准，绗小齿轮达到6级以上精度。
S11磨齿：以内孔为装夹基准、以小齿轮为找正基准，磨大齿轮达到6级以上。
在磨齿后齿轮加工完毕，后续需要经过检验。
本发明双联齿轮的加工方法，在后续半精加工和精加工过程中，以内孔为统一装夹基准，大小齿轮互位找正基准，提高了大小齿轮本身的高精密加工，同时保证了两个齿轮的位置精度和相位精度，能够满足工业机器人用高刚性、高精度、高寿命要求。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和图所公开的内容。

Claims (2)

1.一种高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，其特征在于：采用如下加工步骤：
S1锻造圆柱棒料,制作毛坯件；
S2将毛坯件进行正火热处理，去除材料的内应力，调整材料的硬度，使毛坯件硬度HRC在25-30之间；
S3采用车削方式粗加工制作齿坯：包括加工内孔、外圆及端面，在外圆上车削出大齿轮加工部和小齿轮加工部，内孔、各外圆面及各端面留加工余量1-1.5mm；
S4进行去应力退火；
S5半精加工：包括车内孔、各外圆面及各端面,各留加工余量0.2mm；
S6滚齿：以内孔为装夹基准，滚制大齿轮，留单边0.15mm余量；
S7插齿：以内孔为装夹基准、以大齿轮为找正基准，插小齿轮，留单边0.15mm余量；
S8进行渗氮淬火热处理：控制渗氮层在0.7mm-1.0mm之间，表面硬度HRC在58-62之间；
S9精加工：包括磨削内孔、各外圆面及各端面，表面粗糙度控制在0.8微米以内；
S10绗齿：以内孔为装夹基准，绗小齿轮达到6级以上精度；
S11磨齿：以内孔为装夹基准、以小齿轮为找正基准，磨大齿轮达到6级以上。
2.根据权利要求1所述的高精密行星摆线针轮减速器用双联齿轮的加工方法，其特征在于：S4中去应力退火的温度为840℃-870℃，保温时间2h。
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