[发明专利]一种渗碳薄弧板花键齿轮压力淬火工装及处理方法

说明书

本发明包括内芯模和外芯模；内芯模与外芯模之间采用焊接固定，内芯模与外芯模的中部设置有定位销，定位销用于固定在淬火压床的中心；渗碳薄弧板花键齿轮经加热后从上往下套入内芯模；内芯模上端设置有外花键结构，内芯模上端的外花键结构和渗碳薄弧板花键齿轮下端的内花键之间采用过盈配合，渗碳薄弧板花键齿轮支撑面和内部支撑内环下端面两个平面，未形成力矩，矫正变形同时不会压塌内环下侧；内芯模正上方设置有用于压住渗碳薄弧板花键齿轮上端面的内压环；内压环外围设置有外压环；外压环用于压住渗碳薄弧板花键齿轮齿部上端面；内压环和外压环上端分别连接淬火机床两个单独工作的油压机。本发明对渗碳薄弧板花键齿轮具有良好变形控制效果。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体为一种渗碳薄弧板花键齿轮压力淬火工装及处理方法。

背景技术

渗碳薄弧板花键齿轮是大功率综合传动装置中一种重要零件，该类零件材料为20Cr2Ni4A等高合金渗碳钢，以某典型零件转向齿轮为例，壁厚仅9mm，公法线直径达φ435mm，外齿面及内环槽处要去渗碳，中间内环处悬空，热处理变形很难控制，严重影响产品质量和后序的加工效率。

该类产品的主要加工方法有2种。一种为在渗碳和淬火阶段预留较多的切削余量，采用增强零件刚性的方式控制热处理变形，热处理完后再将预留余量去除。该方法对控制热处理变形要求较低，但由于20Cr2Ni4A等高合金渗碳钢基体硬度在45HRC左右，对于切削加工不利。预留余量法存在毛坯浪费严重，加工效率低和加工成本高等一系列问题。另一种方法为在渗碳前将零件加工至仅留精加工量，然后在渗碳和淬火阶段均采取措施控制热处理变形。这种方法的工艺流程简单，生产效率高，但对于渗碳结构控制和淬火模具的设计要求较高，因此，在渗碳阶段，不能使零件变形过大，在淬火阶段，要确保工装的矫形能力，能同时矫正平面翘曲、齿部、花键及高度等变形。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种渗碳薄弧板花键齿轮压力淬火工装及处理方法，对渗碳薄弧板花键齿轮具有良好变形控制效果，提高了渗碳薄弧板花键齿轮的加工精度。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：它包括内芯模和外芯模；内芯模与外芯模之间采用焊接固定，内芯模与外芯模的中部设置有定位销，定位销用于固定在淬火压床的中心；渗碳薄弧板花键齿轮经加热后从上往下套入内芯模；内芯模上端设置有外花键结构，内芯模上端的外花键结构和渗碳薄弧板花键齿轮下端的内花键之间采用过盈配合，渗碳薄弧板花键齿轮支撑面和内部支撑内环下端面两个平面，未形成力矩，矫正变形的同时不会压塌内环下侧；内芯模正上方设置有用于压住渗碳薄弧板花键齿轮上端面的内压环；内压环外围设置有外压环；外压环用于压住渗碳薄弧板花键齿轮齿部上端面；内压环和外压环上端分别连接淬火机床两个单独工作的油压机。

进一步的，所述所述内芯模材料为合金钢，经过淬火处理，硬度为40-43HRC。

进一步的，所述内芯模上端的外花键和渗碳薄弧板花键齿轮下端的内花键的齿根之间留有间隙且为齿面接触，公法线过盈量为单边0.02-0.05mm。

进一步的，所述内芯模花键经过磨削处理，精度≤IT6级，粗糙度≤Ra0.8。

进一步的，所述外芯模为圆盘状，外圆环面开设有断续的小槽。

进一步的，所述外芯模的外径和渗碳薄弧板花键齿轮大端面内径过盈量为单边0.1-0.15mm。

进一步的，所述内压环和所述外压环径向开设有定位孔和油孔。

一种渗碳薄弧板花键齿轮压力淬火工装的处理方法，它包括如下加工步骤：