[发明专利]谐波减速器齿面加工方法及其加工装置

说明书

本发明公开了一种谐波减速器齿面加工方法，通过共轭齿廓电火花展成法加工刚轮，其中作为被加工的刚轮接电火花电源正极，柔轮接电火花电源负极，所述柔轮内置有柔性轴承和波发生器，所述柔轮、所述刚轮、所述波发生器之间的传动比通过加工装置的传动链或谐波减速器控制，所述柔轮的齿部包括有锥形齿段、精加工段、跑合段；通过采用共轭齿廓电火花展成法加工柔轮、刚轮、波发生器之间的传动比与谐波减速器设计一致，所得到的刚轮齿形，是符合无理论误差效果的空载共轭齿廓，通过加载跑合得到负载条件下的共轭齿廓。

技术领域

本发明涉及谐波减速器技术领域，特别是一种应用于谐波减速器齿面加工方法及其加工装置。

背景技术

谐波减速器的结构主要包括波发生器、柔性轴承、柔轮、刚轮。其中柔轮是柔性外齿轮，刚轮是刚性内齿轮。谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比与承载能力大、传动精度高等优点。运动或动力通常由波发生器输入，刚轮静止，运动由柔轮输出；或者柔轮静止，运动由刚轮输出。

没有任何误差的谐波减速器工作时，其柔轮在匀速迴转的同时还通过波发生器、柔性轴承的作用而匀速地变形；刚轮的齿面既是柔轮的包络面，也是柔轮齿面的共轭曲面。

中国从1961年开始研制谐波减速器，齿形已由当年的渐开线改为承载能力更好的双圆弧。柔轮与刚轮的齿形应为共轭齿廓，否则它们的传动误差曲线中会有高频谐波，引起高频噪声与振动。为抑制这噪声与振动，有用塑料来制造柔轮的。有人采用有限元法与三维共轭曲面理论计算共轭齿形；由于柔轮的刚性差、对其复杂受力状况的认知不足，又很难用光弹性试验配合，只能得到近似的共轭齿廓。

目前国内有代表性的企业，用引进的数控滚齿机加工5级精度的柔轮；用引进生产效率是插齿机4倍的插滚机床加工5级精度的刚轮；生产传动误差为60″的谐波减速器。

个别企业用慢走丝切割机床和直径15微米的金属丝来生产刚轮。细金属丝允许通过的电流小，不仅与电流大小成正比的生产效率低、线切割后的齿面还需研磨加工，齿形近似，机床依赖进口。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种谐波减速器齿面加工方法及其工艺装备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种谐波减速器齿面加工方法，通过共轭齿廓电火花展成法加工刚轮，一其中作为被加工的刚轮接电火花电源正极，柔轮接电火花电源负极，所述柔轮内置有柔性轴承和波发生器，所述柔轮、所述刚轮、所述波发生器之间的传动比通过加工装置的传动链决定，也可以由谐波减速器决定。

根据本发明所提供的谐波减速器齿面加工方法，通过采用共轭齿廓电火花展成法加工，柔轮、刚轮、波发生器之间的传动比与谐波减速器的设计值一致，所得到的刚轮齿形，是符合无理论误差的空载共轭齿廓，可用于仅传递运动的场合；通过加载跑合得到负载条件下的共轭齿廓，用于传递动力的情况。

根据本发明所提供的一种谐波减速器齿面加工方法，所述柔轮的齿部包括有锥形齿段、精加工段、跑合段。

根据本发明所提供的一种谐波减速器齿面加工方法，所述刚轮的加工步骤依次包括有电火花放电加工工艺和跑合/珩磨工艺，能在一次装夹内完成电火花放电加工和跑合/珩磨加工。

根据本发明所提供的一种谐波减速器齿面加工方法，所述刚轮通过刚轮夹具固定，所述刚轮夹具包括有刚轮固定件、刚轮夹具底座，所述刚轮固定件和所述刚轮夹具底座之间设置有圆锥面，所述刚轮夹具通过圆锥面定心。

一种谐波减速器齿面加工机床，包括床身，所述床身上设置有转台部分和可移动的活动夹具部分；刚轮接电火花电源正极，柔轮接电火花电源负极；所述柔轮内置有柔性轴承和波发生器，柔轮的弹性变形通过柔性轴承和波发生器实现。

根据本发明所提供的谐波减速器齿面加工机床，可以加工各种模数和各种传动比、传动误差为1、具有无理论误差共轭齿廓的刚轮。