CN109262076A - 一种rv摆线齿轮的高效精密磨削加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RV摆线齿轮高效精密磨削加工方法，在系列摆线齿轮周向均匀布置的多个磨头组件对系列摆线齿轮进行全包络无缝磨削，磨头组件上下移动，构成磨削进给运动，进而完成对系列摆线齿轮齿廓的一次性无缝全包络高效磨削。本发明实现了系列摆线齿轮齿轮的一次性全包络无缝磨削加工，从根本上解决目前摆线齿轮齿廓加工过程中存在的加工精度低和加工效率低的问题。

Description

一种RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法

技术领域

本发明属于磨削加工方法技术领域，特别是涉及一种RV摆线齿轮高效精密磨削加工方法。

背景技术

RV减速器是由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成的一封闭差动轮系，具有体积小、抗冲击力强、扭转刚度大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点，被广泛应用于工业机器人、医疗检测设备、航空航天以及国防武器装备等领域。

RV减速器的摆线针轮行星传动多齿啮合效应，对摆线齿轮带来了极高的加工精度要求和装配工艺要求。目前，我国RV减速器中摆线齿轮的加工多采用单齿分度的成形磨削加工原理，存在加工精度较差、加工效率较低等不足，规模化生产受到加工设备的严重制约。

因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明的目的就是提供一种RV摆线齿轮高效精密磨削加工方法，能完全解决摆线齿轮齿廓加工过程中存在的加工精度低和加工效率低等技术难题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，包括机床，该机床包括底座、第一立柱、第二立柱、分度工作台、横梁和芯轴；所述第一、二立柱竖直固定在底座顶面两侧，横梁水平设置在第一、二立柱之间，且横梁两端对应与第一、二立柱滑动连接，横梁能沿竖直方向自由移动；所述横梁上开设横梁孔，横梁孔内沿圆周方向设置多个磨头组件，该多个磨头组件组合形成环面状的磨削面；所述分度工作台对应横梁孔旋转安装在底座顶面；所述第一或第二立柱顶端可拆卸式安装悬臂，悬臂的自由端底面设有套筒，芯轴底端为圆台，该圆台可拆卸式安装在分度工作台上，顶端穿过横梁孔后配合在套筒内，且所述芯轴顶端设有一螺纹段，该螺纹段上设有螺母，其特征在于：

将系列摆线齿轮重叠套于芯轴上，系列摆线齿轮底端由圆台限位，顶端由螺母锁紧，系列摆线齿轮周向均匀布置的多个磨头组件对系列摆线齿轮进行全包络无缝磨削，横梁带动磨头组件上下移动，构成磨削进给运动。

进一步，所述磨头组件至少为2层，包括上层磨头组件和下层磨头组件，所述上层磨头组件和下层磨头组件相互错位布置共同形成环面状的磨削面。

进一步，所述磨头组件包括砂轮电机、环面成型砂轮、第一导轨、第二导轨和伸缩驱动机构；所述横梁上对应每一个磨头组件均开设有内腔，第一、二导轨的一端伸入内腔中，并与横梁单自由度滑动配合，伸缩驱动机构安装在内腔中，并与第一、二导轨连接，用于驱动两导轨同步滑动；砂轮电机固定在第一或第二导轨的外伸端，砂轮电机的输出轴通过轴承固定在另一导轨的外伸端，环面成型砂轮安装在砂轮电机的输出轴上；

砂轮电机带动环面成型砂轮旋转，构成磨削主运动；环面成型砂轮沿摆线齿轮径向移动，调整磨削量。

进一步，环面成型砂轮采用修整组件进行修整，该修整组件包括修整电机、金刚修整滚轮和安装台，所述安装台底端为圆台，在圆台底部沿周向设有固定槽，圆台顶面设有垫高块，垫高块的顶面设有一对支架，修整电机固定在支架上，金刚修整滚轮安装在修整电机的输出轴上；

修整前，取下系列摆线齿轮和芯轴，将安装台固定在分度工作台上，横梁带动环面成型砂轮上下移动形成修整进给运动，修整电机带动金刚修整滚轮旋转，金刚修整滚轮对环面成型砂轮单齿槽修整，利用分度工作台带动金刚修整滚轮水平旋转，完成同一环面成型砂轮各个齿槽的修整，以及其余环面成型砂轮所有齿槽的修整。

进一步，砂轮电机带动环面成型砂轮旋转形成修整辅助运动。

进一步，所述环面成型砂轮靠近或远离金刚修整滚轮移动，实现修整量的调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法对环面成型砂轮的齿廓精度及齿廓相互之间的相位精度均可精确控制，实现了系列摆线齿轮齿轮的一次性全包络无缝磨削加工，能从根本上解决目前摆线齿轮齿廓加工过程中存在的加工精度低和加工效率低的问题，具有广泛的应用价值和原理的普遍性。

附图说明

图1是本发明中机床的立体结构示意图；

图2是本发明中磨头组件的分布示意图；

图3是本发明中磨头组件的结构示意图；

图4是本发明中分度工作台的驱动结构的示意图一；

图5是本发明中分度工作台的驱动结构的示意图二；

图6是本发明中横梁的驱动结构的示意图；

图7是本发明中修整组件的结构示意图；

图8是本发明加工方法的立体示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是环面成型砂轮修整的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图10所示，一种RV摆线齿轮高效精密磨削加工方法，包括机床，该包括底座1、第一立柱2、第二立柱3、分度工作台4、横梁5和芯轴6。

所述第一、二立柱2、3竖直固定在底座1顶面两侧，横梁5水平设置在第一、二立柱2、3之间，所述横梁5两端开设燕尾槽，所述第一、二立柱2、3上竖向设置与燕尾槽匹配的竖向导轨，横梁5通过燕尾槽与竖向导轨滑动配合，使得横梁5能沿竖直方向自由移动。所述横梁5上开设横梁孔7，横梁孔7内沿圆周方向设置多个磨头组件8，该多个磨头组件8组合形成环面状的磨削面，参见图2。

本实施例中，横梁5的升降运动通过滚珠丝杆驱动完成。第二立柱3内部为空腔结构，在空腔顶部安装电机9，电机9的输出端与丝杆10固连，丝杆10两端通过轴承安装在第二立柱3的空腔内壁；丝杆10通过与滚珠螺母11配合形成滚珠丝杆运动副，横梁5与滚珠螺母11固定连接。通过电机9驱动丝杆10旋转，并经过滚珠螺母11带动横梁5升降运动，参见图6。

在本实施例中，所述磨头组件8为2层，包括上层磨头组件和下层磨头组件，且上层磨头组件和下层磨头组件分别包括四个磨头组件8，所述上层磨头组件和下层磨头组件相互错位布置共同形成环面状的磨削面，参见图2。

参见图3，所述磨头组件8包括砂轮电机81、环面成型砂轮82、第一导轨83、第二导轨84和伸缩驱动机构。所述横梁5上对应每一个磨头组件8均开设有内腔12，第一、二导轨83、84的一端伸入内腔12中，并通过矩形滑动轴承85与横梁5实现单自由度滑动配合，伸缩驱动机构安装在内腔12中，并与第一、二导轨83、84连接，用于驱动两导轨同步滑动。砂轮电机81固定在第一导轨83的外伸端，砂轮电机81的输出轴通过精密滚动轴承固定在第二导轨84的外伸端，环面成型砂轮82安装在砂轮电机81的输出轴上。所述环面成型砂轮82与砂轮电机81输出轴之间的配合面为锥面，在砂轮电机81输出轴上螺纹连接有用于轴向锁紧环面成型砂轮82的螺母86，此结构可以起到自动定心和压紧的作用。

所述伸缩驱动机构包括磨头驱动电机88、蜗轮87和齿轮组，所述第一、第二导轨83、84的内伸端相对侧设有齿条89，在两齿条89之间安装齿轮组，该齿轮组为4个并排设置以精密无侧隙方式啮合的齿轮90，位于两外侧的齿轮90分别与对应的齿条89啮合，所述磨头驱动电机88的输出轴为蜗杆91，蜗杆91与蜗轮87配合形成蜗轮蜗杆机构，齿轮组中的其中一齿轮90与蜗轮87同轴连接，蜗轮87与蜗杆91传动具有自锁功能，保证磨削过程中环面成型砂轮82的稳定性。齿轮组与2根齿条89的配合可以保证第一、二导轨83、84同步进退，进而保证在修整环面成型砂轮82过程中修整量的均匀性。

参见图4和图5，所述分度工作台4对应横梁孔7旋转安装在底座1顶面。具体的讲，所述底座1内设有安装腔，在安装腔内安装有分度电机13、大速比精密分度蜗轮14和分度蜗杆15，分度电机13驱动分度蜗杆15，大速比精密分度蜗轮14和分度蜗杆15相互啮合，所述大速比精密分度蜗轮14通过精密转台轴承固定在底座1上，分度蜗杆15通过精密轴承固定在底座1上，且大速比精密分度蜗轮14与分度工作台4同轴连接。工作时，分度电机13通过蜗轮蜗杆机构带动分度工作台4旋转，由于分度蜗轮14与分度蜗杆15形成的传动副具有反向驱动的自锁性，所以在分度电机13不工作时，分度工作台4不会自动旋转。上述的分度工作台4顶面具有用于分度的刻度（图中未画），并且沿周向均匀布置T形槽，T形槽中配合滑块，滑块上竖直设置螺纹柱，螺纹柱上配合有锁紧螺母，分度工作台顶面中心开设中心定位孔。

所述第二立柱3顶端可拆卸式安装悬臂16，悬臂16的自由端底面设有套筒17，芯轴6底端为圆台，该圆台可拆卸式安装在分度工作台4上，芯轴6顶端穿过横梁孔7后配合在套筒17内，且所述芯轴6顶端设有一螺纹段，该螺纹段上设有螺母18。所述圆台底部沿周向设有固定槽，利用分度工作台4上的锁紧螺母将芯轴6固定在分度工作台4上。圆台底面设有定位凸台，定位凸台与分度工作台上的中心定位孔配合，芯轴利用中心定位孔和套筒进行精确对中定位。

具体加工过程如下：

系列摆线齿轮19重叠套置在芯轴6上，摆线齿轮19底部由芯轴6底端的圆台限位，顶部通过螺母18压紧。摆线齿轮19磨削过程为八个砂轮电机81带动八个环面成型砂轮82高速旋转，形成磨削主运动；横梁5带动整个磨头组件8沿竖直方向移动，形成磨削进给运动，进而完成芯轴6上的系列摆线齿轮19的一次性全包络无缝磨削加工。环面成型砂轮82沿摆线齿轮径向移动，调整磨削量，参见图8和9。

所述磨头组件8中的环面成型砂轮82的齿廓精度及齿廓相互之间的相位精度均可精确控制，实现了系列摆线齿轮齿轮的一次性全包络无缝磨削加工，能从根本上解决目前摆线齿轮齿廓加工过程中存在的加工精度低和加工效率低的问题，具有广泛的应用价值和原理的普遍性。

经过长期工作后，成型环面砂轮82会有一定程度的磨损，因此，本发明还配制了修整组件。该修整组件包括修整电机20、金刚修整滚轮21和安装台22，所述安装台为一个圆台，在圆台底部沿周向设有固定槽，圆台顶面设有垫高块23，垫高块23的顶面设有一对支架24，修整电机20固定在支架24上，金刚修整滚轮21安装在修整电机20的输出轴上，参见图7。

在需要进行成型环面砂轮82修整时，将芯轴6拆卸，将安装台22固定在分度工作台4上，安装台22底面设有定位凸台，定位凸台与分度工作台4上的中心定位孔配合实现定位，通过锁紧螺母将安装台22固定在分度工作台4上。磨头驱动电机88通过蜗轮蜗杆机构带动第一、二导轨83、84同步外移，进而实现8个环面成型砂轮82的向中心微量移动，实现修整量的调整。修整电机20带动金刚修整滚轮21高速旋转，形成修整主运动，8个砂轮电机81带动8个环面成型砂轮82旋转形成修整辅助运动。横梁5带动整个磨头组件8竖向运动形成修整进给运动，完成一个齿侧修整后，通过分度工作台4精密分度，带动成型金刚修整滚轮21的分度，实现下一个齿槽的修整，直到所有齿槽修整完成；从而实现八个环面成型砂轮齿廓的精密修整和齿廓相互之间相位的精确控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，包括机床，该机床包括底座、第一立柱、第二立柱、分度工作台、横梁和芯轴；所述第一、二立柱竖直固定在底座顶面两侧，横梁水平设置在第一、二立柱之间，且横梁两端对应与第一、二立柱滑动连接，横梁能沿竖直方向自由移动；所述横梁上开设横梁孔，横梁孔内沿圆周方向设置多个磨头组件，该多个磨头组件组合形成环面状的磨削面；所述分度工作台对应横梁孔旋转安装在底座顶面；所述第一或第二立柱顶端可拆卸式安装悬臂，悬臂的自由端底面设有套筒，芯轴底端为圆台，该圆台可拆卸式安装在分度工作台上，顶端穿过横梁孔后配合在套筒内，且所述芯轴顶端设有一螺纹段，该螺纹段上设有螺母，其特征在于：

将系列摆线齿轮重叠套于芯轴上，系列摆线齿轮底端由圆台限位，顶端由螺母锁紧，系列摆线齿轮周向均匀布置的多个磨头组件对系列摆线齿轮进行全包络无缝磨削，横梁带动磨头组件上下移动，构成磨削进给运动。

2.根据权利要求1所述的RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，其特征在于：所述磨头组件至少为2层，包括上层磨头组件和下层磨头组件，所述上层磨头组件和下层磨头组件相互错位布置共同形成环面状的磨削面。

3.根据权利要求2所述的RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，其特征在于：所述磨头组件包括砂轮电机、环面成型砂轮、第一导轨、第二导轨和伸缩驱动机构；所述横梁上对应每一个磨头组件均开设有内腔，第一、二导轨的一端伸入内腔中，并与横梁单自由度滑动配合，伸缩驱动机构安装在内腔中，并与第一、二导轨连接，用于驱动两导轨同步滑动；砂轮电机固定在第一或第二导轨的外伸端，砂轮电机的输出轴通过轴承固定在另一导轨的外伸端，环面成型砂轮安装在砂轮电机的输出轴上；

砂轮电机带动环面成型砂轮旋转，构成磨削主运动；环面成型砂轮沿摆线齿轮径向移动，调整磨削量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，其特征在于：环面成型砂轮采用修整组件进行修整，该修整组件包括修整电机、金刚修整滚轮和安装台，所述安装台底端为圆台，在圆台底部沿周向设有固定槽，圆台顶面设有垫高块，垫高块的顶面设有一对支架，修整电机固定在支架上，金刚修整滚轮安装在修整电机的输出轴上；

修整前，取下系列摆线齿轮和芯轴，将安装台固定在分度工作台上，横梁带动环面成型砂轮上下移动形成修整进给运动，修整电机带动金刚修整滚轮旋转，金刚修整滚轮对环面成型砂轮单齿槽修整，利用分度工作台带动金刚修整滚轮水平旋转，完成同一环面成型砂轮各个齿槽的修整，以及其余环面成型砂轮所有齿槽的修整。

5.根据权利要求4所述的RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，其特征在于；砂轮电机带动环面成型砂轮旋转形成修整辅助运动。

6.根据权利要求4所述的RV摆线齿轮的高效精密磨削加工方法，其特征在于：所述环面成型砂轮靠近或远离金刚修整滚轮移动，实现修整量的调整。