CN108950157A - 一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，包括底模，底模上端设有芯模，芯模包括芯轴和滑块，芯轴沿其轴线方向移动时，滑块沿芯轴径向移动；滑块一端设有滑块齿，另一端与芯轴连接；底模上设有多个抱紧块，底模上方设有与芯模同轴的内压环和外压环；内压环用于压紧待淬火齿圈端面；外压环与抱紧块相配合，其沿芯模轴线方向移动时，抱紧块沿芯模径向移动，用于压紧待淬火齿圈外圆；外压环端面设有用于压紧芯模的推杆；内压环和外压环与底模压紧时，滑块和抱紧块均向芯轴的轴心方向移动。本发明的目的是，提供一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，该压淬工装对渗碳薄壁齿圈，有着极佳的矫形效果。

Description

一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装

技术领域

本发明属于热处理辅助工具领域，具体为一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装。

背景技术

行星传动机构由于其结构紧凑、承载能力强以及较低的轴承载荷而被广泛应用于工程机械等行业。齿圈作为行星传动机构的核心零部件，其工况要求齿圈具备较高的心部强韧性和表面耐磨性，因而，在加工制造过程中，通常采用渗碳淬火强化手段来获取表面和心部不同的性能要求。对于高功率密度精密紧凑行星传动机构，因其齿圈径向较大，壁相对较薄，在渗碳淬火过程中不可避免的产生较大变形，直接影响产品质量和后序的加工效率。

齿圈高效加工方法均采用压力淬火工装控制热处理变形，现今通常使用的主要是圆饼状芯模压淬工装和活块式压淬工装。对于直径＞φ300mm的薄壁渗碳齿圈，圆饼状芯模和活块式芯模压淬工装的矫正效果不能满足后续机加要求。

随着行星传动机构设计的多样化和功能要求，出现了越来越多的渗碳薄壁齿圈，其直径在φ350mm左右，壁厚在10mm左右，其壁厚方向常钻有通油孔，径向方向常开设卡环槽。该类齿圈在渗碳完成后转入淬火处理时，若不加以控制，会产生椭圆变形、平面翘曲变形及齿形和齿向变形，因此，在设计压力淬火工装时，必须在矫正平面度和椭圆度的同时矫正齿形和齿向，因此需要设计组合式压淬工装。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，该压淬工装对渗碳薄壁齿圈，有着极佳的矫形效果。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，包括底模，所述底模上端设有芯模，所述芯模包括设置于底模上可移动的芯轴和绕芯轴轴线均匀的多个滑块，所述芯轴沿其轴线方向移动时，滑块沿芯轴径向移动；所述滑块一端设有与待淬火内齿圈相配合的滑块齿，另一端与芯轴连接；所述底模上绕芯模轴线均匀设有多个可移动的抱紧块，所述底模上方设有与芯模同轴的内压环和外压环；所述内压环用于压紧待淬火齿圈端面；所述外压环与抱紧块相配合，其沿芯模轴线方向移动时，抱紧块沿芯模径向移动，用于压紧待淬火齿圈外圆；所述外压环端面设有用于压紧芯模的推杆；所述内压环和外压环与底模压紧时，滑块和抱紧块均向芯轴的轴心方向移动。

进一步的，所述滑块齿侧面设有滑块出油槽，其内部设有与滑块出油槽管路相通的滑块流道，所述滑块流道另一端与在滑块侧面的滑块进油口管路连接。

进一步的，所述滑块出油槽于滑块齿齿面上成之字形分布。

进一步的，所述芯轴上端芯轴锥面，所述滑块远离滑块齿的一端设有与之相配合的滑块倒锥面。

进一步的，所述底模上绕芯轴轴线均匀设有多个底模滑槽，所述滑块侧面设有与之相配合的滑块限位块。

进一步的，所述底模上设有底模进油口，其内部设有与底模进油口相通的底模流道，所述底模流道另一端与底模滑槽相连通，所述滑块进油口设置于滑块限位块上。

进一步的，所述抱紧块一侧面与待淬火内齿圈的外圆配合，另一侧面设有抱紧块锥面，所述外压环的内圆柱面上设有与抱紧块锥面相配合的外压环倒锥面。

进一步的，所述底模上设有与芯轴配合的芯轴安装孔，所述芯轴安装孔内设有用于压紧芯轴的芯轴弹簧。

进一步的，所述抱紧块下端设有抱紧块限位块，所述底模上设有绕芯轴轴线均匀设有多个与之相配合的抱紧块限位槽。

进一步的，抱紧块通过螺杆安装于底模上的抱紧块限位槽中，所述抱紧块可沿螺杆移动，所述螺杆上设有使抱紧块处于张开状态的抱紧块弹簧。

本发明的有益效果：该压淬工装对渗碳薄壁齿圈，有着极佳的矫形效果。

1、通过滑块进油口、滑块流道、滑块出油槽将淬火油送至待淬火齿圈齿间，使各齿间淬火温度稳定下降，保证淬火精度；

2、外压环下压时，抱紧块对待淬火齿圈外圆进行压紧，此进芯轴下移使得滑块同步向内收缩，保证齿圈上齿的淬火精度；

3、通过底模滑槽与滑块限位块配合使得滑块只能沿芯轴的径向移动，实现对内齿圈上齿的压紧与放松；

4、通过抱紧块锥面与外压环倒锥面配合使得抱紧块只能沿芯轴的径向移动，实现对内齿圈外圆的压紧与放松；

5、螺杆上设有使抱紧块处于张开状态的抱紧块弹簧，使得抱紧块初始状态为最大展开状态，利于装夹待淬火内齿圈。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明主视结构示意图。

图3为本发明A处局部放大结构示意图。

图4为本发明芯模俯视结构示意图。

图5为本发明内齿圏立体结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、底模；101、底模滑槽；102、底模进油口；103、底模流道；104、芯轴安装孔；105、抱紧块限位槽；2、芯模；21、芯轴；211、芯轴锥面；22、滑块；221、滑块齿；2211、滑块出油槽；2212、滑块流道；2213、滑块进油口；222、滑块倒锥面；223、滑块限位块；3、抱紧块；301、抱紧块锥面；302、抱紧块限位块；31、螺杆；32、抱紧块弹簧；4、内压环；5、外压环；501、外压环倒锥面；6、推杆；7、内齿圈。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-5所示，本发明的具体结构为：一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，包括底模1，所述底模1上端设有芯模2，所述芯模2包括设置于底模1上可移动的芯轴21和绕芯轴21轴线均匀的多个滑块22，所述芯轴21沿其轴线方向移动时，滑块22沿芯轴21径向移动；所述滑块22一端设有与待淬火内齿圈相配合的滑块齿221，另一端与芯轴21连接；所述底模1上绕芯模2轴线均匀设有多个可移动的抱紧块3，所述底模1上方设有与芯模2同轴的内压环4和外压环5；所述内压环4用于压紧待淬火齿圈端面；所述外压环5与抱紧块3相配合，其沿芯模2轴线方向移动时，抱紧块3沿芯模2径向移动，用于压紧待淬火齿圈外圆；所述外压环5端面设有用于压紧芯模2的推杆6；所述内压环4和外压环5与底模1压紧时，滑块22和抱紧块3均向芯轴21的轴心方向移动。

优选的，所述滑块齿221侧面设有滑块出油槽2211，其内部设有与滑块出油槽2211管路相通的滑块流道2212，所述滑块流道2212另一端与在滑块22侧面的滑块进油口2213管路连接。通过滑块进油口、滑块流道、滑块出油槽将淬火油送至待淬火齿圈齿间，使各齿间淬火温度稳定下降，保证淬火精度。

优选的，所述滑块出油槽2211于滑块齿221齿面上成之字形分布。保证待淬火齿圈齿的温度变化均匀，从而保证淬火精度。

优选的，所述芯轴21上端芯轴锥面211，所述滑块22远离滑块齿221的一端设有与之相配合的滑块倒锥面222。外压环下压时，抱紧块对待淬火齿圈外圆进行压紧，此进芯轴下移使得滑块同步向内收缩，保证齿圈上齿的淬火精度。

优选的，所述底模1上绕芯轴21轴线均匀设有多个底模滑槽101，所述滑块22侧面设有与之相配合的滑块限位块223。通过底模滑槽与滑块限位块配合使得滑块只能沿芯轴的径向移动，实现对内齿圈上齿的压紧与放松。

优选的，所述底模1上设有底模进油口102，其内部设有与底模进油口102相通的底模流道103，所述底模流道103另一端与底模滑槽101相连通，所述滑块进油口2213设置于滑块限位块223上。用于输送淬火油，结构紧凑。

优选的，所述抱紧块3一侧面与待淬火内齿圈的外圆配合，另一侧面设有抱紧块锥面301，所述外压环5的内圆柱面上设有与抱紧块锥面301相配合的外压环倒锥面501。通过抱紧块锥面与外压环倒锥面配合使得抱紧块只能沿芯轴的径向移动，实现对内齿圈外圆的压紧与放松。

优选的，所述底模1上设有与芯轴21配合的芯轴安装孔104，所述芯轴安装孔104内设有用于压紧芯轴21的芯轴弹簧212。保证芯轴初始状态时，滑块处于最大展开状态。

优选的，所述抱紧块3下端设有抱紧块限位块302，所述底模1上设有绕芯轴21轴线均匀设有多个与之相配合的抱紧块限位槽105。用于对抱紧块进行限位。

优选的，抱紧块3通过螺杆31安装于底模1上的抱紧块限位槽105中，所述抱紧块3可沿螺杆31移动，所述螺杆31上设有使抱紧块3处于张开状态的抱紧块弹簧32。使得抱紧块初始状态为最大展开状态，利于装夹待淬火内齿圈。

具体使用时，齿圈在渗碳时仅留有精加工余量，渗碳过程不控制变形，渗碳完后直接转淬火处理；淬火时，将渗碳齿圈加热至淬火温度并保温一段时间，取出红热状态齿圈套入芯模，启动压床，喷油淬火；内压环从上端面压紧齿圈，以脉动频率施加压力，在不影响齿圈收缩的同时矫正齿圈的平面度；外压环作用于抱紧块，以脉动频率施加压力，从径向矫正齿圈外圆的椭圆度，芯模上的滑块齿作用于齿圈内齿，矫正齿圈的齿形和齿向变形。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，包括底模（1），其特征在于，所述底模（1）上端设有芯模（2），所述芯模（2）包括设置于底模（1）上可移动的芯轴（21）和绕芯轴（21）轴线均匀的多个滑块（22），所述芯轴（21）沿其轴线方向移动时，滑块（22）沿芯轴（21）径向移动；所述滑块（22）一端设有与待淬火内齿圈相配合的滑块齿（221），另一端与芯轴（21）连接；所述底模（1）上绕芯模（2）轴线均匀设有多个可移动的抱紧块（3），所述底模（1）上方设有与芯模（2）同轴的内压环（4）和外压环（5）；所述内压环（4）用于压紧待淬火齿圈端面；所述外压环（5）与抱紧块（3）相配合，其沿芯模（2）轴线方向移动时，抱紧块（3）沿芯模（2）径向移动，用于压紧待淬火齿圈外圆；所述外压环（5）端面设有用于压紧芯模（2）的推杆（6）；所述内压环（4）和外压环（5）与底模（1）压紧时，滑块（22）和抱紧块（3）均向芯轴（21）的轴心方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述滑块齿（221）侧面设有滑块出油槽（2211），其内部设有与滑块出油槽（2211）管路相通的滑块流道（2212），所述滑块流道（2212）另一端与在滑块（22）侧面的滑块进油口（2213）管路连接。

3.根据权利要求2所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述滑块出油槽（2211）于滑块齿（221）齿面上成之字形分布。

4.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述芯轴（21）上端芯轴锥面（211），所述滑块（22）远离滑块齿（221）的一端设有与之相配合的滑块倒锥面（222）。

5.根据权利要求2所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述底模（1）上绕芯轴（21）轴线均匀设有多个底模滑槽（101），所述滑块（22）侧面设有与之相配合的滑块限位块（223）。

6.根据权利要求5所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述底模（1）上设有底模进油口（102），其内部设有与底模进油口（102）相通的底模流道（103），所述底模流道（103）另一端与底模滑槽（101）相连通，所述滑块进油口（2213）设置于滑块限位块（223）上。

7.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述抱紧块（3）一侧面与待淬火内齿圈的外圆配合，另一侧面设有抱紧块锥面（301），所述外压环（5）的内圆柱面上设有与抱紧块锥面（301）相配合的外压环倒锥面（501）。

8.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述底模（1）上设有与芯轴（21）配合的芯轴安装孔（104），所述芯轴安装孔（104）内设有用于压紧芯轴（21）的芯轴弹簧（212）。

9.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，所述抱紧块（3）下端设有抱紧块限位块（302），所述底模（1）上设有绕芯轴（21）轴线均匀设有多个与之相配合的抱紧块限位槽（105）。

10.根据权利要求1所述的一种渗碳薄壁齿圈组合式压力淬火工装，其特征在于，抱紧块（3）通过螺杆（31）安装于底模（1）上的抱紧块限位槽（105）中，所述抱紧块（3）可沿螺杆（31）移动，所述螺杆（31）上设有使抱紧块（3）处于张开状态的抱紧块弹簧（32）。