一種機(jī)器人軸承及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及軸承的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及一種機(jī)器人軸承及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著我國(guó)制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷提高，特別是勞動(dòng)密集型企業(yè)，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的需求日益迫切。工業(yè)機(jī)器人是非常好的解決方案，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)越來(lái)越多的采用工業(yè)機(jī)器人來(lái)取代勞動(dòng)力。工業(yè)機(jī)器人減速器軸承正是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵配套件之一，在我國(guó)還是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的軸承國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不能滿足和指導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人軸承的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)。所以，要求我們抓住市場(chǎng)快速發(fā)展的機(jī)遇，上規(guī)模、上精度、提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，在滿足機(jī)器人減速器對(duì)軸承高精度、高可靠性等嚴(yán)格要求的同時(shí)，提高自身的研發(fā)能力、加工能力、銷售網(wǎng)絡(luò)等綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。機(jī)器人技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)人工替代將是大勢(shì)所趨，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是一個(gè)快速成長(zhǎng)中的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來(lái)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來(lái)越重要的作用。我國(guó)機(jī)器人使用密度處于極低水平，機(jī)器人使用密度的提升將帶動(dòng)機(jī)器人需求量的提升。通過(guò)對(duì)比美德日韓，我們測(cè)算我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)160萬(wàn)臺(tái)，相比較于目前不到10萬(wàn)臺(tái)的裝配量，還有巨大的發(fā)展空間，因此，機(jī)器人減速器軸承的前景非常巨大。
[0003]機(jī)器人減速器軸承主要應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)部位，屬于諧波軸承，軸承的內(nèi)外圈能夠進(jìn)行變形，則要求軸承的內(nèi)外圈具備足夠的柔性，從而能避免內(nèi)外圈變形時(shí)發(fā)生斷裂，同時(shí)要求軸承內(nèi)外圈變形時(shí)，鋼珠不會(huì)從軸承內(nèi)外圈內(nèi)掉落，不會(huì)造成散套。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，提出了一種機(jī)器人軸承及其生產(chǎn)工藝，其通過(guò)熱處理及冰冷處理，改變軸承的內(nèi)外圈的材質(zhì)，從而具備高柔性，同時(shí)增添軸承鋼珠，改變軸承填球架，防止散套。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下:
[0006]一種機(jī)器人軸承的生產(chǎn)工藝，其特征在于:它包括以下步驟:
[0007]①、鍛造及冷輾:將毛坯件通過(guò)鍛造和冷輾加工成近似軸承內(nèi)外圈的粗坯；
[0008]②、車加工:將經(jīng)過(guò)鍛造和冷輾后的粗坯進(jìn)行精車加工，加工成合格的軸承內(nèi)外圈；
[0009]③、真空熱處理+冰冷處理:將經(jīng)過(guò)車加工后的軸承內(nèi)外圈軸承進(jìn)行真空熱處理，初始進(jìn)行600?650°C的初次預(yù)熱，保溫時(shí)間5?1min ;再進(jìn)行800?850°C的二次預(yù)熱，保溫時(shí)間70?75min ;最后進(jìn)行1000?1100°C的真空加熱，保溫時(shí)間30?35min，最后進(jìn)行加壓氣淬，氣淬壓力采用0.5MPa，時(shí)間為20?25min ;熱處理后進(jìn)行一70?一75°C的冰冷處理，冰冷處理時(shí)間20?25min ；
[0010]④、第一次回火:經(jīng)過(guò)真空熱處理和冰冷處理的軸承內(nèi)外圈在標(biāo)準(zhǔn)回火溫度下進(jìn)行第一次回火處理；
[0011]⑤、粗磨削:將經(jīng)過(guò)第一次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第一次磨削；磨除最外層的金屬；
[0012]⑥、第二次回火:完成粗磨加工的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行150?180°C溫度下的第二次回火；
[0013]⑦、精磨削:將二次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第二次磨削，磨除最外層的金屬；
[0014]⑧、裝配:將精磨后的軸承內(nèi)外圈和鋼珠、保持進(jìn)行壓裝裝配。
[0015]所述真空熱處理中的初次預(yù)熱和二次預(yù)熱均采用對(duì)流加熱，真空加熱的真空度控制在90?10Pa之間。
[0016]實(shí)施權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軸承，它包括內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈和外圈之間夾持有鋼珠和保持架，軸承內(nèi)圈和外圈上的殘余奧氏體位于5%?8%之間；軸承的填球角a采用276?277°。
[0017]所述填球角為保持架未裝時(shí)，內(nèi)圈和外圈之間的鋼珠相并在一起，最外端的兩鋼珠與內(nèi)圈的中心之間成型的夾角。
[0018]所述軸承內(nèi)圈和外圈的壁厚在1.1?1.2mm之間。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]1、它將軸承內(nèi)外圈的殘余奧氏體控制在5%?8 %，確保了軸承安全的柔性變化，不會(huì)因柔性變化而斷裂。
[0021]2、它將軸承內(nèi)外圈的壁厚控制在1.1?1.2mm，確保軸承能發(fā)生柔性變化。
[0022]3、它用的填球角由一般軸承的180°?190°改變到276?277°，確保軸承的承載能力，也確保軸承在柔性變化中不散套。
【附圖說(shuō)明】
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[0023]圖1為本發(fā)明的軸承的剖視示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的軸承上填球角的示意圖。
[0025]圖中:1、內(nèi)圈；2、外圈；3、鋼珠；4、保持架；a、填球角。
【具體實(shí)施方式】
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[0026]實(shí)施例:見(jiàn)圖1、2所示，一種機(jī)器人軸承的生產(chǎn)工藝，其特征在于:它包括以下步驟:
[0027]①、鍛造及冷輾:將毛坯件通過(guò)鍛造和冷輾加工成近似軸承內(nèi)外圈的粗坯；
[0028]②、車加工:將經(jīng)過(guò)鍛造和冷輾后的粗坯進(jìn)行精車加工，加工成合格的軸承內(nèi)外圈；
[0029]③、真空熱處理+冰冷處理:將經(jīng)過(guò)車加工后的軸承內(nèi)外圈軸承進(jìn)行真空熱處理，初始進(jìn)行600?650°C的初次預(yù)熱，保溫時(shí)間5?1min ;再進(jìn)行800?850°C的二次預(yù)熱，保溫時(shí)間70?75min ;最后進(jìn)行1000?1100°C的真空加熱，保溫時(shí)間30?35min，最后進(jìn)行加壓氣淬，氣淬壓力采用0.5MPa，時(shí)間為20?25min ;熱處理后進(jìn)行一70?一75°C的冰冷處理，冰冷處理時(shí)間20?25min ；
[0030]④、第一次回火:經(jīng)過(guò)真空熱處理和冰冷處理的軸承內(nèi)外圈在標(biāo)準(zhǔn)回火溫度下進(jìn)行第一次回火處理；
[0031]⑤、粗磨削:將經(jīng)過(guò)第一次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第一次磨削；磨除最外層的金屬；
[0032]⑥、第二次回火:完成粗磨加工的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行150?180°C溫度下的第二次回火；
[0033]⑦、精磨削:將二次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第二次磨削，磨除最外層的金屬；
[0034]⑧、裝配:將精磨后的軸承內(nèi)外圈和鋼珠、保持進(jìn)行壓裝裝配。
[0035]所述真空熱處理中的初次預(yù)熱和二次預(yù)熱均采用對(duì)流加熱，真空加熱的真空度控制在90?10Pa之間。
[0036]實(shí)施權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軸承，它包括內(nèi)圈I和外圈2，內(nèi)圈I和外圈2之間夾持有鋼珠3和保持架4，軸承內(nèi)圈I和外圈2上的殘余奧氏體位于5%?8%之間；軸承的填球角a采用276?277°。
[0037]所述填球角a為保持架4未裝時(shí)，內(nèi)圈I和外圈2之間的鋼珠3相并在一起，最外端的兩鋼珠3與內(nèi)圈I的中心之間成型的夾角。
[0038]所述軸承內(nèi)圈I和外圈2的壁厚在1.1?1.2mm之間。
[0039]工作原理:本發(fā)明的軸承應(yīng)用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)，從而需要能發(fā)生柔性變化，而本軸承從生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)軸承的內(nèi)圈I和外圈2進(jìn)行調(diào)質(zhì)，將其殘余奧氏體控制在5%?8%，確保了軸承安全的柔性變化，不會(huì)因柔性變化而斷裂；同時(shí)軸承的內(nèi)圈I和外圈2的壁厚控制在1.1?1.2mm，確保軸承能發(fā)生柔性變化；并且它采用的填球角由一般軸承的180°?190°改變到276?277°，確保軸承的承載能力，也確保軸承在柔性變化中不散套。
[0040]而在軸承的生產(chǎn)工藝中:1、鍛造與冷輾能提高提高金屬材料利用率，節(jié)約原材料，減少機(jī)加工量，降低成本；通過(guò)鍛造加工消除金屬內(nèi)在缺陷，改善金屬組織；通過(guò)冷輾擴(kuò)使金屬流線分布合理，金屬緊密度好，從而提高軸承的使用壽命；
[0041]2、對(duì)套圈采用真空熱處理加一70?一75°C的冰冷處理，能保證套圈尺寸的材料組織的穩(wěn)定性，能保證表面無(wú)氧化脫碳，改善表面應(yīng)力狀態(tài)，提高表面疲勞強(qiáng)度。軸承內(nèi)外圈淬火后，通過(guò)冰冷處理，控制組織中的殘余奧氏體，能有效消除后續(xù)加工產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，保證精密零件的尺寸穩(wěn)定，提高套圈的精度，解決變形，減少磨削裂紋；
[0042]3、采用兩次磨削和回火，能消除磨削過(guò)程中產(chǎn)生的附加應(yīng)力(淬火后的套圈內(nèi)存有應(yīng)力；粗磨時(shí)切去最外層金屬，引起內(nèi)應(yīng)力重新分布而發(fā)生變形；粗磨時(shí)磨削力和磨削溫度高，工件容易產(chǎn)生彈性變形和熱變形)，進(jìn)一步控制和穩(wěn)定殘余奧氏體，使得軸承的尺寸穩(wěn)定性更好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人軸承的生產(chǎn)工藝，其特征在于:它包括以下步驟: ①、鍛造及冷輾:將毛坯件通過(guò)鍛造和冷輾加工成近似軸承內(nèi)外圈的粗坯； ②、車加工:將經(jīng)過(guò)鍛造和冷輾后的粗坯進(jìn)行精車加工，加工成合格的軸承內(nèi)外圈； ③、真空熱處理+冰冷處理:將經(jīng)過(guò)車加工后的軸承內(nèi)外圈軸承進(jìn)行真空熱處理，初始進(jìn)行600?650°C的初次預(yù)熱，保溫時(shí)間5?1min ;再進(jìn)行800?850°C的二次預(yù)熱，保溫時(shí)間70?75min ;接在進(jìn)行1000?1100°C的真空加熱，保溫時(shí)間30?35min，最后進(jìn)行加壓氣淬，氣淬壓力采用0.5MPa，時(shí)間為20?25min ;熱處理后進(jìn)行一70?一75°C的冰冷處理，冰冷處理時(shí)間20?25min ； ④、第一次回火:經(jīng)過(guò)真空熱處理和冰冷處理的軸承內(nèi)外圈在標(biāo)準(zhǔn)回火溫度下進(jìn)行第一次回火處理； ⑤、粗磨削:將經(jīng)過(guò)第一次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第一次磨削；磨除最外層的金屬； ⑥、第二次回火:完成粗磨加工的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行150?180°C溫度下的第二次回火； ⑦、精磨削:將二次回火的軸承內(nèi)外圈進(jìn)行第二次磨削，磨除最外層的金屬； ⑧、裝配:將精磨后的軸承內(nèi)外圈和鋼珠、保持進(jìn)行壓裝裝配。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軸承的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述真空熱處理中的初次預(yù)熱和二次預(yù)熱均采用對(duì)流加熱，真空加熱的真空度控制在90?10Pa之間。3.實(shí)施權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人軸承，它包括內(nèi)圈(I)和外圈(2)，內(nèi)圈(I)和外圈(2)之間夾持有鋼珠(3)和保持架(4)，其特征在于:軸承內(nèi)圈(I)和外圈(2)上的殘余奧氏體位于5%?8%之間；軸承的填球角(a)采用276?277°。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人軸承，其特征在于:所述填球角(a)為保持架(4)未裝時(shí)，內(nèi)圈(I)和外圈(2)之間的鋼珠(3)相并在一起，最外端的兩鋼珠(3)與內(nèi)圈(I)的中心之間成型的夾角。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人軸承，其特征在于:所述軸承內(nèi)圈(I)和外圈(2)的壁厚在1.1?1.2mm之間。
【專利摘要】一種機(jī)器人軸承及其生產(chǎn)工藝，軸承包括內(nèi)圈和外圈，內(nèi)圈和外圈之間夾持有鋼珠和保持架，軸承內(nèi)圈和外圈上的殘余奧氏體位于5％～8％之間；軸承的填球角采用276～277°。同時(shí)其生產(chǎn)工藝為軸承內(nèi)圈的鍛造及冷輾、車加工、真空熱處理加冰冷處理、回火、粗磨削、回火、精磨削和與其他零部件的裝配。從而確保了軸承安全的柔性變化，不會(huì)因柔性變化而斷裂；同時(shí)軸承內(nèi)外圈的壁厚控制在1.1～1.2mm，確保軸承能發(fā)生柔性變化，并其軸承的填球角能確保軸承的承載能力，也確保軸承在柔性變化中不散套。
【IPC分類】F16C19/02, B23P15/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104963938
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510369283
【發(fā)明人】李小鋒, 石勇, 汪凱, 石相中
【申請(qǐng)人】浙江五洲新春集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日