CN218860817U - 一种主减齿轮淬火压模 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主减齿轮淬火压模，包括固定托盘、定心托盘、扩张器、涨芯杆、外压环、内压环和花盘；其中：所述固定托盘的内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅰ；所述定位螺孔Ⅰ安装有下弹性施压件；所述下弹性施压件的顶端与主减齿轮的腹板下端面相接；所述内压环的底部内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅱ；所述定位螺孔Ⅱ安装有上弹性施压件；所述上弹性施压件的顶端与主减齿轮的腹板上端面相接。本实用新型引入对主减齿轮腹板弹性施压，通过合理调整内压环和固定托盘上的弹簧装置的弹力，解决了主减齿轮腹板变形、同轴度超差的问题，可保证齿轮的热处理淬火变形一致性，有效降低齿形精度衰减，质量稳定可靠。

Description

一种主减齿轮淬火压模

技术领域

本实用新型属于淬火压模工装技术领域，具体涉及了一种主减齿轮淬火压模。

背景技术

随着科学技术的进步，在汽车制造过程中，有许多新的异型齿轮投入应用，例如带腹板加强结构的主减速齿轮，其结构特殊，无法采用传统从动锥齿轮压淬工装。传统从动锥齿轮采用内、外压模、扩涨器结构，内、外压环分别直接施压在齿轮外圈平面和腹板上。由于加强腹板下部悬空，硬施压后产生严重变形，垂直度很差。对此，当前人们常用的解决方式为在腹板底部设置垫块，加以支撑；例如中国专利申请号为CN201521089491.8公开了一种机车牵引齿圈用的压淬模具，包括上模和下模；上模包括腹板压模和端面压模，端面压模绕腹板压模外周设置；下模包括涨芯、腹板支撑台及端面支撑台，腹板压模通过螺栓与压淬机床的上压板Ⅰ连接，端面压模通过螺栓与压淬机床的上压板Ⅱ连接，腹板支撑台绕涨芯外周设置，端面支撑台绕腹板支撑台外周设置；腹板支撑台与腹板压模相互配合，用于夹持机车牵引齿圈腹板，端面支撑台和端面压模相互配合，用于夹持机车牵引齿圈端面。再如中国专利申请号为CN202120285758.X公开了一种长腹板大型面齿轮变形控制用组合淬火模具，包括上模和下模，上模包括外压力环和内压力环，外压力环用于对面齿轮零件的齿部施压，内压力环用于对零件的花键端面施压，所述下模包括底座和位于底座上的下支撑环、大支撑垫、小支撑垫、定位心轴；所述下支撑环位于底座和零件的腹板之间且用于将零件支撑部支撑开；所述大支撑垫包括内支撑平台和外支撑平台，所述外支撑平台用于支撑零件的齿部，所述内支撑平台用于支撑零件的支撑部；所述小支撑垫位于零件下端轴颈部和底座之间且用于支撑零件下端轴颈部；所述定位心轴位于零件中心通孔内且与零件中心通孔相配合，包括心轴定位件和心轴支撑平台，心轴定位件自心轴支撑平台延伸出来与底座的中心通孔相配合，心轴支撑平台支撑在底座的上表面。

但是，若采用以腹板底部支撑的方式，因齿轮加热后客观存在变形，外圈齿轮下底面必定有悬空余量，分别施压后同样会引起腹板翘曲变形，垂直度差；若腹板垂直度差，后工序以与腹板垂直的内孔定位做磨齿加工，齿面磨削量将出现分配不均匀，从而影响成品齿轮精度和稳定性。

由于带腹板结构主减齿轮结构淬火压模不易设计，且使用效果不佳，国内大多采用直淬工艺，造成热处理变形不稳定，磨齿后齿形齿向大约只有50%～60%的产品合格率。为了解决主减齿轮热处理变形，特别是主减齿轮的腹板热处理变形垂直度问题，必须实施压淬工艺，采用独特设计的淬火压床工装。因此，研究一种主减齿轮热处理压模势在必行。。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种主减齿轮淬火压模。本实用新型是一种用于在淬火压床上实现主减齿轮热处理变形矫正的压模工装，以改善热处理变形和热后齿轮精度，解决主减齿轮腹板变形、同轴度超差的问题，保证齿轮的热处理淬火变形一致性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种主减齿轮淬火压模，包括固定托盘、定心托盘、扩张器、涨芯杆、外压环、内压环和花盘；所述固定托盘、定心托盘、花盘均固定安装在淬火压床的工作台上，并且所述固定托盘安装在花盘的中心孔内，所述定心托盘安装在工作台的中心底孔内；所述涨芯杆的顶端与淬火压床的压杆相接，涨芯杆的外锥面与扩张器的内锥面配合扩张；所述扩张器的外侧面与主减齿轮的内孔相接；所述外压环的底部与主减齿轮的齿面上端施压接触；其中：所述固定托盘的外侧与主减齿轮的齿面下端相接；所述固定托盘的内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅰ；所述定位螺孔Ⅰ安装有下弹性施压件；所述下弹性施压件的顶端与主减齿轮的腹板下端面相接；所述内压环的底部内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅱ；所述定位螺孔Ⅱ安装有上弹性施压件；所述上弹性施压件的顶端与主减齿轮的腹板上端面相接。

作为本实用新型进一步优选方案：所述定位螺孔Ⅰ和定位螺孔Ⅱ均设有8个，分别沿轴心均布在固定托盘、内压环上；从而保证了主减齿轮的腹板上下端面受压均匀且足够大。

本实用新型进一步说明，所述下弹性施压件和上弹性施压件结构相同，均主要由压块、压缩弹簧和螺栓组成；所述螺栓的一端依次穿过压块、压缩弹簧后装配在定位螺孔Ⅰ或定位螺孔Ⅱ内。

本实用新型进一步说明，所述压块为带台阶的部件，中间通孔部分用于装配螺栓，孔轴配合间隙0.1mm，台阶孔与螺栓头部的孔轴配合间隙0.1mm；通过合理预留台阶高度，压块沿着螺栓的中心轴随着压缩弹簧的行程上下运动。

本实用新型进一步说明，所述下弹性施压件和上弹性施压件的数量和位置均相互对应。

本实用新型是针对带腹板的主减齿轮制造的专用淬火压模，外压环是传统的压淬结构，零件外端面直接与压模接触；内压环结构使用附带均布的强力弹簧作为压模的压力来源，与传统压模直接施压结构明显不同。这样设计目的是保证了零件端面、腹板同时受压矫正零件。通过调整内压环上附带的弹簧压力、紧固螺栓的行程、弹簧数量，可以实现零件腹板上端压力的调整；有效解决了腹板翘曲变形、垂直度差的问题。

本实用新型进一步说明，所述扩张器被均分成六片，并且使用弹簧圈固定。

本实用新型进一步说明，所述固定托盘的本体均布有若干个导流槽Ⅰ。

本实用新型进一步说明，所述内压环的顶部通过螺杆与淬火压床连接，并且在内压环的本体侧面均布有若干个导流孔。

本实用新型进一步说明，所述外压环为圆盘形部件，其上端通过螺杆与淬火压床连接，下端均布有若干个导流槽Ⅱ。

本实用新型的优点：

1.本实用新型是针对带腹板主减齿轮制造的专用淬火压模，外压环是传统的压淬结构，零件外端面直接与压模接触；内压环结构使用附带均布的强力弹簧作为压模的压力来源，与传统压模直接施压结构明显不同。这样设计目的是保证了零件端面、腹板同时受压矫正零件；并且通过调整内压环上附带的弹簧压力、紧固螺栓的行程、弹簧数量，可以实现零件腹板上端压力的调整。

2.本实用新型采用固定托盘上均布弹性施压件与传统托盘结构明显不同，并且通过调整固定托盘附带的弹簧压力、紧固螺栓的行程、弹簧数量，可以实现零件腹板底部压力的调整。

3.本实用新型通过引入对主减齿轮腹板弹性施压，合理调整内压环和固定托盘上的弹簧装置的弹力，解决了主减齿轮腹板变形、同轴度超差的问题。经实施后检测，零件平面度变形≤0.06 mm，腹板热处理后垂直度≤0.04，热处理后齿形精度良好，可达到6级，避免磨削量不均匀，有效降低齿形精度衰减，质量稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型的总体装配结构示意图。

图2为图1的固定托盘结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图1的扩张器结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为图1的定心托盘、扩张器、涨芯杆的装配示意图

图7为图1的内压环结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为图1的外压环结构示意图。

图10为图1的压块结构示意图。

其中，上述各图标记及其对应的部件名称如下：

1-主减齿轮，2-固定托盘、2-1固定托盘的本体、2-2-定位螺孔Ⅰ、2-3-导流槽Ⅰ、2-4-凹槽，3-淬火压床的工作台，4-定心托盘，5-螺栓Ⅰ，6-涨芯杆，7-螺栓，8-压缩弹簧，9-压块，10-弹簧圈，11-扩张器，12-外压环、12-1-外压环的本体、12-2-导流槽Ⅱ、12-3-螺孔，13-内压环，13-1-内压环的本体、13-2-定位螺孔Ⅱ、13-3-导流孔，13-4-螺纹孔，14-淬火压床的压杆。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。

实施例1：

一种主减齿轮淬火压模，包括固定托盘2、定心托盘4、扩张器11、涨芯杆6、外压环12、内压环13和花盘15；所述固定托盘2、定心托盘4、花盘15均固定安装在淬火压床的工作台3上，并且所述固定托盘2安装在花盘15的中心孔内，所述定心托盘4安装在淬火压床的工作台3的中心底孔内；所述涨芯杆6的顶端与淬火压床的压杆14相接，涨芯杆6的外锥面与扩张器11的内锥面配合扩张；所述扩张器11的外侧面与主减齿轮1的内孔相接；所述外压环12的底部与主减齿轮1的齿面上端施压接触；其中：所述固定托盘2的外侧与主减齿轮1的齿面下端相接；所述固定托盘2的内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅰ；所述定位螺孔Ⅰ安装有下弹性施压件；所述下弹性施压件的顶端与主减齿轮1的腹板下端面相接；所述内压环13的底部内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅱ；所述定位螺孔Ⅱ安装有上弹性施压件；所述上弹性施压件的顶端与主减齿轮1的腹板上端面相接。所述下弹性施压件和上弹性施压件的数量和位置均相互对应。

实施例2：

一种主减齿轮淬火压模，包括固定托盘2、定心托盘4、扩张器11、涨芯杆6、外压环12、内压环13和花盘15；所述固定托盘2、定心托盘4、花盘15均固定安装在淬火压床的工作台3上，并且所述固定托盘2安装在花盘15的中心孔内，所述定心托盘4安装在淬火压床的工作台3的中心底孔内；所述涨芯杆6的顶端与淬火压床的压杆14相接，涨芯杆6的外锥面与扩张器11的内锥面配合扩张；所述扩张器11的外侧面与主减齿轮1的内孔相接；所述外压环12的底部与主减齿轮1的齿面上端施压接触；其中：所述固定托盘2的外侧与主减齿轮1的齿面下端相接；所述固定托盘2的内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅰ；所述定位螺孔Ⅰ安装有下弹性施压件；所述下弹性施压件的顶端与主减齿轮1的腹板下端面相接；所述内压环13的底部内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅱ；所述定位螺孔Ⅱ安装有上弹性施压件；所述上弹性施压件的顶端与主减齿轮1的腹板上端面相接。所述下弹性施压件和上弹性施压件结构相同，均主要由压块9、压缩弹簧8和螺栓7组成；所述螺栓7的一端依次穿过压块9、压缩弹簧8后装配在定位螺孔Ⅰ或定位螺孔Ⅱ内。所述下弹性施压件和上弹性施压件的数量和位置均相互对应。

实施例3：

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8、图9所示，本实施主要由固定托盘2、定心托盘4、扩张器11、涨芯杆6、压块9、外压环12、内压环13、花盘15组成。

所述固定托盘2安装在花盘15的中心孔内，其装配间隙0.1mm，起到固定防松动作用；固定托盘的本体2-1沿轴心均布8个M8定位螺孔Ⅰ2-2，定位孔的中心距位置度公差为±0.1mm，压缩弹簧8、螺栓7、压块9分别与8个定位螺孔Ⅰ2-2装配；为防止弹簧与托盘台阶内壁在工作过程卡滞干涉，在台阶底部设计2×1凹槽2-4。固定托盘的本体2-1均布了多个6mm导流槽2-3，保证工作油流均匀通过主减齿轮1，以获得均匀合格的金相组织和硬度。

所述定心托盘4安装在淬火压床的工作台3的中心底孔内，两者装配间隙0.04mm，保证工装定位精度。所述扩张器11置于定心托盘4上端面，涨片扩张和收缩在此端面做平面滑动，其平面度要求0.02mm。所述涨芯杆6与定心托盘4的轴孔配合，配合间隙0.04mm，保证涨芯杆6在定心托盘4内壁上下移动的精度。

所述扩张器11的内锥面与涨芯杆6的外锥面配合，为保证扩张运动顺畅和一致性，两锥面进行配磨加工，保证粗糙度Ra0.4。扩张器11外圆直径与零件内孔值保持一致，所有尺寸加工完毕后整圆均分成六个涨片，在涨芯杆6的施压配合下，外圆均匀扩大和收缩，具备零件定心，达到矫正零件内孔圆度的目的；涨片在加工后编上顺序号，用弹簧圈10固定，不可混装，以免扩张器自身失圆无法在矫正零件圆度。

所述内压环的本体13-1上均布8个M8定位螺纹孔Ⅱ13-2，孔中心位置度偏差±0.1mm，压缩弹簧8、螺栓7、压块9分别与定位螺纹孔Ⅱ13-2装配。内压环13上端部的两螺纹孔13-4用螺杆与压床连接，螺孔中心位置度公差为±0.1mm，以保证压力点位置的准确性。同时在本体13-1上均布8个导流孔13-3，保证工作油流均匀通过主减齿轮1，以获得均匀合格的金相组织和硬度。合理控制内压环13的总高度，施压到最大行程后其下端面不可与齿轮零件的腹板端面接触，即保证压块与齿轮零件腹板端面的接触和弹性施压。

所述外压环12为圆盘形部件，其上端螺孔12-3用螺杆与淬火压床联接，下端均布30个导流槽12-2，保证工作油流均匀通过齿轮零件，以获得均匀合格的金相组织和硬度。

所述压块9为带台阶的部件，中间通孔部分用于装配螺栓7，孔轴配合间隙0.1mm，台阶孔与螺栓7头部的孔轴配合间隙0.1mm。通过合理预留台阶高度，压块沿着螺栓7的中心轴随着弹簧的行程上下运动。

在本实施例中，通过调整固定托盘2、内压环13上装配附带的压缩弹簧8的压力、螺栓7的行程，可以实现主减齿轮1腹板下端面和上端面压力的调整。原则上，腹板两端面所受压力平衡为宜，具体可根据主减齿轮零件实际变形规律合理调节。

上述实施例的主减齿轮淬火压模的作业过程：

1.淬火机械手或人工将需要压淬的主减齿轮零件从保温炉出料工位放到淬火压床的工作台3上，主减齿轮零件的中心与淬火压床的工作台3的中心偏差为1～±5mm；

2.淬火压床的工作台3接收到信号后开始工作，步进到位后，淬火压床的压杆14下降，接触到涨芯杆6；

3.淬火压床的压杆14继续下降，涨芯杆6的外锥面与扩张器11的内锥面滑动，扩张器11均匀涨开，对主减齿轮零件进行导向，完成主减齿轮零件的定心，保证主减齿轮零件的中心与淬火压床的工作台3的中心的同心度精度达到±0.3mm；

4.淬火压床的压杆14继续下降，直到扩张器11的外径与主减齿轮零件的内孔接触；

5.在淬火压床的压杆14下降过程中，由中心油缸液压驱动的淬火压床的内压环13、外压环12分别同步下降；

6.待外压环12与主减齿轮零件的接触完成，内压环13行程下到位后，设备锁紧油缸锁死，淬火压床开始实施加压喷油淬火工艺，完成全自动压床淬火。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种主减齿轮淬火压模，包括固定托盘（2）、定心托盘（4）、扩张器（11）、涨芯杆（6）、外压环（12）、内压环（13）和花盘（15）；所述固定托盘（2）、定心托盘（4）、花盘（15）均固定安装在淬火压床的工作台（3）上，并且所述固定托盘（2）安装在花盘（15）的中心孔内，所述定心托盘（4）安装在工作台（3）的中心底孔内；所述涨芯杆（6）的顶端与淬火压床的压杆（14）相接，涨芯杆（6）的外锥面与扩张器（11）的内锥面配合扩张；所述扩张器（11）的外侧面与主减齿轮（1）的内孔相接；所述外压环（12）的底部与主减齿轮（1）的齿面上端施压接触；其特征在于：

所述固定托盘（2）的外侧与主减齿轮（1）的齿面下端相接；所述固定托盘（2）的内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅰ；所述定位螺孔Ⅰ安装有下弹性施压件；所述下弹性施压件的顶端与主减齿轮（1）的腹板下端面相接；

所述内压环（13）的底部内侧沿轴心均布有若干个定位螺孔Ⅱ；所述定位螺孔Ⅱ安装有上弹性施压件；所述上弹性施压件的顶端与主减齿轮（1）的腹板上端面相接。

2.根据权利要求1所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述下弹性施压件和上弹性施压件结构相同，均主要由压块（9）、压缩弹簧（8）和螺栓（7）组成；所述螺栓（7）的一端依次穿过压块（9）、压缩弹簧（8）后装配在定位螺孔Ⅰ或定位螺孔Ⅱ内。

3.根据权利要求2所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述压块（9）为带台阶的部件，中间通孔部分用于装配螺栓（7），孔轴配合间隙0.1mm，台阶孔与螺栓（7）头部的孔轴配合间隙0.1mm；通过合理预留台阶高度，压块（9）沿着螺栓（7）的中心轴随着压缩弹簧（8）的行程上下运动。

4.根据权利要求1-3任一所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述下弹性施压件和上弹性施压件的数量和位置均相互对应。

5.根据权利要求1所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述扩张器（11）被均分成六片，并且使用弹簧圈（10）固定。

6.根据权利要求1所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述固定托盘（2）的本体均布有若干个导流槽Ⅰ（2-3）。

7.根据权利要求1所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述内压环（13）的顶部通过螺杆与淬火压床连接，并且在内压环（13）的本体侧面均布有若干个导流孔（13-3）。

8.根据权利要求1所述的主减齿轮淬火压模，其特征在于：所述外压环（12）为圆盘形部件，其上端通过螺杆与淬火压床连接，下端均布有若干个导流槽Ⅱ（12-2）。

Images