CN101838731A - 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法 - Google Patents

薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101838731A
CN101838731A CN 201010136747 CN201010136747A CN101838731A CN 101838731 A CN101838731 A CN 101838731A CN 201010136747 CN201010136747 CN 201010136747 CN 201010136747 A CN201010136747 A CN 201010136747A CN 101838731 A CN101838731 A CN 101838731A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thin
gear ring
frocks
walled gear
pawl formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010136747
Other languages
English (en)
Other versions
CN101838731B (zh
Inventor
于文平
李德福
于慎君
邵文华
陈艳芳
贺强
王改良
郑三妹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CITIC Heavy Industries Co Ltd
Original Assignee
CITIC Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CITIC Heavy Industries Co Ltd filed Critical CITIC Heavy Industries Co Ltd
Priority to CN2010101367471A priority Critical patent/CN101838731B/zh
Publication of CN101838731A publication Critical patent/CN101838731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101838731B publication Critical patent/CN101838731B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明提供一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法是先设计一套八爪式工装，该八爪式工装由圆盘(2)和八个卡爪(1)构成。将渗碳后产生椭圆或锥度变形的薄壁齿圈上端平面朝上放在加热炉内加热至600℃，保温3小时后取出，将八爪式工装安装垂直面套入薄壁齿圈内孔里，待薄壁齿圈空冷至室温状态时，利用八爪式工装安装垂直面的支撑作用使薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆变形得以校正，而薄壁齿圈的下端平面与工作台接触以减少薄壁齿圈的锥度变形。淬火冷却时，由于八爪式工装比薄壁齿圈冷速快，故而八爪式工装的收缩率也比薄壁齿圈快。最后单独对薄壁齿圈进行两次回火以消除内应力，回火温度180℃，保温时间10小时，炉冷即可。

Description

薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法
技术领域
本发明属于热处理技术领域，特别涉及到一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法。
背景技术
薄壁齿圈是减速器的重要零件之一。薄壁齿圈在减速器上起到传动的作用，因此对薄壁齿圈精度要求比较严格，而薄壁齿圈在渗碳处理过程中，容易发生椭圆和锥度变形，这给后序的精车加工带来极大难度，直至造成齿圈的加工报废。
薄壁齿圈的椭圆度不能大于1mm，锥度不超过2mm。这里的椭圆度是指薄壁齿圈发生变形后，出现齿顶圆直径大小不相等，其齿顶圆直径的最大值与最小值之差为薄壁齿圈椭圆变形后椭圆度。锥度是指薄壁齿圈变形后，齿顶圆上同一条母线上的齿部不在同一垂直线上，则母线上齿顶圆直径的最大值与最小值之差为锥度。
薄壁齿圈在渗碳过程中产生变形的影响因素有很多，如成分偏析、铸造和锻造应力在正火过程中消除的不充分、正火后冷速过大造成的热应力、组织转变的组织应力、冷加工开齿产生的应力不均、热处理炉温度的不均匀产生的应力等等。这些诸多因素均可能造成薄壁齿圈产生变形，特别是薄壁齿圈的壁厚很薄，在应力的作用更容易产生变形。
发明内容
针对薄壁齿圈在渗碳处理后的椭圆变形或锥度变形，本发明提供了一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法，利用该校正淬火方法可以消除薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆或锥度变形，为淬火回火提供技术保证。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
所述的薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法是先设计一套八爪式工装，所述的八爪式工装由一个直径为Φd的圆盘和卡在在圆盘外圆上且互为45°的八个卡爪构成，卡爪呈
Figure GSA00000047586400021
形台阶状，卡爪的非台阶面设有卡槽，通过卡爪的卡槽与圆盘外圆联接，当八个卡爪在圆盘上按45°调配好位置后再将卡爪与圆盘的接触边缘通过镶焊的方式使其定位固定，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最小间距取值为L1，所述的L1等于薄壁齿圈渗碳后产生椭圆变形的内孔直径最大值和最小值的平均值；对称调配成180°的两个卡爪台阶面最大间距取值为L2，所述的L2等于薄壁齿圈齿根部直径；与最小间距L1相关的卡爪台阶面称为八爪式工装安装垂直面，所述的八爪式工装安装垂直面与八爪式工装的轴线平行，同理与八爪式工装安装垂直面相交的垂直面即(L2-L1)/2的尺寸面称为八爪式工装安装水平面，所述的八爪式工装安装水平面与八爪式工装的轴线垂直；薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最大的一端称为上端平面，薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最小的一端称为下端平面；将渗碳后产生椭圆或锥度变形的薄壁齿圈上端平面朝上放在加热炉内加热，加热炉温控制在600℃，保温3小时后取出薄壁齿圈并平放在工作台上，此时薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，将八爪式工装安装垂直面套入薄壁齿圈内孔里并使八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，待薄壁齿圈空冷至室温状态时，利用八爪式工装安装垂直面的支撑作用使薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆变形得以校正，在此过程中由于八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，而薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，使得薄壁齿圈的上端平面与下端平面冷速接近以减少薄壁齿圈的锥度变形；将室温状态抱在一起的薄壁齿圈和八爪式工装一同加热淬火，加热淬火过程中使得薄壁齿圈和八爪式工装同时加热膨胀，而淬火冷却时，由于八爪式工装比薄壁齿圈冷速快，故而八爪式工装的收缩率也比薄壁齿圈快，因此可将八爪式工装从薄壁齿圈内孔中脱离出来，使得薄壁齿圈在加热淬火过程中不产生椭圆或锥度变形，最后单独对薄壁齿圈进行两次回火以消除内应力，两次回火的温度控制在180℃，保温时间控制在10小时，随炉自然冷却即可。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、本发明利用八爪式工装的辅助作用可以校正薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆或锥度变形，使薄壁齿圈的椭圆度控制在1mm以内，锥度控制在2mm以内，符合薄壁齿圈的技术要求。
2、本发明为淬火回火工序提供了可靠的技术保证。
3、本发明的八爪式工装结构简单，制作方便。
附图说明
图1是本发明的八爪式工装示意图。
图2是八爪式工装示意图的A-A剖面图。
图3是现有薄壁齿圈的热处理工艺的大致路线
图4是薄壁齿圈的热处理工艺变更路线
上述图中：1-卡爪；2-圆盘。
具体实施方式
结合图1-2，本发明的薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法是先设计一套八爪式工装，所述的八爪式工装由一个直径为Φd的圆盘2和卡在在圆盘外圆上且互为45°的八个卡爪1构成，卡爪1呈
Figure GSA00000047586400031
形台阶状，卡爪1的非台阶面设有卡槽，通过卡爪的卡槽与圆盘外圆联接，当八个卡爪在圆盘上按45°调配好位置后再将卡爪与圆盘的接触边缘通过镶焊的方式使其定位固定，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最小间距取值为L1，所述的L1等于薄壁齿圈渗碳后产生椭圆变形的内孔直径最大值和最小值的平均值；对称调配成180°的两个卡爪台阶面最大间距取值为L2，所述的L2等于薄壁齿圈齿根部直径；与最小间距L1相关的卡爪台阶面称为八爪式工装安装垂直面，所述的八爪式工装安装垂直面与八爪式工装的轴线平行，同理与八爪式工装安装垂直面相交的垂直面即(L2-L1)/2的尺寸面称为八爪式工装安装水平面，所述的八爪式工装安装水平面与八爪式工装的轴线垂直。
实际上薄壁齿圈的齿顶圆直径和内孔直径在渗碳后产生锥度变形的方向是一致的，为了便于标记测量，本发明将薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最大的一端称为上端平面，薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最小的一端称为下端平面。
如一薄壁齿圈，齿顶圆直径为2219.649mm，内孔直径为1910mm，壁厚为154.8mm，齿宽为190mm，齿数Z＝196，模数mn＝10，齿厚
Figure GSA00000047586400042
重量1387kg。齿面渗碳淬火，有效硬化层深度2.1-3.3mm，齿面硬度HRC57+4，齿芯硬度HRC35～40，要求椭圆度≤1mm，锥度≤2mm。
薄壁齿圈粗滚齿后齿顶圆直径为2215.5mm，比设计尺寸2219.649mm小4.149mm，这主要考虑到薄壁齿圈渗碳、淬火后会膨胀。内孔直径为1890mm，比设计尺寸1910mm小20mm，这主要考虑到薄壁齿圈热处理后有氧化皮，需要留加工余量。
薄壁齿圈渗碳处理后产生变形，齿顶圆及内孔直径均不相等，齿顶圆直径最大值为2217.27mm，对应着内孔直径最大值为1891.82mm称为长轴。齿顶圆直径最小值为2214.30mm，对应着内孔直径最小值为1888.85mm称为短轴。薄壁齿圈上端面齿顶圆直径平均值为2215.05mm，下端面齿顶圆直径平均值为2216.62mm。
薄壁齿圈渗碳处理后发生椭圆或锥度变形，其校正淬火方法如下：
渗碳处理后薄壁齿圈发生椭圆或锥度变形，椭圆度为2.97mm，锥度为1.57mm。
制作一个八爪式工装，其中圆盘直径Φd＝φ1580mm，将八个卡爪在圆盘上按45°调配好位置后再将卡爪与圆盘的接触边缘通过镶焊的方式使其定位固定，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最小间距取值为L1＝1890.8mm，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最大间距取值为L2＝2192mm。
将渗碳后产生椭圆或锥度变形的薄壁齿圈上端平面朝上放在加热炉内加热，加热炉温控制在600℃，保温3小时后取出薄壁齿圈并平放在工作台上，此时薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，将八爪式工装安装垂直面套入薄壁齿圈内孔里并使八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，待薄壁齿圈空冷至室温状态时，利用八爪式工装安装垂直面的支撑作用使薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆变形得以校正，在此过程中由于八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，而薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，使得薄壁齿圈的上端平面与下端平面冷速接近以减少薄壁齿圈的锥度变形。
将室温状态抱在一起的薄壁齿圈和八爪式工装一同加热淬火，加热淬火过程中使得薄壁齿圈和八爪式工装同时加热膨胀，而淬火冷却时，由于八爪式工装比薄壁齿圈冷速快，故而八爪式工装的收缩率也比薄壁齿圈快，因此可将八爪式工装从薄壁齿圈内孔中脱离出来，使得薄壁齿圈在加热淬火过程中不产生椭圆或锥度变形，最后单独对薄壁齿圈进行两次回火以消除内应力，两次回火的温度控制在180℃，保温时间控制在10小时，随炉自然冷却即可。
测量薄壁齿圈尺寸，淬火后齿顶圆的最大值与最小值之差由原2.97mm减小至0.6mm，锥度由原1.57mm减小为0.3mm，满足技术要求的椭圆度≤1mm，锥度≤2mm，具体参数见下表。
Figure GSA00000047586400061
薄壁齿圈渗碳发生椭圆和锥度变形，采用八爪式工装校正成正圆，淬火后薄壁齿圈的变形很小，椭圆度和锥度均在技术要求之内。

Claims (1)

1.一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法，其特征在于：该校正淬火方法是先设计一套八爪式工装，所述的八爪式工装由一个直径为Φd的圆盘(2)和卡在在圆盘外圆上且互为45°的八个卡爪(1)构成，卡爪(1)呈
Figure FSA00000047586300011
形台阶状，卡爪(1)的非台阶面设有卡槽，通过卡爪(1)的卡槽与圆盘(2)外圆联接，当八个卡爪在圆盘上按45°调配好位置后再将卡爪与圆盘的接触边缘通过镶焊的方式使其定位固定，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最小间距取值为L1，所述的L1等于薄壁齿圈渗碳后产生椭圆变形的内孔直径最大值和最小值的平均值；对称调配成180°的两个卡爪台阶面最大间距取值为L2，所述的L2等于薄壁齿圈齿根部直径；与最小间距L1相关的卡爪台阶面称为八爪式工装安装垂直面，所述的八爪式工装安装垂直面与八爪式工装的轴线平行，同理与八爪式工装安装垂直面相交的垂直面即(L2-L1)/2的尺寸面称为八爪式工装安装水平面，所述的八爪式工装安装水平面与八爪式工装的轴线垂直；薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最大的一端称为上端平面，薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最小的一端称为下端平面；将渗碳后产生椭圆或锥度变形的薄壁齿圈上端平面朝上放在加热炉内加热，加热炉温控制在600℃，保温3小时后取出薄壁齿圈并平放在工作台上，此时薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，将八爪式工装安装垂直面套入薄壁齿圈内孔里并使八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，待薄壁齿圈空冷至室温状态时，利用八爪式工装安装垂直面的支撑作用使薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆变形得以校正，在此过程中由于八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，而薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，使得薄壁齿圈的上端平面与下端平面冷速接近以减少薄壁齿圈的锥度变形；将室温状态抱在一起的薄壁齿圈和八爪式工装一同加热淬火，加热淬火过程中使得薄壁齿圈和八爪式工装同时加热膨胀，而淬火冷却时，由于八爪式工装比薄壁齿圈冷速快，故而八爪式工装的收缩率也比薄壁齿圈快，因此可将八爪式工装从薄壁齿圈内孔中脱离出来，使得薄壁齿圈在加热淬火过程中不产生椭圆或锥度变形，最后单独对薄壁齿圈进行两次回火以消除内应力，两次回火的温度控制在180℃，保温时间控制在10小时，随炉自然冷却即可。
CN2010101367471A 2010-03-23 2010-03-23 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法 Expired - Fee Related CN101838731B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101367471A CN101838731B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101367471A CN101838731B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101838731A true CN101838731A (zh) 2010-09-22
CN101838731B CN101838731B (zh) 2012-07-18

Family

ID=42742405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101367471A Expired - Fee Related CN101838731B (zh) 2010-03-23 2010-03-23 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101838731B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102676783A (zh) * 2012-03-10 2012-09-19 中国重汽集团济南动力有限公司 一种控制十字轴渗碳淬火变形的加工工艺
CN102851671A (zh) * 2012-10-15 2013-01-02 郑州机械研究所 渗碳淬火齿圈自整圆热处理方法
CN103627879A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 太原重工股份有限公司 齿圈与淬火定型工装的脱离装置
CN103639248A (zh) * 2013-10-31 2014-03-19 中信重工机械股份有限公司 一种大型环类零件热处理后椭圆变形的校正方法
CN103924050A (zh) * 2014-05-06 2014-07-16 大连圣洁真空技术开发有限公司 复合钢拉刀加压式冷却淬火校正扭曲变形装置及操作方法
CN104745795A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 常州天山重工机械有限公司 一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺
CN104296647B (zh) * 2014-10-23 2017-02-15 湖北工业大学 一种利用圆锥形线的变形测量方法
CN106755785A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种防止管接头零件淬火变形的方法
CN110904306A (zh) * 2020-01-02 2020-03-24 重庆齿轮箱有限责任公司 一种零件缩孔方法和一种零件缩孔工装

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872322A (en) * 1997-02-03 1999-02-16 Ford Global Technologies, Inc. Liquid phase sintered powder metal articles
CN101168795A (zh) * 2007-11-29 2008-04-30 泰州市三精机械制造有限公司 圆孔薄壁类工件渗碳淬火方法
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872322A (en) * 1997-02-03 1999-02-16 Ford Global Technologies, Inc. Liquid phase sintered powder metal articles
CN101168795A (zh) * 2007-11-29 2008-04-30 泰州市三精机械制造有限公司 圆孔薄壁类工件渗碳淬火方法
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《热处理技术与装备》 20080630 秦朝伟 不对称薄壁内齿圈化学热处理变形的控制 63-65 1 第29卷, 第3期 2 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102676783B (zh) * 2012-03-10 2014-03-12 中国重汽集团济南动力有限公司 一种控制十字轴渗碳淬火变形的加工工艺
CN102676783A (zh) * 2012-03-10 2012-09-19 中国重汽集团济南动力有限公司 一种控制十字轴渗碳淬火变形的加工工艺
CN102851671A (zh) * 2012-10-15 2013-01-02 郑州机械研究所 渗碳淬火齿圈自整圆热处理方法
CN103639248A (zh) * 2013-10-31 2014-03-19 中信重工机械股份有限公司 一种大型环类零件热处理后椭圆变形的校正方法
CN103639248B (zh) * 2013-10-31 2016-05-11 中信重工机械股份有限公司 一种大型环类零件热处理后椭圆变形的校正方法
CN103627879A (zh) * 2013-11-25 2014-03-12 太原重工股份有限公司 齿圈与淬火定型工装的脱离装置
CN103924050B (zh) * 2014-05-06 2016-08-17 大连圣洁真空技术开发有限公司 复合钢拉刀加压式冷却淬火校正扭曲变形装置及操作方法
CN103924050A (zh) * 2014-05-06 2014-07-16 大连圣洁真空技术开发有限公司 复合钢拉刀加压式冷却淬火校正扭曲变形装置及操作方法
CN104296647B (zh) * 2014-10-23 2017-02-15 湖北工业大学 一种利用圆锥形线的变形测量方法
CN104745795A (zh) * 2015-03-31 2015-07-01 常州天山重工机械有限公司 一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺
CN106755785A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种防止管接头零件淬火变形的方法
CN106755785B (zh) * 2016-11-22 2018-09-14 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种防止管接头零件淬火变形的方法
CN110904306A (zh) * 2020-01-02 2020-03-24 重庆齿轮箱有限责任公司 一种零件缩孔方法和一种零件缩孔工装

Also Published As

Publication number Publication date
CN101838731B (zh) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101838731B (zh) 薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法
CN101643832B (zh) 一种防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法
CN101838730A (zh) 对渗碳后变形为椭圆齿圈的反变形校正方法
CN104526284A (zh) 薄壁轴承套圈车加工工艺
CN102912100A (zh) OCr17Ni4Cu4Nb材料薄壁齿轮零件的微变形加工工艺
CN101285113B (zh) 长型金属剪切刀片淬火弯曲变形的控制方法
CN105525252B (zh) 一种盘类渗碳淬火齿轮的变形矫正方法及其专用工装
CN103878292A (zh) 一种Cr-Ni-Mo系不锈钢叶片的锻造方法
CN112122540A (zh) 一种高温合金环形件微应力锻造工艺
CN107557538A (zh) 一种薄壁件淬火方法
CN104209720A (zh) 一种耐热岩石钻头的制造方法
CN104313288A (zh) 一种42CrMo风电主轴的热处理工艺
CN103567337B (zh) 一种双相钢的热加工方法
CN104032115A (zh) 一种减小二级齿圈氮化变形的热处理方法
CN101805882A (zh) 控制气体氮碳共渗零件变形的工艺
CN105414906A (zh) 高强度、高精度轮毂轴加工方法
CN106755778B (zh) 一种薄壁长刀片真空淬火工艺
CN104561503B (zh) 大型锻钢支承辊局部退火方法
CN103397288A (zh) 一种加工率控制锌白铜力学性能的加工工艺
CN102560043A (zh) 35CrMo钢大型轴类锻件的热处理工艺
CN104400037A (zh) 一种耐用型刀具及其制造方法
CN105695699A (zh) 40CrNi钢齿轮微变形真空热处理工艺
CN104841720A (zh) 用钢锭生产大口径厚壁Gr15轴承管的方法
CN109439878B (zh) 一级太阳轮内花键变形锥度控制热处理方法
CN105463163A (zh) 一种提高激光直接沉积成形a-100钢断裂韧性的方法及a-100钢

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120718

Termination date: 20200323