CN115323312A - 一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备，其方法包括将待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，让半齿轮两端相同；透过操作口套有补偿套的半轴齿轮放在壳体内部导向放置盒的放置槽中，让加热线圈下移，同时让密封板下移，对导向放置盒密封；其设备包括壳体，所述壳体内由上而下依次设置有淬火室和矩形腔，所述淬火室的右侧内壁上设置有操作口，所述矩形腔内设置设置有暂存模块。采用该设备及方法在实际过程中，通过暂存腔的设置，在保证渗碳效果的同时，避免过多的丙烷的浪费，另外还可以减少不必要的热能浪费，且在渗碳淬火过程中，让零件在转动的同时，还能进行上下运动，进一步提升内花键部分受热的均匀性。

Description

一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备
技术领域
本发明涉及花键淬火领域，尤其涉及一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备。
背景技术
对于有内花键的半轴齿轮采用此类装置进行淬火，直接向淬火炉内充入甲烷等气体，气体不易到达内花键位置处，使得内花键位置处的渗碳效果较差；半轴齿轮两端部的厚度不均匀，淬火室内花键两端部的变形程度不同，内花键容易发生较大的扭曲；
为此，公开号为CN110541139B公开了一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备，其方法包括在半轴齿轮上套接补偿套，并放入内部低压的淬火炉内，接着将内花键加热至900℃，并在内花键位置处通入丙烷，持续240min；然后将内花键的温度降至840℃，并持续通入丙烷45min；停止加热和丙烷的通入，并改为通入高压高纯度氮气，持续20min，最后从淬火炉内取出半轴齿轮冷却至室温；其设备包括淬火炉，淬火炉内设置有中空的放置柱，淬火炉的底部连接有抽气管；放置柱侧面的切线方向上通过进气管连接有第一支管和第二支管；所述淬火炉的顶端连接有伸缩缸，伸缩缸的底端通过电机固定有电阻式加热线圈。本发明不仅能够提高内花键位置处的渗碳效果，还具有内花键变形较小的优点；
但是在实际使用中我们发现，采用上述方案时，虽然实现了提高渗碳效果的目的，但是实际中，半轴齿轮一般厚度较大，上述方案仅仅让加热线圈沿水平方向转动，实际难以让半轴齿轮内圈部分的花键处各个位置均均匀受热，另外持续的通入丙烷气体，不仅容易造成丙烷气体的浪费，而且还会随着气体流动将加热线圈和花键处的高度带走，这样显然会造成热量的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备，采用该设备及方法在实际过程中，通过暂存腔的设置，在保证渗碳效果的同时，避免过多的丙烷的浪费，另外还可以减少不必要的热能浪费，且在渗碳淬火过程中，让零件在转动的同时，还能进行上下运动，进一步提升内花键部分受热的均匀性。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括以下步骤：
S1：将待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，让半齿轮两端相同；
S2：透过操作口套有补偿套的半轴齿轮放在壳体内部导向放置盒的放置槽中，让加热线圈下移，同时让密封板下移，对导向放置盒密封；
S3：在加热线圈下移过程中，通入丙烷气体，当加热线圈下移到极限位置后；
S4：启动加热线圈，将温度加热到900-940℃之间保持230-250min；
S5：让加热线圈和密封板上移，并通入氮气持续16-19min；
S6：从壳体内取出有补偿套的半轴齿轮，并冷却至25-35℃，将补偿套与半轴齿轮分离，得淬火半轴齿轮。
根据前述的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法用的渗碳淬火设备，包括壳体，所述壳体内由上而下依次设置有淬火室和矩形腔，所述淬火室的右侧内壁上设置有操作口，所述矩形腔内设置设置有暂存模块；所述淬火室的内底部固定连接有支撑盒，所述支撑盒的上端固定连接有导向放置盒，所述导向放置盒的上端开设有放置槽，所述放置槽内设置有提高渗碳淬火均匀性的辅助模块；所述淬火室的内顶部固定连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的伸缩端固定连接有密封板，所述密封板的下端固定连接有安装座，所述安装座的下端安装有加热线圈。
优选地，所述暂存模块包括滑动连接在矩形腔内的蓄气活塞板，所述蓄气活塞板的下端通过多个弹簧与矩形腔的内底部弹性连接，所述矩形腔的顶部空间通过第一连接管与支撑盒内底部连通。
优选地，所述辅助模块包括固定连接在放置槽后侧内壁上的安装架，所述安装架的上转动连接有转动管，所述转动管的上端固定连接有第一转动板，所述第一转动板的上端固定连接有多个导向伸缩杆，多个所述导向伸缩杆的上端共同固定连接有第二转动板，所述第二转动板的中部设置有通口，所述通口呈圆状，所述转动管的上端贯穿第一转动板，并与通口相对应，所述转动管的下端外侧部分固定套接有蜗轮，所述放置槽底部部分的左右两侧内壁间转动连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述导向放置盒左侧固定连接有电机，所述电机的输出轴末端延伸至放置槽内，并与蜗杆的左端固定连接。
优选地，所述放置槽底部部分的内壁上固定连接有支撑圆环，所述第二转动板的左侧固定连接有圆头抵杆，所述圆头抵杆的下端与支撑圆环的上端接触，所述支撑圆环左右侧上端面高度不同。
优选地，所述支撑盒的底部空间连通管有主管道，所述主管道的另一端分别连通有渗碳气体管和淬火气体管，所述渗碳气体管和淬火气体管内均安装有止回阀，所述支撑盒的顶部空间连通有第二连接管，所述第二连接管的另一端与转动管的下端通过旋转接头连通。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，然后通过操作口放入到导向放置盒的放置槽中，采用该方式放置，与现有技术相比，可以实现精准定位。
2、设置有蓄气模块，与现有技术相比，采用该方式，可以避免持续通入丙烷气体，不仅避免了一些丙烷气体还未被用于渗碳就流动到了别处，同时避免了气体流动带走将热量，浪费热能的情况出现。
3、加热线圈启动的过程中，还可以启动电机，电机启动后通过蜗杆和蜗轮的配合带动转动管转动，进而带动第一转动板转动，最终实现第二转动板的转动，第二转动板转动过程中，可以通过圆头抵杆和支撑圆环的配合下，让第二转动板在转动过程中还能进行上下运动，即花键部分在加热过程中，不仅相对加热线圈转动，同时还相对加热线圈上下运动，这样可以进一步的提高加热均匀性，实现更好的渗碳淬火效果。
4、结束渗碳后，启动液压伸缩杆上移，并通过淬火气体管，持续的排入一段时间的氮气，对花键内侧部分进行均匀降温，在进行均匀降温的同时，也可以启动电机，让降温更为均匀，淬火效果更好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A处放大图；
图3为图1的B处放大图；
图4为图1的加热线圈下降后状态图。
图中：1壳体、2矩形腔、3蓄气活塞板、4弹簧、5支撑盒、6渗碳气体管、7淬火气体管、8主管道、9第一连接管、10导向放置盒、11电机、12液压伸缩杆、13密封板、14加热线圈、15操作口、16安装座、17放置槽、18蜗杆、19第一转动板、20第二转动板、21支撑圆环、22圆头抵杆、23导向伸缩杆、24通口、25安装架、26转动管、27蜗轮、28第二连接管、29旋转接头、30淬火室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1-4，一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括以下步骤：
S1：将待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，让半齿轮两端相同；
S2：透过操作口套有补偿套的半轴齿轮放在壳体内部导向放置盒的放置槽中，让加热线圈下移，同时让密封板下移，对导向放置盒密封；
S3：在加热线圈下移过程中，通入丙烷气体，当加热线圈下移到极限位置后；
S4：启动加热线圈，将温度加热到900-940℃之间保持230-250min；
S5：让加热线圈和密封板上移，并通入氮气持续16-19min；
S6：从壳体内取出有补偿套的半轴齿轮，并冷却至25-35℃，将补偿套与半轴齿轮分离，得淬火半轴齿轮。
一种半轴齿轮内花键的渗碳淬火设备，包括壳体1，壳体1内由上而下依次设置有淬火室30和矩形腔2，还包括一个将淬火室30内部气体吸出的负压泵，避免氧气在淬火和渗碳过程中造成影响，淬火室30的右侧内壁上设置有操作口15，操作口15处安装有一个密封门，保证内部密闭性，矩形腔2内设置设置有暂存模块，通过该模块的设置，可以在丙烷气体被消耗时，自动的补充，同时可以避免多余丙烷气体的浪费，暂存模块包括滑动连接在矩形腔2内的蓄气活塞板3，蓄气活塞板3的下端通过多个弹簧4与矩形腔2的内底部弹性连接，矩形腔2的顶部空间通过第一连接管9与支撑盒5内底部连通；
作为本发明的一种实施方式，淬火室30的内底部固定连接有支撑盒5，支撑盒5的上端固定连接有导向放置盒10，导向放置盒10的上端开设有放置槽17，采用放置槽17的设置，不仅可以方便对半轴齿轮放置的定位，另外还可以为后续营造一个密封的渗碳环境，放置槽17内设置有提高渗碳淬火均匀性的辅助模块，辅助模块包括固定连接在放置槽17后侧内壁上的安装架25，安装架25的上转动连接有转动管26，转动管26的上端固定连接有第一转动板19，第一转动板19的上端固定连接有多个导向伸缩杆23，多个导向伸缩杆23的上端共同固定连接有第二转动板20，第一转动板19和第二转动板20均为圆状板，第二转动板20的中部设置有通口24，通口24呈圆状，转动管26的上端贯穿第一转动板19，并与通口24相对应，转动管26的下端外侧部分固定套接有蜗轮27，放置槽17底部部分的左右两侧内壁间转动连接有蜗杆18，蜗杆18与蜗轮27啮合，导向放置盒10左侧固定连接有电机11，电机11的输出轴末端延伸至放置槽17内，并与蜗杆18的左端固定连接；
作为本发明的一种实施方式，放置槽17底部部分的内壁上固定连接有支撑圆环21，第二转动板20的左侧固定连接有圆头抵杆22，圆头抵杆22的下端与支撑圆环21的上端接触，支撑圆环21左右侧上端面高度不同，这样在第二转动板20转动的过程中，可以通过圆头抵杆22和支撑圆环21的配合下，让第二转动板20在转动过程中还能进行上下运动；
作为本发明的一种实施方式，淬火室30的内顶部固定连接有液压伸缩杆12，液压伸缩杆12的伸缩端固定连接有密封板13，密封板13的下端固定连接有安装座16，安装座16的下端安装有加热线圈14，支撑盒5的底部空间连通管有主管道8，主管道8的另一端分别连通有渗碳气体管6和淬火气体管7，渗碳气体管6内与外界的丙烷排出结构配合，淬火气体管7与外界氮气排出气体配合，渗碳气体管6和淬火气体管7内均安装有止回阀，支撑盒5的顶部空间连通有第二连接管28，第二连接管28的另一端与转动管26的下端通过旋转接头29连通。
本发明中，先将待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，然后通过操作口15放入到导向放置盒10的放置槽17中，采用该方式放置，与现有技术相比，可以实现精准定位，让半轴齿轮的通孔部分（也就是花键部分）对准通口24处；
通过外界的负压泵，将原本淬火腔30、放置槽17和支撑盒5内空气排出，随后启动电液压伸缩杆12下移，让密封板13密封在导向放置盒10上端，同时通过渗碳气体管6向支撑盒5内排放入丙烷气体，使得支撑盒5和放置槽17所构成的整体空间内充斥丙烷气体，才是可以排放较多量的丙烷气体，多余的丙烷气体会进入到矩形腔2内部，受到气压推动蓄气活塞板3下移，让弹簧4处于压缩状态；
启动加热线圈14，将花键处温度加热到920℃附近后，进行渗碳工作，在渗碳工作过程中，当丙烷气体被消耗后，受到弹簧4的弹性作用，多余的气体会通过第一连接管9、支撑盒5、第二连接管28和转动管26进入到半轴齿轮的花键部分，对消耗的丙烷气体进行补充，与现有技术相比，采用该方式，可以避免持续通入丙烷气体，不仅避免了一些丙烷气体还未被用于渗碳就流动到了别处，同时避免了气体流动带走将热量，浪费热能的情况出现；
另外，可以在上述的加热线圈14启动的过程中，还可以启动电机11，电机11启动后通过蜗杆18和蜗轮27的配合带动转动管26转动，进而带动第一转动板19转动，最终实现第二转动板20的转动，第二转动板20转动过程中，可以通过圆头抵杆22和支撑圆环21的配合下，让第二转动板20在转动过程中还能进行上下运动，即花键部分在加热过程中，不仅相对加热线圈14转动，同时还相对加热线圈14上下运动，这样可以进一步的提高加热均匀性，实现更好的渗碳淬火效果；
结束渗碳后，启动液压伸缩杆12上移，并通过淬火气体管7，持续的排入一段时间的氮气，对花键内侧部分进行均匀降温，在进行均匀降温的同时，也可以启动电机11，让降温更为均匀，淬火效果更好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待加工半轴齿轮的半轴部分套上一个配合的补偿套，让半齿轮两端相同；
S2：透过操作口套有补偿套的半轴齿轮放在壳体内部导向放置盒的放置槽中，让加热线圈下移，同时让密封板下移，对导向放置盒密封；
S3：在加热线圈下移过程中，通入丙烷气体，当加热线圈下移到极限位置后；
S4：启动加热线圈，将温度加热到900-940℃之间保持230-250min；
S5：让加热线圈和密封板上移，并通入氮气持续16-19min；
S6：从壳体内取出有补偿套的半轴齿轮，并冷却至25-35℃，将补偿套与半轴齿轮分离，得淬火半轴齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法用的渗碳淬火设备，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）内由上而下依次设置有淬火室（30）和矩形腔（2），所述淬火室（30）的右侧内壁上设置有操作口（15），所述矩形腔（2）内设置设置有暂存模块；
所述淬火室（30）的内底部固定连接有支撑盒（5），所述支撑盒（5）的上端固定连接有导向放置盒（10），所述导向放置盒（10）的上端开设有放置槽（17），所述放置槽（17）内设置有提高渗碳淬火均匀性的辅助模块；
所述淬火室（30）的内顶部固定连接有液压伸缩杆（12），所述液压伸缩杆（12）的伸缩端固定连接有密封板（13），所述密封板（13）的下端固定连接有安装座（16），所述安装座（16）的下端安装有加热线圈（14）。
3.根据权利要求2所述的一种渗碳淬火设备，其特征在于，所述暂存模块包括滑动连接在矩形腔（2）内的蓄气活塞板（3），所述蓄气活塞板（3）的下端通过多个弹簧（4）与矩形腔（2）的内底部弹性连接，所述矩形腔（2）的顶部空间通过第一连接管（9）与支撑盒（5）内底部连通。
4.根据权利要求2所述的一种渗碳淬火设备，其特征在于，所述辅助模块包括固定连接在放置槽（17）后侧内壁上的安装架（25），所述安装架（25）的上转动连接有转动管（26），所述转动管（26）的上端固定连接有第一转动板（19），所述第一转动板（19）的上端固定连接有多个导向伸缩杆（23），多个所述导向伸缩杆（23）的上端共同固定连接有第二转动板（20），所述第二转动板（20）的中部设置有通口（24），所述通口（24）呈圆状，所述转动管（26）的上端贯穿第一转动板（19），并与通口（24）相对应，所述转动管（26）的下端外侧部分固定套接有蜗轮（27），所述放置槽（17）底部部分的左右两侧内壁间转动连接有蜗杆（18），所述蜗杆（18）与蜗轮（27）啮合，所述导向放置盒（10）左侧固定连接有电机（11），所述电机（11）的输出轴末端延伸至放置槽（17）内，并与蜗杆（18）的左端固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种渗碳淬火设备，其特征在于，所述放置槽（17）底部部分的内壁上固定连接有支撑圆环（21），所述第二转动板（20）的左侧固定连接有圆头抵杆（22），所述圆头抵杆（22）的下端与支撑圆环（21）的上端接触，所述支撑圆环（21）左右侧上端面高度不同。
6.根据权利要求2所述的一种渗碳淬火设备，其特征在于，所述支撑盒（5）的底部空间连通管有主管道（8），所述主管道（8）的另一端分别连通有渗碳气体管（6）和淬火气体管（7），所述渗碳气体管（6）和淬火气体管（7）内均安装有止回阀，所述支撑盒（5）的顶部空间连通有第二连接管（28），所述第二连接管（28）的另一端与转动管（26）的下端通过旋转接头（29）连通。
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