RV減速器擺線輪零件加工工藝設(shè)計方案探討

RV減速器擺線輪零件加工工藝設(shè)計探討 -設(shè)計論文RV減速器擺線輪零件加工工藝設(shè)計探討鄭紅ZHENGHong（溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，溫州 325025）摘要：RV減速器產(chǎn)品的關(guān)鍵零件是擺線輪，擺線輪零件加工一直是企業(yè)生產(chǎn)制造的難題，本文探討了擺線輪零件加工工藝設(shè)計，通過此工藝來保證擺線輪零件的表面質(zhì)量和加工精度要求。關(guān)鍵詞 ：擺線輪；加工工藝；RV減速器中圖分類號：TH132.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2015）23-0062-03基金工程：本文是溫州市科技計劃工程（工程編號： G20120011）“基于救援機(jī)器人的RV減速器研發(fā)”的階段研究成果。作者簡介：鄭紅（1968-），女，江西南昌人，溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系副教授，研究方向為機(jī)械設(shè)計制造及自動化。引言近年來制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、國家推出“機(jī)器換人”工程，把機(jī)器人、高端數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用推向了高潮，但基于機(jī)器人的 RV減速器一直是個技術(shù)難題，直接影響到機(jī)器人的工作性能指標(biāo)。 RV減速器是一款剛度最高、振動最低的機(jī)器人用減速器，能夠提高機(jī)器人工作時的動態(tài)特性，減小傳動回差，而且還具有體積小重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍大、承載能力大、運動精度高、傳動效率高等優(yōu)點。RV減速傳動裝置不僅在機(jī)器人中使用，在數(shù)控機(jī)床行業(yè)也廣泛應(yīng)用，例如：數(shù)控車床（ NC）主軸分度驅(qū)動；加工中心（ MC）坐標(biāo)軸的驅(qū)動；工廠自動化（FA）領(lǐng)域、柔性制造單元；精密伺服機(jī)構(gòu)等。當(dāng)下中國正處于從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型發(fā)展中，工廠自動化生產(chǎn)線日益增多，機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床的使用在企業(yè)日益普及，隨著我國制造業(yè)的科技進(jìn)步，對驅(qū)動機(jī)器人、數(shù)控設(shè)備的 RV減速器工業(yè)化市場前景廣闊，社會經(jīng)濟(jì)效益可觀。RV減速器產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上由一級漸開線齒輪傳動和一級擺線針輪行星傳動串聯(lián)構(gòu)成，漸開線齒輪傳動構(gòu)成第一級傳動，擺線齒輪行星傳動構(gòu)成第二級傳動。第二級針擺傳動中擺線輪與針齒殼的嚙合傳動，在結(jié)構(gòu)上采用無針齒擺線內(nèi)齒廓結(jié)構(gòu)，即內(nèi)齒廓不采用針齒滾動，而是直接使用擺線齒廓，這種結(jié)構(gòu)對于擺線輪和針齒殼的零件加工精度、表面質(zhì)量、硬度、強(qiáng)度、動平衡要求更高。為了提高 RV減速器的承載能力并使機(jī)器工作時內(nèi)部受力平衡，動力由齒輪軸輸入后，由兩個從動齒輪分別帶動兩根曲軸同步驅(qū)動擺線輪工作。 RV減速器第二級傳動就是由曲軸驅(qū)動擺線輪作行星運動，為了載荷平衡，一般用兩個擺線輪，呈 180度倒置安裝，擺線輪與針齒殼相嚙合產(chǎn)生減速運動，減速運動經(jīng)曲軸撥動輸出盤輸出。從RV減速器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)剖切，可以發(fā)現(xiàn)RV減速器產(chǎn)品中最為關(guān)鍵的零件就是擺線輪與針齒殼，本文專題探討擺線輪零件的加工工藝。擺線輪零件的材料是軸承鋼 GCr15，尺寸精度、形位公差達(dá)到 5、6級的高精度；粗糙度數(shù)值要求低，達(dá)到 Ra0.8或Ra0.4；擺線齒廓曲線要求修形精準(zhǔn)，齒廓周節(jié)公差0.03mm，周節(jié)累積公差 0.075mm；為保證擺線輪齒廓的強(qiáng)度、硬度要求，齒部淬火熱處理，硬度為 HRC60~64，擺線輪零件工作圖如圖 1所示。擺線輪零件加工工藝方案設(shè)計為了有效控制 RV減速器新產(chǎn)品的研發(fā)質(zhì)量，筆者引入了源自日本的質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment ，以下簡稱 QFD）原理及技術(shù)，通過實施QFD建立了RV減速器工藝設(shè)計、生產(chǎn)控制質(zhì)量屋，對 RV減速器新產(chǎn)品進(jìn)行了面向?qū)ο笮枨蟮脑O(shè)計，歸納抽取出擺線輪工藝設(shè)計、生產(chǎn)控制階段的關(guān)鍵特征要素。擺線輪工藝設(shè)計方案如表 1所示。擺線輪零件制造過程質(zhì)量控制擺線輪零件生產(chǎn)控制階段的關(guān)鍵要素如表 2所示，關(guān)鍵要素參數(shù)值見表 3，關(guān)鍵要素參數(shù)表就是擺線輪生產(chǎn)控制質(zhì)量屋。綜上研究，將表 1、表2、表3整理成擺線輪零件加工工藝流水卡，詳見表4。通過RV減速器樣機(jī)試制、擺線輪零件加工實踐，筆者發(fā)現(xiàn)在擺線輪零件生產(chǎn)過程中，基于 QFD的工藝設(shè)計、生產(chǎn)控制質(zhì)量屋與零件加工工藝卡、工序卡同步控制零件加工質(zhì)量，本文所探討的擺線輪加工工藝節(jié)約原材料 40％以上，節(jié)約工時50％，節(jié)能降耗 10％，提高工效 1倍，完全能夠保證擺線輪零件的加工精度及表面質(zhì)量要求。參考文獻(xiàn)：賀衛(wèi)民.擺線齒輪計算及數(shù)控加工[J].山西機(jī)械，2003（9）：40-41.張敬東.擺線齒輪的數(shù)控加工[J].現(xiàn)代制造工程，2005（3）：49-50.劉鳴熙.擺線針輪傳動與小型