一种刚轮的生产加工方法与流程

 

2019-03-25 17:49

  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。

  然而,对于现有的谐波减速器而言,其噪音依然明显且使用寿命还需进一步地提高。而且在刚轮的生产过程中,只是通过插齿进行加工,其精度不够高,装配后容易产生噪音。

  为解决上述问题,本发明提供一种刚轮的生产加工方法,对刚轮内齿的齿面进行整形,提高装配精度,降低噪音和改善机器人加工关节精度。

  为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种刚轮的生产加工方法,包括以下步骤:

  S1、粗加工,通过车床分别加工出贯穿刚轮的圆环状中心孔,然后在刚轮中心孔圆周面加工出均匀间隔的内齿,并且在内齿的凹槽内留有0.3mm的加工余量;

  S2、半精加工,通过插齿设备对刚轮的内齿进行插齿,并且对内齿的凹槽留有0.01-0.02mm的加工余量;

  S3、精加工,使用电镀金刚石砂轮对刚轮的内齿进行磨齿,加工过程中,刚轮水平固定,而砂轮通过加工设备垂直固定,并且沿着内齿凹槽旋转磨齿,每磨完一个齿,砂轮向上移动,刚轮则水平转动,然后砂轮下移进行下一次磨齿。

  进一步地,在S3中,通过气缸或机械手带动加工设备使得砂轮上下移动,通过伺服电机带动夹具使刚轮水平转动。

  其中,所述砂轮每分钟旋转800次,所述砂轮每次对刚轮磨齿的接触时间为3s。

  进一步地,所述加工设备包括驱动电机、主轴、从动轮、砂轮固定机构、第一同步带和第二同步带,所述主轴与驱动电机驱动连接,所述第一同步带两端分别套接在主轴和从动轮上,所述第二同步带两端分别套接在从动轮和砂轮固定机构上,所述驱动电机驱动主轴使得第一同步带转动,同时第一同步带带动另一端的从动轮转动,而从动轮同时带动第二同步带转动,第二同步带再带动另一端的砂轮固定机构转动,最后砂轮固定机构带动砂轮转动。

  本发明的有益效果在于:本发明所述的刚轮生产加工方法主要包括粗加工工序、半精加工工序和精加工工序,其中精加工工序通过采用电镀金刚石砂轮对插齿后的刚轮进行磨齿,保证刚轮的加工精度,提高刚轮与柔轮的啮合度,不但降低噪音和改善加工关节精度,还降低了刚轮装配的误差,提高产品精度。

  附图标号说明:1. 刚轮;11.内齿;12.螺丝连接孔;2. 砂轮;3. 加工设备;31. 主轴;32.从动轮;33.砂轮固定机构;34.第一同步带;35.第二同步带。

  为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

  S1、粗加工,通过车床分别加工出贯穿刚轮1的圆环状中心孔,然后在刚轮1中心孔圆周面加工出均匀间隔的内齿11,并且在内齿11的凹槽内留有0.3mm的加工余量;

  S2、半精加工,通过插齿设备对刚轮1的内齿11进行插齿,并且对内齿11的凹槽留有0.01-0.02mm的加工余量;

  S3、精加工,使用电镀金刚石砂轮2对刚轮1的内齿11进行磨齿,加工过程中,刚轮1水平固定,而砂轮2通过加工设备3垂直固定,并且沿着内齿11凹槽旋转磨齿,每磨完一个齿,砂轮2向上移动,刚轮1则水平转动,然后砂轮2下移进行下一次磨齿。

  与现有技术相比,本发明所述的刚轮生产加工方法主要包括粗加工工序、半精加工工序和精加工工序,其中精加工工序通过采用电镀金刚石砂轮2对插齿后的刚轮1进行磨齿,保证刚轮1的加工精度,提高刚轮1与柔轮的啮合度,不但降低噪音和改善加工关节精度,还降低了刚轮1装配的误差,提高产品精度。

  进一步地,在S3中,通过气缸或机械手带动加工设备3使得砂轮2上下移动,通过伺服电机带动夹具使刚轮1水平转动。

  其中,所述砂轮每2分钟旋转800次,所述砂轮2每次对刚轮1磨齿的接触时间为3s。在本实施例中,整个过程为自动化加工,完成一个刚轮1的加工仅需要5分钟。

  而且本实施例中采用的电镀金刚石砂轮2,其耐磨性好,能更好的提高加工精度,一个砂轮2能够加工4000-5000齿。

  进一步地,所述加工设备3包括驱动电机、主轴31、从动轮32、砂轮固定机构33、第一同步带34和第二同步带35,所述主轴31与驱动电机驱动连接,所述第一同步带34两端分别套接在主轴31和从动轮32上,所述第二同步带35两端分别套接在从动轮32和砂轮固定机构33上,所述驱动电机驱动主轴31使得第一同步带34转动,同时第一同步带34带动另一端的从动轮32转动,而从动轮32同时带动第二同步带35转动,第二同步带35再带动另一端的砂轮固定机构33转动,最后砂轮固定机构33带动砂轮2转动。其中,砂轮2通过转轴或轴承与砂轮机构33套接固定,并且通过挡板卡接固定。

  其中,所述刚轮1为球墨铸铁刚轮1。通过采用高球化率连续铸造的球墨铸铁替代传统的材料,能快速吸收震动,而且减磨性能优良,提供谐波减速器的使用寿命。

  在本实施例中采用的是应用于谐波减速器的 S 形齿刚轮1,包括有呈圆盘状的刚轮本体,刚轮本体的芯部开设有沿着刚轮本体的轴线方向延伸且完全贯穿的中心孔,中心孔呈圆形状,中心孔的圆周面设置有沿着中心孔轴线方向延伸且呈圆周环状均匀间隔分布的内齿11。其中,为方便刚轮1装配连接,刚轮于中心孔的外围开设有呈圆周环状均匀间隔分布的螺丝连接孔12;此外,螺丝连接孔12与相应的锁紧螺丝相配合。

  以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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