CN108018406A - 一种膛内加压井式回火校平炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膛内加压井式回火校平炉，包括回火炉本体，其特征在于，所述回火炉本体的炉底设有若干贯穿的孔洞，回火炉本体下方设有拉式油缸，回火炉本体内部设有热处理专用夹具，夹具和拉式油缸通过贯穿的孔洞连接，孔洞内设有快换连接器，快换连接器连接夹具的拉力穿杆和拉式油缸，回火炉本体设有与其回火校平热处理工艺过程相配套的液压系统和电气控制系统。本发明采用同样的热处理专用夹具‑拉式油缸的组合，可以进行回火校平后，冷却过程的保压，防止冷却变形工艺，实现了质优、高产、高效、节能的设计目的。

Description

一种膛内加压井式回火校平炉

技术领域

本发明涉及回火炉领域，特别涉及膛内加压井式回火校平炉。

背景技术

汽车离合器总成一般由离合器(盖)压盘总成(压盘可以1个或者2个)匹配离合器从动盘总成(从动盘可以1个或者2个)组合使用，成为离合器总成。

当前比较新型的重载荷离合器从动盘总成，一般采用传动盘结构。其传动盘材料厚度为2.0～2.2mm的低碳钢板，工艺要求经过渗碳热处理后进行回火。渗碳层的厚度要求≦0.25mm；硬度达到HV≧820。回火后的硬度要求达到HV≧750。所以其和从动盘铆合后的抗拉强度才可以满足从动盘总成的传递扭矩要求，不再发生扭转断裂。

但是由于传动盘属于典型的大直径、结构复杂、多冲空的薄板零件，直径尺寸到Φ430mm，经过热处理后都会不可避免的产生较大的翘曲变形。实际测量统计，翘曲变形量一般在2～10mm。

所以对传动盘在回火过程中的平面变形量的控制就必须有适应的工艺方法和设备来保证，实施加压回火处理通常的办法是：将淬火后的多片传动盘叠加；中心孔穿到串杆式夹具上，加压厚重的压砣(铸铁压盘)，夹具采用100T(1000千牛)油压机加压，锁紧串杆上的螺母，采用吊车，吊放到箱式或者井式回火炉里进行的回火校平。

更主要的是当零件放入回火炉加热回火初期过程中，零件的翘曲变形量一部分减小了的时候，“预压平”的压紧力随即就消失了，不能够持续提供足够大的压紧力，也就保证不了回火校平的工艺效果。

所以在回火校平的6～8个小时的过程中，要间隔时间的开炉、关炉，在高温的炉膛里取、放工件多次进行在炉外的油压机加压工序。工件回火校平质量差、耗电、费工、危险、工作效率低是显而易见的了。

同时回火校平工件是一个循序渐进的消除变形的过程，它的效果和在回火炉里工件得到的即时热度(包括热量)-压紧力，即时相关。那么人为地多次开、关炉子；取放工件补充加压操作，设计的时间间隔、压紧力施加大小的工艺如何设定，需要经过反复实验来摸索，无法有效的保证产品质量

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种膛内加压井式回火校平炉，实现了在持续加热、加压状态下的传动盘回火校平热处理工艺，达到了工件的技术要求，实现了质优、高产、高效、节能的设计目的，完全可以解决现有技术中导致的上述全部缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种膛内加压井式回火校平炉，所述回火炉本体的炉底设有若干贯穿的孔洞，回火炉本体下方设有拉式油缸，回火炉本体内部设有热处理回火校平专用夹具，夹具和拉式油缸通过炉底部的贯穿的孔洞连接，孔洞内设有快换连接器，快换连接器连接夹具的拉力穿杆和拉式油缸，回火炉设有与其回火校平热处理工艺过程相配套的液压系统和电气控制系统。

优选地，所述拉力穿杆的底端垂直于轴线设有拉紧连接销，快换连接器的顶面设有在竖直方向上贯穿的开口豁槽，开口豁槽底部在水平面上顺时针方向上延伸形成结合拉紧槽。

优选地，所述定位槽为上升的螺旋状结构。

优选地，所述炉底的底部设有油缸支架，拉式油缸安装在油缸支架上，油缸支架内在轴线方向上设有内槽，快换连接器设置在内槽中。

优选地，所述炉底在孔洞炉底在孔洞周围设有隔热垫，快换连接器底部和油缸活塞杆连接面设有隔热垫。

优选地，所述热处理专用夹具包括上压盘、拉力穿杆和下压盘，工件设置在上压盘和下压盘之间，套在拉力穿杆上，拉力穿杆顶部设有吊环，拉力穿杆顶端通过压紧螺母限位，压紧螺母和上压盘之间设有垫板。

优选地，所述回火炉的底部夹在工件回火校平夹具和拉紧油缸活塞杆之间，承受油缸的拉紧夹具的全部压力，在回火校平加压过程中，炉子其他部位不承担油缸的拉力或者压力

采用以上技术方案的有益效果是：本发明结构的膛内加压井式回火校平炉，通过油缸对油腔内夹具加压，实现了在持续加热、加压状态下的传动盘回火校平热处理工艺，达到了工件的技术要求，实现了质优、高产、高效、节能的设计目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是快换连接器的结构示意图；

图3是热处理夹具的结构示意图。

其中，1--回火炉本体、2--孔洞、3--拉式油缸、4--热处理专用夹具、5--快换连接器、6--拉力穿杆；

61--拉紧销、51--开口豁槽、52--拉紧槽；31-油缸支架、

41--上压盘、43--下压盘、44--工件、45--吊环、46--压紧螺母、47--垫板；

7--炉冠、71--支架、72--升降油泵、73--轴承座、74--排气管、75--轴流风扇、76--电机。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1-图3出示本发明的具体实施方式：一种膛内加压井式回火校平炉，包括回火炉本体1，所述回火炉本体1的炉底设有若干贯穿的孔洞2，回火炉本体1下方设有拉式油缸3，回火炉本体1内部设有热处理专用夹具4，夹具和拉式油缸3通过贯穿的孔洞2连接，孔洞2内设有快换连接器5，快换连接器5连接夹具的拉力穿杆6和拉式油缸3。

回火炉本体1设有配套的液压系统和电气控制系统。

拉力穿杆6的底端垂直于轴线设有拉紧销61，快换连接器5的顶面设有在竖直方向上贯穿的开口豁槽51，开口豁槽51底部在水平面上顺时针方向上延伸形成连接槽52；连接槽52为上升的螺旋状结构。

炉底的底部设有油缸支架7131，拉式油缸3安装在油缸支架7131上，油缸支架7131内在轴线方向上设有内通孔，快换连接器5设置在通孔内与油缸的活塞杆进行螺纹连接；炉底在孔洞2的周围设有隔热垫，快换连接器5底部与活塞杆连接面设有隔热垫。

热处理专用夹具4包括上压盘41、拉力穿杆6和下压盘43，上压盘41上和下压盘43相对于拉力穿杆6滑动设置，工件44设置在上压盘41和下压盘43之间，套在拉力穿杆6上，拉力穿杆6顶部设有吊环45，拉力穿杆6顶端通过压紧螺母46限位，压紧螺母46和上压盘41之间设有垫板47。

回火炉本体1的顶部设有升降式炉冠7，该升降式炉冠7包括炉冠7、支架71和升降油泵72，炉冠7设置在支架71上，升降油泵72驱动支架71升降，回火炉本体1的侧壁设有轴承座73，支架71设置在轴承座73内；炉冠7设有连接炉腔内外的排气管74，炉冠7内侧设有轴流风扇75，炉冠7外设有驱动轴流风扇75工作的电机76。

只要在炉子的底部留有夹具拉力穿杆的端部穿过通孔，将拉力穿杆和油缸的活塞杆的端部，通过快换连接器的连接和脱离连接，为了减少热传导，炉底在孔洞周围设有隔热垫，快换连接器底部与活塞杆的连接面设有隔热垫，两层的隔热垫，防止炉内的热量传导到油缸活塞杆和油缸的液压系统，膛内加压过程中，油缸提供的拉力完全由拉力穿杆承担，井式回火炉的底部在炉底层设计有大型的工字钢支撑，夹在工件回火校平夹具和拉紧油缸活塞杆之间，承受油缸拉紧夹具的全部压力。在回火校平加压过程中，炉子其他部位不承担油缸的拉力或者压力。

吊车吊到工件夹具、放下时对中炉子底面的穿过孔、当拉力穿杆端部的定位销落入孔内、在与零连接活塞杆快换连接器的顶平面接触到时即可以松开吊钩。此时夹具的底面托盘会自然地落在落在底面的内衬板上，而松套在工件上的穿杆由于自重自动落到快换连接器的顶平面上。随机降落的角度位置可能正好落入换连接器的顶平面平行开口里，也可能仅仅落到其顶端面的平面区。无论落点怎样，在吊车外的操作者用手工转动穿杆的角度，就可以感觉到穿杆的横销是否落到开口豁槽的底部，操作者再次按照顺时针的方向扭转穿杆的角度，就可以使销子按照顺时针的方向滑入豁槽平面的深处，到此就可以认定连接完成。由于豁槽设计成上升的“螺旋”形状，所以当油缸活塞杆下拉的即刻，销子会可靠的进入“螺旋滑槽”的顶部，拉压过程完成。反之，当开炉时，活塞杆退回到原为，拉力消除，穿杆又恢复到上下无约束状态，操作者按照逆时针方向拨动穿杆转动到滑槽的角度的开口处，穿杆销和活塞杆脱离，夹具和工件就可以采用吊车提升出炉了，到此一个工作循环完成。

回火校平后传动盘工件仍然要求在室温下保持压力进行冷却。因为经过长时间的加压、炉内180～240C°保温，达到了回火校平效果的零件，不允许没有压力约束的放置在空气中自然冷却。自由状态放置在空气中冷却的回火校平合格的零件会产生一定应力反弹变形量，不能保证零件达到平面度≦0.25mm的工艺要求。如果说继续留在炉子里，关掉电源降温到空气中一样的温度，无论从生产效率考虑还是从炉子的启动-关闭浪费能源考虑，都是不现实的。

将在炉子里传动盘工件连同回火校平夹具，吊出炉后，移至炉子外面，即刻安放在另外设计的加压冷却夹具架上，进行冷却加压。

本发明采用同样的热处理专用夹具-拉式油缸的组合设计了可以进行回火校平后，冷却过程的保压，防止冷却变形工艺装备-“加压冷却夹具(架)”。

该膛内加压井式回火校平炉，炉冠液压升降、膛内和冷却加压的拉紧油缸的行程比较小(最大200mm)、各个(1个升降缸、4个炉底拉紧缸、4个炉外冷却压力缸)油缸间隔地工作、要求的进给速度比较低，所以采用40mL/min的油泵流量就可以满足工况要求。

零件在炉内的工况是：变形量的减小和温度的增加是对应的，所以不用像炉外预压紧采用的每串工件预紧采用100T(1000千牛)的压力，在此采用50T(500千牛)完全可以满足消除工件随之吸收热量逐渐恢复变形的压力需要。所以采用25Mpa压力的油泵。

炉底拉紧缸要求满足50T(500千牛)的拉力，经过计算，确定采用内径Φ110mm、活塞杆Φ56mm；外形尺寸Φ200mmX350、行程200mm的油缸。

由于工件在回火校平出炉后的平行度已经达到合格的状态，工件之间的间隙几乎不存在，要求的拉力行程很小，所以炉外冷却压力缸的行程取100mm，油缸的外形长度尺寸缩小到250mm。

由于(1个升降缸、4个炉底拉紧缸、4个炉外冷却压力缸)油缸间隔地工作，所以采用一个液压站作为炉子全系统的压力能源。每个油缸不需要单独的调压控制。

对于炉底拉紧油缸的工况的描述：工件进入炉底，穿杆的拉紧销降落确定滑入快速连接器后活塞杆向下拉，然后进行保压(4H～6H)，在炉子保温的全过程不需要增加压力。如果采用油泵一直供压的状态会浪费能源。所以采用3位阀的中间工位“0”位机能电控液压换向阀，要求在全部4串工件入炉保压过程中油缸的进、回油腔均关闭。具体节约能源的方法是：采用进油回路共同安装一个20L/25Mpa的液压蓄能器进行保压。蓄能器由电控溢流阀和压力继电器等电气控制和系统的程序协调。

其电气控制系统如下：

具体的工艺流程：炉子的温升达到120C°时油泵气动→炉冠液压电控阀启动炉冠升起到行程控制开关关闭停止→人工平移炉冠到限位转角→吊车吊传动盘回火校平夹具和工件，入炉→夹具拉紧销进入快换连接器后启动拉紧油缸活塞杆拉紧，反复4个工作循环→人工平移炉冠到炉顶、启动液压电控阀下降到行程控制开关、关闭炉冠压紧→炉子持续升温到工艺要求温度→液压蓄能器控制阀启动加压到工艺规定压力→系统压力控制继电器随机启动压力蓄能器→蓄能器充压到工艺规定的保压压力→关闭油泵→炉子加热关闭保温→(系统压力控制继电器随机启动→关闭油泵保持蓄能器高于压紧力预期的稳定蓄储压力)→时间控制器启动到规定时间→启动油泵→炉冠升起液压电控阀启动到行程控制开关关闭停止→启动泄压阀油泵卸载→人工转动穿杆角度确定拉紧销对中快速连接器的豁槽→吊车吊出工件平移到炉子体外。

炉冠升降设置的上、下限位、加热回路与要求对流风机控制实现链锁。风机停，自动停止加热，风机没停，炉冠不能上升，但能下降；主回路接触器以及风机接触器失灵应自动报警。

达到了回火校平效果的零件，不允许没有压力约束的放置在空气中自然冷却。这是因为自由状态放置在空气中冷却的零件会产生一定应力反弹变形量，不能保证零件达到平面度≦0.25mm的工艺要求。

具体操作是：将在炉子里传动盘连同回火校平夹具，吊出炉后，移至炉子外面即刻安放在另外设计的“加压冷却夹具架”上，工件和夹具穿过架子上面的穿孔，和其在炉子里面一样的与架子底面的-拉力油缸通过快换连接器连接。人工操作电控阀给冷却压紧油缸液压系统加压(液压系统和炉子的共用)，冷却压紧力要求根据冷却压紧力的需要，设计有单独回路上的调压阀，调节压紧力，开始冷却加压。也可以采用液压系统的液压蓄能器的压力进行加压。

本专利的有益之处在于：

实现了在持续加热、加压状态下,类似汽车离合器传动盘一类要求高硬度的薄钢板、复杂形状零件，热处理后的回火校平热处理工艺，达到了工件的技术要求，实现了质优、高产、高效、节能的设计目的。

对于标准炉型仅改变其炉子的底面和外配专用夹具、液压系统、电气控制系统既可以实现生产、制造膛内加压井式回火校平炉。

这对于热处理设备生产制造企业开发多品种的系列回火炉产品具有实际应用价值。

在现在的机械产品生产和制造业中，类似的薄板和容易回火变形的零件有很多种。在离合器从动盘总成中类似的零件还有从动盘、加强盘、减震盘等同样需要回火校平。考虑到如锯片、铣刀片、机械摩擦片等生产行业的产品同样存在着压力回火校平的问题。

所以本发明—炉内加压回火校平热处理工艺和热处理设备(包括膛内加压井式回火校平炉夹具)具有广泛的应用和推广价值。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种膛内加压井式回火校平炉，包括回火炉本体，其特征在于，所述回火炉本体的炉底设有若干贯穿的孔洞，回火炉本体下方设有拉式油缸，回火炉本体内部设有热处理回火校平专用夹具，夹具和拉式油缸通过炉底部的贯穿的孔洞连接，孔洞内设有快换连接器，快换连接器连接夹具的拉力穿杆和拉式油缸，回火炉设有与其回火校平热处理工艺过程相配套的液压系统和电气控制系统。

2.根据权利要求1所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述拉力穿杆的底端垂直于轴线设有拉紧销，快换连接器的顶面设有在竖直方向上贯穿的开口豁槽，开口豁槽底部在水平面上顺时针方向上延伸形成结合拉紧槽。

3.根据权利要求1所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述定位槽为上升的螺旋状结构。

4.根据权利要求1所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述炉底的底部设有油缸支架，拉式油缸安装在油缸支架上，油缸支架内在轴线方向上设有内通孔，快换连接器在通孔内和油缸的活塞杆采用螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述炉底在孔洞周围设有隔热垫，快换连接器底部和油缸活塞杆连接面设有隔热垫。

6.根据权利要求1所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述热处理专用夹具包括上压盘、拉力穿杆和下压盘，工件设置在上压盘和下压盘之间，套在拉力穿杆上，拉力穿杆顶部设有吊环，拉力穿杆顶端通过压紧螺母限位，压紧螺母和上压盘之间设有垫板。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的膛内加压井式回火校平炉，其特征在于，所述回火炉的底部夹在工件回火校平夹具和拉紧油缸活塞杆之间，承受油缸的拉紧夹具的全部压力，在回火校平加压过程中，炉子其他部位不承担油缸的拉力或者压力。

8.一种离合器膛内加压回火工艺，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述的膛内加压井式回火校平炉，步骤如下：

炉子的温升达到120℃时油泵气动→炉冠液压电控阀启动炉冠升起到行程控制开关关闭停止→人工平移炉冠到限位转角→吊车吊传动盘回火校平夹具和工件，入炉→夹具拉紧销进入快换连接器后启动拉紧油缸活塞杆拉紧，反复4个工作循环→人工平移炉冠到炉顶、启动液压电控阀下降到行程控制开关、关闭炉冠压紧→炉子持续升温到工艺要求温度→液压蓄能器控制阀启动加压到工艺规定压力→系统压力控制继电器随机启动压力蓄能器→蓄能器充压到工艺规定的保压压力→关闭油泵→炉子加热关闭保温→时间控制器启动到规定时间→启动油泵→炉冠升起液压电控阀启动到行程控制开关关闭停止→启动泄压阀油泵卸载→人工转动穿杆角度确定拉紧销对中快速连接器的豁槽→吊车吊出工件平移到炉子体外。