一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效加工高合金钢柔轮毛坯的挤压新方法，此方法采用等温反挤压在通用曲柄压力机、挤压机或液压机上挤压成形薄壁圆筒形柔轮毛坯。在挤压过程中通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，避免柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象。较传统的旋压成形方法加工效率高，较热锻成形方法获得的表面质量和力学性能好。无论是旋压成形还是传统的挤压成形，获得的柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象，同时，本发明有着更高的加工效率、尺寸精度和表面质量，同时能减少加工步骤，提高成品率，增加模具的寿命。所以此种方法不仅继承了温挤压精密成形的节材、节能、低成本等显著优势，尤其可以进一步提高齿轮的加工生产效率，具有很好的实用前景。
【专利说明】—种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于一种用于工业机器人关节谐波减速器的薄壁圆筒形高合金钢柔轮的温挤压成形工艺及模具技术，用于提高柔轮的力学性能和加工效率。。
【背景技术】
[0002]在此处键入【背景技术】描述段落工业机器人关节谐波减速器的柔轮有薄壁杯形、薄壁圆筒形或平嵌式等多种。薄壁圆筒形柔轮的开口端部外面有齿圈，它随波发生器的转动而变形，筒底部分与输出轴联接。目前，大部分的薄壁圆筒形柔轮的生产大多采用旋压法生产，但它具有很多缺陷，如:成本高，加工效率低，同时对于高合金钢材料的难变形特点存在毛坯报废率居高不下的问题。随着机械工业的发展和国际竞争的激化，对柔轮产品的性能的提高和加工成本的降低提出了更高的要求，尤其加工效率的提高。因此通过挤压技术获得柔轮毛坯的新工艺方法得到了重视和发展。此类加工方法由原来传统旋压工艺加工方法的加工效率提高10倍以上，而且柔轮强度也提高30%。根据柔轮加工的问题，发明人提出了一种高效加工用于谐波减速器的柔轮毛坯温挤压工艺。
[0003]这种高效加工用于谐波减速器的柔轮毛坯的冷锻新方法是以柔轮毛坯的温挤压精密成形新工艺及模具技术为基础，在通用曲柄压力机、挤压机或液压机上挤压成形薄壁圆筒形柔轮毛坯。此种方法是采用温挤压精密成形的工艺，生产尽量接近柔轮最终形状的产品，此种方法不仅具有节材、节能、低成本等显著优势，而且通过加热毛坯成形可以大大降低变形抗力和增大变形比，提高柔轮的力学性能和加工性能，此外，由于采用通用曲柄压力机、挤压机或液压机成形，不需特殊设备，获得毛坯后尺寸精度高，仅需采用慢走丝线切割切出齿轮即可获得成品，较之柔轮的旋压成形具有更高的加工效率和成品率。
[0004]在这种柔轮温挤压精密成形新工艺及模具技术中，采用温挤压精密成形方法制造接近柔轮零件形状毛坯精锻件，较传统的旋压成形方法加工效率高，较热锻成形方法获得的表面质量和力学性能好。无论是旋压成形还是传统的挤压成形，获得的柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象，在本发明模具设计中，采用具有补偿空间的模具结构，其特点是在卸料板上装有与凸模间隙配合的背压套，通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，从而避免柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均勻的现象。上述措施可提闻提闻表面质量和力学性能，同时提闻1旲具寿命。上述新工艺使薄壁圆筒形高合金钢柔轮的精密挤压成形，不仅可以获得的零件的力学性能得到更大的提高，而且还有着更高的生产效率。因此，这种高效加工谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压工艺有很好的使用价值与发展前景。。
【发明内容】
[0005]本发明专利的目的是:针对上述问题，克服柔轮加工成本高，加工效率低，同时对于高合金钢材料的难变形特点存在柔轮毛坯报废率居高不下的问题。在通用曲柄压力机、挤压机或液压机上，采用带有背压特点的温挤压精密成形，最终获得近柔轮最终形状的毛坯，较传统的成形技术减少了后工序的切削量，减少了废品率，提高了加工效率。带有背压特点的温挤压精密成形，通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，从而避免柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象。可以减少加工工序，进一步提高齿轮的加工效率和成品率。
[0006]本发明专利的技术方案是:本发明是一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压工艺，包括坯料的准备过程、连续温挤压成形过程两个阶段。
[0007]坯料的准备过程主要包括钢棒下料、材料软化退火、喷丸表面处理工艺、水洗、磷化和皂化工艺；温挤压过程主要包括带有实现材料充满型腔的工艺，采用具有补偿空间的模具结构，通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，从而避免柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象。且模具工作部分由卸件器、凹模、背压套和凸模组成。
[0008]采用此种方案，通过温挤压精密成形方法一次成形表面质量高、精度高和力学性能好的柔轮毛坯件。该新工艺可以实现更高的柔加工效率。
[0009]作为本发明的一种改进，通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，在通用曲柄压力机、挤压机或液压机上通过模具向上温挤压成形用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯件。
[0010]采用此种方案，不仅有利于提高柔轮毛坯零件的尺寸、形状精度和力学性能，模具的使用寿命，而且可以进一步提高柔轮的加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面是结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。
[0012]图1为本发明柔轮零件图；
图2为本发明加工过程示意图；
图3本发明具有背压套的补偿空间的模具示意图；
图4为本发明温挤压精密成形模具示意图；
上述图中的标记为:
图3为本发明具有补偿空间的模具的1.凸模，2.背压套，3.柔轮毛坯，4.顶杆，5.凹
模；
图4为本发明温挤压模具示意图的1.上模，2.卸料螺栓，3.弹簧，4.卸料板，5.凹模，6.第一层预应力套圈，7.第二次预应力套圈，8.凹模调整圈，9.第一层凹模垫板，10.第二层凹模垫板，11.顶杆座，12.下模座，13.凹模定位圈，14.凹模压板，15.柔轮成形毛坯，16.背压套，17.背压套固定板，18.压块，19.橡胶弹性元件，20.凸模，21.凸模垫板，22.上模座。
[0013]本发明的有益效果是:本发明由于采用带有背压的温挤压一次成形工艺，在凹模中采用了带有背压特点的温挤压精密成形，最终获得近柔轮最终形状的毛坯，较传统的成形技术减少了后工序的切削量，减少了废品率，提高了加工效率。且温挤压成形工艺比旋压工艺具有更高的加工效率。
【具体实施方式】[0014]图3是具有背压套的补偿空间模具结构示意图，通过背压套I和凸模3间隙配合一起插入凹模2内，接触毛坯，此时，由于背压套I和凸模3之间的间隙配合可有效避免凸模下端偏移，防止柔轮毛坯壁厚不均匀，随着凸模3继续下行，毛坯由圆饼状变成筒形，背压套在一定压力下与筒口坯料接触变形，最终迫使柔轮毛坯筒口金属流动趋于平齐。
[0015]图4是本发明的温挤压成形模具，采用具有补偿空间的模具结构，通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，从而避免柔轮毛坯空口都会产生高低不平和壁厚不均匀的现象，当模具闭合时，挤压完成获得符合柔轮尺寸要求的毛坯，通过下顶出机构5，将柔轮毛坯顶出获得谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯。
[0016]本发明所需设备为通用曲柄压力机、挤压机或液压机。
【权利要求】
1.一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压成形工艺，以带有背压，同时具有补偿空间的模具结构实现柔轮毛坯的精密成形，其特征是:a.整个工艺包括两个过程:坯料的准备过程和温挤成形过程两个相应的阶段；b.柔轮毛坯温挤压成形模具通过背压套对柔轮毛坯施加背压，同时通过背压套限制凸模下端偏移，进一步提高了成形工件的尺寸精度。
2.根据权利要求1所述的一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压成形工艺，其特征是:等温反挤压成形柔轮毛坯的方法，比旋压成形柔轮毛坯的方法具有更高的加工效率，一次成形具有高尺寸精度的柔轮毛坯，减少了切口的加工工序，极大的提高了柔轮的加工效率。
3.根据权利要求1所述的一种用于谐波减速器的高合金钢柔轮毛坯温挤压新方法，其特征是:等温反挤压成形柔轮毛坯的工艺是在通用曲柄压力机、挤压机或液压机上通过模具进行生产的另一种新方法，扩宽了通用曲柄压力机、挤压机或液压机的应用范围。
【文档编号】B21C23/00GK103586299SQ201310610221
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】徐淑波, 刘婷, 赵中魁, 任国成, 林晓娟, 刘鹏 申请人:山东建筑大学