[实用新型]长腹板大型面齿轮变形控制用组合淬火模具

说明书

本实用新型公开了一种长腹板大型面齿轮变形控制用组合淬火模具，包括上模和下模，上模包括外压力环和内压力环，外压力环用于对面齿轮零件的齿部施压，内压力环用于对零件的花键端面施压，下模包括底座和位于底座上的下支撑环、大支撑垫、小支撑垫、定位心轴；下支撑环位于底座和零件的腹板之间且用于支撑腹板；大支撑垫包括内支撑平台和外支撑平台，外支撑平台用于支撑零件的齿部，内支撑平台用于支撑零件的支撑部；小支撑垫位于零件下端轴颈部和底座之间且用于支撑零件下端轴颈部。本实用新型能有效控制淬火变形量。

技术领域

本实用新型涉及齿轮热处理领域，尤其涉及一种长腹板大型面齿轮组合淬火模具。

背景技术

9310钢为低碳合金钢，是一种低淬透性钢，经渗碳淬火后表面可获得高硬度，而且具有优良的强韧性配合。面齿轮齿轮副具有减速比大、传递功率大的特点，将会推广应用。由于9310钢淬透性差，渗碳淬火时零件有效厚度不能过大，在制作大型面齿轮时有效厚度需小于18mm，规格大于Ф600的长腹板大型面齿轮在渗碳、淬火过程中由于组织应力和热应力的影响会发生较大的畸变，压力淬火后零件弹性回复量大，而有些设计图样规定渗碳淬火后渗碳表面最大磨削余量为0.20，非工作齿面最大磨削余量为0.25，为保证渗碳淬火渗层表面磨削余量均匀，必须对零件的热处理变形量进行精确控制。

长腹板大型面齿轮由于零件尺寸较大，模具设计难度大，普遍采用自由淬火的方式在程序控制加热炉中进行淬火，但这种长腹板大型面齿轮结构复杂，存在多处薄壁结构，淬火时零件各处加热、冷却速度不一致，形成较大热应力，同时在渗碳、淬火加热、冷却时存在组织转变，形成组织应力，热处理过程中零件机械加工形成的内应力释放、组织应力及热应力影响及零件的自重影响的共同作用下，自由淬火的零件变形较大，薄壁孔存在椭圆及锥度，面齿角度及腹板偏斜且存在畸变，热后腹板上部由于存在加强筋结构无法进行机械加工，其它变形也难以修复，会造成尺寸超差甚至零件报废。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能有效控制淬火变形量的长腹板大型面齿轮变形控制用组合淬火模具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

长腹板大型面齿轮变形控制用组合淬火模具，包括上模和下模，上模包括外压力环和内压力环，外压力环用于对面齿轮零件的齿部施压，内压力环用于对零件的花键端面施压，所述下模包括底座和位于底座上的下支撑环、大支撑垫、小支撑垫、定位心轴；所述下支撑环位于底座和零件的腹板之间且用于将零件支撑部支撑开；所述大支撑垫包括内支撑平台和外支撑平台，所述外支撑平台用于支撑零件的齿部，所述内支撑平台用于支撑零件的支撑部；所述小支撑垫位于零件下端轴颈部和底座之间且用于支撑零件下端轴颈部；所述定位心轴位于零件中心通孔内且与零件中心通孔相配合，包括心轴定位件和心轴支撑平台，心轴定位件自心轴支撑平台延伸出来与底座的中心通孔相配合，心轴支撑平台支撑在底座的上表面。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述外压力环的下表面是由外侧向内侧倾斜，倾斜角度记为角度A，角度A的取值范围为0°19’±5′。

所述下支撑环的外壁与零件支撑部的内壁相配合。

所述内支撑平台上表面和外支撑平台上表面具有高度差C，零件齿部下端面与支撑部的下端面具有高度差Z，满足C＞Z。优选地，0mm＜Z-C＜0.5mm。

小支撑垫内壁和定位心轴外壁相配合。

所述底座包括上底板和下底板，上底板位于下底板中心孔端面处。

所述心轴定位件与上底板的中心通孔相配合，所述心轴支撑平台支撑在上底板上表面，所述心轴支撑平台的外壁上部与零件花键相配合，外壁下部与小支撑垫相配合。

所述下支撑环的内壁与上底板外壁相配合。