一種擺線輪精密拋光裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種擺線輪精密拋光裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，對(duì)于促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，意義深遠(yuǎn)。數(shù)據(jù)顯示，過去5年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)以年均36%的速度增長(zhǎng)，去年中國(guó)市場(chǎng)的工業(yè)機(jī)器人銷量猛增54%，達(dá)到5.6萬臺(tái)，成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)。工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)、制造與應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造實(shí)力與水平的重要標(biāo)志，而精密減速器是工業(yè)機(jī)器人中最關(guān)鍵的功能部件，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈至關(guān)重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)，也是目前制約我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。其成本約占整個(gè)機(jī)器人制造成本的30%?40%，高成本的精密減速器進(jìn)一步制約了機(jī)器人的發(fā)展。擺線輪是RV減速器關(guān)鍵零件，其加工精度直接影響RV減速器的傳動(dòng)精度。而目前企業(yè)主要采用高精度磨床對(duì)擺線齒輪進(jìn)行精加工，其加工成本高，效率低，大大增加了減速器的制造成本。
[0003]磨料流加工技術(shù)是一種用于復(fù)雜曲面高效、精密光整加工方法。它是以磨料流為介質(zhì)在壓力作用下流過工件所需加工的表面，產(chǎn)生研磨去除作用，并能夠控制工件的材料去除率，以減少工件表面的波紋度和粗糙度，達(dá)到精密加工的效果。采用磨料流工藝對(duì)擺線輪等零件表面進(jìn)行拋光是一種很好的工藝方法，但是目前現(xiàn)行的磨料流工藝主要針對(duì)諸如管道等異形內(nèi)腔類零件表面拋光，沒有專門針對(duì)像擺線輪等零件外表面拋光的磨料流加工裝置。而且現(xiàn)有的磨料流加工裝置沒有對(duì)磨料流進(jìn)行冷卻，這會(huì)導(dǎo)致磨料流在往復(fù)加工過程中由于溫度的升高而引起磨料流黏度下降(變稀)，進(jìn)而影響零件的加工效率及加工精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種成本低、效率高的擺線輪精密拋光裝置及方法。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種擺線輪精密拋光裝置，包括磨料筒1、分別固設(shè)在磨料筒I兩端的支撐盤2;磨料筒I內(nèi)設(shè)有一中心桿5，中心桿5的兩端分別固設(shè)在磨料筒I兩端的支撐盤2上，待拋光的擺線輪9通過中心桿5固設(shè)于磨料筒I內(nèi)；
[0007]所述磨料筒I內(nèi)圓周表面加工有與擺線輪9的擺線類型和數(shù)量一致的擺線；
[0008]所述磨料筒I的內(nèi)圓周表面與擺線輪9的外圓周表面之間具有間隙，該間隙形成磨料腔10，當(dāng)磨料流由磨料筒I的一端流入磨料腔10，另一端流出磨料腔10時(shí)，通過流動(dòng)的磨料流摩擦擺線輪9的齒面，實(shí)現(xiàn)擺線輪9的拋光。
[0009]磨料筒I的外圓周表面增設(shè)有一冷卻水腔7，冷卻水腔7具有一進(jìn)水口6和出水口 8;出水口 8連接冷卻水箱，進(jìn)水口 6連接水栗;水栗將冷卻水箱內(nèi)的冷卻水抽至冷卻水腔7后，再通過出水口 8回流至冷卻水箱。
[0010]磨料筒I內(nèi)圓周表面擺線的齒頂1-2對(duì)應(yīng)于擺線輪9的擺線輪齒底9-1，且二者的間隙相等；磨料筒I內(nèi)圓周表面擺線的齒底1-1對(duì)應(yīng)于擺線輪9的擺線輪齒頂9-2，且二者的間隙相等。
[0011 ]磨料筒1、中心桿5和擺線輪9的軸線同軸。
[0012]支撐盤2通過螺釘與磨料筒I緊密結(jié)合；中心桿5通過緊定件4與支撐盤2固定;擺線輪9通過法蘭盤螺母3鎖緊在中心桿5上。
[0013]擺線輪精密拋光裝置還包括一個(gè)磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)；
[0014]該磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)包括依次安裝在磨料筒I一端的磨料缸一和液壓缸一，以及依次安裝在磨料筒I另一端的磨料缸二和液壓缸二;磨料缸一和磨料缸二與磨料腔10的接口處密封連接；
[0015]控制系統(tǒng)分別控制液壓缸一和液壓缸二的活塞桿伸出或縮進(jìn)動(dòng)作，當(dāng)液壓缸一的活塞桿推動(dòng)磨料缸一的活塞桿時(shí)，磨料缸二的活塞桿伸出，液壓缸二的活塞桿縮進(jìn)。
[0016]一種擺線輪精密拋光方法如下:
[0017]控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓缸一的活塞桿伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸一的活塞桿運(yùn)動(dòng)，磨料缸一內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔10并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；與此同時(shí)，控制系統(tǒng)停止液壓缸一的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸二的活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸二的活塞桿，此時(shí)磨料缸二內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔10并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；如此循環(huán)，磨料在磨料腔10內(nèi)往復(fù)高速流動(dòng)，不斷沖刷、研磨擺線輪9的齒面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)擺線輪齒面的拋光。
[0018]在擺線輪齒面的拋光過程中，還包括一個(gè)磨料冷卻步驟:啟動(dòng)水栗，冷卻水箱內(nèi)的冷卻水通過進(jìn)水口 6進(jìn)入冷卻水腔7內(nèi)，對(duì)磨料筒I進(jìn)行冷卻后，再由出水口 8回流至冷卻水箱內(nèi)；冷卻水在冷卻水腔7內(nèi)反復(fù)循環(huán)，進(jìn)而通過磨料筒I對(duì)磨料腔10內(nèi)的磨料進(jìn)行循環(huán)冷卻。
[0019]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的擺線齒輪精密加工技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0020]本發(fā)明將磨料筒內(nèi)表面設(shè)計(jì)成擺線形狀，使擺線輪的齒頂和齒底與磨料筒內(nèi)表面擺線相對(duì)應(yīng)的齒底和齒頂之間的間隙相等，可以有效地防止磨料流拋光過程中由于不同間隙而引起的過拋及拋光不均勻，而造成擺線輪精度低等缺陷。
[0021]本發(fā)明對(duì)磨料筒進(jìn)行循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)，可以防止磨料流在往復(fù)加工過程中溫度的升高而導(dǎo)致磨料流黏度下降(變稀)，提高了擺線輪的加工效率及加工精度。
[0022]本發(fā)明通過與磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)相結(jié)合，并通過控制系統(tǒng)控制磨料在磨料腔內(nèi)往復(fù)高速、高壓流動(dòng)，使磨料流對(duì)擺線齒輪的齒面進(jìn)行高精度反復(fù)研磨處理。本發(fā)明尤其適用擺線輪等精密零件以及異形曲面的光整加工，而且根據(jù)具體要求，可一次性加工多個(gè)擺線輪，相對(duì)于使用高精度磨床對(duì)擺線齒輪進(jìn)行磨齒加工，可以顯著降低其加工成本和提高其加工效率。
[0023]本發(fā)明采用簡(jiǎn)便易行的技術(shù)手段，拆卸、組裝方便快捷，有效解決了現(xiàn)有擺線齒輪加工成本高，精密度差，效率較低等問題。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明擺線輪精密拋光裝置的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明擺線輪精密拋光裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是圖1橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中h是磨料筒內(nèi)圓周表面擺線的齒底1-1與擺線輪齒頂9-2的對(duì)應(yīng)位置及間隙;hi是磨料筒內(nèi)圓周表面擺線的齒頂1-2與擺線輪齒底9-1的對(duì)應(yīng)位置及間隙。
[0027]圖4是磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0029]實(shí)施例
[0030]如圖1至4所示。本發(fā)明公開了一種擺線輪精密拋光裝置，包括磨料筒1、分別固設(shè)在磨料筒I兩端的支撐盤2;磨料筒I內(nèi)設(shè)有一中心桿5，中心桿5的兩端分別固設(shè)在磨料筒I兩端的支撐盤2上，待拋光的擺線輪9通過中心桿5固設(shè)于磨料筒I內(nèi)；
[0031]所述磨料筒I內(nèi)圓周表面加工有與擺線輪9的擺線類型(是指擺線的曲線形狀)和數(shù)量(是指擺線的齒的個(gè)數(shù))一致的擺線；
[0032]所述磨料筒I的內(nèi)圓周表面與擺線輪9的外圓周表面之間具有間隙，該間隙形成磨料腔10，當(dāng)(高速流動(dòng)的)磨料流由磨料筒I的一端流入磨料腔1，另一端流出磨料腔10時(shí)，通過流動(dòng)的磨料流摩擦擺線輪9的齒面，實(shí)現(xiàn)擺線輪9的拋光。
[0033]磨料筒I的外圓周表面增設(shè)有一冷卻水腔7，冷卻水腔7具有一進(jìn)水口6和出水口 8;出水口 8連接冷卻水箱，進(jìn)水口 6連接水栗;水栗將冷卻水箱內(nèi)的冷卻水抽至冷卻水腔7后，再通過出水口 8回流至冷卻水箱。
[0034]磨料筒I內(nèi)圓周表面擺線的齒頂1-2(也稱波峰)對(duì)應(yīng)于擺線輪9的擺線輪齒底9-1(也稱擺線輪波谷)，且二者的間隙相等;磨料筒I內(nèi)圓周表面擺線的齒底1-1對(duì)應(yīng)于擺線輪9的擺線輪齒頂9-2，且二者的間隙相等。
[0035]磨料筒1、中心桿5和擺線輪9的軸線同軸。
[0036]支撐盤2通過螺釘與磨料筒I緊密結(jié)合；中心桿5通過緊定件4與支撐盤2固定;擺線輪9通過法蘭盤螺母3鎖緊在中心桿5上。
[0037]擺線輪精密拋光裝置還包括一個(gè)磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng);該磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)包括依次安裝在磨料筒I 一端的磨料缸一和液壓缸一，以及依次安裝在磨料筒I另一端的磨料缸二和液壓缸二 ；磨料缸一和磨料缸二與磨料腔10的接口處密封連接;控制系統(tǒng)分別控制液壓缸一和液壓缸二的活塞桿伸出或縮進(jìn)動(dòng)作，當(dāng)液壓缸一的活塞桿推動(dòng)磨料缸一的活塞桿時(shí)，磨料缸二的活塞桿伸出，液壓缸二的活塞桿縮進(jìn)。
[0038]本發(fā)明擺線輪精密拋光方法可通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0039]控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓缸一的活塞桿伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸一的活塞桿運(yùn)動(dòng)，磨料缸一內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔10并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；與此同時(shí)，控制系統(tǒng)停止液壓缸一的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸二的活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸二的活塞桿，此時(shí)磨料缸二內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔10并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；如此循環(huán)，磨料在磨料腔10內(nèi)往復(fù)高速流動(dòng)，不斷沖刷、研磨擺線輪9的齒面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)擺線輪齒面的拋光。
[0040]在擺線輪齒面的拋光過程中，還包括一個(gè)磨料冷卻步驟:啟動(dòng)水栗，冷卻水箱內(nèi)的冷卻水通過進(jìn)水口 6進(jìn)入冷卻水腔7內(nèi)，對(duì)磨料筒I進(jìn)行冷卻后，再由出水口 8回流至冷卻水箱內(nèi)；冷卻水在冷卻水腔7內(nèi)反復(fù)循環(huán)，進(jìn)而通過磨料筒I對(duì)磨料腔10內(nèi)的磨料進(jìn)行循環(huán)冷卻，可以防止溫度的升高而導(dǎo)致磨料流黏度下降(變稀)，保證擺線輪的加工效率及加工精度。根據(jù)實(shí)際的加工效果，當(dāng)圖3中所示h值設(shè)定為5mm時(shí)，既可方便擺線輪的裝卸，又能保證擺線輪的加工效率及加工精度。
[0041]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0042]本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，包括磨料筒(1)、分別固設(shè)在磨料筒(I)兩端的支撐盤(2);磨料筒(I)內(nèi)設(shè)有一中心桿(5)，中心桿(5)的兩端分別固設(shè)在磨料筒(I)兩端的支撐盤(2)上，待拋光的擺線輪(9)通過中心桿(5)固設(shè)于磨料筒(I)內(nèi)； 所述磨料筒(I)內(nèi)圓周表面加工有與擺線輪(9)的擺線類型和數(shù)量一致的擺線； 所述磨料筒(I)的內(nèi)圓周表面與擺線輪(9)的外圓周表面之間具有間隙，該間隙形成磨料腔(10)，當(dāng)磨料流由磨料筒(I)的一端流入磨料腔(10)，另一端流出磨料腔(10)時(shí)，通過流動(dòng)的磨料流摩擦擺線輪(9)的齒面，實(shí)現(xiàn)擺線輪(9)的拋光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，磨料筒(I)的外圓周表面增設(shè)有一冷卻水腔(7)，冷卻水腔(7)具有一進(jìn)水口(6)和出水口(8);出水口(8)連接冷卻水箱，進(jìn)水口(6)連接水栗；水栗將冷卻水箱內(nèi)的冷卻水抽至冷卻水腔(7)后，再通過出水口(8)回流至冷卻水箱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，磨料筒(I)內(nèi)圓周表面擺線的齒頂(1-2)對(duì)應(yīng)于擺線輪(9)的擺線輪齒底(9-1)，且二者的間隙相等； 磨料筒(I)內(nèi)圓周表面擺線的齒底(1-1)對(duì)應(yīng)于擺線輪(9)的擺線輪齒頂(9-2)，且二者的間隙相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，磨料筒(I)、中心桿(5)和擺線輪(9)的軸線同軸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，支撐盤(2)通過螺釘與磨料筒(I)緊密結(jié)合；中心桿(5)通過緊定件(4)與支撐盤(2)固定;擺線輪(9)通過法蘭盤螺母(3)鎖緊在中心桿(5)上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述擺線輪精密拋光裝置，其特征在于，擺線輪精密拋光裝置還包括一個(gè)磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)； 該磨料流循環(huán)機(jī)構(gòu)包括依次安裝在磨料筒(I)一端的磨料缸一和液壓缸一，以及依次安裝在磨料筒(I)另一端的磨料缸二和液壓缸二;磨料缸一和磨料缸二與磨料腔(10)的接口處密封連接； 控制系統(tǒng)分別控制液壓缸一和液壓缸二的活塞桿伸出或縮進(jìn)動(dòng)作，當(dāng)液壓缸一的活塞桿推動(dòng)磨料缸一的活塞桿時(shí)，磨料缸二的活塞桿伸出，液壓缸二的活塞桿縮進(jìn)。7.—種擺線輪精密拋光方法，其特征在于采用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述擺線輪精密拋光裝置實(shí)現(xiàn)，具體拋光步驟如下: 控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓缸一的活塞桿伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸一的活塞桿運(yùn)動(dòng)，磨料缸一內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔(10)并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；與此同時(shí)，控制系統(tǒng)停止液壓缸一的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸二的活塞桿作伸出運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)磨料缸二的活塞桿，此時(shí)磨料缸二內(nèi)的磨料快速流經(jīng)磨料腔(10)并被擠壓至磨料缸二內(nèi)；如此循環(huán)，磨料在磨料腔(10)內(nèi)往復(fù)高速流動(dòng)，不斷沖刷、研磨擺線輪(9)的齒面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)擺線輪齒面的拋光。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述擺線輪精密拋光方法，其特征在于，在擺線輪齒面的拋光過程中，還包括一個(gè)磨料冷卻步驟: 啟動(dòng)水栗，冷卻水箱內(nèi)的冷卻水通過進(jìn)水口(6)進(jìn)入冷卻水腔(7)內(nèi)，對(duì)磨料筒(I)進(jìn)行冷卻后，再由出水口(8)回流至冷卻水箱內(nèi)；冷卻水在冷卻水腔(7)內(nèi)反復(fù)循環(huán)，進(jìn)而通過磨料筒(I)對(duì)磨料腔(1)內(nèi)的磨料進(jìn)行循環(huán)冷卻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種擺線輪精密拋光裝置及方法，包括磨料筒、分別固設(shè)在磨料筒兩端的支撐盤；磨料筒內(nèi)設(shè)有一中心桿，中心桿的兩端分別固設(shè)在磨料筒兩端的支撐盤上，待拋光的擺線輪通過中心桿固設(shè)于磨料筒內(nèi)；在磨料筒內(nèi)圓周表面加工有與擺線輪的擺線類型和數(shù)量一致的擺線；磨料筒的內(nèi)圓周表面與擺線輪的外圓周表面之間具有間隙，該間隙形成磨料腔，當(dāng)磨料流由磨料筒的一端流入磨料腔，另一端流出磨料腔時(shí)，通過流動(dòng)的磨料流摩擦擺線輪的齒面，實(shí)現(xiàn)擺線輪的拋光。本裝置及方法技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，裝置拆卸、組裝方便快捷，有效解決了現(xiàn)有擺線齒輪加工成本高，精密度差，效率較低等問題。
【IPC分類】B24B55/02, B24B31/12, B24B31/02
【公開號(hào)】CN105710758
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610195438
【發(fā)明人】唐恒, 湯勇, 莊寶山, 余鵬, 林浪, 饒龍石
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)