CN219010373U - 一种齿轮限形压力淬火模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种齿轮限形压力淬火模具，包括底模、外压环、内压环、推杆、扩张器、锥体、扩张器弹簧、连接螺钉、模具弹簧和定位销。本模具配合淬火压床使用，在齿轮淬火冷却过程，利用模具对齿轮的内孔、端面等进行多方向限形控制，有效控制齿轮渗碳淬火变形，可减少预留加工量，降低生产成本，保证产品质量一致性。本模具易于操作，安装拆卸方便，对齿轮的热处理变形控制，能够推广应用于盘式齿轮结构模具设计制造。
Description
技术领域
本实用新型属于热处理模具技术领域，具体涉及一种齿轮限形压力淬火模具。
背景技术
螺旋伞齿轮是特种车辆传动系统的关键零部件之一，作为传动部件使用在车辆的变速箱、分动箱和水上传动系统中，其传动扭矩大，转速高，因此对齿轮的精度要求非常高。螺旋伞齿轮通常采用渗碳淬火方式提高其表面硬度，但渗碳淬火变形大，在采用自由淬火进行热处理时，会导致变形大且无规律，为后续加工增加难度。目前只能通过增大预留加工量的方式，保证齿轮精度，该方式生产成本高，产品精度一致性也无法得到保证。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型提出一种配合淬火压床使用的齿轮限形压力淬火模具，以解决对齿轮进行限形控制，减少预留加工量，降低成本，保证产品质量一致性的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种齿轮限形压力淬火模具，该限形压力淬火模具包括底模、外压环、内压环、推杆、扩张器、锥体、扩张器弹簧、连接螺钉、模具弹簧和定位销；其中，
外压环和内压环的外周分别设置有定位销，外压环和内压环分别通过定位销与淬火压床的外模和内模上的定位螺纹孔相连；外压环与齿轮齿面的接触部位设计为弧面；内压环用于压紧齿轮端面，内压环的斜面部分布设有泄油孔；推杆与淬火压床的压头同轴安装；
底模置于工作台面上，底模的中心位置加工有台阶孔，台阶孔的底面上加工有同轴的螺纹孔；连接螺钉由底模的上部插入台阶孔并旋入螺纹孔，与底模固定连接，作为锥体竖直移动的导向柱；锥体包括位于下部的空心圆柱和位于上部的空心倒圆锥体，圆柱和倒圆锥体的空心部分贯通，锥体通过空心部分套设在连接螺钉上，并且空心圆柱部分插入底模的台阶孔；
模具弹簧套设在连接螺钉上，模具弹簧的上下两端分别与锥体的圆柱底面和底模的台阶孔底面顶紧；
扩张器由多个相同的扩张块通过设置在外侧的扩张器弹簧压紧合围而成；扩张块围成的内孔表面具有与锥体的倒圆锥体外表面相同的斜面；
在推杆向下对锥体的倒圆锥体顶面施压时，锥体的圆柱沿连接螺钉在底模的台阶孔内向下运动，扩张器的内孔表面因与锥体的倒圆锥体外表面产生相对运动，产生径向扩张，撑紧齿轮内孔接触面。
进一步地，内压环与齿轮端面的接触面积不少于90％。
进一步地，模具弹簧选用横截面为方形线材的弹簧。
进一步地，扩张块围成的内孔表面与锥体的倒圆锥体外表面的角度为40°-45°。
进一步地，每个扩张块外侧设有半圆形凹槽。
进一步地，推杆、锥体和扩张器均选用30CrMnTi制成，并进行渗碳处理。
进一步地，渗碳层深度为1.0-1.3mm。
(三)有益效果
本实用新型提出一种齿轮限形压力淬火模具，包括底模、外压环、内压环、推杆、扩张器、锥体、扩张器弹簧、连接螺钉、模具弹簧和定位销。本模具配合淬火压床使用，在齿轮淬火冷却过程，利用模具对齿轮的内孔、端面等进行多方向限形控制，有效控制齿轮渗碳淬火变形，可减少预留加工量，降低生产成本，保证产品质量一致性。本模具易于操作，安装拆卸方便，对齿轮的热处理变形控制，能够推广应用于盘式齿轮结构模具设计制造。
附图说明
图1为本实用新型实施例的齿轮限形压力淬火模具结构与使用状态示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出一种齿轮限形压力淬火模具，其结构如图1所示，包括底模1、外压环2、内压环3、推杆4、扩张器5、锥体6、扩张器弹簧7、连接螺钉8、模具弹簧9和定位销10。
外压环2和内压环3的外周分别设置有定位销10，外压环2和内压环3分别通过定位销10与淬火压床的外模和内模上的定位螺纹孔相连。外压环2与齿轮齿面的接触部位设计为弧面，保证压力完全作用于齿部，并且可以避免与齿面接触时对齿面造成损坏。内压环3与齿轮端面的接触面积不少于90％，保证齿轮受到足够压力，控制端面变形；内压环3的斜面部分布设有泄油孔，以保证齿轮冷却均匀性。推杆4与淬火压床的压头同轴安装。
底模1置于工作台面上，底模1的中心位置加工有台阶孔，台阶孔的底面上加工有同轴的螺纹孔。连接螺钉8由底模1的上部插入台阶孔并旋入螺纹孔，从而与底模1固定连接，作为锥体6竖直移动的导向柱。锥体6包括位于下部的空心圆柱和位于上部的空心倒圆锥体，圆柱和倒圆锥体的空心部分贯通。锥体6通过空心部分套设在连接螺钉8上，并且空心圆柱部分插入底模1的台阶孔。
模具弹簧9套设在连接螺钉8上，模具弹簧9的上下两端分别与锥体6的圆柱底面和底模1的台阶孔底面顶紧。本实施例中，模具弹簧9选用横截面为方形线材的弹簧，弹簧力度、抗疲劳均优于截面为圆形线材的弹簧。
扩张器5由八个相同的扩张块通过设置在外侧的扩张器弹簧7压紧合围而成。扩张块围成的内孔表面具有与锥体6的倒圆锥体外表面相同的斜面，角度为40°-45°，为保证配合精度，粗糙度不大于Ra0.4。每个扩张块外侧设有不大于R3半圆形凹槽，便于淬火油流动，同时还能保证与齿轮内孔接触面。
在推杆4向下对锥体6的倒圆锥体顶面施压时，锥体6的圆柱能够沿连接螺钉8在底模1的台阶孔内向下运动，扩张器5的内孔表面因与锥体6的倒圆锥体外表面产生相对运动，产生径向扩张从而撑紧齿轮内孔接触面。
本实施例中的推杆4、锥体6和扩张器5均选用30CrMnTi制成，并进行渗碳处理，渗碳层深度为1.0-1.3mm，以提高模具使用寿命。
在使用本实用新型的限形压力淬火模具时，将加热保温的齿轮放置到底模1上，使得齿轮内孔套在扩张器5的外侧，安装到淬火压床的外压环2、内压环3和推杆4共同对齿轮进行施压，同时通入淬火油对齿轮冷却，外压环2、内压环3和扩张器5对齿轮进行约束，起到对齿轮平面、圆度等精度尺寸校正的目的，满足产品后续加工工序要求。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种齿轮限形压力淬火模具，其特征在于，所述限形压力淬火模具包括底模、外压环、内压环、推杆、扩张器、锥体、扩张器弹簧、连接螺钉、模具弹簧和定位销；其中，
所述外压环和内压环的外周分别设置有定位销，外压环和内压环分别通过定位销与淬火压床的外模和内模上的定位螺纹孔相连；外压环与齿轮齿面的接触部位设计为弧面；内压环用于压紧齿轮端面，内压环的斜面部分布设有泄油孔；推杆与淬火压床的压头同轴安装；
所述底模置于工作台面上，底模的中心位置加工有台阶孔，台阶孔的底面上加工有同轴的螺纹孔；连接螺钉由底模的上部插入台阶孔并旋入螺纹孔，与底模固定连接，作为锥体竖直移动的导向柱；锥体包括位于下部的空心圆柱和位于上部的空心倒圆锥体，圆柱和倒圆锥体的空心部分贯通，锥体通过空心部分套设在连接螺钉上，并且空心圆柱部分插入底模的台阶孔；
所述模具弹簧套设在连接螺钉上，模具弹簧的上下两端分别与锥体的圆柱底面和底模的台阶孔底面顶紧；
所述扩张器由多个相同的扩张块通过设置在外侧的扩张器弹簧压紧合围而成；扩张块围成的内孔表面具有与锥体的倒圆锥体外表面相同的斜面；
在推杆向下对锥体的倒圆锥体顶面施压时，锥体的圆柱沿连接螺钉在底模的台阶孔内向下运动，扩张器的内孔表面因与锥体的倒圆锥体外表面产生相对运动，产生径向扩张，撑紧齿轮内孔接触面。
2.如权利要求1所述的限形压力淬火模具，其特征在于，所述内压环与齿轮端面的接触面积不少于90％。
3.如权利要求1所述的限形压力淬火模具，其特征在于，所述模具弹簧选用横截面为方形线材的弹簧。
4.如权利要求1所述的限形压力淬火模具，其特征在于，所述扩张块围成的内孔表面与锥体的倒圆锥体外表面的角度为40°-45°。
5.如权利要求1所述的限形压力淬火模具，其特征在于，每个扩张块外侧设有半圆形凹槽。
6.如权利要求1所述的限形压力淬火模具，其特征在于，所述推杆、锥体和扩张器均选用30CrMnTi制成，并进行渗碳处理。
7.如权利要求6所述的限形压力淬火模具，其特征在于，渗碳层深度为1.0-1.3mm。
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