[发明专利]一种薄壁齿圈零件的扩张式压淬模具

说明书

本发明公开了一种薄壁齿圈零件的扩张式压淬模具，属于渗碳热处理压淬工艺技术领域，包括压头、扩张器、限位环、扩张器芯模、中心柱及外压环；压头的底端与扩张器芯模的顶端相接触，扩张器芯模的外锥面与扩张器的内锥面匹配，扩张器可沿径向收缩，扩张器的底端外部设置有限位环，扩张器涨开时的最大直径受到限位环的限制；扩张器芯模内部中空，扩张器芯模的下段套设在中心柱的上段外部，中心柱的底端固定在机床上；解决现有的扩张式压淬模具的组成部件多，组装的误差较大，对正效果不理想，以及挤压部件和扩张部件在卸压后出现不收缩现象和模具安装不方便的技术问题。

技术领域

本发明属于渗碳热处理压淬工艺技术领域，具体涉及一种薄壁齿圈零件的扩张式压淬模具。

背景技术

渗碳热处理是一种常用的齿轮表面强化方式，其主要原理是通过向齿轮表层渗入一定含量的碳原子，从而获得表层与心部化学成分的差异化，并在后续快速冷却的淬火阶段获得不同组织，最终获得齿轮表面具有高强度、高耐磨性的同时，心部具有较高韧性的整体性能。

然而，齿轮在进行高温渗碳及后续的淬火过程中，由于存在热应力与组织应力，渗碳热处理后零件均会发生一定的畸变，即常说的热处理变形。对于结构对称、有效厚度适中的零件，一般可以通过调整过程工序的工艺参数进行控制；然而对于某些结构不规则，且有效壁厚较薄的零件，则需要对淬火过程进行限形，以防止过度的畸变。

压淬是渗碳热处理中最常用的一种限形淬火工艺，该工艺是通过压淬模具向零件的易变形部位施加一定的反向作用力，进而减缓零件异常变形的趋势。压淬工艺的主要影响因素有压淬模具的设计、压淬工艺参数(压力、脉冲、工艺时间)、淬火油流量、加热温度等等，但最主要的因素则是压淬模具的设计。

针对零件结构、产品要求、淬火机床的不同，压淬模具设计思路也不相同。通常来说，根据芯轴的不同，压淬模具可以分为固定式和扩张式。对于固定式压淬模具，芯轴主要起导向作用；而对于扩张式，芯轴除导向作用以外，也会对花键或内齿进行校圆，并约束小径尺寸的作用，因此，后者的应用也更广泛一些。

但现有的扩张式压淬模具的组成部件多，组装的误差较大，对正效果不理想，导致模具的加工过程不稳定，加工效率较低，以及挤压部件和扩张部件在卸压后出现不收缩现象和安装不方便的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种薄壁齿圈零件的扩张式压淬模具，以解决现有的扩张式压淬模具的组成部件多，组装的误差较大，对正效果不理想，以及挤压部件和扩张部件在卸压后出现不收缩现象和模具安装不方便的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种薄壁齿圈零件的扩张式压淬模具，包括压头、扩张器、限位环、扩张器芯模、中心柱及外压环；

压头的底端与扩张器芯模的顶端相接触，扩张器芯模的外锥面与扩张器的内锥面匹配，扩张器可沿径向收缩，扩张器的底端外部设置有限位环，扩张器涨开时的最大直径受到限位环的限制；扩张器芯模内部中空，扩张器芯模的下段套设在中心柱的上段外部，中心柱的底端嵌入到机床上；

限位环与待加工齿圈的下端面相接触，外压环与待加工齿圈的上端面相接触；

扩张器芯模上沿周向均匀开设有若干第一轴向孔，中心柱的顶部沿周向均匀开设有第二轴向孔，第一轴向孔与第二轴向孔共同用于安装第一导向件，第一导向件外套设有压缩弹簧。

优选地，扩张器由若干个沿圆周方向均匀分布的扩张块拼接构成，扩张块上开设有第三径向孔，限位环上沿圆周方向开设有若干第四径向孔，第三径向孔与第四径向孔共同用于安装第二导向件，第二导向件的外部套设有扩张器弹簧。

优选地，当扩张器芯模向上运动时，扩张器收缩，扩张器芯模向下运动时，扩张器扩张。