CN210560628U - 一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装，包括外底座和压环和顶杆，外底座内安装芯模；所述芯模包括内底座、多个滑块，内底座中心处设有一个阶梯孔，阶梯孔上大下小；多个滑块沿圆周方向均匀布置在阶梯孔的台阶面上，围成一个凹模，凹模中心孔顶部为圆锥形，下部为圆形的阶梯孔；滑块通过滑动螺栓与内底座连接，滑动螺栓中部的滑动部置于内底座侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓的螺纹端与滑块连接，滑动螺栓上套装有弹簧，弹簧的两端分别连接内底座和滑块；所述的压环用于压紧齿轮；顶杆底部为锥形，位于凹模正上方。本实用新型结构简单，操作方便，装卸模方便，生产效率高，使用寿命长，且对渗碳齿轮有良好的矫形效果，保证了产品的质量。

Description

一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装

技术领域

本实用新型属于齿轮淬火技术领域，具体涉及一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装。

背景技术

齿轮是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。齿轮通过与其它齿状机械零件传动，可实现改变转速与扭矩、改变运动方向和改变运动形式等功能。现在的齿轮，当其直径≥φ300mm时，内孔圆柱部位高于齿面，材料为12CrNi3A等高合金渗碳钢，外齿渗碳，内孔花键在淬火后加工，淬火阶段均留有少量的精加工量，渗碳后直接进行淬火处理。由于渗碳温度在930℃左右，保温时间在10h左右，其渗碳变形较大，导致后续淬火和机加均受到影响，甚至会导致产品的报废。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，操作方便，装卸模方便，生产效率高，使用寿命长的渗碳齿轮的脉动压力淬火工装，它对于≥φ300mm带高台阶内孔的渗碳齿轮有良好的矫形效果，保证产品的质量。

本实用新型采用的技术方案是：一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装，包括外底座和压环和顶杆，外底座内安装芯模；所述芯模包括内底座、多个滑块，所述的内底座中心处设有一个阶梯孔，阶梯孔上大下小；所述的多个滑块沿圆周方向均匀布置在阶梯孔的台阶面上，围成一个凹模，凹模中心孔顶部为圆锥形，下部为圆形的阶梯孔；滑块通过滑动螺栓与内底座连接，滑动螺栓中部的滑动部置于内底座侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓的螺纹端与滑块连接，滑动螺栓上套装有弹簧，弹簧的两端分别连接内底座和滑块；所述的压环用于压紧齿轮；顶杆底部为锥形，位于凹模正上方。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述的压环包括环形的内压环和外压环，内压环和外压环同轴，内压环位于外压环和顶杆之间。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述外底座顶面上多个凸起块和两个起吊螺栓孔，多个凸起块沿圆周方向均匀布置，位于外压环的正下方。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述内底座顶面上设有多个凸块，多个凸块沿圆周方向均匀布置，用于支撑齿轮内孔处。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述滑块外圆柱面上设有若干方形槽，方形槽沿着滑块的母线设置。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述滑块采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块基体硬度为43HRC，滑块表面的硬度≥59HRC；所述滑块顶部的锥面的精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述滑动螺栓采用合金钢制成，滑动螺栓的硬度为43HRC。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述顶杆采用中碳合金钢制成，顶杆的硬度为32HRC，顶杆底部的锥面经过感应淬火处理，硬度≥56HRC；所述顶杆底部的锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述内压环底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿内压环，多个方形槽沿圆周方向均匀布置；内压环中部位开设有多个圆孔，多个圆孔位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置，内压环的顶部设有多个用于与淬火机床的油压机连接的螺纹孔。

上述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装中，所述外压环底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿外压环，多个方形槽沿圆周方向均匀布置；外压环中部位开设有多个圆孔，多个圆孔位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置，外压环的顶部设有多个用于与淬火机床的油压机连接的螺纹孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型结构简单，操作方便，本实用新型的内底座上设有凸块、外底座上设有多个凸起块，在限位齿轮平面度的同时有利于油的流动，能够保证齿轮的淬火效果；本实用新型的外底座上设有起吊螺栓孔，便于安装和拆卸；本实用新型的滑块与内底座之间设有弹簧，顶杆上升时，滑块将自动收缩，使之与齿轮内孔形成间隙，便于卸料；本实用新型的滑块外圆柱面上设有若干沿着母线设置的方形槽，在具备矫形效果的同时有利于油的流动，进一步保证了齿轮的淬火效果。

2）本实用新型的滑块和滑动螺栓采用合金钢制成，它们的基体硬度为43HRC，具有良好的强韧性；滑块外表面经渗碳处理，滑块外表面硬度≥59HRC，耐磨性好，使用寿命长。本实用新型的顶杆底部的锥面经过感应淬火处理，硬度≥56HRC，耐磨性好，使用寿命长。

3）本实用新型的滑块内斜锥面和顶杆外斜锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8，消除工装制造误差对矫形效果的影响，保证了齿轮矫形精度。本实用新型的压环的内压环、外压环下侧开设有方形槽，中部开设有圆孔，使得本实用新型具有矫形效果的同时有利于油的流动，可保证齿轮的淬火效果。

4）本实用新型的内压环、外压环上分别设有螺栓孔，螺栓孔的角度和尺寸固定，便于内压环、外压环的安装和拆卸；内压环和外压环的脉动频率一致且施压的起始时间相同，施压过程可矫正齿圈的变形，泄压过程有利于淬火内应力释放和尺寸稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的滑块围成的凹模的俯视图。

图3为本实用新型的滑块围成的凹模的半剖视结构示意图。

图4为本实用新型的滑动螺栓结构示意图。

图5为本实用新型的内底座俯视结构示意图。

图6 为本实用新型的内底座剖视结构示意图。

图7 为本实用新型的外底座俯视结构示意图。

图8 为淬火齿轮俯视结构示意图。

图中：1、外底座；11、凸起块；2、内底座；21、凸块；22、螺栓孔；3、滑块；31、螺纹孔；32、方形槽；4、弹簧；5、滑动螺栓；6、压环；62、外压环；61、内压环；8、顶杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1-7所示，本实用新型包括外底座1和压环6和顶杆8，所述外底座1顶面上多个凸起块11和两个起吊螺栓孔12，多个凸起块11沿圆周方向均匀布置，用于支撑齿轮齿部。两个起吊螺栓孔12配合起吊螺栓，便于吊装。所述的外底座1内安装芯模，所述芯模包括内底座2和六个滑块3，所述的内底座2中心处设有一个阶梯孔，阶梯孔上大下小，内底座的侧壁上设有六个螺栓孔22，螺栓孔22为光孔，六个螺栓孔22沿圆周方向均匀布置。所述的多个滑块3沿圆周方向均匀布置在阶梯孔的台阶面上，围成一个凹模，凹模中心孔顶部为圆锥形，下部为圆形的阶梯孔；滑块3通过滑动螺栓5与内底座2连接，滑动螺栓5中部的滑动部51置于内底座2侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓5的螺纹端52与滑块3连接，滑动螺栓5上套装有弹簧4，弹簧4的两端分别连接内底座2和滑块3。所述的顶杆8底部为锥形，位于凹模正上方。顶杆8下行，能够通过与凹模顶部的锥形孔配合，使得凹模的直径扩张，以固定齿轮的内孔。

所述滑块3的外圆柱面上设有若干方形槽32，方形槽32沿着滑块3的母线设置，这使得滑块3在具备对齿轮矫形的基础上，便于油的流动，保证齿轮的淬火效果。所述滑块3采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块3的基体硬度为43HRC，滑块3的表面的硬度≥59HRC；所述滑动螺栓5采用合金钢制成，滑动螺栓5的硬度为43HRC。这保证了滑块3和滑动螺栓5的韧性，并保证了滑块3的耐磨性。所述滑块3顶部的锥面的精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。所述顶杆8采用中碳合金钢制成，顶杆的硬度为32HRC，顶杆底部的锥面经过感应淬火处理，硬度≥56HRC；保证了顶杆8的韧性和耐磨性。所述顶杆8底部的锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。消除工装制造误差对矫形效果的影响，保证了齿轮矫形精度。

所述的压环6包括环形的内压环61和外压环62，内压环61和外压环62同轴，内压环61位于外压环62和顶杆8之间。所述内压环61底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿内压环61，多个方形槽沿圆周方向均匀布置；内压环61中部位开设有多个圆孔63，多个圆孔63位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置。所述外压环62底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿外压环6，多个方形槽沿圆周方向均匀布置；外压环62中部位开设有多个圆孔64，多个圆孔64位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置。外压环62和内压环61顶部分别设有多个用于与淬火机床的油压机连接的螺纹孔。内压环61和外压环62上的方形槽和圆孔使得油的流动性好，可保证齿轮的淬火效果。外压环62底部压在齿轮的齿部。

本实用新型的原理如下：

齿轮在进行淬火前，先将本实用新型工装安装在格里森淬火机床上，其中内压环62、外压环61和顶杆8安装于淬火机床顶部三个油压机接口处，外底座1安装于淬火机床的工作台上，内底座2、滑块3、弹簧4和滑动螺栓5组装后安装在外底座1内。

本实用新型的工艺实施过程如下：

1）对齿轮粗加工，预留磨齿余量等在0.2mm左右；

2）将齿轮进行渗碳处理，渗碳装炉方式为单层平放；

3）渗碳后先进行高温回火，消除渗碳过程中产生的残余奥氏体；

4）淬火前先设置好脉动工艺参数，淬火时，将齿轮在带保护气氛的电炉中加热，温度在800-820℃之间，保温40-90min，使之完全奥氏体化，消除块状铁素体形成的可能，保证后续淬火过程显微组织能充分转变为马氏体；

5）保温后取出齿轮套入芯模；

6）启动淬火机床，顶杆和芯模滑块作用，限位齿轮内孔尺寸并定位齿轮；内压环作用于齿轮内孔上端面，矫正齿轮内孔处的平面度；外压环作用于齿轮齿部上端面，矫正齿轮齿部的平面度；

7）冷却完后开出压床，将齿轮从芯模上取出，采用水喷砂的方式去除油污后转精加工。

Claims (10)

1.一种渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征是：包括外底座（1）和压环（6）和顶杆（8），外底座（1）内安装芯模；所述芯模包括内底座（2）、多个滑块（3），所述的内底座（2）中心处设有一个阶梯孔，阶梯孔上大下小；所述的多个滑块（3）沿圆周方向均匀布置在阶梯孔的台阶面上，围成一个凹模，凹模中心孔顶部为圆锥形，下部为圆形的阶梯孔；滑块（3）通过滑动螺栓（5）与内底座（2）连接，滑动螺栓（5）中部的滑动部（51）置于内底座（2）侧壁的螺栓孔内，滑动螺栓（5）的螺纹端（52）与滑块（3）连接，滑动螺栓（5）上套装有弹簧（4），弹簧（4）的两端分别连接内底座（2）和滑块（3）；所述的压环（6）用于压紧齿轮；顶杆（8）底部为锥形，位于凹模正上方。

2.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征是：所述的压环（6）包括环形的内压环（61）和外压环（62），内压环（61）和外压环（62）同轴，内压环（61）位于外压环（62）和顶杆(8)之间。

3.根据权利要求2所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征是：所述外底座（1）顶面上多个凸起块（11）和两个起吊螺栓孔（12），多个凸起块（11）沿圆周方向均匀布置，位于外压环（62）的正下方。

4.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征是：所述内底座（2）顶面上设有多个凸块（21），多个凸块（21）沿圆周方向均匀布置，用于支撑齿轮内孔处。

5.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述滑块（3）外圆柱面上设有若干方形槽（32），方形槽（32）沿着滑块（3）的母线设置。

6.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述滑块（3）采用20Cr2Ni4A合金钢制成，滑块（3）基体硬度为43HRC，滑块（3）表面的硬度≥59HRC；所述滑块（3）顶部的锥面的精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

7.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述滑动螺栓（5）采用合金钢制成，滑动螺栓（5）的硬度为43HRC。

8.根据权利要求1所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述顶杆（8）采用中碳合金钢制成，顶杆（8）的硬度为32HRC，顶杆（8）底部的锥面经过感应淬火处理，硬度≥56HRC；所述顶杆（8）底部的锥面经过磨削处理，精度高于IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

9.根据权利要求2所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述内压环（61）底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿内压环（61），多个方形槽沿圆周方向均匀布置；内压环（61）中部位开设有多个圆孔（63），多个圆孔位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置；内压环（61）的顶部设有多个用于与淬火机床的油压机连接的螺纹孔。

10.根据权利要求2所述的渗碳齿轮脉动压力淬火工装，其特征在于：所述外压环（62）底面上设有多个方形槽，方形槽贯穿外压环（62），多个方形槽沿圆周方向均匀布置；外压环（62）中部位开设有多个圆孔（64），多个圆孔位于同一水平面内，且沿圆周方向均匀布置，外压环（62）的顶部设有多个用于与淬火机床的油压机连接的螺纹孔。

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