谐波减速器柔轮加工工装的制作方法

本实用新型涉及加工设备技术领域，具体涉及谐波减速器柔轮的加工设备。

背景技术：

五十年代开始，谐波减速器由于传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等特点被广泛应用在航天飞行器控制系统的机构和仪表设备等精密定位领域，它是在薄壳弹性变形的基础上发展起来的一种传动技术。

柔轮是谐波传动的关键元件，其动态性能的优劣在很大程度上决定了其系统的性能。具体可参看文献【1】中的分析。

如图1所述，柔轮由于其属于薄壁件，在传动过程中，时刻受到往复应力作用，所以对其加工工艺要求非常严格。通常加工过程中是给每个柔轮配做一个芯轴，通过过盈配合将芯轴穿入柔轮内孔，然后进行柔轮外圆和滚齿加工，该种方法不仅不利于拆卸柔轮，而且极易引起柔轮底部弯曲，从而导致柔轮在运行过程中底部开裂，为此从便于一线操作者使用和保证柔轮性能角度,设计一种柔轮新的工装非常有必要。

由于谐波减速器柔轮壁厚与其内径比值一般在1％左右,所以柔轮生产属于薄壁件加工，在文献【2】中提到六种在车床上加工薄壁零件的方法，由于没有限制胀套膨胀的作用，可能导致柔轮在被胀开过程中，柔轮整体径向尺寸增大，容易造成加工后柔轮尺寸不合格的现象。

文献【3】提到的一种弹性夹具工装弹性套，结构复杂，并且还要在圆柱面加工定位钉，而且弹性套与工件内表面要留有0.3～0.5mm的间隙，该种方案非常不适合加工内径尺寸小于40mm的柔轮。

文献【4】虽然提出了一种用于外齿轮加工的静压膨胀芯轴，但是该种芯轴外圆筒薄壁部分加工不方便，无形中增加了产品生产成本。

文献列表：

文献【1】：谐波齿轮传动柔轮的固有振动分析，《齿轮》，1989年第13卷第3期，P6-11；

文献【2】：在车床上加工薄壁工件的装夹方法，《机械工程师》，2011年第5期，P121-122；

文献【3】：新型薄壁夹具设计，《煤矿机械》，2014年07月第35卷第7期，P40-42；

文献【4】：用于外齿轮加工的静压膨胀芯轴，《机械传动》，2004年第28卷第6期，P61、62、73。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：

1、现有柔轮加工工装，拆卸柔轮不方便，而且极易引起柔轮底部弯曲，从而导致柔轮在运行过程中底部开裂的问题；

2、文献【2】中的方法，由于没有限制胀套膨胀的作用，可能导致柔轮在被胀开过程中，柔轮整体径向尺寸增大，容易造成加工后柔轮尺寸不合格的问题；

3、文献【3】中的弹性夹具工装弹性套，结构复杂，并且还要在圆柱面加工定位钉，而且弹性套与工件内表面要留有0.3～0.5mm的间隙，该种方案非常不适合加工内径尺寸小于40mm的柔轮的问题；

4、文献【4】中芯轴外圆筒薄壁部分加工不方便，无形中增加了产品生产成本的问题。

为达到上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种谐波减速器柔轮加工工装，包括芯轴、胀套和螺母，胀套套装在芯轴上，螺母安装在芯轴的胀套一侧的端部；所述芯轴设置有限位轴肩，限位轴肩用于柔轮的内肩配合与防止柔轮过度挤压胀套，而使胀套外圆面过度膨胀造成加工后柔轮尺寸不合格；所述胀套为弹性材料或具有弹性结构。

所述芯轴从左至右依次包括一体结构的柄部、外锥面部和头部，外锥面部设置有向右倾斜的圆锥面；所述限位轴肩设置有外锥面部的右端；所述胀套设置有与所述圆锥面配合内锥面，内锥面底部设置有用于穿过的芯轴中心直孔。

所述外锥面部外侧壁上设置有用于顶退柔轮的退件槽，退件槽在锥面部外侧壁上均匀的设置有两个。

所述外锥面部设置有用于通过螺钉的通孔，胀套与所述通孔对应位置设置有用于安装螺钉的螺纹孔，螺钉穿过通孔螺纹连接在螺纹孔中，螺钉用于防止柔轮脱离芯轴。

所述胀套上均匀的设置有数条在径向上贯穿胀套壁的膨胀缝，膨胀缝利于胀套扩展和收缩。

所述膨胀缝为六条。

本实用新型的有益效果是：

1、胀套可自动缩小，配合退件槽能轻易的拆卸柔轮，不会引起柔轮底部弯曲，柔轮在运行过程中底部不会开裂，大大提高了柔轮的成品率；

2、芯轴(1)设置有限位轴肩，使胀套外周面既能与柔轮内表面径向间隙在0.1mm以下的紧密接触，又不会导致柔轮在被胀开过程中，柔轮整体径向尺寸增大，加工后柔轮尺寸合格；

3、本实用新型结构简单、加工方便，也适用于加工内径尺寸小于40mm的柔轮，无需在圆柱面加工定位钉，不需弹性套(胀套)与柔轮内表面要留有0.3～0.5mm的间隙；

4、本实用新型结构简单、加工方便，节约了产品生产成本的问题。

5、相较于现有柔轮加工工装，不用逐个配做芯轴，大大节约了产品生产成本；

6、可以实现一次装夹芯轴重复加工一批柔轮，极大的便利了一线操作者找正柔轮的时间；

7、本实用新型加工工艺简单，拆装方便，提高了产品的生产效率60％以上。

附图说明

图1为柔轮4结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图(主剖视图)；

图3为本实用新型结构示意图(左视图)；

图4为胀套2结构示意图(主剖视图)；

图5为胀套2结构示意图(左视图)；

图6为本实用新型结构工作状态示意图(固定有柔轮4，主剖视图)；

图7为本实用新型结构工作状态示意图(固定有柔轮4，左视图)；

其中，芯轴(1)、退件槽(1a)、限位轴肩(1b)、柄部(1c)、外锥面部(1d)、头部(1e)、胀套(2)、中心直孔(2a)、膨胀缝(2b)、螺纹孔(2c)、内锥面(2d)、螺钉(3)、柔轮(4)、螺母(5)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。所述实施例的示例在附图中示出，参考附图描述的实施例仅是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型中描述的术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方向和位置关系为基于附图所示的方向和位置关系，仅为了便于描述和简化描述，并非指示或暗示所指的装置或原件必须具有的特定的方位，也不能理解为是对本实用新型的限制。

如图2、3、6、7所示，该谐波减速器柔轮加工工装，包括芯轴1、胀套2和螺母5，胀套2套装在芯轴1上，螺母5安装在芯轴1的胀套2一侧的端部；所述芯轴1设置有限位轴肩1b，限位轴肩1b用于柔轮4的内肩配合与防止柔轮4过度挤压胀套2，而使胀套2外圆面过度膨胀造成加工后柔轮4尺寸不合格；所述胀套2为弹性材料或具有弹性结构。

再如图4、5所示，所述芯轴1从左至右依次包括一体结构的柄部1c、外锥面部1d和头部1e，外锥面部1d设置有向右倾斜的圆锥面；所述限位轴肩1b设置有外锥面部1d的右端；所述胀套2设置有与所述圆锥面配合内锥面2d，内锥面2d底部设置有用于穿过芯轴1的中心直孔2a。

所述外锥面部1d外侧壁上设置有用于顶退柔轮4的退件槽1a，退件槽1a在锥面部1d外侧壁上均匀的设置有两个。

所述外锥面部1d设置有用于通过螺钉3的通孔，胀套2与所述通孔对应位置设置有用于安装螺钉3的螺纹孔2c，螺钉3穿过通孔螺纹连接在螺纹孔2c中，螺钉3用于防止柔轮4脱离芯轴1。

所述胀套2上均匀的设置有六条在径向上贯穿胀套壁的膨胀缝2b，膨胀缝2b利于胀套2扩展和收缩。

工作原理：本实用新型利用胀套2弹性伸缩原理，图4、5为胀套示意图，通过促使胀套2内锥面2d增大从而引起其外圆均匀胀大，实现胀套2与柔轮4内孔间隙(胀套2与柔轮4内孔径向间隙设置在0.1mm以下)紧密接触。

装配和使用方法：将胀套2装入芯轴1，注意安装时二者锥面能够配合即可，不需要用力挤压，然后将安装柔轮4，缓慢推进直至无法向左推动柔轮4为止，推进过程中由于柔轮4底面与胀套2右端贴合一起向左移动。随着胀套2内锥面在芯轴1外锥面上逐渐向左移动，胀套2外圆逐渐增大从而充满胀套2与柔轮4之间径向的间隙，达到了胀紧柔轮4的目地；同时由于在芯轴1上设置了限位轴肩1b，防止了胀套2过于胀大从而导致柔轮4内孔扩张的现象，保证了柔轮4的加工尺寸，避免了胀紧力对加工尺寸的影响；之后将螺母5拧入芯轴1，确保柔轮加工过程中轴向不移动，然后将螺钉3拧入芯轴1和胀套2，确保加工过程中胀套2、柔轮4能够与芯轴1一起转动，注意旋入螺钉3时拧紧即可，不可用力过大。

以上工作完成后，将芯轴1左端装入机床或者滚齿机，找正芯轴1外圆跳动在φ0.01后，用顶尖顶住芯轴1左端就可对柔轮进行加工。

件4滚齿完成后，先卸掉螺钉3和螺母件5，然后利用芯轴1上的两个退件槽1a，就可很方便的将胀套2从芯轴1中卸掉。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。