CN114058830A - 一种热处理工装及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热处理工装。包括底座、压板和连接件；底座上设有L型支撑面，用于对工件一端的端面和侧壁进行支撑；压板通过连接件连接于底座上，用于对工件另一端的端面进行压紧。本发明还提供了一种热处理加工方法，包括将工件设置于热处理工装上，使用感应淬火设备对工件上远离L型支撑面的侧面进行感应淬火；使用冷却装置对工件上的淬火面进行喷淋；保持工件与热处理工装的连接，对工件进行回火处理；工件冷却至室温再拆除工件与热处理工装之间的连接。本发明通过设置热处理工装，通过底座的L型支撑面和压板组合实现对工件的侧壁和两端的支撑，可减少工件在热处理工艺中的轴向变形和周向变形，有利于保证工件的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及热处理加工技术领域，具体涉及一种热处理工装及加工方法。
背景技术
盾构机中使用的大型回转支承的主推挡圈是一种薄壁件，具有刚性和强度弱等特点，在加工过程中容易发生变形，不利于保证产品的质量。为了使主推挡圈与保持架的接触面硬度满足要求，需对主推挡圈进行热处理，而在淬火过程中，因淬火区域会产生热应力和组织应力，容易导致主推挡圈径向发生椭圆变形，且变形具有不可控性。经过淬火后的主推挡圈，若变形较大，会增加后续校正和机加工的难度，增加零件报废的风险。
综上所述，急需一种热处理工装及加工方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种热处理工装及加工方法，以解决薄壁件在热处理加工过程中易变形的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种热处理工装，包括底座、压板和连接件；所述底座上设有L型支撑面，用于对工件一端的端面和侧壁进行支撑；所述压板通过连接件连接于底座上，用于对工件另一端的端面进行压紧。
优选的，所述底座与所述压板均为圆环状结构，所述L型支撑面设置于所述底座的外圆周面或内圆周面上。
优选的，所述底座和压板的材质均为铸铁。
优选的，所述连接件为螺栓组件，所述压板上设有用于插入连接件的通孔，所述底座上设有用于安装连接件的螺纹孔。
优选的，多个所述连接件沿所述底座或压板的周向均匀设置。
本发明还提供了一种热处理加工方法，包括以下步骤：
步骤A：将工件设置于热处理工装上，使用感应淬火设备对工件上远离L型支撑面的侧面进行感应淬火；
步骤B：使用冷却装置对工件上的淬火面进行喷淋；
步骤C：保持工件与热处理工装的连接，对工件进行回火处理；
步骤D：回火处理后将工件冷却至室温，再拆除工件与热处理工装之间的连接。
优选的，所述步骤A中，当需对工件的外侧面进行感应淬火时，底座上的L型支撑面设置于所述底座的外圆周面上，感应淬火设备的感应器设置于底座的外部。
优选的，所述步骤A中，当需对工件的内侧面进行感应淬火时，底座上的L型支撑面设置于所述底座的内圆周面上，感应淬火设备的感应器设置于底座的内部。
优选的，所述步骤B中，冷却装置的喷淋区域需覆盖工件的淬硬区。
优选的，所述步骤C中，回火处理的温度为150℃-250℃。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明中，通过设置热处理工装，通过底座的L型支撑面和压板组合实现对工件的侧壁和两端的支撑，可减少工件在热处理工艺中的轴向变形和周向变形，有利于保证工件的加工质量。
(2)本发明中，通过设置圆环状结构的底座对工件的侧壁进行径向支撑，避免工件在热处理过程中发生椭圆变形。
(3)本发明中，采用铸铁制作底座和压板，具有制造成本低，且受热时变形量小的优点，使该工装适用于热处理工艺中。
(4)本发明中，通过多个连接件将压板和底座实现可拆卸式连接，便于进行工件与热处理工装之间的拆装；连接件选用螺栓组件，使本申请中的热处理工装结构简单，易于制造。
(5)本发明中，通过采用感应淬火设备对工件进行感应淬火，在保证工件淬火面的强度的同时，感应器与热处理工装之间不存在干涉，热处理工装远离感应器的磁感应区域，不会因受热而导致热处理工装变形。通过本申请的热处理加工方法制备的主推挡圈，淬火面硬度可达到55-62HRC，能满足与回转支承中的保持架的接触要求。
(6)本发明中，在淬火、冷却以及回火过程中，始终保持工件与热处理工装的连接，能控制工件在释放应力时产生的变形，减少后续校正、机加工的加工难度，减少工件的报废风险，有利于节省生产成本。
(7)本发明中，通过冷却装置对淬硬区进行全覆盖喷淋，使工件快速冷却，能避免冷却速度过慢对工件热处理后的内部组织产生不良影响。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本申请实施例中工件设置于热处理工装上的俯视图；
图2是本申请实施例图1的A-A截面视图；
图3是本申请实施例中一种热处理加工方法的步骤A的操作示意图；
图4是本申请实施例中一种热处理加工方法的步骤B的操作示意图；
其中，1、底座，1.1、L型支撑面，2、压板，3、连接件，4、工件，5、感应器，6、淬硬区，7、冷却装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例：
参见图1至图4，一种热处理工装及加工方法，本实施例应用于盾构机回转支承中薄壁主推挡圈的热处理工艺。
一种热处理工装，参见图1和图2，包括底座1、压板2和连接件3；所述底座1上设有L型支撑面1.1，用于对工件4(即主推挡圈)一端的端面和侧壁进行支撑；所述压板2通过连接件3连接于底座1上，用于对工件4另一端的端面进行压紧。在热处理工艺中，通过底座1的L型支撑面1.1与压板2组合，对工件4的上下端面和侧壁进行支撑，避免在热处理过程中，工件4因受热而发生轴向变形和周向变形。
所述底座1与所述压板2均为圆环状结构，用于对工件4进行径向支撑，避免工件4在热处理过程中发生径向椭圆变形，所述L型支撑面1.1根据工件4需进行热处理的侧面位置对应设置于所述底座1的外圆周面或内圆周面上。
所述底座1和压板2的材质均为铸铁，具有制造成本低，且受热时变形量小的优点。
所述连接件3为螺栓组件，所述压板2上设有用于插入连接件3的通孔，所述底座1上设有用于安装连接件3的螺纹孔，通过拧紧螺栓组件，可实现工件4与热处理工装之间的紧固连接。
参见图1，多个所述连接件3沿所述底座1或压板2的周向均匀设置，用于对工件4实现均匀的压紧作用。
一种热处理加工方法，采用了上述的热处理工装，包括以下步骤：
步骤A：将工件4设置于热处理工装上，使用感应淬火设备对工件4上远离L型支撑面1.1的侧面进行感应淬火，感应淬火设备的感应器5与工件4的淬火面之间的距离根据淬硬区6的深度确定(依据现有技术进行计算确定)；
当需对工件4的外侧面进行感应淬火时，底座1上的L型支撑面1.1设置于所述底座1的外圆周面上，将工件4套设在底座1的外部；感应淬火设备的感应器5设置于底座1的外部，并与工件4的外侧面相对设置，用于对工件4的外侧面进行感应淬火。
当需对工件4的内侧面进行感应淬火时，底座1上的L型支撑面1.1设置于所述底座1的内圆周面上，工件4嵌入底座1的内部设置；感应淬火设备的感应器5设置于底座1的内部，并与工件4的内侧面相对设置，用于对工件4的内侧面进行感应淬火。
本实施例中，需对主推挡圈的外侧面进行感应淬火，因此，将L型支撑面1.1设置于底座1的外圆周面上，如图3所示。使用感应淬火设备的感应器5对工件4的外侧面进行感应淬火，热处理工装与感应器5之间不存在干涉，且由于工件4上的淬火面远离L型支撑面1.1，在感应淬火过程中，热处理工装远离感应器5的磁感应区域，不会因受热产生变形。
步骤B：使用冷却装置7对工件4上的淬火面进行喷淋；
完成工件4外侧面的感应淬火后，通过冷却装置7对工件4的淬火面进行喷淋，冷却装置7的喷淋区域需覆盖淬硬区6，使淬硬区6快速冷却，避免冷却速度过慢对工件4热处理后的内部组织产生不良影响。
步骤C：保持工件4与热处理工装的连接，对工件4进行回火处理；回火处理的温度为150℃-250℃；本实施例中，回火处理的温度为180℃，用于去除工件4内部的热应力。
步骤D：回火处理后将工件4冷却至室温，再拆除工件4与热处理工装之间的连接，使工件4在热处理过程中产生的变形趋势可通过热处理工装的支撑得到有效的控制，保障了工件4(主推挡圈)的淬火质量，减少废品率，有利于节省零件生产成本。
经过淬火后的工件4的外侧面硬度可达到55-62HRC，能满足与回转支承中的保持架的接触要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热处理工装，其特征在于，包括底座(1)、压板(2)和连接件(3)；所述底座(1)上设有L型支撑面(1.1)，用于对工件一端的端面和侧壁进行支撑；所述压板(2)通过连接件(3)连接于底座(1)上，用于对工件另一端的端面进行压紧。
2.根据权利要求1所述的一种热处理工装，其特征在于，所述底座(1)与所述压板(2)均为圆环状结构，所述L型支撑面(1.1)设置于所述底座(1)的外圆周面或内圆周面上。
3.根据权利要求1或2所述的一种热处理工装，其特征在于，所述底座(1)和压板(2)的材质均为铸铁。
4.根据权利要求3所述的一种热处理工装，其特征在于，所述连接件(3)为螺栓组件，所述压板(2)上设有用于插入连接件(3)的通孔，所述底座(1)上设有用于安装连接件(3)的螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种热处理工装，其特征在于，多个所述连接件(3)沿所述底座(1)或压板(2)的周向均匀设置。
6.一种热处理加工方法，采用了如权利要求5所述的热处理工装，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：将工件设置于热处理工装上，使用感应淬火设备对工件上远离L型支撑面(1.1)的侧面进行感应淬火；
步骤B：使用冷却装置对工件上的淬火面进行喷淋；
步骤C：保持工件与热处理工装的连接，对工件进行回火处理；
步骤D：回火处理后将工件冷却至室温，再拆除工件与热处理工装之间的连接。
7.根据权利要求6所述的一种热处理加工方法，其特征在于，所述步骤A中，当需对工件的外侧面进行感应淬火时，底座(1)上的L型支撑面(1.1)设置于所述底座(1)的外圆周面上，感应淬火设备的感应器设置于底座(1)的外部。
8.根据权利要求7所述的一种热处理加工方法，其特征在于，所述步骤A中，当需对工件的内侧面进行感应淬火时，底座(1)上的L型支撑面(1.1)设置于所述底座(1)的内圆周面上，感应淬火设备的感应器设置于底座(1)的内部。
9.根据权利要求6所述的一种热处理加工方法，其特征在于，所述步骤B中，冷却装置的喷淋区域需覆盖工件的淬硬区。
10.根据权利要求6所述的一种热处理加工方法，其特征在于，所述步骤C中，回火处理的温度为150℃-250℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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