一種擺線齒輪低成本高效加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于齒輪加工領(lǐng)域，特別是涉及一種擺線齒輪低成本高效加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，對(duì)于促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，意義深遠(yuǎn)。隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)被列入“中國(guó)制造2025”的重點(diǎn)戰(zhàn)略，工信部牽頭制定的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃(征求意見(jiàn)稿)》已初步擬定，中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了重大的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇。數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去5年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)以年均36%的速度增長(zhǎng)，去年中國(guó)市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人銷量猛增54%，達(dá)到5.6萬(wàn)臺(tái)，成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)。
[0003]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)、制造與應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造實(shí)力與水平的重要標(biāo)志，而精密減速器是工業(yè)機(jī)器人中最關(guān)鍵的功能部件，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈至關(guān)重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)，也是目前制約我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。
[0004]其成本約占整個(gè)機(jī)器人制造成本的30%?40%，高成本的精密減速器進(jìn)一步制約了機(jī)器人的發(fā)展。擺線齒輪是RV減速器關(guān)鍵零件，其加工精度直接影響RV減速器的傳動(dòng)精度。而目前企業(yè)主要采用高精度磨床對(duì)擺線齒輪進(jìn)行加工，其加工成本高，效率低，大大增加了減速器的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種低成本、高精度的擺線齒輪的加工方法。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是，包括以下工藝步驟:
(1)選擇具一定強(qiáng)度韌性和耐磨性的金屬圓坯料作為原料；
(2)將圓坯料進(jìn)行正火處理，從爐中取出在空氣中冷卻；
(3)對(duì)正火處理后的圓坯料進(jìn)行拉齒加工，得到擺線齒形；
(4)將拉齒加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中進(jìn)行磷化及皂化處理；
(5)采用擠壓模在壓力機(jī)上對(duì)坯料進(jìn)行油膜潤(rùn)滑擠壓加工得到擺線齒輪毛坯；
(6)將步驟(5)得到的毛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火處理；
(7)將步驟(6)處理后的毛坯重復(fù)步驟(4)和步驟(5);
(8)以擺線為基準(zhǔn)對(duì)毛坯的輔助孔進(jìn)行加工；
(9)將步驟(8)得到的工件平放在料架上進(jìn)行淬火處理；
(10)將步驟(9)處理后的工件進(jìn)行回火處理，以消除應(yīng)力；
(11)將步驟(10)處理后的工件進(jìn)行精整加工，以提高工件精度和減小表面粗糙度；
(12)將步驟(11)處理后的工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理。
[0007]進(jìn)一步，所述步驟(3)中拉齒加工是先對(duì)坯料進(jìn)行軸承孔加工，再以軸承孔定位對(duì)坯料進(jìn)行拉齒加工。
[0008]進(jìn)一步，所述步驟(5)中油膜潤(rùn)滑擠壓是指在壓膜中開(kāi)有微小潤(rùn)滑油道的擠壓加工。
[0009]進(jìn)一步，所述步驟(8)中輔助孔加工包括圓孔和異形孔的加工進(jìn)一步，所述步驟(9)中工件材料為低碳鋼時(shí)，需進(jìn)行滲碳淬火處理。
[0010]進(jìn)一步，所述步驟(12)中工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理的時(shí)間為10?30秒。
[0011]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的擺線齒輪加工技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:采用油膜潤(rùn)滑擠壓對(duì)擺線齒輪進(jìn)行加工，擠壓后的擺線齒輪表面光潔度高，一般尺寸精度可達(dá)T8?9級(jí)，僅次于精拋光表面。而且大大減少了原材料的消耗，生產(chǎn)率高，降低了擺線齒輪的生產(chǎn)成本，特別適合生產(chǎn)批量大的零件。并且對(duì)工件進(jìn)行了 2次油膜潤(rùn)滑擠壓加工，可以消除因擺線齒輪熱處理后內(nèi)部應(yīng)力釋放而引起的擺線齒輪變形，保證擺線齒輪的加工精度。采用磨料流加工技術(shù)對(duì)擺線齒輪進(jìn)行拋光處理，磨料流加工技術(shù)特別適合擺線齒輪等精密零件及異形曲面的光整加工，相對(duì)于使用高精度磨床對(duì)擺線齒輪進(jìn)行磨齒加工，可以顯著降低其加工成本和提高其加工效率。本發(fā)明能夠有效地解決擺線齒輪現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，成本較高，效率較低等問(wèn)題，是一種實(shí)用、有效的擺線齒輪加工方法。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明流程圖；
圖2是本發(fā)明油膜潤(rùn)滑擠壓的擺線齒輪結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明加工完成后的擺線齒輪結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，I為軸承孔，2為圓孔，3為擺線，4為異形孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例一
一種擺線齒輪低成本高效加工方法，包括以下工藝步驟:
(1)選擇綜合力學(xué)性能較好的45號(hào)鋼圓坯料作為原料；
(2)正火:加熱至920°C，保溫I小時(shí)，快冷到600°C保溫I小時(shí)，從爐中取出在空氣中冷卻；
(3)對(duì)正火處理后的圓坯料進(jìn)行軸承孔I加工，再以軸承孔I定位對(duì)坯料進(jìn)行拉齒加工，得到擺線3齒形(如圖2所示)；
(4)將拉齒加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中進(jìn)行磷化及皂化處理，磷化液組份為:磷酸二氫鋅60克/升和硝酸鋅110克/升，磷化液溫度為70°C，將酸洗好的工件水洗干凈后放入配制好的磷化液中進(jìn)行磷化，處理時(shí)間為20分鐘；皂化液為120克/升的硬脂酸鈉，皂化液溫度為70°C，將磷化好的工件水洗干凈后放入皂化池中開(kāi)始進(jìn)行皂化作業(yè)，處理時(shí)間為15分鐘；
(5)采用擠壓模在壓力機(jī)上對(duì)坯料進(jìn)行油膜潤(rùn)滑擠壓加工得到擺線齒輪毛坯；
(6)將步驟(5)得到的毛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，溫度600°C，保溫時(shí)間7小時(shí)，再隨爐冷卻到200°C，出爐； (7)將步驟(6)處理后的毛坯重復(fù)步驟(4)和步驟(5);
(8)以擺線為基準(zhǔn)對(duì)毛坯的輔助孔(圓孔2和異形孔4)進(jìn)行加工(圖3);
(9)淬火:將步驟(8)得到的工件平放在料架上，于900°C處理2小時(shí)，下降到840°C出爐淬火，淬火油溫為90°C，淬火后的工作表面硬度達(dá)到HRC55 ;
(10)回火:將步驟(9)處理后的工件在600°C回火80分鐘，以消除應(yīng)力；
(11)將步驟(10)處理后的工件進(jìn)行精整加工；
(12)將步驟(11)處理后的工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理，拋光時(shí)間為10秒。
[0015]實(shí)施例二
一種擺線齒輪低成本高效加工方法，包括以下工藝步驟:
(1)選擇具有較高強(qiáng)度及韌性的20CrMnTi合金鋼圓坯料作為原料；
(2)正火:加熱至930°C，保溫2小時(shí)，快冷到600°C保溫3小時(shí)，從爐中取出在空氣中冷卻；
(3)對(duì)正火處理后的圓坯料進(jìn)行軸承孔I加工，再以軸承孔I定位對(duì)坯料進(jìn)行拉齒加工，得到擺線3齒形(如圖2所示)；
(4)將拉齒加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中進(jìn)行磷化及皂化處理，磷化液組份為:磷酸二氫鋅60克/升和硝酸鋅110克/升，磷化液溫度為80°C，將酸洗好的工件水洗干凈后放入配制好的磷化液中進(jìn)行磷化，處理時(shí)間為13分鐘；皂化液為120克/升的硬脂酸鈉，皂化液溫度為80°C，將磷化好的工件水洗干凈后放入皂化池中開(kāi)始進(jìn)行皂化作業(yè)，處理時(shí)間為5分鐘；
(5)采用擠壓模在壓力機(jī)上對(duì)坯料進(jìn)行油膜潤(rùn)滑擠壓加工得到擺線齒輪毛坯；
(6)將步驟(5)得到的毛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，溫度150°C，保溫時(shí)間12小時(shí)，出爐空冷；
(7)將步驟(6)處理后的毛坯重復(fù)步驟(4)和步驟(5);
(8)以擺線為基準(zhǔn)對(duì)毛坯的輔助孔(圓孔2和異形孔4)進(jìn)行加工(如圖3);
(9)滲碳淬火:將步驟(8)得到的工件平放在料架上，于900°C處理2小時(shí)，下降到8400C出爐淬火，淬火油溫為90°C，淬火后的工作表面硬度達(dá)到HRC58，芯部硬度HRC40 ;
(10)回火:將步驟(9)處理后的工件在200°C回火80分鐘，以消除應(yīng)力；
(11)將步驟(10)處理后的工件進(jìn)行精整加工；
(12)將步驟(11)處理后的工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理，拋光時(shí)間為30秒。
[0016]本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是，包括以下工藝步驟: (1)選擇具一定強(qiáng)度韌性和耐磨性的金屬圓坯料作為原料； (2)將圓坯料進(jìn)行正火處理，從爐中取出在空氣中冷卻； (3)對(duì)正火處理后的圓坯料進(jìn)行拉齒加工，得到擺線齒形； (4)將拉齒加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中進(jìn)行磷化及皂化處理； (5)采用擠壓模在壓力機(jī)上對(duì)坯料進(jìn)行油膜潤(rùn)滑擠壓加工得到擺線齒輪毛坯； (6)將步驟(5)得到的毛坯進(jìn)行去應(yīng)力退火處理； (7)將步驟(6)處理后的毛坯重復(fù)步驟(4)和步驟(5); (8)以擺線為基準(zhǔn)對(duì)毛坯的輔助孔進(jìn)行加工； (9)將步驟(8)得到的工件平放在料架上進(jìn)行淬火處理； (10)將步驟(9)處理后的工件進(jìn)行回火處理； (11)將步驟(10)處理后的工件進(jìn)行精整加工； (12)將步驟(11)處理后的工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是:所述步驟(3)中拉齒加工是先對(duì)坯料進(jìn)行軸承孔加工，再以軸承孔定位對(duì)坯料進(jìn)行拉齒加工。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是:所述步驟(5)中油膜潤(rùn)滑擠壓是指在壓膜中開(kāi)有微小潤(rùn)滑油道的擠壓加工。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是:所述步驟(8)中輔助孔加工包括圓孔和異形孔的加工。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是:所述步驟(9)中工件材料為低碳鋼時(shí)，需進(jìn)行滲碳淬火處理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線齒輪低成本高效加工方法，其特征是:所述步驟(12)中工件在磨料流加工裝置中進(jìn)行拋光處理的時(shí)間為10?30秒。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種擺線齒輪低成本高效加工方法,其特征是,包括以下工藝步驟:（1）選擇金屬圓坯料作為原料；（2）將圓坯料進(jìn)行正火處理；（3）對(duì)圓坯料進(jìn)行拉齒加工；（4）將毛坯料依次進(jìn)行磷化和皂化處理;（5）對(duì)毛坯料進(jìn)行油膜潤(rùn)滑擠壓加工；（6）退火；（7）重復(fù)步驟(4)和(5)；（8）以擺線為基準(zhǔn)對(duì)毛坯的輔助孔進(jìn)行加工；（9）淬火處理；（10）回火處理；（11）對(duì)工件進(jìn)行精整加工；（12）拋光處理。本發(fā)明采用油膜潤(rùn)滑擠壓技術(shù)對(duì)擺線齒輪進(jìn)行了2次擠壓加工，采用磨料流加工技術(shù)對(duì)擺線齒輪進(jìn)行拋光處理，加工后的擺線齒輪表面粗糙度低、尺寸精度高，顯著提高了擺線齒輪的加工效率和降低了加工成本。
【IPC分類】B23P15/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105710619
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510756618
【發(fā)明人】湯勇, 唐恒, 李宗濤, 袁偉, 陸龍生, 余鵬
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)