CN106929658A - 一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺。一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，用于材质为42CrMoA的薄壁调质内齿圈的校正，且该种薄壁调质内齿圈的内齿直径D范围为1000mm～4000mm，包括如下工艺步骤：a.标记薄壁调质内齿圈的短轴和长轴；将上述步骤的齿圈放入加热炉加热至温度T，将加热至温度T的齿圈保温时间t，齿圈及校正工装冷却至室温，拆下校正工装；检测齿圈变形量，校正目标实现则进行温度T去应力回火；校正目标未实现，重复上述步骤，进行二次校正。本发明通过调质件的回火温度确定变形校正的加热温度，不影响内齿圈的硬度性能的情况下，加热温度越高，内齿圈的线膨胀量越大，校正即可超过材料的弹性变形区，实现塑性变形，实现薄壁调质内齿圈的校正。

Description

一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺
技术领域
本发明涉及回火校正的技术领域，尤其是一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺。
背景技术
薄壁内齿圈热处理椭圆变形控制难度大，一旦椭圆发生超标变形量，内齿将无量精加工，无从保证内齿圈的齿部精度。一般调质件的回火温度在500～680℃，变形校正的加热温度即可提高至500～680℃，此时不会影响内齿圈的硬度性能；加热温度越高，内齿圈的线膨胀量越大，校正即可超过材料的弹性变形区，实现塑性变形。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，用于材质为42CrMoA的薄壁调质内齿圈的校正，且该种薄壁调质内齿圈的内齿直径D范围为1000mm～4000mm，包括如下工艺步骤：
a.标记薄壁调质内齿圈的短轴和长轴；
b.将上述步骤的齿圈放入加热炉加热至温度T，温度T根据齿圈的椭圆度来决定：若椭圆度为2‰～3‰，则温度T为300℃～400℃；若椭圆度为3‰～4‰，则温度T为400℃～500℃；若椭圆度为4‰～5‰，则温度T为500℃～600℃；
c.将加热至温度T的齿圈保温时间t，时间t根据齿圈的壁厚来决定：每100mm壁厚保温1小时，将校正工装置于短轴位置；
d.齿圈及校正工装冷却至室温，拆下校正工装；
e.检测齿圈变形量，校正目标实现则进行温度T去应力回火，去应力回火关系为：每100mm壁厚保温3小时；校正目标未实现，重复上述步骤，进行二次校正。
进一步地，所述步骤(c)中的校正工装由支撑杆体和安装在支撑杆体两端的顶尖头组成。
更进一步地，所述顶尖头由顶尖、六角旋转螺帽I和粗牙外螺纹杆组成，顶尖头的材质为42CrMoA调质件，硬度为350HB～380HB，抗拉强度为1200MPa～1300MPa。限定顶尖头的材质、硬度和抗拉强度，可以保证有足够的力学性能，在承载时不会发生变形。
更进一步地，所述支撑杆体由支撑杆及固定在支撑杆两端的内置粗牙内螺纹的六角旋转螺帽II组成，所述六角旋转螺帽II的内置粗牙内螺纹与粗牙外螺纹杆的外螺纹相匹配，支撑杆体的材质为42CrMoA调质件，硬度为350HB～380HB，抗拉强度为1200MPa～1300MPa。
再更进一步地，所述支撑杆为中空结构，其通孔直径为支撑杆直径X的1/2，支撑杆直径X与齿圈的内齿直径D的关系为：若支撑杆直径X为100mm，则齿圈的内齿直径D为1000mm～1500mm；若支撑杆直径X为150mm，则齿圈的内齿直径D为1500mm～2000mm；若支撑杆直径X为200mm，则齿圈的内齿直径D为2000mm～3000mm；若支撑杆直径X为300mm，则齿圈的内齿直径D为3000mm～4000mm。管状结构与棒状结构相比，管状结构不易产生弯曲变形。齿圈的内齿直径D越大，支撑杆越容易产生弯曲变形，随之要求支撑杆直径X加大。
本发明的有益效果是：本发明通过调质件的回火温度确定变形校正的加热温度，不影响内齿圈的硬度性能的情况下，加热温度越高，内齿圈的线膨胀量越大，校正即可超过材料的弹性变形区，实现塑性变形，实现薄壁调质内齿圈的校正。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中校正工装顶尖头的结构示意图。
图3是本发明中校正工装支撑杆体的结构示意图。
图中：1.齿圈，2.校正工装，1a.短轴，1b.长轴，21.支撑杆体，22.顶尖头，22-1.顶尖，22-2.六角旋转螺帽I，22-3.粗牙外螺纹杆，21-1.支撑杆，21-2.六角旋转螺帽II。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1：
标记薄壁调质内齿圈1的短轴1a和长轴1b，将标记好的齿圈1放入加热炉加热至温度T，温度T≤调质回火温度，此时不会降低调质硬度以及力学性能，却可以实现大膨胀量要求(线膨胀系数为温度升高1K时物体的长度的相对增长率；材质为42CrMoA的调质内齿圈温度每提高100℃，原始1m线长度将伸长1.4mm)，椭圆度＝椭圆量/齿圈直径，椭圆度在1‰以内变形合格，椭圆度在1～2‰以内以及超过5‰无法采用该种方法校正；温度T根据齿圈的椭圆度来决定：若椭圆度为2‰～3‰，则温度T为300℃～400℃；若椭圆度为3‰～4‰，则温度T为400℃～500℃；若椭圆度为4‰～5‰，则温度T为500℃～600℃；将加热至温度T的齿圈1保温时间t，时间t根据齿圈1的壁厚来决定：每100mm壁厚保温1小时，将校正工装置2于短轴1a位置，如图1所示；齿圈2及校正工装2冷却至室温，此时短轴1a维持温度T时的尺寸，而长轴1b收缩，该状态将产生长轴1b、短轴1a互换状态，大线性尺寸变化值超出齿圈1的弹性变形区间，实现塑性变形，将短轴1a尺寸线性增长，拆下校正工装2；检测齿圈1变形量，校正目标实现则进行温度T去应力回火，去应力回火关系为：每100mm壁厚保温3小时；校正目标未实现，重复上述步骤，进行二次校正。
其中，校正工装2由支撑杆体21和安装在支撑杆体21两端的顶尖头22组成。如图2所示，顶尖头22由顶尖22-1、六角旋转螺帽I22-2和粗牙外螺纹杆22-3组成；如图3所示，支撑杆体21由支撑杆21-1及固定在支撑杆21-1两端的内置粗牙内螺纹的六角旋转螺帽II21-2组成，六角旋转螺帽II21-2的内置粗牙内螺纹与粗牙外螺纹杆22-3的外螺纹相匹配；支撑杆21-1为中空结构，其通孔直径为支撑杆21-1直径X的1/2，支撑杆21-1直径X与齿圈1的内齿直径D的关系为：若支撑杆21-1直径X为100mm，则齿圈1的内齿直径D为1000mm～1500mm；若支撑杆21-1直径X为150mm，则齿圈1的内齿直径D为1500mm～2000mm；若支撑杆21-1直径X为200mm，则齿圈1的内齿直径D为2000mm～3000mm；若支撑杆21-1直径X为300mm，则齿圈1的内齿直径D为3000mm～4000mm。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，用于材质为42CrMoA的薄壁调质内齿圈的校正，且该种薄壁调质内齿圈(1)的内齿直径D范围为1000mm～4000mm，其特征在于：包括如下工艺步骤：
a.标记薄壁调质内齿圈(1)的短轴(1a)和长轴(1b)；
b.将上述步骤的齿圈(1)放入加热炉加热至温度T，温度T根据齿圈(1)的椭圆度来决定：若椭圆度为2‰～3‰，则温度T为300℃～400℃；若椭圆度为3‰～4‰，则温度T为400℃～500℃；若椭圆度为4‰～5‰，则温度T为500℃～600℃；
c.将加热至温度T的齿圈(1)保温时间t，时间t根据齿圈(1)的壁厚来决定：每100mm壁厚保温1小时，将校正工装(2)置于短轴(1a)位置；
d.齿圈(1)及校正工装(2)冷却至室温，拆下校正工装(2)；
e.检测齿圈(1)变形量，校正目标实现则进行温度T去应力回火，去应力回火关系为：每100mm壁厚保温3小时；校正目标未实现，重复上述步骤，进行二次校正。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，其特征在于：所述步骤(c)中的校正工装(2)由支撑杆体(21)和安装在支撑杆体(21)两端的顶尖头(22)组成。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，其特征在于：所述顶尖头(22)由顶尖(22-1)、六角旋转螺帽I(22-2)和粗牙外螺纹杆(22-3)组成，顶尖头(22-1)的材质为42CrMoA调质件，硬度为350HB～380HB，抗拉强度为1200MPa～1300MPa。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，其特征在于：所述支撑杆体(21)由支撑杆(21-1)及固定在支撑杆(21-1)两端的内置粗牙内螺纹的六角旋转螺帽II(21-2)组成，所述六角旋转螺帽II(21-2)的内置粗牙内螺纹与粗牙外螺纹杆(22-3)的外螺纹相匹配，支撑杆体(21)的材质为42CrMoA调质件，硬度为350HB～380HB，抗拉强度为1200MPa～1300MPa。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁调质内齿圈的回火校正工艺，其特征在于：所述支撑杆(21-1)为中空结构，其通孔直径为支撑杆(21-1)直径X的1/2，支撑杆直径X与齿圈(1)的内齿直径D的关系为：若支撑杆(21-1)直径X为100mm，则齿圈(1)的内齿直径D为1000mm～1500mm；若支撑杆(21-1)直径X为150mm，则齿圈(1)的内齿直径D为1500mm～2000mm；若支撑杆(21-1)直径X为200mm，则齿圈(1)的内齿直径D为2000mm～3000mm；若支撑杆(21-1)直径X为300mm，则齿圈(1)的内齿直径D为3000mm～4000mm。
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