[发明专利]一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具及工艺

说明书

本发明公开了一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具及工艺，涉及热处理压力淬火模具及工艺技术领域，解决现有控制齿轮热处理变形及生产效率低的技术问题，压淬模具由芯轴底座、堵板、支板、外环支圈、导锥固定螺钉、外压环、内压环、内孔模导锥、内孔胀模、螺钉、弹簧、固定环、导锥复位弹簧、内六角圆柱头螺钉、标准型弹性垫圈、顶杆和圈簧组成，将齿轮加热至淬火温度并保温一段时间，采用专用提取辅具将齿轮从加热炉转移并套入压淬模，启动压床，压床和模具共同作用，矫正平面翘曲、限位直径和高度尺寸等，得到满足精加工要求的零件；该发明具有操作方便、模具使用寿命长、齿轮矫形效果好等特点，值得推广使用。

技术领域

本发明涉及热处理压力淬火模具及工艺技术领域，更具体的是涉及一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具及工艺技术领域。

背景技术

转向齿轮是行星传动机构综合传动装置中一种重要零件，起传递转向功率的作用。某转向齿轮属大直径薄弧板结构，材料为20Cr2Ni4A钢，φ158内环槽及外齿要求渗碳，内花键不允许渗碳，外齿公法线直径φ435mm，弧板壁厚9mm，内环槽处悬空31mm。

该零件经济高效的制造工艺流程为：下料→模锻→预热处理→粗加工至仅留→渗碳+淬火→精加工，渗碳前外齿、内环槽及槽底均加工至仅留约单边0.3mm的磨量，弧板均加工至图纸要求尺寸。这种方法的工艺流程简单，生产效率高，但对于渗碳和淬火阶段的热处理变形控制要求相当高。由于齿轮内环槽底悬空，在渗碳时，必须在槽底增加支撑，减少≥900℃渗碳加热温度导致的变形。淬火阶段，必须设计较合理的压淬模并匹配相应的压淬参数以矫正齿轮变形。

在此前，公司针对该零件控制渗碳淬火变形的方法做了一些工作，取得了阶段性成果。随着该零件产量增加及质量提升需求，我们对渗碳和淬火的辅具、压淬模具及压淬工艺进行了改进，改进后的方法在控制齿轮热处理变形及生产效率提升方面成效显著。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具及工艺。

本发明采用的技术方案如下：一种大直径薄弧板渗碳齿轮的压淬模具，包括芯轴底座、堵板、支板、外环支圈、导锥固定螺钉、外压环、内压环、内孔模导锥、内孔胀模、螺钉、弹簧、固定环、导锥复位弹簧、M8内六角圆柱头螺钉、M8标准型弹性垫圈、顶杆、M10内六角圆柱头螺钉、M10标准型弹性垫圈和圈簧，所述芯轴底座下设有用于固定芯轴底座的堵板，所述堵板由M8内六角圆柱头螺钉和M8标准型弹性垫圈固定，所述芯轴底座外设有支板，所述支板和所述芯轴底座通过M10内六角圆柱头螺钉和M10标准型弹性垫圈固定，所述支板和所述芯轴底座上设有内孔模导锥，所述内孔模导锥设置成倒置的锥形，内孔模导锥内设有导锥固定螺钉，所述导锥固定螺钉下方设有导锥复位弹簧，所述内孔模导锥外围设有内孔胀模，所述内孔胀模与内孔模导锥磨配，接触面积不小于75％，所述内孔胀模和支板的交界处设有固定环，所述固定环设置成圆筒形，通过螺钉和弹簧将内孔胀模与支板固定，所述固定环外设有外环支圈，所述内孔胀模上设有圈簧，所述外压环、内压环和顶杆固定于淬火压床内的三个单独工作的油压机。

所述内孔模导锥外壁设置成22.5°的圆锥面，所述圆锥面的锥度与内孔胀模内壁锥度相同。

所述固定环、弹簧、螺钉和圈环组成自动复位机构，所述固定环设置在支板和内孔胀模的交界处，通过套设有弹簧的螺钉固定。

所述内孔胀模在内孔模导锥下压时和齿轮外齿内壁及内环槽处的花键接触，其过盈量约为0.05mm。

所述内孔模导锥、导锥复位弹簧和导锥固定螺钉组成自动复位机构。

所述内孔胀模和齿轮内环槽底接触部位距外环支圈的高度为31mm。

所述外压环、内压环、内孔胀模和外环支圈均设置有断续的油槽。

所述内孔胀模、内孔模导锥、外压环、内压环、支板、外环支圈、芯轴底座均由GCr15钢制成，硬度58～62HRC。