CN213803893U - 一种针对异形件的联动热处理压淬模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种针对异形件的联动热处理压淬模具，包括定位单元和同轴设置在定位单元上方的内齿控制单元，还包括设置在所述的定位单元和内齿控制单元外部的端面控制单元；所述的定位单元用于实现工件转运定位，所述的内齿控制单元用于限制工件内齿异常变形，所述的端面控制单元用于限制工件上端面变形和外齿端面翘曲。本实用新型的压淬模具，同时解决了零件定位、端面翘曲、内齿变形异常等问题，模具通用性更强。

Description

一种针对异形件的联动热处理压淬模具

技术领域

本公开涉及工程机械领域，涉及一种针对异形件的联动热处理压淬模具。

背景技术

压淬热处理主要包括渗碳正火、二次加热、压淬等过程，主要目的是防止易变形零件在淬火过程中的过度变形而导致的产品报废，其中，压淬模具是压淬环节的重要影响因素，极大影响着产品的合格率。

针对零件结构、产品要求、淬火机床设备的不同，压淬模具的外观及设计理念也不相同。根据芯轴的不同，压淬模具可以分为固定式和扩张式。对于固定式压淬模具，芯轴一般主要起导向作用；而对于扩张式，芯轴除导向作用以外，也会对花键或内齿进行校圆，并约束小径尺寸的作用，因此，后者的应用也更广泛一些。然而，对于某些异形件，无论是固定式还是扩张式，均无法独立有效的限制产品的变形。

图5所示为我公司近期开发的新产品异形件，该产品内齿的跨棒距，大、小端面的高度差均要求严格。目前现有的方案：使用固定芯轴对零件进行定位，使用外压环、外支撑环分别限制外齿上、下端面，使用内压环、内支撑环分别限制内齿齿槽、下端小端面，通过此方法来控制零件的整体变形。然而，内齿跨棒距、大小端面高度差压淬后变形均无规律，产品整体合格率低；且下端小端面容易磕伤，因此，可以认为现有的压淬模具设计是不合理的。

由于该异形件产品的特殊结构，渗碳正火、二次加热时均需要将内齿向上(若内齿端向下，零件自重容易造成内齿压伤，且不便于压淬工序转运)。基于此，该模具的设计难点主要有以下两点：(1)内齿齿宽较小且上端结构限制，导致预留设计空间小，因此，芯轴设计难度较大。(2)由于压淬转运过程会出现偏差，若定位不准确，可能会导致内齿压偏、椭圆，甚至内齿与压淬模具干涉，进而导致产品报废，因此，工件定位难度大。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种针对异形件的联动热处理压淬模具，解决现有压淬模具无法满足导向、限形的双重生产要求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型公开以下技术方案：

一种针对异形件的联动热处理压淬模具，包括定位单元和同轴设置在定位单元上方的内齿控制单元，还包括设置在所述的定位单元和内齿控制单元外部的端面控制单元；

所述的定位单元用于实现工件转运定位，所述的内齿控制单元用于限制工件内齿异常变形，所述的端面控制单元用于限制工件上端面变形和外齿端面翘曲；

所述的端面控制单元包括压环件和支撑件，所述的压环件套在所述的内齿控制单元上，所述的支撑件套在所述的定位单元上，所述的压环件与支撑件之间形成工件安装部位；

所述的定位单元依次包括芯轴压头、第一螺栓和底座，所述的底座上设置用于导向的第一螺栓，所述的螺栓上从上至下依次套设有上锥、弹簧和下锥，所述的弹簧两端分别设置在上锥和下锥内部，所述的上锥和下锥外套设第一涨块，所述的涨块随芯轴压头的上下移动进行扩张或收缩；

所述的定位单元还包括多个第一圈簧，所述的第一涨块周向侧壁上设置多个用于套接所述的第一圈簧的第一凹槽。

更进一步的，所述的上锥外壁周向设置导槽；所述的第一涨块内壁周向设置与所述导槽相互卡接定位的导台。

进一步的，所述的下锥底部设置第二卡台，所述的底座顶部设置与所述第二卡台相互卡接的卡槽。

进一步的，所述的内齿控制单元包括第二压头和第二涨块，所述的第二压头底部设置外锥面，所述的第二涨块内部设置有与外锥面相卡接的内锥面；

所述的外锥面上方径向设置压板，所述压板用于在外锥面压入内锥面后与第二涨块相抵触。

进一步的，所述的压板上设置第一螺纹孔，所述的第二涨块上设置第二螺纹孔，所述的第一螺纹孔和第二螺纹孔内设置第二螺栓，将所述的外锥面与所述的内锥面相接。

更进一步的，所述的内齿控制单元还包括第二圈簧；所述的第二涨块周向侧壁上设置用于套接所述的第二圈簧的第二凹槽。

具体的，所述的第二压头轴向顶端设置有与外接设备连接的第一预留孔，第二压头轴向底端设置有防止与第一螺栓干涉的第二预留孔。

进一步的，所述的第一压头顶部设置第一卡台，所述的第一卡台伸入所述的第二预留孔内，实现所述的内齿控制单元与所述的定位单元稳固卡接。

进一步的，所述的压环件包括内压环和套设在所述的内压环外部的外压环，所述的支撑件包括内支撑环和套设在所述的内支撑环外部的外支撑环。

优选的，所述的第一涨块和第二涨块均分成多块。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

本实用新型的针对异形件的联动热处理压淬模具，实现了第一压头在向下运动过程中，首先与第二压头接触，带动第一涨块的扩张，对工件的放置位置进行校准；与此同时，第二涨块在第二压头的作用下扩张，限制内齿的变形。同时解决了零件定位、端面翘曲、内齿变形异常等问题。结合二次加热时间、压淬时间、内外环压力及脉冲、扩张压力等参数的调整，攻关了该产品合格率低的问题，模具通用性更强。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本实用新型的模具总装结构示意图；

图2为本实用新型的模具的端面控制单元的爆炸示意图；

图3为本实用新型的模具的定位单元的爆炸示意图；

图4为本实用新型的模具的内齿控制单元的爆炸示意图；

图5为工件结构示意图；

图中各标号表示为：

1、端面控制单元；11、内压环；12、外压环；13、内支撑环；14、外支撑环；2、定位单元；21、第一压头；21-1、第一卡台；22、第一螺栓；23、第一涨块；23-1、第一凹槽；23-2、导台；24、上锥；24-1、导槽；25、第一圈簧；26、弹簧；27、下锥；27-1、第二卡台；28、底座；28-1、卡槽；3、内齿控制单元；31、第二压头；31-1、第一预留孔；31-2、第二预留孔；32、第二螺栓；33、压板；33-1、第一螺纹孔；34、外锥面；35、第二圈簧；36、第二涨块；36-1、第二凹槽；36-2、第二螺纹孔；36-3、内锥面；4、工件。

具体实施方式

需要说明，本实用新型在进行方位描述时，术语“上方”、“下方”、“上”、“下”、“顶端”“底端”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内核外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本实用新型中的“工件”是指如图5所示的产品，该产品内齿的跨棒距，大、小端面的高度差均要求严格的零件。

实施例1

结合附图，本实施例给出一种针对异形件的联动热处理压淬模具，包括定位单元2和同轴设置在定位单元2上方的内齿控制单元3，还包括设置在定位单元2和内齿控制单元3外部的端面控制单元1；

定位单元2用于实现工件4转运定位同时实现校准的功能，内齿控制单元3用于限制工件4内齿异常变形，主要解决工件4内齿跨棒距异常的问题。端面控制单元1用于限制工件4上端面变形和外齿端面翘曲，解决高度差的变形问题；

端面控制单元1包括压环件和支撑件，压环件套在内齿控制单元3上，支撑件套在定位单元2上，压环件与支撑件之间形成工件4安装部位；

定位单元2采用双锥面的扩张芯轴设计，依次包括芯轴压头、第一螺栓22和底座28，底座28上设置用于导向的第一螺栓22，螺栓上从上至下依次套设有上锥24、弹簧26和下锥27，弹簧26两端分别设置在上锥24和下锥27内部，上锥24和下锥27外套设第一涨块23，涨块随第一压头21的上下移动进行扩张或收缩；

定位单元2还包括多个第一圈簧25，本实施例中，第一圈簧25的数量至少为2个，第一涨块23周向侧壁上设置多个用于套接第一圈簧25的第一凹槽23-1，与之对应，第一凹槽23-1的数量至少为2个。

未工作时，第一涨块23在第一圈簧25、弹簧26、上锥24、第一螺栓22的共同作用下处于收缩状态，其外径小于工件4的内孔直径，便于工件4的放置。工作时，第一涨块23在第一压头21的作用下进行扩张，从而带动工件4进行微调，起到校准工件4的作用，防止第一压头21将工件4内齿压偏。

更进一步的，上锥24外壁周向设置导槽24-1；第一涨块23内壁周向设置与导槽24-1相互卡接定位的导台23-2。

进一步的，下锥27底部设置第二卡台27-1，底座28顶部设置与第二卡台27-1相互卡接的卡槽28-1。因此，下锥27的第二卡台27-1卡入底座28的卡槽28-1内，实现下锥27与底座28的固定。

进一步的，内齿控制单元3包括第二压头31和第二涨块36，第二压头31底部设置外锥面34，第二涨块36内部设置有与外锥面34相卡接的内锥面36-3；外锥面34与内锥面36-3形状相同。

外锥面34上方径向设置压板33，压板33用于在外锥面34压入内锥面36-3后与第二涨块36相抵触。

进一步的，压板33上设置第一螺纹孔33-1，第二涨块36上设置第二螺纹孔36-2，第一螺纹孔33-1和第二螺纹孔36-2内设置第二螺栓32，将外锥面34与内锥面36-3相接。

更进一步的，内齿控制单元3还包括第二圈簧35；第二涨块36周向侧壁上设置用于套接第二圈簧35的第二凹槽36-1。

未工作时，第二涨块36在自重及第二圈簧35的作用下径向进行收缩，保证其在向下运动时不与工件4内齿端面干涉；工作时，随着第二压头31向下运动，带动第二涨块36沿径向扩张，限制工件4内齿的异常变形。

具体的，第二压头31轴向顶端设置有与外接设备连接的第一预留孔31-1，传输膨胀压力，第二压头31轴向底端设置有防止与第一螺栓22干涉的第二预留孔31-2。

进一步的，第一压头21顶部设置第一卡台21-1，第一卡台21-1伸入第二预留孔31-2内，实现内齿控制单元3与定位单元2稳固卡接。

进一步的，压环件包括内压环11和套设在内压环11外部的外压环12，支撑件包括内支撑环13和套设在内支撑环13外部的外支撑环14。与现有模具不同的是，内压环11限制位置由齿槽变更为上端面。此外，外支撑环14与内支撑环13安装后的高度差与工件4大小端面的高度差一致，并调节内压环11与外压环12压力，限制工件4翘曲。

优选的，第一涨块23和第二涨块36均分成多块，在本实施例中，第一涨块23和第二涨块36可以至少分为6块。

本联动压淬模具的设计，实现了第一压头21在向下运动过程中，首先与第二压头31接触，带动第一涨块23的扩张，对工件4的放置位置进行校准；与此同时，第二涨块36在第二压头31的作用下扩张，限制内齿的变形。同时解决了零件定位、端面翘曲、内齿变形异常等问题。

综上，本实用新型的针对异形件的联动热处理压淬模具的装配过程为：

(1)安装外支撑环14至机床接口；(2)安装底座28至机床接口；(3)将内支撑环13放置在底座28上；(4)放置下锥27及弹簧26；(5)按顺序将第一涨块23卡在上锥24导槽24-1中，并安装第一圈簧25；(6)将工序5的分总成放置在下锥27上；(7)放置第一压头21，并使用第一螺栓22连接；(8)放置工件4；(9)放置内、外压环12，调整至合适位置，与机床转接环连接；(10)使用第二螺栓32将第二涨块36、第二压头31进行连接，并安装第二圈簧35，值得注意的是，第二螺栓32需要预留一定的安装间隙，用于第二涨块36的收缩；(11)将压头总成安装至机床接口处；(12)将整个模具送入机床，并将机床转接环与机床连接；(13)退出模具，并取掉工件4，即完成整个模具的装配过程。

本实用新型的针对异形件的联动热处理压淬模具的工作原理为：

将二次加热后的工件4转移至压淬模具的定位模块；定位模块在自由状态时第一涨块23处于收缩状态，以便于工件4的放置；第二压头31处于自由状态时，第二涨块36在自重及第二圈簧35的径向力下沿径向收缩。第二压头31继续向下运动，第二压头31的下端面与第一压头21接触，第一压头21带动第一涨块23扩张，进而调整工件4的位置，使其位置进行校准；第二压头31继续向下运动，带动第二涨块36进行进一步扩张，从而限制内齿的变形；内、外压环12在工件4端面施加脉冲压力，限制工件4端面变形。

本实用新型的针对异形件的联动热处理压淬模具，结合二次加热时间、压淬时间、内外环压力及脉冲、扩张压力等参数的调整，攻关了该产品合格率低的问题，同时解决了零件定位、端面翘曲、内齿变形异常等问题，模具通用性更强。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，包括定位单元(2)和同轴设置在定位单元(2)上方的内齿控制单元(3)，还包括设置在所述的定位单元(2)和内齿控制单元(3)外部的端面控制单元(1)；

所述的定位单元(2)用于实现工件(4)转运定位，所述的内齿控制单元(3)用于限制工件(4)内齿异常变形，所述的端面控制单元(1)用于限制工件(4)上端面变形和外齿端面翘曲；

所述的端面控制单元(1)包括压环件和支撑件，所述的压环件套在所述的内齿控制单元(3)上，所述的支撑件套在所述的定位单元(2)上，所述的压环件与支撑件之间形成工件(4)安装部位；

所述的定位单元(2)依次包括第一压头(21)、第一螺栓(22)和底座(28)，所述的底座(28)上设置用于导向的第一螺栓(22)，所述的第一螺栓(22)上从上至下依次套设有上锥(24)、弹簧(26)和下锥(27)，所述的弹簧(26)两端分别设置在上锥(24)和下锥(27)内部，所述的上锥(24)和下锥(27)外套设第一涨块(23)，所述的第一涨块(23)随第一压头(21)的上下移动进行扩张或收缩；

所述的定位单元(2)还包括多个第一圈簧(25)，所述的第一涨块(23)周向侧壁上设置多个用于套接所述的第一圈簧(25)的第一凹槽(23-1)。

2.根据权利要求1所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的上锥(24)外壁周向设置导槽(24-1)；所述的第一涨块(23)内壁周向设置与所述导槽(24-1)相互卡接定位的导台(23-2)。

3.根据权利要求1所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的下锥(27)底部设置第二卡台(27-1)，所述的底座(28)顶部设置与所述第二卡台(27-1)相互卡接的卡槽(28-1)。

4.根据权利要求2所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的内齿控制单元(3)包括第二压头(31)和第二涨块(36)，所述的第二压头(31)底部设置外锥面(34)，所述的第二涨块(36)内部设置有与外锥面(34)相卡接的内锥面(36-3)；

所述的外锥面(34)上方径向设置压板(33)，所述压板(33)用于在外锥面(34)压入内锥面(36-3)后与第二涨块(36)相抵触。

5.根据权利要求4所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的压板(33)上设置第一螺纹孔(33-1)，所述的第二涨块(36)上设置第二螺纹孔(36-2)，所述的第一螺纹孔(33-1)和第二螺纹孔(36-2)内设置第二螺栓(32)，将所述的外锥面(34)与所述的内锥面(36-3)相接。

6.根据权利要求4所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的内齿控制单元(3)还包括第二圈簧(35)；所述的第二涨块(36)周向侧壁上设置用于套接所述的第二圈簧(35)的第二凹槽(36-1)。

7.根据权利要求4所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的第二压头(31)轴向顶端设置有与外接设备连接的第一预留孔(31-1)，第二压头(31)轴向底端设置有防止与第一螺栓(22)干涉的第二预留孔(31-2)。

8.根据权利要求7所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的第一压头(21)顶部设置第一卡台(21-1)，所述的第一卡台(21-1)伸入所述的第二预留孔(31-2)内，实现所述的内齿控制单元(3)与所述的定位单元(2)稳固卡接。

9.根据权利要求7所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的压环件包括内压环(11)和套设在所述的内压环(11)外部的外压环(12)，所述的支撑件包括内支撑环(13)和套设在所述的内支撑环(13)外部的外支撑环(14)。

10.根据权利要求7所述的针对异形件的联动热处理压淬模具，其特征在于，所述的第一涨块(23)和第二涨块(36)均分成多块。

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