一种摆线齿轮低成本高效加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于齿轮加工领域，特别是涉及一种摆线齿轮低成本高效加工方法。
【背景技术】
[0002]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。随着机器人产业被列入“中国制造2025”的重点战略，工信部牵头制定的《机器人产业“十三五”发展规划(征求意见稿)》已初步拟定，中国机器人产业迎来了重大的战略发展机遇。数据显示，过去5年，中国机器人市场以年均36%的速度增长，去年中国市场的工业机器人销量猛增54%，达到5.6万台，成为全球最大的工业机器人需求国。
[0003]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。
[0004]其成本约占整个机器人制造成本的30%?40%，高成本的精密减速器进一步制约了机器人的发展。摆线齿轮是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摆线齿轮进行加工，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】
[0005]本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，而提供一种低成本、高精度的摆线齿轮的加工方法。
[0006]按照本发明提供的技术方案，所述摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是，包括以下工艺步骤:
(1)选择具一定强度韧性和耐磨性的金属圆坯料作为原料；
(2)将圆坯料进行正火处理，从炉中取出在空气中冷却；
(3)对正火处理后的圆坯料进行拉齿加工，得到摆线齿形；
(4)将拉齿加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中进行磷化及皂化处理；
(5)采用挤压模在压力机上对坯料进行油膜润滑挤压加工得到摆线齿轮毛坯；
(6)将步骤(5)得到的毛坯进行去应力退火处理；
(7)将步骤(6)处理后的毛坯重复步骤(4)和步骤(5);
(8)以摆线为基准对毛坯的辅助孔进行加工；
(9)将步骤(8)得到的工件平放在料架上进行淬火处理；
(10)将步骤(9)处理后的工件进行回火处理，以消除应力；
(11)将步骤(10)处理后的工件进行精整加工，以提高工件精度和减小表面粗糙度；
(12)将步骤(11)处理后的工件在磨料流加工装置中进行抛光处理。
[0007]进一步，所述步骤(3)中拉齿加工是先对坯料进行轴承孔加工，再以轴承孔定位对坯料进行拉齿加工。
[0008]进一步，所述步骤(5)中油膜润滑挤压是指在压膜中开有微小润滑油道的挤压加工。
[0009]进一步，所述步骤(8)中辅助孔加工包括圆孔和异形孔的加工进一步，所述步骤(9)中工件材料为低碳钢时，需进行渗碳淬火处理。
[0010]进一步，所述步骤(12)中工件在磨料流加工装置中进行抛光处理的时间为10?30秒。
[0011]本发明相对于现有的摆线齿轮加工技术，优点表现在:采用油膜润滑挤压对摆线齿轮进行加工，挤压后的摆线齿轮表面光洁度高，一般尺寸精度可达T8?9级，仅次于精抛光表面。而且大大减少了原材料的消耗，生产率高，降低了摆线齿轮的生产成本，特别适合生产批量大的零件。并且对工件进行了 2次油膜润滑挤压加工，可以消除因摆线齿轮热处理后内部应力释放而引起的摆线齿轮变形，保证摆线齿轮的加工精度。采用磨料流加工技术对摆线齿轮进行抛光处理，磨料流加工技术特别适合摆线齿轮等精密零件及异形曲面的光整加工，相对于使用高精度磨床对摆线齿轮进行磨齿加工，可以显著降低其加工成本和提高其加工效率。本发明能够有效地解决摆线齿轮现有技术生产工艺较复杂，成本较高，效率较低等问题，是一种实用、有效的摆线齿轮加工方法。
【附图说明】
[0012]图1是本发明流程图；
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摆线齿轮结构示意图；
图中，I为轴承孔，2为圆孔，3为摆线，4为异形孔。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0014]实施例一
一种摆线齿轮低成本高效加工方法，包括以下工艺步骤:
(1)选择综合力学性能较好的45号钢圆坯料作为原料；
(2)正火:加热至920°C，保温I小时，快冷到600°C保温I小时，从炉中取出在空气中冷却；
(3)对正火处理后的圆坯料进行轴承孔I加工，再以轴承孔I定位对坯料进行拉齿加工，得到摆线3齿形(如图2所示)；
(4)将拉齿加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中进行磷化及皂化处理，磷化液组份为:磷酸二氢锌60克/升和硝酸锌110克/升，磷化液温度为70°C，将酸洗好的工件水洗干净后放入配制好的磷化液中进行磷化，处理时间为20分钟；皂化液为120克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为70°C，将磷化好的工件水洗干净后放入皂化池中开始进行皂化作业，处理时间为15分钟；
(5)采用挤压模在压力机上对坯料进行油膜润滑挤压加工得到摆线齿轮毛坯；
(6)将步骤(5)得到的毛坯进行去应力退火处理，温度600°C，保温时间7小时，再随炉冷却到200°C，出炉； (7)将步骤(6)处理后的毛坯重复步骤(4)和步骤(5);
(8)以摆线为基准对毛坯的辅助孔(圆孔2和异形孔4)进行加工(图3);
(9)淬火:将步骤(8)得到的工件平放在料架上，于900°C处理2小时，下降到840°C出炉淬火，淬火油温为90°C，淬火后的工作表面硬度达到HRC55 ;
(10)回火:将步骤(9)处理后的工件在600°C回火80分钟，以消除应力；
(11)将步骤(10)处理后的工件进行精整加工；
(12)将步骤(11)处理后的工件在磨料流加工装置中进行抛光处理，抛光时间为10秒。
[0015]实施例二
一种摆线齿轮低成本高效加工方法，包括以下工艺步骤:
(1)选择具有较高强度及韧性的20CrMnTi合金钢圆坯料作为原料；
(2)正火:加热至930°C，保温2小时，快冷到600°C保温3小时，从炉中取出在空气中冷却；
(3)对正火处理后的圆坯料进行轴承孔I加工，再以轴承孔I定位对坯料进行拉齿加工，得到摆线3齿形(如图2所示)；
(4)将拉齿加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中进行磷化及皂化处理，磷化液组份为:磷酸二氢锌60克/升和硝酸锌110克/升，磷化液温度为80°C，将酸洗好的工件水洗干净后放入配制好的磷化液中进行磷化，处理时间为13分钟；皂化液为120克/升的硬脂酸钠，皂化液温度为80°C，将磷化好的工件水洗干净后放入皂化池中开始进行皂化作业，处理时间为5分钟；
(5)采用挤压模在压力机上对坯料进行油膜润滑挤压加工得到摆线齿轮毛坯；
(6)将步骤(5)得到的毛坯进行去应力退火处理，温度150°C，保温时间12小时，出炉空冷；
(7)将步骤(6)处理后的毛坯重复步骤(4)和步骤(5);
(8)以摆线为基准对毛坯的辅助孔(圆孔2和异形孔4)进行加工(如图3);
(9)渗碳淬火:将步骤(8)得到的工件平放在料架上，于900°C处理2小时，下降到8400C出炉淬火，淬火油温为90°C，淬火后的工作表面硬度达到HRC58，芯部硬度HRC40 ;
(10)回火:将步骤(9)处理后的工件在200°C回火80分钟，以消除应力；
(11)将步骤(10)处理后的工件进行精整加工；
(12)将步骤(11)处理后的工件在磨料流加工装置中进行抛光处理，抛光时间为30秒。
[0016]本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是，包括以下工艺步骤: (1)选择具一定强度韧性和耐磨性的金属圆坯料作为原料； (2)将圆坯料进行正火处理，从炉中取出在空气中冷却； (3)对正火处理后的圆坯料进行拉齿加工，得到摆线齿形； (4)将拉齿加工后的坯料依次在磷化液和皂化液中进行磷化及皂化处理； (5)采用挤压模在压力机上对坯料进行油膜润滑挤压加工得到摆线齿轮毛坯； (6)将步骤(5)得到的毛坯进行去应力退火处理； (7)将步骤(6)处理后的毛坯重复步骤(4)和步骤(5); (8)以摆线为基准对毛坯的辅助孔进行加工； (9)将步骤(8)得到的工件平放在料架上进行淬火处理； (10)将步骤(9)处理后的工件进行回火处理； (11)将步骤(10)处理后的工件进行精整加工； (12)将步骤(11)处理后的工件在磨料流加工装置中进行抛光处理。2.根据权利要求1所述的摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是:所述步骤(3)中拉齿加工是先对坯料进行轴承孔加工，再以轴承孔定位对坯料进行拉齿加工。3.根据权利要求1所述的摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是:所述步骤(5)中油膜润滑挤压是指在压膜中开有微小润滑油道的挤压加工。4.根据权利要求1所述的摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是:所述步骤(8)中辅助孔加工包括圆孔和异形孔的加工。5.根据权利要求1所述的摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是:所述步骤(9)中工件材料为低碳钢时，需进行渗碳淬火处理。6.根据权利要求1所述的摆线齿轮低成本高效加工方法，其特征是:所述步骤(12)中工件在磨料流加工装置中进行抛光处理的时间为10?30秒。
【专利摘要】本发明涉及一种摆线齿轮低成本高效加工方法,其特征是,包括以下工艺步骤:（1）选择金属圆坯料作为原料；（2）将圆坯料进行正火处理；（3）对圆坯料进行拉齿加工；（4）将毛坯料依次进行磷化和皂化处理;（5）对毛坯料进行油膜润滑挤压加工；（6）退火；（7）重复步骤(4)和(5)；（8）以摆线为基准对毛坯的辅助孔进行加工；（9）淬火处理；（10）回火处理；（11）对工件进行精整加工；（12）抛光处理。本发明采用油膜润滑挤压技术对摆线齿轮进行了2次挤压加工，采用磨料流加工技术对摆线齿轮进行抛光处理，加工后的摆线齿轮表面粗糙度低、尺寸精度高，显著提高了摆线齿轮的加工效率和降低了加工成本。
【IPC分类】B23P15/14
【公开号】CN105710619
【申请号】CN201510756618
【发明人】汤勇, 唐恒, 李宗涛, 袁伟, 陆龙生, 余鹏
【申请人】华南理工大学