RV减速器摆线轮零件加工工艺设计探讨
2022-06-09
郑红 ZHENG Hong
（温州职业技术学院，温州 325025）
摘要： RV减速器产品的关键零件是摆线轮，摆线轮零件加工一直是企业生产制造的难题，本文探讨了摆线轮零件加工工艺设计，通过此工艺来保证摆线轮零件的表面质量和加工精度要求。
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关键词 ： 摆线轮；加工工艺；RV减速器
中图分类号：TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0062-03
基金项目：本文是温州市科技计划项目（项目编号：G20120011）“基于救援机器人的RV减速器研发”的阶段研究成果。
作者简介：郑红（1968-），女，江西南昌人，温州职业技术学院机械系副教授，研究方向为机械设计制造及自动化。
0 引言
近年来制造业转型升级、国家推出“机器换人”工程，把机器人、高端数控设备的应用推向了高潮，但基于机器人的RV减速器一直是个技术难题，直接影响到机器人的工作性能指标。RV减速器是一款刚度最高、振动最低的机器人用减速器，能够提高机器人工作时的动态特性，减小传动回差，而且还具有体积小重量轻、结构紧凑、传动比范围大、承载能力大、运动精度高、传动效率高等优点。RV减速传动装置不仅在机器人中使用，在数控机床行业也广泛应用，例如：数控车床（NC）主轴分度驱动；加工中心（MC）坐标轴的驱动；工厂自动化（FA）领域、柔性制造单元；精密伺服机构等。
当下中国正处于从制造大国向制造强国转型发展中，工厂自动化生产线日益增多，机器人、数控机床的使用在企业日益普及，随着我国制造业的科技进步，对驱动机器人、数控设备的RV减速器工业化市场前景广阔，社会经济效益可观。
RV减速器产品在结构上由一级渐开线齿轮传动和一级摆线针轮行星传动串联构成，渐开线齿轮传动构成第一级传动，摆线齿轮行星传动构成第二级传动。第二级针摆传动中摆线轮与针齿壳的啮合传动，在结构上采用无针齿摆线内齿廓结构，即内齿廓不采用针齿滚动，而是直接使用摆线齿廓，这种结构对于摆线轮和针齿壳的零件加工精度、表面质量、硬度、强度、动平衡要求更高。为了提高RV减速器的承载能力并使机器工作时内部受力平衡，动力由齿轮轴输入后，由两个从动齿轮分别带动两根曲轴同步驱动摆线轮工作。RV减速器第二级传动就是由曲轴驱动摆线轮作行星运动，为了载荷平衡，一般用两个摆线轮，呈180度倒置安装，摆线轮与针齿壳相啮合产生减速运动，减速运动经曲轴拨动输出盘输出。
从RV减速器产品的结构剖切，可以发现RV减速器产品中最为关键的零件就是摆线轮与针齿壳，本文专题探讨摆线轮零件的加工工艺。摆线轮零件的材料是轴承钢GCr15，尺寸精度、形位公差达到5、6级的高精度；粗糙度数值要求低，达到Ra0.8或Ra0.4；摆线齿廓曲线要求修形精准，齿廓周节公差0.03mm，周节累积公差0.075mm；为保证摆线轮齿廓的强度、硬度要求，齿部淬火热处理，硬度为HRC60~64，摆线轮零件工作图如图1所示。
1 摆线轮零件加工工艺方案设计
为了有效控制RV减速器新产品的研发质量，笔者引入了源自日本的质量功能展开（Quality Function Deployment，以下简称QFD）原理及技术，通过实施QFD建立了RV减速器工艺设计、生产控制质量屋，对RV减速器新产品进行了面向对象需求的设计，归纳抽取出摆线轮工艺设计、生产控制阶段的关键特征要素。摆线轮工艺设计方案如表1所示。
2 摆线轮零件制造过程质量控制
摆线轮零件生产控制阶段的关键要素如表2所示，关键要素参数值见表3，关键要素参数表就是摆线轮生产控制质量屋。
综上研究，将表1、表2、表3整理成摆线轮零件加工工艺流水卡，详见表4。
通过RV减速器样机试制、摆线轮零件加工实践，笔者发现在摆线轮零件生产过程中，基于QFD的工艺设计、生产控制质量屋与零件加工工艺卡、工序卡同步控制零件加工质量，本文所探讨的摆线轮加工工艺节约原材料40％以上，节约工时50％，节能降耗10％，提高工效1倍，完全能够保证摆线轮零件的加工精度及表面质量要求。
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参考文献：
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