[发明专利]非晶合金谐波减速器柔性齿轮制造方法及热压设备

说明书

本发明涉及热压设备技术领域，具体涉及一种非晶合金谐波减速器柔性齿轮制造方法及热压设备，制造方法先制备坯体，采用压铸装置制备非晶合金坯体，然后进行超塑性热压加工，将制备得到的非晶合金坯体放置到一个腔室中，此腔室内设置一个可相对于非晶合金坯体移动的压齿板，压齿板设有用于成型齿圈的咬合齿；先对压齿板继续加热，然后将非晶合金坯体放置在压齿板上，并使非晶合金坯体沿咬合齿排布的方向滚动，咬合齿对非晶合金坯体的外周侧面挤压，从而使非晶合金坯体的外周侧面形成齿圈，制得非晶合金柔轮。与现有技术相比，具有可连续生产、工艺简单、材料利用率高、生产效率高和生产成本低等特点。

技术领域

本发明涉及热压设备技术领域，具体涉及一种非晶合金谐波减速器柔性齿轮制造方法还涉及一种用于制造非晶合金谐波减速器柔性齿轮的热压设备。

背景技术

谐波减速器主要是由带有内齿圈的刚性齿轮(钢轮)、带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)、波发生器三个基本构件组成，其适用于宇航、航空、机器人、机床等设备的机械传动部位，实现减速、传递运动和动力。目前谐波齿轮传动常见的失效模式主要有柔轮的疲劳断裂、齿面磨损和柔性轴承破坏，其中柔轮摩擦磨损导致传动性能的退化是谐波齿轮传动的主要失效形式。鉴于常用Cr钢材生产的柔轮制作制程复杂、成本高、寿命短等问题，现急需要遴选机械性能优异的新材料，同时开发新型制备技术以降低其生产成本，提高生产效率，是目前在制备谐波减速器柔轮生产中急需解决的首要难题。而且谐波减速器制造工艺复杂，谐波减速器特殊的传动方式限制了柔轮齿形加工工艺，使得采用制备柔轮的方法受限。如使用高弹性钢铁材料通过锻造、切削加工、强化热处理、车床及特殊数控加工机等切削加工等。

非晶合金具有高强度、高弹性、优异的耐磨、耐疲劳及耐腐蚀性、高硬度、高韧性、较低的弹性模量等最理想的应用材料。此外，由于非晶材料有比较低的熔点、良好的熔汤流动性等具备模具净成形能力。因此，非晶合金模具成型的谐波减速器应用方案的研究正在积极进行。但是，通常模具开闭式由于模具的滑动位置精度、分模线处理问题、倒扣问题等，很难精密地实现齿轮形状，另外，由于模具形成的齿轮形状部位表面上残留的熔汤流动痕迹和气孔等缺陷，导致齿轮启动时啮合面错位及过度摩擦导致产品早期失败等技术问题。为了解决这些问题，可以考虑先模具成型大致形状的非晶合金胚料后，再通过复杂的机械加工实现齿轮形状的方式，但是，由于非晶合金的表面高硬度，存在加工时间非常长及材料内部气孔加工完成后暴露的问题，导致产品不良。

参见专利号为CN2017103520764，名称为一种非晶柔轮及其制备方法的专利，其公开了一种非晶柔轮及其制备方法。该方法以非晶合金为成形坯料，采用模具超塑挤压形成柔轮齿圈部分，再采用模具形成柔轮杯底部分，然后将齿圈部分和杯底部分放入扩散焊模具中，使得齿圈部分的一侧开口与所述杯底部分的开口端对齐相接，通过焊接将两者固定结合以形成所述非晶合金柔轮。该文献主要利用模具来成型柔轮，不仅模具的设计十分复杂，而且生产工序也复杂，容易产生晶化，无法保证柔轮精度、质量和性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种非晶合金谐波减速器柔性齿轮制造方法，还提供一种用于制造非晶合金谐波减速器柔性齿轮的热压设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供非晶合金谐波减速器柔性齿轮制造方法，包括以下步骤，步骤a，制备坯体，采用压铸装置制备非晶合金坯体；步骤b，超塑性热压加工，将步骤a中制备得到的非晶合金坯体放到腔室中，在腔室中设置可相对于非晶合金坯体移动的压齿板，压齿板设有用于成型齿圈的咬合齿；先对压齿板继续加热和对非晶合金坯体进行预热，然后将非晶合金坯体放置在压齿板上，并使非晶合金坯体沿咬合齿排布方向相对于压齿板进行滚动，咬合齿对非晶合金坯体的外周侧面挤压，从而使非晶合金坯体的外周侧面形成齿圈，制得非晶合金柔轮。

其中，还包括步骤c和步骤d；步骤c，成型余量加工，将步骤b中制得的非晶合金柔轮多余的边角料继续去除；步骤d，表面处理，对非晶合金柔轮的表面继续喷丸或镀膜处理。