本發(fā)明涉及一種柔輪熱旋壓裝置，主要用于強化諧波齒輪傳動中關鍵零件-柔輪薄壁的金屬組織，提高柔輪的疲勞極限與表面強度。

背景技術：

柔輪作為諧波齒輪傳動中最難加工、最易發(fā)生破壞的零件，其性能的優(yōu)劣嚴重影響整機的特性。在諧波減速機中，疲勞壽命是一項重要考核指標，目前通用的諧波減速機因柔輪結構設計、材料特性、熱處理工藝等因素，致使其疲勞壽命突破30000h的性能指標要求。

目前國內外針對諧波柔輪薄壁結構普遍采用精車、精磨(去除材料的方式)或旋壓成型、擠壓成型方式來獲得較高的強度；采用去除材料的方式，難以在柔輪表面形成淺薄馬氏體硬化層，同時不可避免的留下刀痕與磨痕，易引起應力集中現(xiàn)象，降低柔輪的疲勞極限；采用旋壓成型或擠壓成型方式，雖具有節(jié)材、節(jié)能、低成本、高效率的優(yōu)勢，但是不可避免的帶來了材料的奧氏體硬化現(xiàn)象，影響柔輪的疲勞壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供柔輪熱旋壓方法及裝置。

本發(fā)明的技術解決方案是：一種柔輪熱旋壓方法，方法在機加工得到的柔輪毛坯基礎上進行，方法步驟如下：

第一步，對柔輪毛坯進行粗旋壓，旋壓進給量為(0.5-0.75)倍的毛坯加工余量，旋壓力為500-2000N；

第二步，對第一步處理后的柔輪進行熱處理，當柔輪機體硬度在25-30HRC時，控制熱處理溫度600-640℃，時長0.7-1.8s；當柔輪機體硬度在30-35HRC時，控制熱處理溫度560-600℃，時長0.5-1.2s；

第三步，對第二步處理后的柔輪進行精旋壓，旋壓進給量為剩余的毛坯加工余量，旋壓力為500-1700N。

旋壓力根據柔輪壁厚確定，當壁厚為0.15-0.30mm，旋輪壓力為500N-1500N，當壁厚為0.30-0.45，旋輪壓力為1500N-2000N。

所述的柔輪毛坯加工余量0.02-0.1mm。

一種柔輪熱旋壓裝置，包括工作臺、動力輸入裝置、感應線圈加熱裝置、隨動旋輪裝置、旋輪壓力傳感器、芯軸、機床主軸、直線驅動反饋裝置、機床上托架、柔輪擋套；

芯軸裝入柔輪內部，機床主軸、芯軸及柔輪固連，機床主軸的后軸向安裝柔輪擋套，利用機床上托架限位柔輪的軸向位移；機床主軸由動力輸入裝置驅動帶動內裝芯軸的柔輪旋轉，隨動旋輪裝置安裝在工作臺上，通過安裝在工作臺上的直線驅動反饋裝置實現(xiàn)軸向進給、徑向進給、兩方向插補進給，分別旋壓柔輪不同區(qū)域，旋輪壓力傳感器測量旋壓壓力值；感應線圈加熱裝置在直線驅動反饋裝置的作用下沿與機床主軸平行的方向運動，并使柔輪從線圈中間通過，使柔輪周向均勻受熱。

還包括行程開關、通過安裝在工作臺上的行程開關實現(xiàn)感應線圈加熱裝置極限位置控制。

利用隨動旋輪裝置對柔輪毛坯進行粗旋壓和精旋壓。

粗旋壓的旋壓進給量為(0.5-0.75)倍的毛坯加工余量，旋壓力為500-2000N。

粗旋壓后，控制感應線圈加熱裝置以設定好的溫度與速度通過柔輪，即當柔輪機體硬度在25-30HRC時，控制熱處理溫度600-640℃，時長0.7-1.8s；當柔輪機體硬度在30-35HRC時，控制熱處理溫度560-600℃，時長0.5-1.2s。

精旋壓的旋壓進給量為粗旋壓后的剩余毛坯加工余量，旋壓力為500-1700N。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有益效果為：

(1)為進一步強化柔輪薄壁的金屬組織，促進其材料奧氏體組織向性能穩(wěn)定馬氏體組織轉變，提高柔輪的疲勞極限，通過“普通縮進旋壓”的方式，略微改變柔輪薄壁尺寸，提高柔輪材質密度與表面光潔度，同時采用熱處理手段，軟化旋壓帶來的材料硬化層，釋放殘余內應力，提高柔輪殼體抗疲勞、耐磨的能力。

(2)該裝置采用實時壓力控制，針對不同柔輪壁厚采取不同壓力范圍，針對不同柔輪機體硬度采取不同的感應回火溫度，適用范圍廣，能夠滿足不同規(guī)格不同類型柔輪旋壓需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明柔輪熱旋壓裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實例對本發(fā)明做詳細說明。

本發(fā)明融合精密機加、縮進旋壓、回火熱處理等方式，在利用精密機加形成具有高精度的柔輪毛坯的基礎上，重點針對柔輪易發(fā)生疲勞破壞區(qū)域，開展縮進旋壓的方式，略微改變柔輪薄壁尺寸，提高柔輪表面材質密度與硬度，減少機械加工帶來的刀紋，盡可能避免應力集中；采用加熱回火的熱處理方式，軟化旋壓帶來的材料硬化層，釋放殘余內應力，提高柔輪殼體抗疲勞、抗載荷的能力。

本發(fā)明一種柔輪熱旋壓方法，方法在機加工得到的柔輪毛坯基礎上進行，方法步驟如下：

第一步，對柔輪毛坯進行粗旋壓，旋壓進給量為(0.5-0.75)倍的毛坯加工余量，旋壓力為500-2000N；柔輪毛坯加工余量0.02-0.1mm。

第二步，對第一步處理后的柔輪進行熱處理，針對不同硬度材料采取不同熱處理溫度，當柔輪機體硬度在25-30HRC時，控制熱處理溫度600-640℃，時長0.7-1.8s；當柔輪機體硬度在30-35HRC時，控制熱處理溫度560-600℃，時長0.5-1.2s；

第三步，對第二步處理后的柔輪進行精旋壓，旋壓進給量為剩余的毛坯加工余量，旋壓力為500-1700N。旋壓力根據柔輪壁厚確定，當壁厚為0.15-0.30mm，旋輪壓力為500N-1500N，當壁厚為0.30-0.45，旋輪壓力為1500N-2000N。

如圖1所示，本發(fā)明還提供一種能夠實現(xiàn)上述方法的裝置。該裝置主要由工作臺2、動力輸入裝置1(主軸模擬變頻實現(xiàn)無級變速及恒線速，主軸直流或交流變頻電機提供扭矩)、感應線圈加熱裝置3、隨動旋輪裝置4、旋輪壓力傳感器5、柔輪6、柔輪芯軸7、機床主軸8、行程開關9、直線驅動反饋裝置10(依靠伺服電機通過高精度滾珠絲杠等提供動力，用旋轉編碼器等傳感器以半閉環(huán)控制方式或用光柵尺全閉環(huán)控制方式確定位置)、機床上托架11、柔輪擋套12組成。

將高精度芯軸7裝入柔輪6內部，采用聯(lián)接螺釘13將機床主軸8、芯軸7及柔輪6緊固，其后軸向安裝柔輪擋套12，利用機床上托架11限位柔輪6的軸向位移；動力輸入裝置1驅動機床主軸8高速旋轉，隨動旋輪裝置4，可實現(xiàn)軸向進給、徑向進給、兩方向插補進給，分別旋壓柔輪不同區(qū)域，旋壓過程中始終以旋輪壓力傳感器5壓力值作為旋壓控制量，實現(xiàn)高質量的旋壓。旋壓分為粗旋壓與精旋壓，在粗旋壓結束后，感應線圈加熱裝置3以設定好的溫度與速度，通過柔輪(以達到上述第二步中的熱處理溫度及時長)，行程開關9實現(xiàn)感應線圈加熱裝置極限位置控制，其后開展精旋壓，其后檢測柔輪的旋壓區(qū)域尺寸與形位精度，滿足要求后拆除被加工件。

本發(fā)明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知常識。