一种谐波减速器礼帽型柔轮的制造方法与流程

本发明涉及礼帽型柔轮的制造方法，尤其是涉及一种谐波减速器礼帽型柔轮的制造方法。

背景技术：

谐波减速器是一种减速装置，由三个基本构件所组成：固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器。中国专利cn104308482a公开了一种弹性柔轮的制作工艺，该制作工艺包括如下步骤：(1)制造毛坯，再对毛坯进行轧制，打碎柔轮内部的晶界组织；(2)对轧制后的零件进行锻打和热处理，调整柔轮的内部组织结构，使得柔轮内部组织逐渐趋近于均匀化，并逐渐获得较好的硬度；(3)对零件进行粗加工；(4)再对零件进行热处理，使零件内部组织均匀细化；(5)对零件进行精加工；(6)对零件进行表面处理。采用上述方案后，使得柔轮具有更长的使用寿命。

然而，上述制造方法明显缺少对礼帽型柔轮法兰边缘的孔的加工工序，并且锻造后热处理对柔轮材质细化晶粒、组织均匀性的处理不够彻底。此外，加工中只有一道粗车铣加工去余量工艺，对于薄壁件来说去除余量过大易造成零件体变形。

技术实现要素：

本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种谐波减速器礼帽型柔轮的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

步骤一、将待加工的材料输送至加工位置，并检验材料的用量；

步骤二、对待加工的材料成分的检验；

步骤三、利用模具使毛坯成型而获得柔轮的锻件；

步骤四、正火处理；

步骤五、回火处理；

步骤六、通过车床对柔轮进行粗车铣加工，去除柔轮的余量；

步骤七、探测柔轮内部的裂纹或缺陷；

步骤八、对柔轮进行调质热处理；

步骤九、通过车床对柔轮进行半精车铣加工，二次去除柔轮的余量；

步骤十、时效处理；

步骤十一、通过车床对柔轮进行精车铣加工，将柔轮的所有尺寸车削到位；

步骤十二、对柔轮采用滚刀加工齿到位；

步骤十三、喷丸处理。

进一步，在所述步骤二中，来料检验包括：硬度检验、金相检验、带状检验和化学成分检验。

进一步，在所述步骤三中，柔轮单边余量留3～5mm。

进一步，在所述步骤四中，将柔轮加热到ac3温度以上30～50℃后，保温一段时间出炉空冷。

进一步，在所述步骤五中，将柔轮重新加热到低于下临界温度ac1的温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却。

进一步，在所述步骤六中，柔轮单边余量留0.5～1mm。

进一步，在所述步骤九中，柔轮单边余量留0.2～0.35mm。

进一步，在所述步骤十中，对柔轮采用高温时效加热温度至500℃后随炉冷却至室温。

进一步，在所述步骤十二中，滚刀为孔式滚刀或者整体式滚刀。

采用上述技术方案后，本发明的效果是：由于采用了模锻加工，因此可以节省材料成本提高材料利用率；由于进行了半精车铣处理，因此降低加工过程中的变形量，提高了良率；由于探伤在精车铣之前，因此降低了成本浪费的风险；由于进行了喷丸处理，因此可以获得较好的表面应力状态。

附图说明

图1为本发明涉及的制造方法的流程图；

图2a-2f为金相组织评定标准系列图；

图3a-3f为带状组织评定标准系列图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明技术方案进一步的描述：

如图1所述，本发明提供一种谐波减速器礼帽型柔轮的制造方法，该制造方法包括以下步骤：

步骤一、下料，将待加工的材料输送至加工位置，并检验材料的用量；

步骤二、来料检验，对待加工的材料成分的检验；

步骤三、模锻，利用模具使毛坯成型而获得柔轮的锻件；

步骤四、正火处理，将柔轮加热到ac3温度以上30～50℃后，保温一段时间出炉空冷，使材料的结晶晶粒细化；

步骤五、回火处理，将柔轮重新加热到低于下临界温度ac1的温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却，使柔轮获得较好的材料机械性能和金属切削性能；

步骤六、粗车铣，通过车床对柔轮进行粗车铣加工，去除柔轮的余量；

步骤七、探伤，探测柔轮内部的裂纹或缺陷；

步骤八、调质热处理，对柔轮进行调质热处理，使柔轮获得强度与韧性的良好配合；

步骤九、半精车铣，通过车床对柔轮进行半精车铣加工，二次去除柔轮的余量，更好的保证材料加工时的稳定性，减小柔轮变形量；

步骤十、时效处理，对柔轮采用高温时效加热温度至500℃后随炉冷却至室温，这样能够释放因车床加工产生的车削应力，为后工序精加工稳定性提供保障；

步骤十一、精车铣，通过车床对柔轮进行精车铣加工，将柔轮的所有尺寸车削到位；

步骤十二、滚齿，根据设计的齿形对柔轮采用孔式滚刀或者整体式滚刀加工齿到位；

步骤十三、喷丸处理，将高速弹丸流喷射到柔轮表面，使柔轮表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力(500～600mp)，增加抗疲劳性。

其中，在步骤二中，来料检验包括：硬度检验、金相检验、带状检验和化学成分检验。

硬度检验是在来料金属的棒料取表面至1/4r处检测，用布氏硬度计检测时打四个点，且四点均匀分布，第一个点剔除，取后面三个点的平均值。具体地，料金属的棒料取齿部位置的样块，样块要求平整光滑。当布氏硬度计无法使用时可以使用洛氏硬度计更换成淬火钢球的压头检测hrb值，检测后换算成hbw值。硬度检验的合格标准为：布氏硬度hbw≥241n/mm²。

金相检验是将来料金属打过硬度的位置切割一部分(即样件)来检测金相组织，对样件进行研磨和抛光，镶嵌两个小块，一个横向小块和一个纵向小块。在显微镜下用100倍观察，结合高倍(400、500或1000)观察以确定相结构。金相组织评定根据组织状况及金相组织评定标准系列图(图2a-2f所示)评定，当被评定的金相组织介于两个级别之间时，以下一级为判定级别(例如大于3级小于4计则判定为4级)。金相检验的合格标准为：球化率≤2级。其中，石墨大小≥6级，铁≤5级，磷≤0.5级，碳≤1级。

请参考图2a-2f所示，图2a为第1级，显示珠光体和铁素体，晶粒均匀；图2b为第2级，显示珠光体和铁素体，晶粒较均匀；图2c为第3级，显示珠光体和铁素体，有带状倾向；图2d为第4级，显示珠光体和铁素体，晶粒细碎；图2e为第5级，显示珠光体、铁素体和粒状贝氏体，局部混晶；图2f为第6级，显示珠光体、铁素体和粒状贝氏体。

具体地，在样件制备时：(1)当用手动切割机切割样件镶嵌的一面时应控制切削速度及力度，保证冷却充足，切割后样件切割面不出现有颜色变化，以避免接触部位因温度过高而影响组织评判。(2)研磨抛光时用力均匀，抛光后使检验面平整，避免试样边缘磨成严重的倒角。(3)为避免夹杂物的剥落，试样抛光时控制用力，抛光后应立即用清水冲洗，防止抛光表面被污染而影响夹杂物检测效果。

带状检验是将样件组织放大倍数为100，标准视场直接为80mm。评定时考虑带状贯穿视场的程度、连续性和变形铁素体晶粒多少的原则确定，并采用与带状组织评定标准系列图(图3a-3f所示)比较的方法进行。评级时应选择磨面上各视场中最高级别处进行评定，评定结果以级别表示。带状检验的合格标准为：带状组织≤2级。

请参考图3a-3f所示，图3a为0级，显示均匀的铁素体和珠光体组织，没有带状；图3b为1级，显示组织的总取向为变形方向，带状不明显；图3c为2级，显示等轴铁素体晶粒基本上有1-2条连续的和几条分散的等轴铁素体带；图3d为3级，显示等轴晶粒组成几条连续的贯穿视场的铁素体和珠光体均匀交替带；图3e为4级，显示等轴晶粒和一些变形晶粒组成贯穿视场的铁素体和珠光体均匀交替带；图3f为5级，显示变形晶粒为主构成贯穿视场的铁素体和珠光体不均匀交替带。

成分检验是将来料金属切割后剩下的部分用砂轮机打磨平整，然后通过光谱仪检测化学成分。成分检验的合格标准如表1所示：

表1

其中，在步骤三中，柔轮单边余量留3～5mm。在步骤六中，柔轮单边余量留0.5～1mm。在步骤九中，柔轮单边余量留0.2～0.35mm。

对于上述制造方法，由于采用了模锻加工，因此可以节省材料成本提高材料利用率；由于进行了半精车铣处理，因此降低加工过程中的变形量，提高了良率；由于探伤在精车铣之前，因此降低了成本浪费的风险；由于进行了喷丸处理，因此可以获得较好的表面应力状态。

特别指出的是，本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。