[发明专利]机器人谐波减速器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及谐波减速器加工技术领域，尤其涉及一种机器人谐波减速器的制造方法。

背景技术

谐波减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高、传动比大、承载能力高等优点，广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。谐波减速器包括带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）和波发生器。由于柔轮壁厚非常薄，且在传动过程中承受较大的交变载荷，因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高，工艺复杂，目前大都依靠进口。

在柔轮的加工过程中，目前国外采用的工艺是：车加工出薄壁柔轮本体，再滚制外齿圈，然后表面氮化处理，硬度达到HRC38-40。表面氮化处理需要在500°C高温下进行，对于薄壁柔轮来说，仍然会产生变形，并且滚齿得到的外齿圈表面粗糙度仅能够达到Ra6.3-3.2，这些都会导致谐波减速器啮合传动时产生噪音或者影响啮合精度。

国内采用的柔轮加工工艺一般是：先车加工出薄壁柔轮本体，然后滚制外齿圈。一般滚制外齿圈之前柔轮本体的硬度为HRC22-25，如果硬度达到HRC38-40，滚齿刀具便无法加工，如果加工好外齿圈再进行热处理，使其硬度达标的话，则无法控制其变形量，因此国内加工柔轮不进行热处理，这就必然导致柔轮的使用寿命低。由于柔轮本身壁薄，加工外齿圈的过程中易变形，热处理过程中也极容易发生变形，同样，滚齿得到的外齿圈表面粗糙度仅能够达到Ra6.3-3.2，所以国内很少有加工出合格的柔轮产品，导致谐波减速器的传动精度低，噪音大，使用寿命低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种机器人谐波减速器的制造方法，提高了柔轮的加工效率和加工精度，也增加了柔轮的硬度，延长了谐波减速器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：机器人谐波减速器的制造方法，包括柔轮的制造步骤，所述柔轮的制造步骤包括：（1）锻制成柔轮实心坯的锻坯步骤；（2）将所述柔轮实心坯进行热处理，硬度达到HRC38-40；（3）将热处理后的柔轮实心坯车制成薄壁柔轮半成品；（4）用柔轮张紧夹具支撑所述柔轮半成品的内腔；（5）将支撑后的柔轮半成品在磨床上磨制出柔轮外齿圈。

作为一种改进，所述柔轮张紧夹具包括用于支撑柔轮内腔的支撑部件，所述支撑部件设有与柔轮内腔的内表面相抵的支撑部，所述支撑部件一端设有夹持部，另一端设有预紧部，所述夹持部和预紧部设置于所述支撑部的两侧；还包括用于将柔轮固定于所述支撑部件上的压紧部件，所述预紧部穿过所述压紧部件并与螺母相匹配。

作为进一步的改进，所述支撑部、夹持部和预紧部同轴设置为一体。

作为进一步的改进，所述支撑部的外周套设有张紧套，所述支撑部与张紧套之间设有配合斜面，所述张紧套上开设有沿所述张紧套周向分布的敞口槽，所述敞口槽的敞口位于所述张紧套的大径一端。

作为另一种改进，所述机器人谐波减速器的制造方法还包括刚轮的制造步骤，所述刚轮的制造步骤包括：（1）粗制刚轮半成品，将刚轮坯制成具有便于形成内齿圈轮齿的通孔；（2）内齿圈预成型，在所述刚轮半成品上粗制出刚轮内齿圈；（3）磨床磨制冷挤修正器，所述冷挤修正器上设有用于在刚轮上形成内齿圈标准齿形的刃部；（4）采用所述冷挤修正器对预成型的内齿圈进行冷挤压，至刚轮内齿圈成型。

作为进一步的改进，所述冷挤修正器对预成型的内齿圈进行冷挤压步骤包括：将刚轮固定安装于下模上，将冷挤修正器固定安装于与所述下模相对设置的上模上。

作为进一步的改进，所述刃部的端部具有导向部。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于柔轮的加工采用了锻坯、热处理、车、磨一系列工艺步骤，在车加工之前毛坯硬度已经达到HRC38-40，车床和磨床完全可以加工该硬度下的工件，并且磨床磨制外齿圈的工时较滚齿机滚制外齿圈所用的工时要少，其表面粗糙度可以达到Ra0.8，甚至能够达到Ra0.4，不仅提高了柔轮的硬度，还提高了外齿圈的表面质量，减小了传动噪音，提高了传动精度；在该工艺中，车、磨都属于精加工，不会导致薄壁柔轮的变形，完全满足了柔轮的抗疲劳强度、加工和热处理要求，延长了谐波减速器的使用寿命。

由于设计了用于支撑柔轮内腔的支撑部件，加工外齿圈时，将柔轮通过压紧部件和螺母固定于支撑部件上，然后机床夹紧夹持部，开始加工外齿圈，磨床刀具和柔轮外圈接触时便不会使柔轮壁产生变形，柔轮的成品合格率高，提高了加工效率，从而降低了柔轮的生产成本。