CN210506447U - 薄壁环类零件热处理用工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁环类零件热处理用工装，包括托盘和压装组合，所述压装组合包括支撑垫块、压紧螺钉和支撑套，所述支撑套以轴线垂直于托盘表面的方式设置于托盘，压紧螺钉螺纹配合沿径向穿过支撑套，且使用时端部通过支撑垫块压紧于工件外圆表面，通过采用专用压淬工装，可有效降低加工难度，加快生产周期，减少加工废品率，有效解决环类零件在淬火后椭圆度变形大的问题，降低产品对设备的依赖性，有效提高产品加工质量。

Description

薄壁环类零件热处理用工装

技术领域

本实用新型涉及热处理工装领域，具体涉及一种薄壁环类零件热处理用工装。

背景技术

现中国是能源消耗大户，机械制造行业是其中很重要的一个组成部分。随着零部件、机械制造等重工业的不断发展，热处理对中国机械制造业的振兴和发展具有重要的支撑作用，而机械制造业的发展也必将带动中国热处理行业的快速发展，为中国热处理行业的发展提供广阔的发展空间，行业的发展前景广阔，热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、物理性能和化学性能，这时热处理工艺是必不可少的。

但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采用相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。现有技术中，薄壁环状零件在加工过程中，大致分：自由状态真空/盐浴淬火；使用压淬工装，利用盐浴和真空淬火炉淬火；产品放入贝氏体生产线——加热——盐浴淬火——贝氏体等温淬火。

上述三种加工方法，对于设备要求均比较高，加工附加成本也比较高昂，不利于单件小批量产品加工。而且第一种加工方式变形较大，且加工成本较高，废品率也高；第二种对设备和实际操作均要求较高，加工周期偏长；第三种对于小批量产品不具有可操作性，生产成本过高。

因此，为解决以上问题，需要一种薄壁环类零件热处理用工装，能够针对薄壁环类零件的淬火变形及生产周期控制问题，结合机加工工艺设计出一种能够在普通箱式炉加工的压淬工装，利用产品结构特点设计适用工装，结合产品淬火过程中组织应力及热应力与工装产生的机械应力相抵消的原理控制变形；简化加工工艺难度，减少废品率、加工难度和加工周期。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种薄壁环类零件热处理用工装，能够针对薄壁环类零件的淬火变形及生产周期控制问题，结合机加工工艺设计出一种能够在普通箱式炉加工的压淬工装，利用产品结构特点设计适用工装，结合产品淬火过程中组织应力及热应力与工装产生的机械应力相抵消的原理控制变形；简化加工工艺难度，减少废品率、加工难度和加工周期。

本实用新型的一种薄壁环类零件热处理用工装，包括托盘和压装组合，所述压装组合包括支撑垫块、压紧螺钉和支撑套，所述支撑套以轴线垂直于托盘表面的方式设置于托盘，压紧螺钉螺纹配合沿径向穿过支撑套，且使用时端部通过支撑垫块压紧于工件外圆表面。

进一步，所述支撑垫块为多个，所述支撑垫块在水平截面与工件同心圆周上均匀分布，所述支撑垫块包括压紧于工件外圆表面的弧形内表面。

进一步，所述支撑套为与支撑垫块同心设置的圆环，所述支撑套上设有螺纹通孔与压紧螺钉配合，所述压紧螺钉与支撑垫块一一对应。

进一步，所述托盘包括多个固定螺栓和与固定螺栓螺纹配合的一一对应的凹槽，所述凹槽在水平截面与工件同心圆周上均匀分布。

进一步，所述固定螺栓包括压紧于工件内表面并与凹槽螺纹配合的螺杆和用于限制工件沿轴向运动的头部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种薄壁环类零件热处理用工装，通过采用专用压淬工装，可有效降低加工难度，加快生产周期，减少加工废品率，有效解决环类零件在淬火后椭圆度变形大的问题，降低产品对设备的依赖性，有效提高产品加工质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型A-A的结构示意图；

图3为本实用新型压装组合的结构示意图；

图4为本实用新型压装组合B-B的结构示意图；

图5为本实用新型支撑垫块的结构示意图；

图6为本实用新型支撑套的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型A-A的结构示意图，图3为本实用新型压装组合的结构示意图，图4为本实用新型压装组合B-B的结构示意图，图5为本实用新型支撑垫块的结构示意图，图6为本实用新型支撑套的结构示意图。如图所示，本实施例中的一种薄壁环类零件热处理用工装，包括托盘2和压装组合，所述压装组合包括支撑垫块3、压紧螺钉4和支撑套5，所述支撑套5以轴线垂直于托盘2表面的方式设置于托盘2，压紧螺钉4螺纹配合沿径向穿过支撑套5，且使用时端部通过支撑垫块3压紧于工件外圆表面。

本实施例中，结合GCr15环类零件7淬火，并采用吊具1对所用工装进行进一步详细的说明，本薄壁环类零件热处理用工装，可以根据产品直径的大小可以调整支撑垫块3的数量和尺寸从而达到更好的控制变形的效果，在此不再赘述，主要原理在于利用机械应力抵消淬火过程中产生的组织应力和热应力这一原理来控制产品变形，本工装设计简单，便于调节、拆卸和更换，加工成本较低，可重复利用，适用面较广。

本实施例中，所述支撑垫块3为多个，所述支撑垫块3在水平截面与工件同心圆周上均匀分布，所述支撑垫块3包括压紧于工件外圆表面的弧形内表面。本实施例支撑垫块3采用一个同心圆环均匀截取切割下的4个部分，所述支撑垫块3包括内表面和外表面，所述内表面为弧形，在使用本工装时，所述外表面与压紧螺钉4螺杆端部紧密贴合，当然所述支撑垫块3和压紧螺钉4也可以铰接等方式连接并压紧工件，在此不再赘述，所述内表面与工件紧密贴合，对工件产生紧固作用的同时增加了机械力抵消工件热处理时产生的组织应力和热应力，所述支撑垫块3尺寸高度不小于待加工件高度，R1、R2和L1根据产品尺寸进行合理设计，减小工件热处理时由于组织应力和内应力等因素对尺寸的影响，在此不再赘述，本实施例选用高度为27cm，R1＝101(+0.05-0.1)cm，R2＝121cm，L1＝50cm的支撑垫块3。

本实施例中，在保证加工精度和加工质量的前提下，产品淬火前在GCr15环类零件7外圈采用适用的支撑套5和支撑垫块3，支撑垫块3的使用较整体外圈固定工件在成品率上有极大的改善，减少产品的内部应力，提高成品率。四点支撑减少产品淬火过程中出现的椭圆畸变，自由状态下产品椭圆度达到1mm以上，使用工装后在普通箱式淬火炉内可以明显改善至0.15mm以内。

本实施例中，所述支撑套5为与支撑垫块3同心设置的圆环，所述支撑套5上设有螺纹通孔与压紧螺钉4配合，所述压紧螺钉4与支撑垫块3一一对应。所述支撑套5包括内表面和外表面，所述支撑套5上设有连接内表面和外表面的螺纹孔与压紧螺钉4连接，当然也可以为了简化支撑套5的加工工序也可在支撑套5上设置通孔并在通孔对应位置连接螺母与压紧螺钉4配合等方式对支撑套5进行改动，在此不再赘述，所述支撑套5高度不小于支撑垫块3，L2、L3、L4和螺纹孔可根据支撑垫块数量及位置等因素进行合理设计，减小工件热处理时由于组织应力和内应力等因素对尺寸的影响，在此不再赘述，本实施例设计L2＝φ140cm，L3＝φ160cm，L4＝27cm，压紧螺钉4选用四个M10的标准螺钉且与螺纹孔紧密配合，压紧螺钉4选择不唯一，可根据实际情况选用并与螺纹孔紧密配合，在此不再赘述。产品淬火前利用工装将产品固定，压紧螺钉4均匀拧紧，对于产品精度较高的产品可使用显示拧紧力度的扳手来操作，尽可能保证周围支撑力均匀，随炉加热至出炉淬火温度并保温一段时间后出炉淬火，出炉时需注意支撑垫块3是否有松动，保证支撑效果，淬火后回火前如有需要还可以根据实际情况再次拧紧，抵消部分热应力，达到更好控制变形效果。

本实施例中，所述托盘2包括多个固定螺栓6和与固定螺栓6螺纹配合的一一对应的凹槽，所述凹槽在水平截面与工件同心圆周上均匀分布。

本实施例中，所述固定螺栓6包括压紧于工件内表面并与凹槽螺纹配合的螺杆和用于限制工件沿轴向运动的头部。所述螺栓6与托盘上凹槽的配合进一步对GCr15环类零件7进行进一步限位和利用机械应力消除内应力与组织应力的效果，作用、结构和安装方式等均与压紧螺钉4大致相同，在此不再赘述，所述凹槽位置可根据产品尺寸均匀设计，在此不再赘述，所述固定螺栓6采用8个在同一圆上均匀分布的M10的标准螺栓，固定螺栓6数量可根据实际情况设定，在此不再赘述，所述GCr15环类零件7为阶梯状圆环，所述固定螺栓6的头部卡紧阶梯状圆环内侧，对不同结构工件可以对其位置进行调节合理设计，在此不再赘述。

本实施例中，所述托盘2为中心带有与热处理吊具1配合的带有通孔的板材，所述板材为圆环板水平截面尺寸不小于支撑套5水平截面尺寸。托盘2的主要作用为承接压装组合，较现有技术单独吊装具有可叠放摆置的有益效果，所述托盘2和压装组合为一组，所述热处理吊具1上可放置多组托盘2和压装组合，在保证加工精度和加工质量的前提下提高了加工效率。

本实施例中，所述热处理吊具1包括底座1a、吊环1c和连接底座1a和吊环1c的连杆1b,，所述底座1a为一圆形板材，连杆1b为一圆柱，吊环1c为带有一连接部的圆环，还可采用其他吊具与本工装进行组合，在此不再赘述，为了保证其使用性，所述底座1a尺寸在水平截面上大于托盘2上通孔尺寸，用于承接托盘2，根据所需加工组数及热处理炉尺寸对连杆1b及吊环1c进行合理设计，在此不再赘述，所述底座1a和连杆1b一体成型连接，并且连杆顶部有螺纹孔与吊环1c底部螺杆连接，所述连接方式不唯一，还可采用焊接等方式，在此不再赘述。

本实施例中，所述热处理吊具1、托盘2、支撑垫块3和支撑套5均可自由拆装，且由Q235钢材料制造，还可采用其他不影响工件加工的材料如45#钢制造，在此不再赘述，所述螺钉和螺栓从市面上购买。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种薄壁环类零件热处理用工装，其特征在于：包括托盘和压装组合，所述压装组合包括支撑垫块、压紧螺钉和支撑套，所述支撑套以轴线垂直于托盘表面的方式设置于托盘，压紧螺钉螺纹配合沿径向穿过支撑套，且使用时端部通过支撑垫块压紧于工件外圆表面。

2.根据权利要求1所述的薄壁环类零件热处理用工装，其特征在于：所述支撑垫块为多个，所述支撑垫块在水平截面与工件同心圆周上均匀分布，所述支撑垫块包括压紧于工件外圆表面的弧形内表面。

3.根据权利要求1所述的薄壁环类零件热处理用工装，其特征在于：所述支撑套为与支撑垫块同心设置的圆环，所述支撑套上设有螺纹通孔与压紧螺钉配合，所述压紧螺钉与支撑垫块一一对应。

4.根据权利要求1所述的薄壁环类零件热处理用工装，其特征在于：所述托盘包括多个固定螺栓和与固定螺栓螺纹配合的一一对应的凹槽，所述凹槽在水平截面与工件同心圆周上均匀分布。

5.根据权利要求4所述的薄壁环类零件热处理用工装，其特征在于：所述固定螺栓包括压紧于工件内表面并与凹槽螺纹配合的螺杆和用于限制工件沿轴向运动的头部。

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