CN110578044B - 一种起落架零件热处理变形控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起落架零件热处理变形控制装置及控制方法。所述起落架零件热处理变形控制装置包括热处理架、设于所述热处理架上端的顶部调节模块、设于所述热处理架底部的支撑底座模块、与所述支撑底座模块配合的防张控制模块及呈发射状固定于所述热处理架上的水平调节模块；所述顶部调节模块与支撑底座模块位于热处理架的中空结构内且两者的控制方向为竖直方向，所述防张控制模块与水平调节模块位于热处理架的中空结构内且两者的控制方向为水平方向。与相关技术相比，本发明通过上述模块的联合调节，解决零件转移过程因受力不平衡产生的失稳问题，使零件真空热处理淬火时以倒“y”方式入油，保证主筒体呈竖直状态，便于淬火油流动。

Description

一种起落架零件热处理变形控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及金属热处理加工技术领域，尤其涉及一种真空淬火热处理技术，进一步涉及一种起落架零件热处理变形控制装置及控制方法。

背景技术

金属工件热处理是将金属工件放入加热装置，在加热到特定温度时保温特定的时间后冷却，使金属内部组织结构发生改变，达到改善材料力学、物理和化学性能的目的。热处理过程中因组织转变发生比容变化，造成体积膨胀，同时工件壁厚不均匀所引起的弹、塑性变形，使零件形状发生不同程度的改变，产生热处理形变。一些尺寸精密要求高的杂结构零件，时常会因为热处理后产生变形，导致尺寸超差而报废。

长度小于1500mm的“y”字型零件，可以采用正“y”装夹方式进行热处理，零件自由下垂，杆部（主筒体）不会发生弯曲变形。而长度大于1500mm“y”字型零件，装夹吊装工装后总长度超出热处理加热炉设备有效加热区，即使能够采用上述装夹方式热处理，但零件在加热室转移至淬火槽过程中会发生左右晃动，对加热室造成损坏。采用倒“y”装夹热处理时，零件会承受因自身重量压力，各部位约束不平衡或过约束，导致零件热后尺寸变形超差，热后变形如图1所示。这种“y”字型起落架零件的特点是：a、中心不对称；b、零件结构复杂，各截面厚度变化大，各部位空间尺寸精度要求极高。

因此，有必要提供一种新的起落架零件热处理变形控制装置及控制方法解决以上问题。

另外，对于本发明提到的方位名词解释如下：

X轴指如图2所示的起落架零件的长度方向，Y轴为宽度方向，Z轴为高度方向。

发明内容

针对上述的零件装夹和热处理变形问题，本发明的目的在于提供一种倒 “y”装夹方式，使零件外筒主体竖直，同时又能使零件加热时处于有效加热区内的起落架零件热处理变形控制装置及控制方法。

本发明的技术方案是：一种起落架零件热处理变形控制装置包括内部为中空结构的热处理架、设于所述热处理架上端的顶部调节模块、设于所述热处理架底部的支撑底座模块、与所述支撑底座模块配合的防张控制模块及呈发射状固定于所述热处理架上的水平调节模块；

所述顶部调节模块与支撑底座模块位于热处理架的中空结构内且两者的控制方向为竖直方向，所述防张控制模块与水平调节模块位于热处理架的中空结构内且两者的控制方向为水平方向。

优选的，所述热处理架包括基板、自所述基板向上间隔排布的多个调节架、将多个调节架与基板连接的多个支撑杆，多个所述支撑杆沿调节架的外形间隔布设；

所述顶部调节模块架设于顶部设置的调节架上，所述支撑底座模块设于所述基板上，所述水平调节模块固定在所述支撑杆上。

优选的，所述调节架为圆环形，沿其圆周设有多个在厚度方向贯通的安装孔，每一个所述支撑杆均配合于其中某一个安装孔内。

优选的，所述水平调节模块包括卡环组件，沿所述卡环组件呈圆周设置的多个支撑衬套，每一个所述支撑衬套远离卡环组件末端均设有一卡箍组件，所述卡箍组件与对应位置的支撑杆连接，所述卡环组件用于连接起落架零件。

优选的，所述顶部调节模块包括：

横梁，与所述热处理架的上端连接；

垂向调节组件，沿所述横梁垂向设置，所述垂向调节组件中的一个末端指向所述支撑底座模块；

承载组件，设于所述垂向调节组件上，且临近所述支撑底座模块的末端。

优选的，所述支撑底座模块包括底板及间隔设置于所述底板上的多个支撑板,每两个所述支撑板之间的间距与连接起落架零件对应的外形结构匹配。

优选的，所述底板与基板的接触面上设有斜度，该斜度与起落架零件的主筒体倾斜角度α相同。

优选的，所述防张控制模块包括芯轴和设于所述芯轴上的2n个支撑衬套，其中n为大于2的自然数，每两个支撑衬套相对设置，并通过调节螺母固定在芯轴上。

本发明还提供一种起落架零件热处理变形控制方法，所述起落架零件包括竖直设置的主筒体和自所述主筒体倾斜的分支构成的y字型结构；包括：

将倒装夹的y型起落架零件的主筒体的顶部提升，在主筒体上施加水平拉力，提升力和拉力之和与起落架零件的重力均衡；

在起落架零件的底部施加一个向上的阻力；

在主筒体和分支之间施加与张开力相反的控制力；

顶部提升力一直保持，与控制力共同作用防止主筒体弯曲。

优选的，所述水平拉力可沿主筒体的圆周上分别调节；将主筒体侧垫高以便将竖直设置的主筒体与X轴保持垂直。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、通过该装置的四个模块共同作用，使零件以倒“y”方式入油，并使零件主筒体呈竖直状态，解决零件入油过程中的晃动问题，使淬火油液流通更顺畅，并有效控制零件变形部位的变形量，使其符合技术文件的规定；

二、通过带有特定角度的底部支撑座使零使零件主筒体与X轴垂直，通过水平固定调节装置调节零件主筒体与Y轴垂直，从而使零件主筒体在竖直方向上，减少因零件主筒体入油方式及重力等因素对变形的影响，并通过顶部调节模块及防张控制模块对零件的变形反约束，使零件各部的变形显著减小，满足技术文件对变形量的要求。

附图说明

图1为“y”型起落架零件正装夹的变形趋势简图；

图2为“y”型起落架零件倒装夹的变形趋势简图；

图3本发明提供的起落架零件热处理变形控制装置的局部剖结构示意图；

图4为图3中的顶部调节模块的结构示意图；

图5为图3中的水平调节模块的结构示意图；

图6为图3中的防张控制模块的结构示意图；

图7为图3中的支撑底座模块的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1~2所示，本实施例提供的起落架零件7包括竖直设置的主筒体70和自所述主筒体70倾斜的分支71构成的y字型结构。主筒体70临近分支71设有倾斜角度α。

如图2所示，本实施例提供的一种起落架零件热处理变形控制装置包括热处理架6、顶部调节模块1、水平调节模块2、防张控制模块3和支撑底座模块4。

所述热处理架6为筒状的框架结构，其包括基板61、自所述基板61向上间隔排布的多个调节架62和将多个调节架62和基座61连接的多个支撑杆63。所述基板61为圆盘形，所述调节架62为圆环形。所述调节架62的圆周面上设有多个在厚度方向贯通的安装孔621，所述支撑杆63沿基板61的圆周间隔排布，且每一根所述支撑杆63均配合于其中某一个安装孔621内。

所述顶部调节模块1与支撑底座模块4位于热处理架6的中空结构内且两者的控制方向为竖直方向，所述防张控制模块3与水平调节模块2位于热处理架6的中空结构内且两者的控制方向为水平方向。

如图3、4所示，所述顶部调节模块1包括横梁1a、垂向调节组件和承载组件1d，所述横梁1a架设于所述热处理架6的上端设置的调节架62上。所述垂向调节组件包括垂向调节螺栓组件1b和垂向调节螺母1c，所述垂向调节螺栓组件1b垂向贯穿所述横梁1a，所述垂向调节螺栓组件1b的上端通过与之配合的垂向调节螺母1c抵接横梁1a的上端面实现所述垂向调节螺栓组件1b的下端长度的可调，所述垂向调节螺栓组件1b的下端指向基板61的方向，且下端连接有所述承载组件1d。

如图3、5所示，所述水平调节模块2包括卡环组件2c，沿所述卡环组件2c呈圆周设置的多个支撑衬套2b，每一个所述支撑衬套2b远离卡环组件2c末端均设有一卡箍组件2a，所述卡箍组件2a与对应位置的支撑杆63套装连接，所述卡环组件2c用于连接起落架零件7的主筒体70。所述卡箍组件2a和卡环组件2c均为圆环结构，所述卡箍组件2a的内径与所述支撑杆63的外径匹配，所述卡环组件2c的内径与所述主筒体70的外径匹配。每一个所述卡箍组件2a和卡环组件2c均可设计为对半的分体式结构，再通过螺栓将其连成整个圆环，这种结构可通过旋拧螺栓实现卡箍组件2a与所述支撑杆63，卡环组件2c与主筒体70之间夹持力的可调，安装位置更为牢固。

所述支撑衬套2b的两端为可沿中部螺纹配合的挂钩，两个挂钩分别与卡箍组件2a和卡环组件2c挂接，通过旋拧挂钩，可实现支撑衬套2b长度的可调，以便将主筒体处于竖直的位置，起调平作用。

如图3、6、7所示，所述防张控制模块3包括芯轴3a和设于所述芯轴3a上的2n个支撑衬套3b，其中n为大于2的自然数，在本实施例中，n=2，支撑板4a的数量等于起落架零件7的分支71数量的两倍，在本实施例中，分支71的数量为一个，与主筒体呈y字型，支撑板4a的数量为四个，间隔设置于所述底板4b上。所述底板4b与基板61通过螺栓可拆卸连接，且所述底板4b上设有便于起吊的吊点（未标号），该吊点为拱形结构，固设于所述底板4b长度方向的中部。

每两个支撑衬套3b相对设置，并通过调节螺母3c固定在芯轴3a上。所述支撑板4a的上端设有U形的开口。每两个所述支撑板4a之间的间距与连接起落架零件对应的外形结构（如主筒体的厚度，分支的厚度）匹配。

如图6所示，所述支撑板4a为为阶梯式结构，两个支撑板4a的小圆轴相对设置，大圆轴均位于外端，安装时，小圆轴插入起落架零件的主筒体和分支对应的通孔内；大圆轴的一侧面抵接通孔侧面，另一侧面抵接支撑板4a。

所述底板4b与基板61的接触面上设有斜度，该斜度与起落架零件的主筒体倾斜角度α相同，以保证安装时主筒体与X轴垂直。

如图3~7所示，本发明提供的起落架零件热处理变形控制装置安装起落架零件的安装步骤为：

S1、将支撑底座模块4固定在热处理架6的基板61上。

S2、先安装芯轴3a中间设置的2个支撑衬套3b，将芯轴3自起落架零件的“y”字型部位（主筒体延伸端和分支）的中部分别插入主筒体延伸端上的通孔及分支上固有的通孔内，再在芯轴3a的位于起落架零件外侧的两端安装分别另外2个支撑衬套3b，且分别抵接主筒体延伸端的外侧及分支的外侧，旋拧芯轴3a中间的2个支撑衬套3b，让其分别抵接主筒体延伸端的内侧及分支的内侧。

S3、“y”型起落架零件呈倒立状吊入热处理架6的中空结构内，将芯轴3a放置于支撑板4a的U形结构内，四个支撑衬套3b均位于支撑板4a的内侧（内侧是指两个支撑板4a相对的面）。

S4、水平调节模块2的安装：将卡环组件2c套装在主筒体上，且临近上端设置。将四个卡箍组件2a分别套装在对应的支撑杆63上，分四个方向安装。用四个支撑衬套2b连接在卡环组件2c和卡箍组件2a之间，并调整支撑衬套2b的长短以便将主筒体处于垂直于Y轴的位置。

S5、顶部调节模块安装：所述“y”型起落架零件还包括在主筒体70远离分支的一端设置的耳片73。在耳片73内放置防耳片变形装置，所述防耳片变形装置起到内撑作用，防止耳片变形。将承载组件1d水平贯穿耳片73、防耳片变形装置及垂向调节螺栓组件1b。旋紧承载组件1d两端的螺母，在螺母的位置限定及防耳片变形装置共同作用下，控制起落架零件热后耳片内端面和外端面尺寸变形量。

S6、垂向调节螺栓组件1b远离承载组件1d的一端贯穿固定在热处理架6上方并超出部分结构，将垂向调节螺母1c与该超出的部分结构连接，通过扭力扳手调节垂向调节螺母1c，使调节螺母1c分担零件上半部分重量。

S7、将上述组装好的装置放入加真空加热炉进行淬火处理，到温后从加热室转移至淬火处理槽处理。

本发明提供的一种起落架零件热处理变形控制方法，包括：

将倒装夹的y型起落架零件的主筒体的顶部提升，在主筒体上施加水平拉力，提升力和拉力之和与起落架零件的重力均衡；

在起落架零件的底部施加一个向上的阻力，能够有效的控制零件伸长量；

在主筒体和分支之间施加与张开力相反的控制力；

顶部提升力一直保持，与控制力共同作用防止主筒体弯曲。

底板4b为具有斜度，即可将热变形的主筒体侧垫高，以便将竖直设置的主筒体与X轴保持垂直。

上述的提升力通过顶部调节模块1实现。当y型起落架零件热变形伸长时，芯轴3a抵接支撑板4a，此时，支撑板4a的U形地面产生了一个向上的阻力，有效控制y型起落架零件热变形的伸长量。同时，支撑板4a的侧面产生与张开力相反的控制力，在主筒体侧的两个支撑板4a形成左右夹持结构，产生了防止主筒体弯曲变形的控制力。

通过所述的顶部调节模块1、水平调节模块2、放张控制模块3和支撑底座模块4的联合调节，解决起落架零件从真空加热室转移至淬火槽过程因受力不平衡产生的失稳问题，使零件真空热处理淬火时以倒“y”方式入油，同时又保证主筒体呈竖直状态，便于淬火油流动，并通过零件“y”字型叉口变形控制工装，有效控制该部位的变形量在技术文件规定范围内。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，包括内部为中空结构的热处理架（6）、设于所述热处理架（6）上端的顶部调节模块（1）、设于所述热处理架（6）底部的支撑底座模块（4）、与所述支撑底座模块（4）配合的防张控制模块（3）及呈发射状固定于所述热处理架上的水平调节模块（2）；

所述顶部调节模块（1）与支撑底座模块（4）位于热处理架（6）的中空结构内且两者的控制方向为竖直方向，所述防张控制模块（3）与水平调节模块（2）位于热处理架（6）的中空结构内且两者的控制方向为水平方向。

2.根据权利要求1所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述热处理架（6）包括基板（61）、自所述基板（61）向上间隔排布的多个调节架（62）、将多个调节架（62）与基板（61）连接的多个支撑杆（63），多个所述支撑杆（63）沿调节架（62）的外形间隔布设；

所述顶部调节模块（1）架设于顶部设置的调节架（62）上，所述支撑底座模块（4）设于所述基板（61）上，所述水平调节模块（2）固定在所述支撑杆（63）上。

3.根据权利要求2所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述调节架（62）为圆环形，沿其圆周设有多个在厚度方向贯通的安装孔（621），每一个所述支撑杆（63）均配合于其中某一个安装孔（621）内。

4.根据权利要求2所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述水平调节模块（2）包括卡环组件（2c），沿所述卡环组件（2c）呈圆周设置的多个支撑衬套（2b），每一个所述支撑衬套（2b）远离卡环组件（2c）末端均设有一卡箍组件（2a），所述卡箍组件（2a）与对应位置的支撑杆（63）连接，所述卡环组件（2c）用于连接起落架零件。

5.根据权利要求1所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述顶部调节模块（1）包括：

横梁（1a），与所述热处理架（6）的上端连接；

垂向调节组件，沿所述横梁（1a）垂向设置，所述垂向调节组件中的一个末端指向所述支撑底座模块（4）；

承载组件（1d），设于所述垂向调节组件上，且临近所述支撑底座模块（4）的末端。

6.根据权利要求1所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述支撑底座模块（4）包括底板（4b）及间隔设置于所述底板（4b）上的多个支撑板（4a）,每两个所述支撑板（4a）之间的间距与连接起落架零件对应的外形结构匹配。

7.根据权利要求6所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述底板（4b）与基板（61）的接触面上设有斜度，该斜度与起落架零件的主筒体倾斜角度α相同。

8.根据权利要求1所述的起落架零件热处理变形控制装置，其特征在于，所述防张控制模块（3）包括芯轴（3a）和设于所述芯轴（3a）上的2n个支撑衬套（3b），其中n为大于2的自然数，每两个支撑衬套（3b）相对设置，并通过调节螺母（3c）固定在芯轴（3a）上。

9.一种起落架零件热处理变形控制方法，所述起落架零件包括竖直设置的主筒体和自所述主筒体倾斜的分支构成的y字型结构；其特征在于，包括：

提供起落架零件热处理变形控制装置，所述起落架零件热处理变形控制装置为如权利要求1~8任一项所述的起落架零件热处理变形控制装置；

将倒装夹的y型起落架零件的主筒体的顶部提升，在主筒体上施加水平拉力，提升力和拉力之和与起落架零件的重力均衡；

在起落架零件的底部施加一个向上的阻力；

在主筒体和分支之间施加与张开力相反的控制力；

顶部提升力一直保持，与控制力共同作用防止主筒体弯曲。

10.根据权利要求9所述的起落架零件热处理变形控制方法，其特征在于，所述水平拉力可沿主筒体的圆周上分别调节；将主筒体侧垫高以便将竖直设置的主筒体与X轴保持垂直。

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