一種重載機(jī)器人的齒條及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重載機(jī)器人的齒條，包括齒條本體，齒條本體頂部均勻設(shè)置有齒形部，齒形部的下方設(shè)置有緩沖層，齒形部的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一緩沖塊，齒形部內(nèi)設(shè)置有第二緩沖塊，第二緩沖塊與緩沖層通過連接機(jī)構(gòu)固定連接，第一緩沖塊與第二緩沖塊相互擠壓接觸。本發(fā)明還提供了一種上述重載機(jī)器人的齒條的制造方法。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了機(jī)器人齒條在高負(fù)重的工況下的使用壽命。
【專利說明】
一種重載機(jī)器人的齒條及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種重載機(jī)器人的齒條。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)機(jī)器人，作為生產(chǎn)自動(dòng)化的代表，被廣泛應(yīng)用與工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車制造、化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的裝配，搬運(yùn)等作業(yè)中。在某些工況下，機(jī)器人的負(fù)重較大，這會(huì)給機(jī)器人的傳動(dòng)齒條帶來嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致齒條壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種重載機(jī)器人的齒條及其制造方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了機(jī)器人齒條在高負(fù)重的工況下的使用壽命。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0005]—種重載機(jī)器人的齒條，包括齒條本體，齒條本體頂部均勻設(shè)置有齒形部，齒形部的下方設(shè)置有緩沖層，齒形部的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一緩沖塊，齒形部內(nèi)設(shè)置有第二緩沖塊，第二緩沖塊與緩沖層通過連接機(jī)構(gòu)固定連接，第一緩沖塊與第二緩沖塊相互擠壓接觸。
[0006]作為優(yōu)選，所述連接機(jī)構(gòu)包括貫穿緩沖層的固定螺栓，固定螺栓與第二緩沖塊螺紋連接，固定螺栓底部與齒條本體的底面之間設(shè)置有橡膠墊，固定螺栓頂部與第二緩沖塊之間對稱設(shè)置有兩個(gè)金屬彈片，金屬彈片的底部與固定螺栓頂面的邊緣固定連接，金屬彈片的頂部與第二緩沖塊固定連接，金屬彈片的外側(cè)壁與第二緩沖塊相互接觸。
[0007]—種上述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，包括以下步驟:
[0008]A、澆鑄齒條本體
[0009]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的齒條本體包括以下組分，
[0010]4.7?5.5界七％的(:、7.5?12￥七％的附、6.7?8.5￥七％的0、2.1?2.8￥七％的胞、
0.12?0.15￥七％的評、2.5?3.5￥七％的11、3.1?3.5￥七％的51、7.5?8.5￥七％的厶1，余量為卩6及不可避免的不純物；
[0011]B、對澆鑄出的齒條本體進(jìn)行鍛打，鍛打的最大壓強(qiáng)力小于15bar，鍛打溫度控制在230 °C ?265 °C ;
[0012]C、對鍛打后的齒條本體加熱至550°C，然后放入;冷卻水中冷卻至常溫，然后再次加熱至350°C，然后放入冷卻油中降溫至120°C，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫；
[0013]D、澆鑄第一緩沖塊
[0014]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的第一緩沖塊包括以下組分，
[0015]8.7?11界七％的(:、4.5?6￥七％的祖、9?10.5￥七％的0、2.5?4￥七％的]\10、0.35?
1.2wt%的Ζη、0.I?0.15wt%白勺Ga、3.5?5wt%的Cu、5.5?6wt%的Al，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0016]E、將澆鑄出的第一緩沖塊加熱至450°C，然后緩慢降溫至150°C，降溫時(shí)間控制在8?10h，然后將第一緩沖塊放入冷卻油中降至常溫；
[0017]F、澆鑄第二緩沖塊
[0018]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至300°C;其中冷卻后的第二緩沖塊包括以下組分，
[0019]1.5?3界七％的(:、9?9.5￥七％的附、8?11￥七％的0、0.35?0.55￥七％的？七、3.5?6wt %的？、0.2?0.25wt %的厶8、4.5?6.5wt %的打、3.3?7wt%的Mg，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0020]G、將溫度保持在300°C的第二緩沖塊從模具中取出，放入冷卻水中降至常溫，然后加熱至500°C，再次放入冷卻水中降至常溫；
[0021]H、澆鑄緩沖層
[0022]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至450°C;其中冷卻后的緩沖層包括以下組分，
[0023]0.45?0.5界七％的(:、12?14￥七％的祖、14?15￥七％的0、7.5?10￥七％的01、13?15wt%的六1、5?8wt%的]\%、0.75?lwt%的3]1，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0024]1、將緩沖層放在模具內(nèi)保溫2?4h，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫；
[0025]J、使用銑床在齒條本體上加工出對應(yīng)的安裝槽，將第一緩沖塊、第二緩沖塊和緩沖層安裝在對應(yīng)的安裝槽內(nèi)。
[0026]作為優(yōu)選，所述齒條本體的組份中還包括0.67wt %的&6。
[0027]作為優(yōu)選，所述第一緩沖塊的組份中還包括0.0Swt %的乂。
[0028]作為優(yōu)選，所述第二緩沖塊的組份中還包括0.13被％的111。
[0029]作為優(yōu)選，所述緩沖層的組份中還包括0.05wt%的把。
[0030]采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:本發(fā)明通過改進(jìn)齒條本身的結(jié)構(gòu)，避免了現(xiàn)有齒條接觸面的直接剛性接觸，齒條接觸面的壓力通過第一緩沖塊和第二緩沖塊的傳遞，在緩沖層上得到了均勻釋放，從而大大提高了齒條的使用壽命。齒條各個(gè)部件采用優(yōu)選的組份配比，可以在保證齒條本身的剛性的同時(shí)對齒條內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行良好的傳遞和緩沖，從而提高齒條緩沖結(jié)構(gòu)的功效。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖2是本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中連接機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖中:1、齒條本體;2、齒形部;3、緩沖層;4、第一緩沖塊;5、第二緩沖塊;6、連接機(jī)構(gòu);7、固定螺栓;8、橡膠墊;9、第二緩沖塊;10、金屬彈片。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參照圖1-2，本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】包括齒條本體I，齒條本體I頂部均勻設(shè)置有齒形部2，齒形部2的下方設(shè)置有緩沖層3，齒形部2的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一緩沖塊4，齒形部2內(nèi)設(shè)置有第二緩沖塊5，第二緩沖塊5與緩沖層3通過連接機(jī)構(gòu)6固定連接，第一緩沖塊4與第二緩沖塊5相互擠壓接觸。連接機(jī)構(gòu)6包括貫穿緩沖層3的固定螺栓7，固定螺栓7與第二緩沖塊9螺紋連接，固定螺栓7底部與齒條本體I的底面之間設(shè)置有橡膠墊8，固定螺栓7頂部與第二緩沖塊9之間對稱設(shè)置有兩個(gè)金屬彈片10，金屬彈片10的底部與固定螺栓7頂面的邊緣固定連接，金屬彈片10的頂部與第二緩沖塊6固定連接，金屬彈片10的外側(cè)壁與第二緩沖塊6相互接觸。
[0035]—種上述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，包括以下步驟:
[0036]A、澆鑄齒條本體I
[0037]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的齒條本體I包括以下組分，
[0038]5.2wt% 的C、10.9wt% 的N1、7.Iwt % 的Cr、2.2wt% 的Μη、0.15wt % 的W、3wt % 的
11、3.1￥1:%的3;[、8.3￥1:%的41、0.67￥1:%的66，余量為?6及不可避免的不純物；
[0039]B、對澆鑄出的齒條本體I進(jìn)行鍛打，鍛打的最大壓強(qiáng)力小于15bar，鍛打溫度控制在 235°C ?245°C;
[0040]C、對鍛打后的齒條本體I加熱至550°C，然后放入;冷卻水中冷卻至常溫，然后再次加熱至350°C，然后放入冷卻油中降溫至120°C，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫；
[0041 ] D、澆鑄第一緩沖塊4
[0042]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的第一緩沖塊4包括以下組分，
[0043]10.2界七％的(:、5.5￥七％的附、9.7￥七％的0、2.8￥七％的]\10、0.8財(cái)％的211、0.14￥七％的Ga、4.2wt %的⑶、5.5wt %的六1、0.08wt %的V，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0044]E、將澆鑄出的第一緩沖塊4加熱至450°C，然后緩慢降溫至150°C，降溫時(shí)間控制在8.5?9h，然后將第一緩沖塊4放入冷卻油中降至常溫；
[0045]F、澆鑄第二緩沖塊6
[0046]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至300°C;其中冷卻后的第二緩沖塊6包括以下組分，
[0047]2.3界七％的(:、9，1￥七％的附、9.4￥七％的0、0.49￥七％的？七、3.8七％的￥、0.22￥七％的Ag、5.lwt^^timewt^^tlMg、。.13wt5^tlln，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0048]G、將溫度保持在300 0C的第二緩沖塊6從模具中取出，放入冷卻水中降至常溫，然后加熱至500°C，再次放入冷卻水中降至常溫；
[0049]H、澆鑄緩沖層3
[0050]將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至450°C;其中冷卻后的緩沖層3包括以下組分，
[0051 ] 0.46wt % 的0、13wt % 的祖、14wt% 的 Cr、8wt% 的 Cu、13.3wt% 白勺 Al、6.8wt% 的Mg、
0.95*1:%的311、0.05￥1:%的!^，余量為Fe及不可避免的不純物；
[0052]1、將緩沖層3放在模具內(nèi)保溫2.5h，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫；
[0053]J、使用銑床在齒條本體I上加工出對應(yīng)的安裝槽，將第一緩沖塊4、第二緩沖塊6和緩沖層3安裝在對應(yīng)的安裝槽內(nèi)。
[0054]另外，在第一緩沖塊4安裝位置的表面摻雜碳化硅。第一步，對表面進(jìn)行預(yù)處理，將其加熱至650°C，然后放置在空氣中進(jìn)行降溫，降至320°C，然后放入冷卻油中繼續(xù)冷卻至100°C，然后再次加熱至245°C，保持2h，然后放入冷卻油中降溫至120°C，然后放入冷卻水中降至常溫，形成保護(hù)層;第二步，對保護(hù)層進(jìn)行離子滲氮處理;第三步，在經(jīng)過離子滲氮的保護(hù)層內(nèi)摻雜碳化娃。
[0055]使用本發(fā)明的方法制造出一個(gè)額定負(fù)載2噸的齒條，與現(xiàn)有的使用2CrMo合金鋼直接鑄造出的額定負(fù)載2噸的齒條進(jìn)行超負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行測試，負(fù)載設(shè)定為3噸?，F(xiàn)有技術(shù)的齒條在運(yùn)行約50個(gè)小時(shí)后，便出現(xiàn)了由于磨損而出現(xiàn)的齒輪滑脫問題。使用本發(fā)明的方法制造出來的齒條在運(yùn)行約135個(gè)小時(shí)后，才出現(xiàn)了由于磨損而出現(xiàn)的齒輪滑脫問題。由此可見，本發(fā)明所提供的齒條可以大大延長使用壽命。
[0056]上述描述僅作為本發(fā)明可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重載機(jī)器人的齒條，其特征在于:包括齒條本體(I)，齒條本體(I)頂部均勻設(shè)置有齒形部(2)，齒形部(2)的下方設(shè)置有緩沖層(3)，齒形部(2)的兩側(cè)對稱設(shè)置有第一緩沖塊(4)，齒形部(2)內(nèi)設(shè)置有第二緩沖塊(5)，第二緩沖塊(5)與緩沖層(3)通過連接機(jī)構(gòu)(6)固定連接，第一緩沖塊(4)與第二緩沖塊(5)相互擠壓接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重載機(jī)器人的齒條，其特征在于:所述連接機(jī)構(gòu)(6)包括貫穿緩沖層(3)的固定螺栓(7)，固定螺栓(7)與第二緩沖塊(9)螺紋連接，固定螺栓(7)底部與齒條本體(I)的底面之間設(shè)置有橡膠墊(8)，固定螺栓(7)頂部與第二緩沖塊(9)之間對稱設(shè)置有兩個(gè)金屬彈片(10)，金屬彈片(10)的底部與固定螺栓(7)頂面的邊緣固定連接，金屬彈片(10)的頂部與第二緩沖塊(6)固定連接，金屬彈片(10)的外側(cè)壁與第二緩沖塊(6)相互接觸。3.—種權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，其特征在于包括以下步驟: A、澆鑄齒條本體(I) 將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的齒條本體(I)包括以下組分， 4.7?5.5界七％的(:、7.5?12￥七％的祖、6.7?8.5￥七％的0、2.1?2.8￥七％的血、0.12?0.15￥七％的￥、2.5?3.5￥七％的11、3.1?3.5￥七％的51、7.5?8.5￥七％的厶1，余量為卩6及不可避免的不純物； B、對澆鑄出的齒條本體(I)進(jìn)行鍛打，鍛打的最大壓強(qiáng)力小于15bar，鍛打溫度控制在230 °C ?265 °C ; C、對鍛打后的齒條本體(I)加熱至550°C，然后放入;冷卻水中冷卻至常溫，然后再次加熱至350°C，然后放入冷卻油中降溫至120°C，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫； D、澆鑄第一緩沖塊(4) 將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型;其中冷卻后的第一緩沖塊(4)包括以下組分， 8.7?11界七％的(:、4.5?6￥七％的則、9?10.5￥七％的0、2.5?4￥七％的]\10、0.35?1.2wt%的Ζη、0.I?0.15wt%白勺Ga、3.5?5wt%的Cu、5.5?6wt%的Al，余量為Fe及不可避免的不純物； E、將澆鑄出的第一緩沖塊(4)加熱至4500C，然后緩慢降溫至150 °C，降溫時(shí)間控制在8?10h，然后將第一緩沖塊(4)放入冷卻油中降至常溫； F、澆鑄第二緩沖塊(6) 將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至300°C;其中冷卻后的第二緩沖塊(6)包括以下組分， 1.5?3界七％的(:、9?9.5￥七％的附、8?11￥七％的0、0.35?0.55￥七％的？七、3.5?6￥七％的￥、0.2?0.25￥七％的六8、4.5?6.5￥七％的1^、3.3?7￥七％的]\%，余量為？6及不可避免的不純物； G、將溫度保持在300°C的第二緩沖塊(6)從模具中取出，放入冷卻水中降至常溫，然后加熱至500°C，再次放入冷卻水中降至常溫； H、澆鑄緩沖層(3) 將原料鋼加熱成鋼水進(jìn)行冶煉，并在鋼水中加入合金材料進(jìn)行混熔，然后將鋼水澆入模具進(jìn)行冷卻成型至450°C;其中冷卻后的緩沖層(3)包括以下組分， 0.45?0.5界七％的(:、12?14￥七％的祖、14?15￥七％的0、7.5?10￥七％的01、13?15￥七％的Al、5?8wt%的1%、0.75?lwt%的3]1，余量為Fe及不可避免的不純物； 1、將緩沖層(3)放在模具內(nèi)保溫2?4h，然后取出放置在空氣中冷卻至常溫； J、使用銑床在齒條本體(I)上加工出對應(yīng)的安裝槽，將第一緩沖塊(4)、第二緩沖塊(6)和緩沖層(3)安裝在對應(yīng)的安裝槽內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，其特征在于:所述齒條本體(I)的組份中還包括0.67wt%的&6。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，其特征在于:所述第一緩沖塊(4)的組份中還包括0.08wt %的V。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，其特征在于:所述第二緩沖塊(6)的組份中還包括0.13wt %的In。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重載機(jī)器人的齒條的制造方法，其特征在于:所述緩沖層(3)的組份中還包括0.05wt%的Hf。
【文檔編號】B23P15/14GK105889461SQ201610269092
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】宋明安, 李志博, 孫潔, 宋凱鑫, 丁建龍, 同彥恒, 麻輝
【申請人】寧夏巨能機(jī)器人系統(tǒng)有限公司