CN108486334B - 一种大齿圈模压淬火装置 - Google Patents

一种大齿圈模压淬火装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种大齿圈模压淬火装置，包括滑台、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴、淬火液组件；所述上模组件包括有上模座、锲块和淬火液压盖；所述下模组件包括有下模板和下模座；下模板上设置有环形槽，下模板上还设置有周向排布的通孔；下模座设置有环形腔，环形腔与通孔联通。所述淬火液组件包括有淬火液池、水管、离心泵和电磁阀；淬火液池通过水管与下模座的环形腔联通；水管上设置有离心泵和电磁阀。有益效果：本发明上模座、下模板将齿圈的上下端面压紧，限制了齿圈的端面变形；通过安装在上模座的锲块，将齿圈的外圆压紧，限制了齿圈外圆的变形，防止淬火过程中，齿圈中间鼓起，并提高了工件淬火效率和淬火质量。

Description

一种大齿圈模压淬火装置
技术领域
本发明属于模压淬火技术领域，具体涉及一种大齿圈模压淬火装置。
背景技术
模压淬火，又称压力淬火，是将环形薄壁零件(如齿轮、齿圈、轴承圈等)加热至奥氏体状态，然后将其迅速浸入淬火液中，使其发生相应的金相转变，同时控制零件使其保持一定的尺寸和形状，即用足够的外力来抵消工件的相变应力，使零件的畸变大大减小，从而减少或取消后续工序。
高精密零件，如汽车弧齿锥齿轮、汽车同步器齿圈与高品质的轴承圈，在开式的油箱中淬火时(自由淬火)，常常会产生明显的变形。压力淬火就是通过使用专业的工具，在零件关键位置点集中施加外力，以严格限制零件的运动，从而使零件的变形大大减小。
理想状态下，零件淬火过程中，整个截面上的相变温度应是相同的，因此材料能产生均匀相变。与相对厚实、结构紧凑的零件相比，薄壁零件(如大直径的轴承圈、齿圈)的变形更难以控制。对于小尺寸环形薄壁零件变形一般为收缩变形，主要限制端面变形即可保证零件的精度要求。而对于大尺寸环形薄壁零件(如大直径的轴承圈、齿圈)在淬火过程中变形为两端收缩较大，中间收缩较小，导致薄壁零件整体变形为鼓形，无法满足零件的精度要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决大尺寸环形薄壁零件(如齿圈)淬火变形，无法满足零件的精度问题。
为实现上述目的，本发明提出了这样一种大齿圈模压淬火装置，包括滑台、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴、淬火液组件。
所述上模组件包括有上模座、锲块和淬火液压盖；上模座和淬火液压盖安装在所述滑台上，上模座位于淬火液压盖内；上模座上设置有滑槽和淬火孔；锲块安装在滑槽上，并可沿着滑槽滑动；上模座设置的淬火孔有利于淬火液能够通过淬火孔对齿圈的内外表面进行淬火。
所述下模组件包括有下模板和下模座；下模板上安装有芯轴；下模座位于下模板的下方；下模板上设置有环形槽，淬火液压盖可嵌入到环形槽中；下模板上还设置有周向排布的通孔；下模座设置有环形腔，环形腔与通孔联通。
所述淬火液组件包括有淬火液池、水管、离心泵和电磁阀；淬火液池通过水管与下模座的环形腔联通；水管上设置有离心泵和电磁阀；电磁阀用于控制水管的通断。
下模座上设置有进水口，进水口与环形腔相通，水管安装在进水口上。
本发明装置还包括上液压缸、直线导轨；上液压缸、直线导轨铅垂方向安装在机架上，滑台安装在直线导轨上并与上液压缸连接；滑台可沿直线导轨移动。
由于淬火后齿圈会向内收缩，夹紧芯轴，本发明还设置有下液压缸、顶杆，顶杆设置在齿圈的下方，下液压缸位于顶杆的下方；顶杆用于将齿圈从芯轴上顶出。
为了增强齿圈外圆的淬火效果，锲块上设置有凹槽，当锲块夹紧齿圈后，淬火液能够通过锲块上的凹槽，流到齿圈的外圆表面，使得齿圈外圆接触更多的淬火液。
优选地，淬火液压盖上端部还设置有溢流孔，以便将过多的淬火液排出。
本发明的有益效果有：
(1)本发明中，芯轴限制齿圈内花键小径形变；上模座、下模板将齿圈的上下端面压紧，限制了齿圈的端面变形；通过安装在上模座的锲块，将齿圈的外圆压紧，限制了齿圈外圆的变形，防止淬火过程中，齿圈中间鼓起；本发明解决了大尺寸环形薄壁零件(如齿圈)淬火变形，无法满足零件的精度问题，并提高了工件淬火效率和淬火质量。
(2)本发明中，淬火时上模座由滑台带动上下移动，伴随上模座一起上下移动的还有淬火液压盖，淬火液压盖嵌入到下模板上的环形槽中，上模座与淬火液压盖之间形成了一个空腔，用做于齿圈淬火时淬火液的浸漫腔。
(3)本发明淬火液注入方式为漫浸式，淬火液被泵从淬火液池中抽取，通过水管管路送到下模座上，下模座内设置有一个环形腔，用于淬火液的缓冲；由于环形腔与下模板上周向排布的通孔联通，当环形腔充满淬火液后，淬火液通过上模板上的通孔进入淬火液压盖与上模座形成的空腔(浸漫腔)内，淬火液逐渐通过上模座上的淬火孔进入到上模座内，逐渐将齿圈完全浸没，从而实现齿圈的淬火。
(4)本发明中，下模座环形腔以及浸漫腔有利于淬火液能均匀快速的将齿圈浸没，使得齿圈淬火均匀，淬火效果好；通过采用本发明的装置，产品的质量得到大幅地提升。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的上模座与锲块的连接立体结构示意图；
图3为本发明的上模座与锲块的连接俯视结构示意图
图4本发明淬火液压盖的立体结构示意图；
图5为本发明的下模板的结构示意图；
图6为图5中A-A的剖视图；
图7为本发明的下模座的立体结构示意图；
图中：1-滑台，21-上模座，211-滑槽，212-淬火孔，22-淬火液压盖，221-溢流孔，23-锲块，231-凹槽，3-芯轴，41-下模板，411-环形槽，412-通孔，42-下模座，421-环形腔，422-进水口，51-淬火液池，52-水管，53-离心泵，54-电磁阀，6-上液压缸，7-直线导轨，8-下液压缸，9-顶杆，10-齿圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种大齿圈模压淬火装置，如图1所示，包括滑台1、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴3、淬火液组件；
所述上模组件包括有上模座21、锲块23和淬火液压盖22；上模座21和淬火液压盖22安装在所述滑台1上，上模座21位于淬火液压盖22内；如图2、图3所示，上模座21上设置有滑槽211和淬火孔212；锲块23安装在滑槽211上，并可沿着滑槽211滑动；上模座21设置的淬火孔212有利于淬火液能够通过淬火孔212对齿圈的内外表面进行淬火。
所述下模组件包括有下模板41和下模座42；下模板41上安装有芯轴3；下模座42位于下模板41的下方；如图5、图6所示，下模板41上设置有环形槽411，淬火液压盖22可嵌入到环形槽411中；下模板41上还设置有周向排布的通孔412；如图7所示，下模座42设置有环形腔421，环形腔421与通孔412联通。
所述淬火液组件包括有淬火液池51、水管52、离心泵53和电磁阀54；淬火液池51通过水管52与下模座42的环形腔421联通；水管52上设置有离心泵53和电磁阀54；电磁阀54用于控制水管52的通断。
下模座42上设置有进水口422，如图7所示，进水口422与环形腔421相通，水管52安装在进水口422上。
本发明装置还包括上液压缸6、直线导轨7；上液压缸6、直线导轨7铅垂方向安装在机架上，滑台1安装在直线导轨7上并与上液压缸6连接；滑台1可沿直线导轨7移动。
实施例2
一种大齿圈模压淬火装置，如图1所示，包括滑台1、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴3、淬火液组件；
所述上模组件包括有上模座21、锲块23和淬火液压盖22；上模座21和淬火液压盖22安装在所述滑台1上，上模座21位于淬火液压盖22内；如图2、图3所示，上模座21上设置有滑槽211和淬火孔212；锲块23安装在滑槽211上，并可沿着滑槽211滑动；上模座21设置的淬火孔212有利于淬火液能够通过淬火孔212对齿圈的内外表面进行淬火。
所述下模组件包括有下模板41和下模座42；下模板41上安装有芯轴3；下模座42位于下模板41的下方；如图5、图6所示，下模板41上设置有环形槽411，淬火液压盖22可嵌入到环形槽411中；下模板41上还设置有周向排布的通孔412；如图7所示，下模座42设置有环形腔421，环形腔421与通孔412联通。
所述淬火液组件包括有淬火液池51、水管52、离心泵53和电磁阀54；淬火液池51通过水管52与下模座42的环形腔421联通；水管52上设置有离心泵53和电磁阀54；电磁阀54用于控制水管52的通断。
下模座42上设置有进水口422，如图7所示，进水口422与环形腔421相通，水管52安装在进水口422上。
本发明装置还包括上液压缸6、直线导轨7；上液压缸6、直线导轨7铅垂方向安装在机架上，滑台1安装在直线导轨7上并与上液压缸6连接；滑台1可沿直线导轨7移动。
由于淬火后齿圈会向内收缩，夹紧芯轴3，本发明还设置有下液压缸8、顶杆9，顶杆9设置在齿圈的下方，下液压缸8位于顶杆9的下方；顶杆9用于将齿圈从芯轴3上顶出。
实施例3
一种大齿圈模压淬火装置，如图1所示，包括滑台1、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴3、淬火液组件；
所述上模组件包括有上模座21、锲块23和淬火液压盖22；上模座21和淬火液压盖22安装在所述滑台1上，上模座21位于淬火液压盖22内；如图2、图3所示，上模座21上设置有滑槽211和淬火孔212；锲块23安装在滑槽211上，并可沿着滑槽211滑动；上模座21设置的淬火孔212有利于淬火液能够通过淬火孔212对齿圈的内外表面进行淬火。
所述下模组件包括有下模板41和下模座42；下模板41上安装有芯轴3；下模座42位于下模板41的下方；如图5、图6所示，下模板41上设置有环形槽411，淬火液压盖22可嵌入到环形槽411中；下模板41上还设置有周向排布的通孔412；如图7所示，下模座42设置有环形腔421，环形腔421与通孔412联通。
所述淬火液组件包括有淬火液池51、水管52、离心泵53和电磁阀54；淬火液池51通过水管52与下模座42的环形腔421联通；水管52上设置有离心泵53和电磁阀54；电磁阀54用于控制水管52的通断。
下模座42上设置有进水口422，如图7所示，进水口422与环形腔421相通，水管52安装在进水口422上。
本发明装置还包括上液压缸6、直线导轨7；上液压缸6、直线导轨7铅垂方向安装在机架上，滑台1安装在直线导轨7上并与上液压缸6连接；滑台1可沿直线导轨7移动。
由于淬火后齿圈会向内收缩，夹紧芯轴3，本发明还设置有下液压缸8、顶杆9，顶杆9设置在齿圈的下方，下液压缸8位于顶杆9的下方；顶杆9用于将齿圈从芯轴3上顶出。
为了增强齿圈外圆的淬火效果，锲块23上设置有凹槽231，当锲块23夹紧齿圈后，淬火液能够通过锲块23上的凹槽231，流到齿圈的外圆表面，使得齿圈外圆接触更多的淬火液。
如图4所示，淬火液压盖22上端部还设置有溢流孔221，以便将过多的淬火液排出。
工作过程如下：
初始时，如图1所示，将工件齿圈10放置在芯轴3上，上液压缸6推动滑台1沿着直线导轨7向下运动，从而带动上模座21和淬火液压盖22向下运动。安装在上模座21上的锲块23在重力作用下，下滑到滑槽211的下端。随着滑台1向下运动，上模座21上的锲块23先与下模板41接触，然后随着上模座21的向下移动，锲块23向上滑动，到逐渐将齿圈10的外圆压紧，当淬火液压盖22嵌入到下模板41上的环形槽411中，上模座21将齿圈完全压紧；此时，上模座21与淬火液压盖22之间形成淬火液的浸漫腔。与此同时，水管52上的电磁阀54打开，淬火液被离心泵53从淬火液池51中抽取，通过管路送到下模座42上，通过进水口422进入到环形腔421内，当淬火液充满环形腔421后，淬火液通过与环形腔421联通的通孔412向上浸漫，进入到浸漫腔中；进入浸漫腔内的淬火液则通过上模座21上的淬火孔212对齿圈进行淬火；通过控制注入淬火液的速度，可以实现均匀快速地将需要淬火的齿圈淹没。当齿圈完全浸没后，多余的淬火液从淬火液压盖22上的溢流孔221中流出。当淬火完成后，关闭电子阀54和离心泵53，停止淬火液的抽取；同时，上液压缸6向上移动，淬火液压盖22提起，淬火液流回到淬火液池51中；然后下液压缸8动作，向上伸出，将顶杆9向上顶起，由于顶杆9位于齿圈的下方，从而将齿圈10从芯轴3上顶出，方便将齿圈取出，从而完成一个加工循环的过程。
本发明通过芯轴3限制齿圈内花键小径形变；通过上模座21、下模板41将齿圈10的上下端面压紧，限制了齿圈的端面变形；通过安装在上模座21的锲块23，将齿圈10的外圆压紧，限制了齿圈外圆的变形，防止淬火过程中，齿圈中间鼓起；本发明解决了大尺寸环形薄壁零件(如齿圈)淬火变形，无法满足零件的精度问题，并提高了工件淬火效率和淬火质量。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种大齿圈模压淬火装置，其特征在于，包括滑台(1)、上模组件、下模组件、用于放置齿圈的芯轴(3)、淬火液组件；
所述上模组件包括有上模座(21)、锲块(23)和淬火液压盖(22)；上模座(21)和淬火液压盖(22)安装在所述滑台(1)上，上模座(21)位于淬火液压盖(22)内；上模座(21)上设置有滑槽(211)和淬火孔(212)；锲块(23)安装在滑槽(211)上，并可沿着滑槽(211)滑动；
所述下模组件包括有下模板(41)和下模座(42)；下模板(41)上安装有芯轴(3)；下模座(42)位于下模板(41)的下方；下模板(41)上设置有环形槽(411)，淬火液压盖(22)可嵌入到环形槽(411)中；下模板(41)上还设置有周向排布的通孔(412)；下模座(42)设置有环形腔(421)，环形腔(421)与通孔(412)联通；
所述淬火液组件包括有淬火液池(51)、水管(52)、离心泵(53)和电磁阀(54)；淬火液池(51)通过水管(52)与下模座(42)的环形腔(421)联通；水管(52)上设置有离心泵(53)和电磁阀(54)。
2.根据权利要求1所述的大齿圈模压淬火装置，其特征在于，下模座(42)上设置有进水口(422)，进水口(422)与环形腔(421)相通，水管(52)安装在进水口(422)上。
3.根据权利要求1所述的大齿圈模压淬火装置，其特征在于，还包括上液压缸(6)、直线导轨(7)；上液压缸(6)、直线导轨(7)铅垂方向安装在机架上，滑台(1)安装在直线导轨(7)上并与上液压缸(6)连接；滑台(1)可沿直线导轨(7)移动。
4.根据权利要求1所述的大齿圈模压淬火装置，其特征在于，还设置有下液压缸(8)、顶杆(9)，顶杆(9)设置在齿圈的下方，下液压缸(8)位于顶杆(9)的下方。
5.根据权利要求1所述的大齿圈模压淬火装置，其特征在于，所述锲块(23)上设置有凹槽(231)。
6.根据权利要求1所述的大齿圈模压淬火装置，其特征在于，淬火液压盖(22)上端部还设置有溢流孔(221)。
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