一种热处理井式炉淬火工装及其装配方法与流程

本发明涉及一种热处理井式炉淬火工装及其装配方法，属于热处理吊具工装技术领域。

背景技术：

渗碳、淬火是热处理工艺的重要内容，实践中一般使用大型井式炉对工件进行淬火热处理，所处理的工件一般重量较大，并且需要较高的加热温度以及较长的加热时间。有的工件甚至重达到 2-3 吨，加热温度达到860℃，时间长达25小时，普通工装难以承受。当前大多数工装只能单件吊挂生产或存在稳固性的问题，生产效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种热处理井式炉淬火工装，可同时处理多件工件，提高生产效率，降低生产成本，并且工件悬空吊挂，减少了热处理畸变的发生；并且，本发明还提供一种制作热处理井式炉淬火工装的方法，此方法可以提高工装对热处理的适应性，并且提高工装吊挂工件过程中的稳固性，并且简便易操作，节省人力。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种热处理井式炉淬火工装，包括吊座、设于吊座下部与吊座连接的吊杆，设于吊杆下部的吊架，其特征在于：所述吊座架设于井式炉外，所述吊杆下部位于井式炉内，其底部所连接的吊架呈盘状，所述吊架中部具有与吊杆连接的连接孔，其周向绕中心等角度间隔分布若干对吊爪，每对吊爪之间形成吊挂口，所述吊挂口内设有穿插于两吊爪之间的横销，所述横销中部设有吊环，吊环下部固定轴零件；所述吊环的粗度d₁（单位mm）与轴零件的质量G（单位kg）的关系满足：G=κ·π·d₁²/4，其中k为安全系数，取值范围为0.8~0.9；所述吊挂口的宽度d₂满足：d₁≤d₂≤3d₁/2。为保证工装的承载能力，装炉时吊杆穿过炉盖孔与吊座一起放置在炉外，防止吊杆与插销的配合在炉内高温的影响下出现不稳定性；吊杆下部连接的吊架和轴零件放置在炉内，使得轴零件可以被热处理。吊架具有多对吊爪，可悬挂多个轴零件一次处理多件工件，提高了工作效率。吊爪绕吊架中心等角度间隔分布，有利于吊架平衡，增强了工装的稳定性。吊环粗度是其承载能力的重要指标，二者满足于一定关系，保证承载的稳固性。吊挂口内设置吊环后，二者之间所形成的缝隙宽度不宜过大，过大则提高了对横销承载力的要求。

进一步地，所述吊杆顶部设有插销孔，其底部具有直径大于连接孔直径的支撑块，所述吊杆通过插销与吊座连接。工装组装后，支撑块支撑在吊架下部，起承载吊架的作用。

进一步地，所述吊环呈类似V形，其顶角内侧搭接于横销上，其下部延伸出固定端与轴零件固定，所述吊环的顶角内侧与所述横销的外表面相适配。V形的吊环具有一定程度的稳定性，吊环顶角内侧与横销相匹配，其下部固定轴零件后，吊环不易左右晃动，提高了轴零件的稳固,。

进一步地，所述吊架为三角吊架，其周向以120°等角度分布三对吊爪，其下部吊挂的轴零件的总质量G₁≤2600kg。或者，所述吊架为四角吊架，其周向以90°等角度分布四对吊爪，其下部吊挂的轴零件的总质量G₂≤2000kg。

一种热处理井式炉淬火工装装配方法，包括如下步骤：第一步，制作工装：制作吊座，吊座采用ZG25材质铸成，铸后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷；制作插销，插销采用20钢或A3钢轧制而成；制作吊杆，吊杆采用20钢锻造而成，锻后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷，之后在吊杆顶部制出插销孔，在底部机加出支撑块；制作吊架，吊架采用ZG200-400材料铸成,铸后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷；制作吊环，吊环采用20钢轧制而成；制作横销，横销采用20钢轧制而成；第二步，组装工装：将吊杆顶部从下往上插入吊架中部的连接孔，使其底部的支撑块抵接吊架，将吊杆顶部对准吊座底部，采用插销连接；第三步，安装轴零件：预热轴零件，预热后在轴零件顶部焊接吊环，焊好后将吊环穿入两吊爪之间，然后在吊架的每对吊爪之间穿插横销，让横销穿过吊环孔；第四部，安放工装；将吊架及其所吊挂的轴零件放入井式炉内部，并调整其高度，使得吊杆顶部的插销孔和插销位于井式炉外部，然后固定吊座。

进一步地，在所述第三步中：预热轴零件之前，人工判断所需要安装的轴零件个数，并在轴零件顶部焊接吊环； 若吊挂口数量为偶数，则在每个吊挂口内均吊挂轴零件或者吊挂少于吊挂口数量的偶数个轴零件并将轴零件绕吊架中心对称悬挂；若吊挂口数量为奇数，则在每个吊挂口内均吊挂轴零件。采用这种方法，有利于保持工装的平衡性，稳定性。

进一步地，所述吊环下部与轴零件焊接固定，其焊缝长度L取值范围为120~150mm。焊缝长度满足该条件则可以保持轴零件不会脱落。

进一步地，所述轴零件预热温度为450℃，时间2h~4h。预热有助于提高轴零件的精度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为实施例一淬火工装整体结构示意图；

图2为实施例一轴零件吊挂结构示意图；

图3为实施例一三角吊架结构示意图；

图4为实施例二四角吊架结构示意图。

图中： 1吊座，2吊杆，2-1插销孔，2-2支撑块，3三角吊架，3-1三角吊架连接孔，3-2三角吊架吊爪，3-3三角吊架吊挂口，4四角吊架， 4-1四角吊架连接孔，4-2四角吊架吊爪，4-3四角吊架吊挂口，5横销，6吊环，7轴零件，8插销。

具体实施方式

实施例一

为了更好地理解本发明，以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。如图1至图3所示，一种热处理井式炉淬火工装，包括吊座1、设于吊座1下部与吊座连接的吊杆2，设于吊杆2下部的三角吊架3，吊座1架设于井式炉外，吊杆2下部位于井式炉内。

如图3所示，其底部所连接的三角吊架3呈盘状，其中部具有与吊杆2连接的三角吊架连接孔3-1，其周向绕中心以120°角度间隔分布三对三角吊架吊爪3-2，每对吊爪之间形成三角吊架吊挂口3-3，其内设有穿插于两吊爪之间的横销5，横销5中部设有吊环6，吊环6下部固定总质量G₁等于2600kg的轴零件7。吊环6的粗度d₁（单位mm）与轴零件的质量G（单位kg）的关系满足：G=κ·π·d₁²/4，其中k为安全系数，取值为0.85；三角吊架吊挂口3-3的宽度d₂满足：d₂＝6d₁/5。吊环6粗度是其承载能力的重要指标，二者满足该关系，保证承载的稳固性。为保证工装的承载能力，装炉时吊杆2穿过炉盖孔与吊座1一起放置在炉外，防止吊杆2与插销8的配合在炉内高温的影响下出现不稳定性；吊杆2下部连接的三角吊架3和轴零件放置在炉内，使得轴零件7可以被热处理。三角吊架3可一次悬挂三个轴零件处理，提高了工作效率。三角吊架吊爪3-2绕三角吊架3中心等角度间隔分布，每次热处理时都必须挂满3个轴零件，有利于三角吊架3保持平衡，增强了工装的稳定性。吊挂口内设置吊环后，二者之间所形成的缝隙宽度不宜过大，过大则提高了对横销5承载力的要求。吊杆2顶部设有插销孔2-1，其底部具有直径大于三角吊架连接孔3-1直径的支撑块2-2，吊杆2通过插销8与吊座1连接。工装组装后，支撑块2-2支撑在吊架下部，起承载吊架的作用。吊环6呈类似V形，其顶角内侧搭接于横销5上，其下部延伸出固定端与轴零件7固定，吊环6的顶角内侧与横销5的外表面相适配。V形的吊环具有一定程度的稳定性，吊环6顶角内侧与横销5相匹配，其下部固定轴零件7后，吊环6不易左右晃动，提高了轴零件的稳固性。

一种热处理井式炉淬火工装装配方法，包括如下步骤：第一步，制作工装：制作吊座1，吊座1采用ZG25材质铸成，铸后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷；制作插销8，插销8采用20钢或A3钢轧制而成；制作吊杆2，吊杆2采用20钢锻造而成，锻后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷，之后在吊杆2顶部制出插销孔，在底部机加出支撑块2-2；制作三角吊架3，采用ZG200-400材料铸成,铸后正火处理，正火工艺为：930℃×3.5H，空冷；制作吊环6，吊环6采用20钢轧制而成；制作横销5，横销5采用20钢轧制而成；第二步，组装工装：将吊杆2顶部从下往上插入三角吊架中部的三角吊架连接孔3-1，使其底部的支撑块2-2抵接三角吊架3下部，将吊杆2顶部对准吊座1底部，采用插销8连接；第三步，安装轴零件7：预热轴零件7，轴零件预热温度为450℃，时间3h。预热轴零件7之前，人工判断所需要安装的轴零件7个数，并在轴零件7顶部焊接吊环； 由于三角吊架吊挂口数量为奇数，3个，则在每个三角吊架吊挂口3-3内均吊挂轴零件7。采用这种方法，有利于保持工装的平衡性，稳定性。预热后在轴零件7顶部焊接吊环6，焊好后将吊环穿入两三角吊架吊爪3-2之间，然后在三角吊架3的每对吊爪之间穿插横销5，让横销5穿过吊环孔；第四步，安放工装；将吊架及其所吊挂的轴零件放入井式炉内部，并调整其高度，使得吊杆2顶部的插销孔2-1和插销8位于井式炉外部，然后固定吊座。装炉时吊杆穿过炉盖孔与吊座一起放置在炉外，防止吊杆与插销的配合在炉内高温的影响下出现不稳定性。吊环下部与轴零件焊接固定，其焊缝长度L取值范围为140mm。焊缝长度满足该条件则可以保持轴零件不会脱落。

实施例二

如图4所示，吊架为四角吊架4，其中部具有四角吊架连接孔4-1，其周向以90°等角度分布四对四角吊架吊爪4-2，其下部吊挂的轴零件的总质量G₂＝2000kg。预热轴零件7之前，人工判断所需要安装的轴零件7个数，并在轴零件7顶部焊接吊环； 由于四角吊架吊挂口4-3数量为偶数，4个，则可以在每个四角吊架吊挂口4-3内均吊挂轴零件7或者在对称的两个吊挂口内吊挂2个轴零件。一次可处理2件或4件工件。本实施例其余部分同实施例一。四角吊架可同时吊起2件或者4件轴零件，提高了热处理效率。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。