CN110106341A - 一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具 - Google Patents

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王延忠
麻瑜梁
杨凯
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like

Abstract

本发明涉及一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，包括螺栓1、10，夹具端盖2、螺母3、7、11，调整垫圈4、6、9，可调配弹簧钢片5，夹具底座8，可调配卡圈13。所述的夹具底座8一端设置三个支脚支撑整体装置，并设置三个卡槽用于安装调整垫圈9、螺栓10、螺母11来固定工件，夹具底座8另一端设置有带螺纹的导杆，与螺母3及调整垫圈4配合并固定夹具端盖2；并设置有配套的两对卡圈13和一对弹簧钢片5，与螺栓1、调整垫圈6以及螺母7配合来卡紧齿轮的窄隙结构。本发明易于使用，解决了对窄隙双螺旋齿轮进行热处理时，齿轮窄隙端面热后不平整问题。本发明还可以应用到其他类型的齿轮零件的热处理过程中。

Description

一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具
技术领域
本发明涉及齿轮加工夹具的技术领域，具体涉及一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，适用于窄隙双螺旋齿轮渗碳、渗氮、淬火等热处理工艺过程中。
背景技术
双螺旋齿轮传动是一种标准渐开线斜齿圆柱齿轮互相啮合的传动形式。由于其在传动系统结构减重、承载能力、功率分流等方面的优势，已广泛应用于直升机传动系统中。
相关研究资料表明，齿轮表面强化热处理工艺可以采用渗碳、渗氮、碳氮共渗等工艺方法，但经热处理后的齿轮零件均出现了不同程度的变形量，如何改善齿轮热后变形情况一直是国内外学者研究热点之一。目前，国内已认识到双螺旋齿轮传动的优势和广阔的应用前景，开展了控制双螺旋齿轮热后变形相关研究，通过有限元仿真软件控制工艺参数，实现了对热处理工艺的优化，但是在工程实践应用中，对于窄隙双螺旋齿轮专用热处理夹具鲜有提及，因此有必要为窄隙双螺旋齿轮设计一套专用热处理夹具。如图1所示的窄隙双螺旋齿轮，双螺旋齿轮模数为4mm，齿数为30，齿宽110mm，螺旋角为30°，退刀槽宽为20mm，材料为20Cr2Ni4A。窄隙双螺旋齿轮在热处理过程中，由于零件受热会产生较大变形，严重影响零件加工精度，因此设计一套便于使用、装夹方便、又能有效减小窄隙双螺旋齿轮热后变形量，从而提高零件加工精度的热处理专用夹具是窄隙双螺旋齿轮加工环节中的一项技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：针对窄隙双螺旋齿轮经热处理后零件变形严重，影响零件加工精度的问题，如何设计窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具以减小或消除零件热后变形、保证零件加工精度的技术难题，设计了一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具。
本发明的目的在于提供一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，该夹具针对窄隙双螺旋齿轮的结构特点，设计一种易于使用、便于装夹的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具。同时保证窄隙双螺旋齿轮在热处理工艺过程中，在一定程度上减小零件由于受热而产生的变形，提高窄隙双螺旋齿轮的加工精度。
本发明的技术方案是：一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于包括：轴向锁紧螺栓(1)、夹具端盖(2)、螺母(3)、调整垫圈(4)、可调配弹簧钢片(5)、调整垫圈(6)、螺母(7)、夹具底座(8)、调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)、可调配卡圈(13)。
所述的夹具底座的底端设置有3个支脚用于支撑整体装置，并设置有三个卡槽用于安装定位轴向锁紧螺栓从而实现对齿轮工件的径向粗定位，夹具底座另一端有导杆，导杆的末端设置有螺纹，用于与螺母配合实现对夹具端盖固定，夹具底座与夹具端盖通过导杆连接，可以实现对窄隙双螺旋齿轮的轴向定位。
所述的夹具底座设置有3个均布的卡槽。
所述的夹具底座上的导杆末端设有螺纹。
所述的可调配卡圈与双螺旋齿轮的窄隙结构为间隙配合。
所述的用于实现双螺旋齿轮径向粗定位的调整垫圈、轴向锁紧螺栓、螺母为均布的3对。
所述的夹具底座一端设置的用于支撑整体装置的支脚为均布的3个。
所述的2对可调配卡圈两端分别设置对称的2个通孔。
所述的1对可调配弹簧钢片两端分别设置对称的2个通孔。
所述的夹具端盖一端设置有对称分布的2个吊耳。
本发明在使用过程中，首先应在夹具底座上根据齿轮内孔直径调整轴向锁紧螺栓的位置，同时安装窄隙双螺旋齿轮，保证轴向锁紧螺栓与齿轮工件内壁贴合，同时拧紧轴向锁紧螺栓，实现窄隙双螺旋齿轮的径向粗定位。同时，根据双螺旋齿轮的窄隙结构尺寸，选配尺寸合适的可调配卡圈和可调配弹簧钢片，通过轴向锁紧螺栓与螺母配合固定整套窄隙卡紧装置，实现对双螺旋齿轮窄隙结构端面的夹紧。
本发明的夹具底座上设计3个支脚，可以稳固整体装置，同时设置有导杆，导杆的末端设置有螺纹，用于与螺母配合实现对夹具端盖固定，夹具底座与夹具端盖通过导杆连接，可以实现对窄隙双螺旋齿轮的轴向定位，由于夹具底座与夹具端盖的两端固定作用，可以减小在热处理过程中窄隙双螺旋齿轮上下两端面的受热变形量。同时，在夹具底座上调整并安装均布的3个轴向锁紧螺栓，可以实现对窄隙双螺旋齿轮的径向粗定位。在使用过程中，可以通过调整轴向锁紧螺栓在卡槽中的位置来方便地实现对不同孔径的齿轮径向粗定位。通过2对可调配卡圈、1对可调配弹簧钢片与双螺旋齿轮的窄隙结构相配合，并使用轴向锁紧螺栓将其两端固定，可以卡紧双螺旋齿轮窄隙结构的端面，从而有效控制窄隙结构端面变形。在使用过程中，可以通过更换不同尺寸的可调配卡圈以及可调配弹簧钢片来实现对不同直径，不同槽宽的双螺旋齿轮窄隙结构端面的卡紧，更换工序较为简单、操作方便，可以方便待热处理零件的装卸。本发明易于使用、装夹方便、克服了窄隙双螺旋齿轮渗碳、渗氮和淬火等热处理过程中零件受热变形对加工精度的影响。同时，本发明还可以应用到其他类型的大模数齿轮零件的热处理过程中。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
目前国内对于窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具还没有相关说明；由于技术封锁，国外也没有相关的文献资料进行介绍。因此，本发明很好的解决了窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具设计的技术难题，所设计的夹具能够有效减小零件在热处理过程中的受热变形量，提高零件的加工精度。该发明也为窄隙双螺旋齿轮的精加工工艺奠定了基础。
附图说明
图1为窄隙双螺旋齿轮示意图；
图2为窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具爆炸图；
图3为双螺旋齿轮窄隙结构夹紧装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。如图2所示，一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于包括：包括轴向锁紧螺栓(1)、夹具端盖(2)、螺母(3)、调整垫圈(4)、可调配弹簧钢片(5)、调整垫圈(6)、螺母(7)、夹具底座(8)、调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)、窄隙双螺旋齿轮(12)、可调配卡圈(13)。
所述的夹具底座(8)的一端设置有三个支脚用于支撑整体装置，并设置三个卡槽用于安装调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)从而实现对窄隙双螺旋齿轮(12)的粗定位，另一端设置有导杆，在导杆的末段设有螺纹，用于与螺母(3)与调整垫圈(4)配合并固定夹具端盖(2)，从而实现对窄隙双螺旋齿轮的轴向定位，同时，在夹具底座的卡槽上，可以安装均布的3个定位轴向锁紧螺栓，实现对窄隙双螺旋齿轮的径向粗定位。在双螺旋齿轮的窄隙结构处，需对其安装2对可调配卡圈(13)以及1对可调配弹簧钢片(5)，并通过轴向锁紧螺栓(1)、调整垫圈(6)以及螺母(7)固定，用于卡紧窄隙结构的端面。所述的夹具底座(8)设置有3个均布的卡槽。所述的夹具底座(8)上的导杆末端设有螺纹。所述的调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)为均布的3对。所述的夹具底座(8)一端设置的用于支撑整体装置的支脚为均布的3个。所述的2对可调配卡圈(13)两端分别设置对称的2个通孔。所述的1对可调配弹簧钢片(5)两端分别设置对称的2个通孔。所述的夹具端盖(2)一端设置有对称分布的2个吊耳。
当需要对待加工的窄隙双螺旋齿轮(12)进行热处理工艺时，首先应根据双螺旋齿轮的窄隙结构尺寸选配合适的可调配卡圈(13)以及可调配弹簧钢片(5)，并通过轴向锁紧螺栓(7)和螺母(1)将其固定与双螺旋齿轮的窄隙结构处，如图3所示。随后，根据齿轮工件的孔径大小调整夹具底座(8)卡槽处的调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)的位置，使其与齿轮内壁刚好贴合为最佳，实现对齿轮工件的粗定位。与此同时，通过拧紧螺母(3)来固定夹具端盖(2)实现对齿轮工件的轴向定位，然后即可开始对齿轮工件进行热处理工艺。热处理完毕后，松开螺母(3)取下夹具端盖(2)，即可取下零件，把待加工的新零件放上，重复同样的过程，可以重新对窄隙双螺旋齿轮(12)的进行热处理加工。
本发明易于使用、便于装夹，克服了窄隙双螺旋齿轮渗碳、渗氮和淬火等热处理工艺过程中零件受热变形对加工精度的影响。同时，本发明还可以应用到其他类型的大模数齿轮零件的热处理工艺过程中。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，夹具包括轴向锁紧螺栓(1)、夹具端盖(2)、螺母(3)、调整垫圈(4)、可调配弹簧钢片(5)、调整垫圈(6)、螺母(7)、夹具底座(8)、调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)、可调配卡圈(13)，所述的夹具底座(8)的一端设置有三个支脚用于支撑整体装置，并设置三个卡槽用于安装调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)从而实现对窄隙双螺旋齿轮(12)的粗定位，另一端设置有导杆，在导杆的末段设有螺纹，用于与螺母(3)与调整垫圈(4)配合并固定夹具端盖(2)，从而实现对窄隙双螺旋齿轮的轴向定位，同时，在夹具底座的卡槽上，可以安装均布的3个定位轴向锁紧螺栓，实现对窄隙双螺旋齿轮的径向粗定位。在双螺旋齿轮的窄隙结构处，需对其安装2对可调配卡圈(13)以及1对可调配弹簧钢片(5)，并通过轴向锁紧螺栓(1)、调整垫圈(6)以及螺母(7)固定，用于卡紧窄隙结构的端面。
2.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的夹具底座(8)设置有3个均布的卡槽。
3.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的夹具底座(8)上的导杆末端设有螺纹。
4.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的调整垫圈(9)、轴向锁紧螺栓(10)、螺母(11)为均布的3对。
5.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的夹具底座(8)一端设置的用于支撑整体装置的支脚为均布的3个。
6.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的2对可调配卡圈(13)两端分别设置对称的2个通孔。
7.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的1对可调配弹簧钢片(5)两端分别设置对称的2个通孔。
8.如权利要求1所述的窄隙双螺旋齿轮热处理专用夹具，其特征在于，所述的夹具端盖(2)一端设置有对称分布的2个吊耳。
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