[其他]齿轮锻热淬火机床的专用随行夹具

说明书

本发明齿轮煅热淬火机床的专用随行夹具是中、 小模数炭素钢齿轮煅热淬火工艺必须的工艺装备， 是中小模数齿轮煅热淬火机床的一个主要部件。

煅热淬火工艺由于工艺简单且有极好的经济效 益而被国内外广泛采用，但对齿轮类截面变化较大 的零件，特别是对轮幅厚度与齿宽之比为1/5～1/3 且轮辐厚度仅为4～8毫米的小模数45号钢齿轮， 用常规煅热淬火会带来严重的淬火裂纹。

国内外淬火机床很多，美国专利US3565409 公开了一种热处理机床，该机床设有有装卸功能的 斗式随行夹具，但由于该机床的夹具仅有装卸随行 功能，并不适用于齿轮煅热淬火，更不能消除中小 模数炭素钢齿轮的煅热淬火裂纹。

本发明的任务是提供一种用于中小模数炭素钢 齿轮煅热淬火机床的专用随行夹具，该夹具构成链 式淬火机床的主要部件，它随行于中小模数炭素钢 齿轮自终煅后整个淬火工艺过程中；即齿轮从终煅 后的空冷至入浴槽淬火结束的工艺全过程中，专用 随行夹具将齿轮于轮辐部卡紧，从而保证齿轮煅热 淬火后不产生淬火裂纹。

本发明夹具的夹持都有与齿轮轮辐部相吻合的 几何形状，保证能将淬火齿轮于轮辐部夹紧。为便 于装夹，机床上配有自动装、夹紧及脱开功能的零 件。

由于本发明夹具在齿轮终煅后整个淬火工艺过 程中将齿轮于轮辐部卡紧，相似于增加齿轮的轮辐 部厚度，减缓了齿轮轮辐部的冷却速度，降低了淬 火应力，避免齿轮轮辐部与轮齿部过渡区的淬火裂 纹，克服了中、小模数炭素钢齿轮煅热淬火必然会 导致产生裂纹的技术偏见，并且淬火介质可以是普 通的自来水。

以下结合附图来详细叙述本发明：

图一是专用随行夹具结构图。专用随行夹具 (1)为可装卸式。上支架(2)用弹簧圆钢制成， 前端部煅薄，锁紧头(3)具有一定的弹力和强度。 下支架(4)用圆钢焊接制成。上夹头(5)与下 夹头(6)的几何形状与齿轮的轮辐形状吻合，并 分别焊接在上支架(2)、下支架(4)上。上支 架(2)、下支架(4)由链轴(7)连结。弹簧 (8)固定在上支架(2)与下支架(4)之间， 并将上支架(2)拉开。装入夹具(1)的工件 (9)由锁紧头(3)锁紧。夹具(1)由芯轴 (10)通过套筒(22)与二条平行同步链条(11) 相连结，并随之运行。

图二是以专用随行夹具为主要部件的淬火机床。 淬火机床为框架结构，二条平行链条(11)与三对 链轮(12)连结，同步运转。滚子链条(11)由引 槽(13)限定其运行轨道。斜支架(14)将中架板(15) 固定在水箱(16)上，链轮(12)装在固定于中架板(15) 上的轴承座(17)上，链轮(12)配置在水箱(16)上。 压紧装置(18)配置在引槽(13)上，功能是将张开的 夹具压紧。

传动机构中的变速电机(19)固定在水箱(16) 一侧，皮带轮(20)、链轮(12)共同装置在水箱上， 链条进入引槽(13)后，由张紧轮(21)张紧。张紧轮 (21)配置在中架板(15)上。

机床开动后，将变速电机(19)调整至适当的 转速，就能保证空冷、淬火时间符合工艺要求。此 时，由皮带带动皮带轮(20)并使链轮(12)转动 (一对链轮同步转动)，从而使滚子链条转动；连 结在链条上的若干付随行夹具(1)亦随之运动。 夹具在转动工作过程中，呈下述6种状态：

a、为装料张开状态，此时煅后的工件(9) 置于张开的夹具的下夹头(6)上。

b、为锁紧状态，此时张开的夹具(1)载着 工件(9)穿过压紧装置(18)将夹具的上支架(2) 压下，锁紧头(3)进行锁紧位置；

c、为传送状态；

d、为入水中淬火状态，此时由于重力使载 着工件(9)的夹具(1)翻入水中并摆动前进。

e、为脱开状态，夹具碰触自动脱开装置后， 由于淬火后的工件(9)和夹具(1)本身的重力， 使夹具脱开，工件(9)自动落入集料筐。

f、为张开传动状态。

夹具的6种工作状态循环进行，完成煅热淬火 的工作。

实施应用例：

按图一、图二所示结构，制成本发明夹具及淬 火机床，并应用于S-195柴油机起动齿轮。材料 成分C：0.42～0.50％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.5 ～0.8％；P：≤0.04％.S：≤0.04％，Cr≤0.25％， Ni：≤0.25％。模数m＝3，压力角α＝20°，齿数 z＝36。模煅煅造温度1150±50℃，终煅温度920 ～1030℃，终煅后将齿轮置于淬火机床的夹具卡紧 (图二中的a、b位置)，由链条传动55～65秒， (即空冷至820～900℃)达到C位置，翻入水浴。 在水中夹具仍与传动链条同行，经14～16秒后出水 面，此时齿轮温度达到300±30℃。卡紧齿轮的夹具 出水面后继续运行至e位置，齿轮脱落，淬火工艺 结束。经探伤检查，齿轮无淬火裂纹，齿轮硬度＞ RC45。经常规机械性能试验表明各项性能均高于 目前S-195柴油机起动齿轮用一般工艺所得的结 果。证明本发明的夹具与机床配合，达到了简化工 艺、操作方便、结构简单的目的，经济效益很高。