齿圈类零件淬火压床夹具结构的制作方法

本实用新型涉及热处理压床淬火设备领域，尤其是一种齿圈类零件淬火压床夹具结构。

背景技术：

在当前的技术条件下，为解决变速箱同步齿圈热处理畸变难题，满足较高的精度和强度要求，常用的方式是先后采用直接淬火、穿芯轴淬火回火、真空渗碳高压气淬等多种方法来进行处理，得到的产品椭圆度、锥度合格率在70-80％之间，均不太理想。因此，市场需要一种减小畸变的新的加工方式，来保证齿圈理想尺寸和较高的几何精度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效满足内齿圈淬火过程中齿圈椭圆度和锥度要求的齿圈类零件淬火压床夹具结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：齿圈类零件淬火压床夹具结构，包括压床底座平台，所述压床底座平台上设置有内齿圈结构，所述内齿圈结构内套接设置有涨芯，所述涨芯套接设置有组合扩张器，所述组合扩张器由扩张器上部、垫片和扩张器下部构成，所述垫片通过可拆卸的垫片固定装置而固定于扩张器上部和扩张器下部之间。

进一步的是，所述垫片固定装置为连接螺栓。

进一步的是，所述涨芯由奇数个结构相同的涨芯组件环绕构成。

进一步的是，所述涨芯组件为七个。

进一步的是，包括套接设置于涨芯外周的支撑环，所述支撑环设置于涨芯和压床底座平台之间。

进一步的是，包括扩张器弹性支撑结构，所述扩张器弹性支撑结构套接设置于组合扩张器内，所述扩张器弹性支撑结构与组合扩张器同轴布置。

进一步的是，包括扩张器中心杆，所述扩张器中心杆设置于组合扩张器上方。

进一步的是，包括涨芯弹性支撑结构，所述涨芯弹性支撑结构设置于涨芯与支撑环之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的亮点是让组合扩张器采用带有垫片夹层的特殊组合结构，从而实现在工艺调试过程中，可以根据内齿圈的椭圆度和锥度尺寸变化情况，灵活选择垫片的厚度，改变扩张器与涨芯的接触点，来改变涨芯与齿圈内圆的接触顺序及接触位置，达到涨芯上下向齿圈内圆传递的压力均匀一致，齿圈内圆在整个淬火冷却过程中轴向受到的涨芯压力限形效果一致，使整齿圈的上下锥度一致的效果。一般的，还可以选择涨芯由奇数等分来构成，从而让组合扩张器向涨芯的径向发散分力更均匀一致，涨芯向外扩张速率一致，同一圆周上涨芯对齿圈内圆的压力趋于一致，齿圈内圆在整个淬火冷却过程中径向受到的涨芯压力限形效果趋于一致，达到内齿圈在淬火过程中椭圆度变化趋势趋于一致。本实用新型结合渗碳淬火、淬火压床夹具改进设计、上卸料转移机械手、淬火压床参数设置的合理配合，让内齿圈达到合理硬度梯度和理想的尺寸和较高的几何精度成为可能。本实用新型尤其适用于齿圈的高精度加工之中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的组合扩张器的结构示意图。

图3是本实用新型的涨芯的结构示意图。

图中标记为：内压环1、组合扩张器2、扩张器下部21、垫片22、垫片固定装置23、扩张器上部24、扩张器弹性支撑结构3、涨芯4、支撑环5、涨芯弹性支撑结构6、扩张器中心杆7、内齿圈结构8、压床底座平台9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3所示的齿圈类零件淬火压床夹具结构，包括压床底座平台9，所述压床底座平台9上设置有内齿圈结构8，所述内齿圈结构8内套接设置有涨芯4，所述涨芯4套接设置有组合扩张器2，所述组合扩张器2由扩张器上部24、垫片22和扩张器下部21构成，所述垫片22通过可拆卸的垫片固定装置23而固定于扩张器上部24和扩张器下部21之间。

本实用新型的亮点在于：通过内齿圈压床淬火后内圆椭圆度和上下锥度尺寸变化趋势，灵活调整组合扩张器2的垫片22的厚度，及调整组合扩张器2与涨芯4的接触位置，通过调整组合扩张器2的调整垫片22的不同厚度值，从而改变组合扩张器2与涨芯4的接触点位置，达到涨芯4向内齿圈结构8传递的径向力趋于一致，使内齿圈结构8的内圆面在整个淬火过程中处于基本一致的压力限形，几何尺寸变化趋势一致，达到内齿圈结构8上下锥度及径向椭圆度相对变化值较小，当调整垫片的最佳厚度值确定后，将此套夹具参数固定并用于生产，此套夹具的任何零件出现变更，必须重新进行工艺验证。其中，零件组合扩张器2和涨芯4是本压床淬火专用夹具的核心零部件，其制造精度是影响内齿圈淬火畸变大小的重要因素。零件组合扩张器2和涨芯4采用热作模具钢进行淬火处理后进行磨削加工，尺寸精度达到图纸技术要求、锥度配合面进行配合精磨，配磨完成后，分别进行线切割加工。组合扩张器2一般按图纸要求线切割均分成7份，清洗待用；涨芯4测量完高度尺寸后按图纸要求线切割分开，按要求磨削线切割面，并同时磨削已完成热处理的垫片一组，一般垫片22的厚度为线切割加工尺寸相当，分别相差0.01、0.02、0.03、0.05、0.1mm的各两片，清洗待用。

为了保证垫片22的安装和拆卸的便捷可靠，如图2所示的，可以选择所述垫片固定装置23为连接螺栓。

另外的，为了改变涨芯4在扩张过程的非对称受力，让组合扩张器2向涨芯4的径向发散分力更均匀一致，涨芯4向外扩张速率一致，同一圆周上涨芯对齿圈内圆的压力趋于一致，齿圈内圆在整个淬火冷却过程中径向受到的涨芯压力限形效果趋于一致，达到内齿圈在淬火过程中椭圆度变化趋势趋于一致，可以选择让所述涨芯4由奇数个结构相同的涨芯组件41环绕构成。如图3所示，奇数个涨芯组件41让组合扩张器2向涨芯4的径向发散分力更均匀一致，从而取得更为理想的加工效果。一般的，优选所述涨芯组件41为七个。为了保证涨芯4在向外扩张时扩张速率的均匀，可以选择增设套接设置于涨芯4外周的支撑环5，所述支撑环5设置于涨芯4和压床底座平台9之间。

为了让组合扩张器2在操作结束时自动归位，从而进行下一次的操作，可以选择这样的方案：包括扩张器弹性支撑结构3，所述扩张器弹性支撑结构3套接设置于组合扩张器2内，所述扩张器弹性支撑结构3与组合扩张器2同轴布置。基于同样的构思，为了让涨芯4在操作结束时自动归位，可以选择这样的方案：包括涨芯弹性支撑结构6，所述涨芯弹性支撑结构6设置于涨芯4与支撑环5之间。一般的，扩张器中心杆7设置于组合扩张器2上方。

本结构的工作原理是这样的：在齿圈淬火进行压床淬火时，机械手将淬火前的零件放置于原位的涨芯4外周，启动淬火程序，内压环1和扩张器中心杆7同时下移，组合扩张器2向下移动，涨芯4在组合扩张器2的驱动下径向外移动与内齿圈结构8的内圆接触，使内齿圈结构8的内圆面在整个淬火过程中处于基本一致的压力限形，几何尺寸变化趋势一致，达到内齿圈结构8上下锥度及径向椭圆度相对变化值较小。在一个零件压床淬火完成后，扩张器中心杆7上移，组合扩张器2受扩张器弹性支撑结构3的反作用向上移动，减小对涨芯4的作用力，涨芯4受涨芯弹性支撑结构6的反作用向中心移动，回到原位，此时机械手将完成淬火后的齿圈转移到下一工位，程序进行下一个循环。