[发明专利]薄圆环件热处理夹具和弹簧钢薄齿片的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及热处理工艺及其辅助设备技术领域，尤其涉及一种薄圆环件热处理夹具和弹簧钢薄齿片的加工方法。

背景技术

弹簧钢薄齿片类零件，其材质为65Mn或其他弹簧钢，有内齿或外齿，外径200mm以上，厚度为1.5-4mm。弹簧钢薄齿片类零件的厚度差要求严，且齿部尺寸公差有较高的要求。同时，需要热处理硬度到HRC26-32。由于薄齿片为薄板大尺寸零件，热处理易产生椭圆变形，平面度也很难保证。同时弹簧钢具有回火脆性。

传统的工艺方法如下：第一种方法是采用线切割加工和机加工相结合，这种方法生产效率低下，生产成本奇高；第二种方法是采用原材料球化退火后进行精冲成形，最后再进行热处理。这种方法因热处理过程中会产生失圆变形，导致一部分齿根圆直径偏小，零件需报废，另一部分齿根圆直径偏大，需要增加局部切齿和手工修尺寸工序，严重影响产品的生产进度和成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种薄圆环件热处理夹具和弹簧钢薄齿片的加工方法，旨在提高弹簧钢薄齿片的加工效率。

为实现上述目的，本发明提供一种薄圆环件热处理夹具，包括用于薄圆环件淬火的隔板、用于所述薄圆环件回火的芯棒，以及相对设置的上模板和下模板，其中，多个薄圆环件叠加组成多组薄圆环件组，每两相邻所述薄圆环件组之间通过所述隔板隔开，所述隔板上开设有多个用于供淬火液接触所述薄圆环件的圆环形端面的过液孔，所述过液孔连通两相邻所述薄圆环件组的圆环形端面，所述上模板与下模板上均设有第一安装孔，紧固件穿过所述上模板与下模板的第一安装孔以及所述过液孔将所述隔板以及多个薄圆环件夹紧于所述上模板与下模板之间，在所述薄圆环件回火时所述芯棒安装于所述上模板和下模板之间、且所述薄圆环件套设于所述芯棒上。

优选地，所述隔板、上模板和下模板的中部上均开设有与所述薄圆环件的内环孔连通的通孔，所述芯棒的上、下两端分别容纳于所述上模板与下模板的通孔中；所述紧固件为螺栓，所述螺栓设置有多个，所述第一安装孔的数量与所述螺栓对应。

优选地，所述紧固件设有多个，多个所述紧固件形成内圈紧固件组和外圈紧固件组，其中，所述内圈紧固件组位于所述薄圆环件的内环侧，所述外圈紧固件组位于所述薄圆环件的外环侧。

优选地，所述内圈紧固件组和外圈紧固件组均包括多个所述螺栓，组成所述内圈紧固件组的多个螺栓以及组成所述内圈紧固件组的多个螺栓均相对于所述隔板的圆周方向均匀分布。

优选地，组成所述内圈紧固件组的螺栓个数少于组成所述外圈紧固件组的螺栓个数；所述过液孔的横截面为垂直于所述隔板轴线的截面，所述过液孔的横截面呈U形。

优选地，所述隔板包括环形的主体以及沿所述主体的外环侧向外延伸的多个加强筋，每两相邻所述加强筋与所述主体的外环侧之间的空间形成所述过液孔，所述隔板的内环孔为其通孔，所述内圈紧固件组的螺栓安装于所述过液孔中；多个所述加强筋在所述隔板的圆周方向均匀分布。

优选地，所述芯棒包括容纳于所述薄圆环件组内环侧的圆柱形的本体，以及分别位于所述本体顶端和底端的第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台分别安装于所述上模板与下模板的通孔中，所述本体上开设有供所述螺栓通过的第二安装孔。

本发明进一步提出一种基于上述的薄圆环件热处理夹具的弹簧钢薄齿片的加工方法，包括以下步骤：

根据目标的薄齿片的尺寸对钢材预冲圆环；

使用圆台平面磨床对圆环进行打磨，使其与目标的薄齿片的厚度差不大于0.04mm；

使用薄圆环件热处理夹具一次夹紧多片打磨后的圆环，并对打磨后的圆环进行淬火处理；

使用薄圆环件热处理夹具一次夹紧多片圆环，并对淬火后的圆环进行回火处理；

将回火后的圆环精冲成形出薄齿片的外齿和内形；

采用手工或振动的方法去掉精冲后的薄齿片的齿部毛刺，得到成形后的薄齿片。

优选地，所述使用薄圆环件热处理夹具一次夹紧多片打磨后的圆环，并对打磨后的圆环进行淬火处理的步骤具体包括：

将多个圆环叠成多组圆环组，每两相邻圆环组之间通过一隔板隔开；

螺栓穿过下模板后，且保证多个圆环和隔板穿入内圈紧固件组的螺栓中，装入上模板，使上模板的第一安装孔一一对准下模板的第一安装孔，并将垫圈套入每一螺栓上；

在每一螺栓上均拧入螺母，将隔板以及多个圆环夹紧于上模板与下模板之间；

将装有圆环的夹具竖直放入炉中加热淬火。

优选地，所述使用薄圆环件热处理夹具一次夹紧多片圆环，并对淬火后的圆环进行回火处理的步骤具体包括：