CN220944851U - 一种齿轮免清理托环式强化工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种齿轮工装，具体涉及一种齿轮免清理托环式强化工装，包括工装底盘、两个上立柱以及两组环状支架；所述工装底盘为圆盘状工装底盘；所述两个上立柱垂直于所述工装圆盘上表面；每组所述上立柱上均匀安装有一组所述环状支架；每组所述环状支架同向安装于对应的所述上立柱上，每个所述环状支架用于保证齿轮水平放置。本实用新型提供的强化抛丸工装可以在不减少齿轮装量的情况下兼顾清理抛丸的效果。有效去除淬火、回火后齿轮表面的氧化皮和浮锈，达到表面均匀、光亮的质量要求。

Description

一种齿轮免清理托环式强化工装

技术领域

本实用新型涉及一种用于齿轮清理抛丸时所使用的工装，具体涉及一种齿轮免清理托环式强化工装。

背景技术

齿轮抛丸工艺的原理是通过抛丸机将弹丸抛向待处理齿轮的表面，通过对齿轮表面的击打，一是清除待处理零件表面的氧化皮、斑渍、浮锈等，同时起到释放组织应力、增色、光饰的作用；二是对于一些有特殊要求的齿轮，还需进行强化抛丸处理，强化抛丸处理工艺可使齿轮的浅表层金属受压产生塑性变形，在齿根形成残余压应力，有效抵抗工作时的交变拉应力，以提高齿轮的疲劳寿命。通常根据齿轮处理要求的不同，所需弹丸的规格、安置齿轮的工装亦有所不同，抛丸机也不同。

齿轮在热处理车间进行热处理后需首先进行清理抛丸，然后再进行强化抛丸；其工艺流程为：装卡-清理抛丸-卸料-转运-装卡-强化抛丸-卸料。整个过程中多次装卸，劳动强度大，在人员生产力有限的情况下，生产速度缓慢。

在现有技术中，传统清理抛丸过程通常是以将齿轮平铺在网状支撑台上的方式进行抛丸处理，平铺的方式可以提升清理抛丸的有效面积，但其占用的空间过大，且不适用于强化抛丸处理；而常用的齿轮强化抛丸处理工装一般为立杆串装堆叠式工装，其存在的不足是：仅能强化齿轮的齿根，而齿轮的上、下端面、外台阶以及内孔无法接触钢丸，此部分表面的氧化皮及斑锈无法被清除，故这类处理工装也无法通用于清理抛丸处理工艺。

中国专利CN212947304U公开了一种集成清理及强化抛丸一体式辅助工装，主要通过导向支架装卡轴类零件，通过带有尖端的导向锥定位带有盲孔的齿轮。其不足是：且仅对设有盲孔的轴类齿轮有效，且支架上每次只能装夹一根轴齿轮，不能一次串装多个齿轮，影响使用效率。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有抛丸处理工装仅能适用于清理抛丸工艺，或者是强化抛丸处理工艺，导致对齿轮需要多次装卸，影响抛丸处理效率的不足之处，而提供一种齿轮免清理托环式强化工装。

本实用新型的构思为：

将传统清理抛丸处理过程中，齿轮平铺在网状支撑台上的方式，与现有强化抛丸处理过程中，齿轮以立杆串装堆叠支撑的方式相结合，既可以提升清理抛丸的有效面积，又可以节约空间，还能够使齿轮的齿根、齿轮的上下端面及外台阶均可以有效接触钢丸，以实现一套工装，可以同时适用于清理抛丸处理工艺和强化抛丸处理工艺。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术解决方案是：

一种齿轮免清理托环式强化工装，其特殊之处在于：

包括工装底盘、两个上立柱以及两组环状支架；

所述两个上立柱垂直于所述工装圆盘上表面；每组所述上立柱上均匀安装有一组所述环状支架；

每组所述环状支架同向安装于对应的所述上立柱上，每个所述环状支架包括一个连接杆以及一个托环；所述托环与待抛丸齿轮的底部外圈相匹配；所述托环水平设置；所述连接杆连接于托环与所述上立柱之间；所述环状支架的每个所述托环上设置有多个向上延伸的支撑销，每个支撑销高度相同，且每个所述支撑销沿所述托环周向分布的距离相等；每个所述连接杆一端与所述托环相切；

所述两个上立柱之间的水平距离略小于所述工装底盘的直径；所述两个上立柱的水平的连线经过所述工装底盘圆心。

进一步地，每组所述环状支架与两个所述上立柱中轴线所形成的垂直平面的夹角相同；两组所述环状支架安装于两个所述上立柱中轴线所形成的垂直平面两侧；横向待抛丸齿轮之间有大于30mm以上的间隙。

进一步地，每组所述环状支架与两个所述上立柱中轴线所形成的垂直平面的夹角30度-45度，用于保证两组齿轮装配后内侧无接触。

进一步地，每组所述环状支架竖直方向上等距排列。

进一步地，每组所述托环支架中的每个托环与另一组托环支架中的相邻托环，沿上立柱的高度方向在空间上错位设置。

进一步地，所述两个上立柱顶端之间焊接有上立柱加强筋；所述上立柱加强筋的垂直投影与所述两个上立柱的水平的连线重合。

进一步地，所述上立柱加强筋为弧形加强筋。

进一步地，所述上立柱与所述工装底盘通过穿孔焊连接。

进一步地，所述工装底盘均匀开设多个减重孔。

进一步地，所述工装底盘底部设有两个装配杆。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的一种齿轮免清理托环式强化工装，适用于有外台阶的齿轮，环状支架通过托环支撑设有外台阶的齿轮，每个托环上设置的多个支撑销通过点支撑的方式支撑齿轮齿部侧面，最大程度上降低了环状支架与齿轮的接触面积，提升齿轮的裸露面积，确保抛丸击打的面积，确保齿轮的强化效果；

2、本实用新型提供的一种齿轮免清理托环式强化工装，设置上立柱之间的距离略小于工装底盘的直径长度，最大程度的增大待抛丸齿轮之间的距离，确保齿轮的强化效果；

3、本实用新型提供的一种齿轮免清理托环式强化工装，支架的连接杆与两个上立柱的中轴线所形成的平面的夹角为30°至45°，每组支架在竖直方向上等距排列，两组环状支架在高度方向上错位设置，在节约工装空间的前提下，可确保齿轮上需要强化的齿部裸露；

4、本实用新型提供的一种齿轮免清理托环式强化工装，横向相邻环状支架之间的距离大于30mm以上，确保了最大限度的齿轮裸露面积，使可以在不减少齿轮装量的情况下兼顾清理抛丸的效果；

附图说明

图1为本实用新型一种齿轮免清理托环式强化工装实施例的主视图；

图2为本实用新型一种齿轮免清理托环式强化工装实施例的左视图；

图3为本实用新型一种齿轮免清理托环式强化工装实施例的俯视图；

图4为本实用新型一种齿轮免清理托环式强化工装实施例中的托环与支撑销的结构示意图的局部图；

图5为本实用新型一种齿轮免清理托环式强化工装实施例的使用状态结构示意图；

其中：

1-装配杆、2-工装底盘、3-上立柱、4-上立柱加强筋、5-环状支架、51-托环、52-连杆、53-支撑销、6-减重孔。

具体实施方式

本实用新型提供一种齿轮免清理串装式强化工装，如图1至5所示，包括工装底盘2、装配杆1、上立柱3及其加强筋4、两列均布的环状托环支架5。

工装底盘2为圆形底座。两个上立柱3垂直向上安装于工装底盘2上表面边缘处。两个上立柱的水平的连线经过工装底盘1的圆心，最大程度的增大待抛丸齿轮之间的距离，确保齿轮的强化效果。

每个上立柱3上均匀安装有一组托环支架5；每组环状支架5的每个环状支架5均同向安装于对应的上立柱3上，每个环状支架5包括一个托环51以及一个连接杆52；托环51与待抛丸齿轮的底部外圈相匹配；托环51水平设置；连接杆52连接于托环与上立柱3之间；环状支架5的每个托环51上均布多个向上延伸的支撑销53，每个支撑销53高度相同。要求以点接触形式将齿轮托起，最大程度减少支架与齿轮下底面的接触。每组支架5中的每个连接杆52一端与托环51相切连接，且托环51位于所在连接杆52靠近安装另一组环状支架5的上立柱3一侧。每组环状支架5中的连接杆52与两个上立柱3中轴线所形成的平面的夹角相同具体位置30°至45°；两组环状支架5安装于两个上立柱3中轴线所形成的垂直平面两侧；相邻环状支架5之间的距离应保证横向待抛丸齿轮之间有大于30mm以上的间隙。每组环状支架5等距安装于上立柱3上；每组托环支架5中的每个托环51与另一组托环支架5中的相邻托环51，沿上立柱3的高度方向在空间上错位设置。经实验验证，大于此间隙能保障残余应力强度满足。

两个上立柱3穿焊于工装底盘2上，上立柱3的下表面与工装底盘3的下底面齐平，穿焊的方式可以提升整体工装的强度。两个上立柱3顶端之间焊接有上立柱加强筋4。上立柱加强筋4为弧形加强筋。上立柱加强筋与上立柱焊接连接，可提高工装强度、减小变形延长寿命，圆弧形设计可避免对上层齿轮的遮挡。工装底盘2均匀开设多个减重孔。可减少工装重量，利于人工装卸。工装底盘2底部设有两个装配杆1。工装各部件均采用中碳钢制成，整体经渗碳淬火可使其表面硬度在60HRC以上，大于强化抛丸的钢丸硬度，提高工装耐磨性延长使用寿命。本实用新型设计可以在不减少齿轮装量的情况下兼顾清理抛丸的效果。

经多批次实验验证，通过本实用新型生产的齿轮，其齿根残余应力及表面质量可满足工艺要求，批量投制后成本效益及生产效率非常可观。本实用新型摒弃现有技术垂直堆叠的放置方式，垂直错层，左右分别悬空放置，确保齿轮的大部分位置均可进行抛丸处理，相比传统仅对齿根加强的方式，本实用新型可以有效去除淬火、回火后齿轮表面的氧化皮和浮锈，达到表面均匀、光亮的质量要求：满足残余应力要求≥825MPa的同时，有效去除淬火、回火后齿轮表面的氧化皮和浮锈，达到表面均匀、光亮的质量要求。

本工装能够在符合齿轮质量预期的同时，减少一次装卸，节约清理抛丸的时间和成本，极大提高了生产效率。在我公司此工装覆盖的零件品种月产2.5万件，每月可累计节约清理工时53h，节约强化抛丸时间64h，极大提高了生产效率。清理工序每月节约钢丸及电耗成本0.7万元，强化工序每月节约钢丸及电耗成本3.8万元。全工序每年可累计节约成本12.1万余元。

本实用新型的工作过程：

带外台阶的齿轮在热处理后，直接转至强化抛丸工序，将新型工装安装在设备重锤上，装卡后齿轮及工装随设备履带进入强化抛丸机开始强化，齿轮齿根受定向的钢丸击打，齿根残余应力增加。齿轮外台阶以及内孔、上下表面与工装间有足够的间隙，完全裸露，可以接触到钢丸。

Claims (10)

1.一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：

包括工装底盘(2)、两个上立柱(3)以及两组环状支架(5)；

所述两个上立柱(3)垂直连接于所述工装底盘(2)的上表面；每个所述上立柱(3)上均匀安装有一组所述环状支架(5)；

每组所述环状支架(5)均同向安装于对应的所述上立柱(3)上，每个所述环状支架(5)包括一个托环(51)以及一个连接杆(52)；所述托环(51)的内径与待抛丸齿轮的底部外台阶的外圈直径相适配；所述托环(51)水平设置；所述托环(51)与连接杆(52)的一端连接，连接杆(52)的另一端与上立柱(3)连接；所述环状支架(5)的每个托环(51)上均布至少三个向上延伸的支撑销(53)，每个支撑销(53)高度相同；

所述两个上立柱(3)分别设置于所述工装底盘(2)靠近边缘的位置，并位于所述工装底盘(2)的同一直径两端；

横向相邻环状支架(5)之间的距离应保证待抛丸齿轮之间有大于30mm以上的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：每组环状支架(5)中的每个连接杆(52)一端与所述托环(51)相切连接，且所述托环(51)位于所在连接杆(52)靠近安装另一组环状支架(5)的上立柱(3)一侧。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：每组所述环状支架(5)中的连接杆(52)与两个上立柱(3)中轴线所形成的平面的夹角相同；两组所述环状支架(5)安装于两个所述上立柱(3)中轴线所形成的垂直平面两侧。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：每组所述环状支架(5)中的连接杆(52)与两个所述上立柱(3)中轴线所形成的平面夹角为30度-45度。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：每组所述环状支架(5)等距安装于上立柱(3)上。

6.根据权利要求4所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：每组所述环状支架(5)中的每个托环(51)与另一组环状支架(5)中的相邻托环(51)，沿上立柱(3)的高度方向在空间上错位设置。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：所述两个上立柱(3)顶端之间焊接有上立柱加强筋(4)；所述上立柱加强筋(4)的垂直投影与所述两个上立柱的水平的连线重合。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：所述上立柱加强筋(4)为弧形加强筋。

9.根据权利要求1所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：所述上立柱(3)与所述工装底盘(2)通过穿孔焊连接；所述工装底盘(2)均匀开设多个减重孔(6)。

10.根据权利要求1所述的一种齿轮免清理托环式强化工装，其特征在于：所述工装底盘(2)底部设有两个装配杆(1)。