一种内齿圈热处理装置的制作方法

本实用新型涉热处理技术领域，具体是指一种内齿圈热处理装置。

背景技术：

行星齿轮减速器具有体积小、承载能力大、工作平稳等特点，常用在减速器和重型车辆等领域，行星齿轮减速器包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈。

内齿圈使一种内圈上加工有齿的环形零件，随着产品的大型化和先进化，对内齿圈提出了更新更高的要求，除了从设计上和材料上寻求新的途径外，齿圈的热处理更是必不可少的手段，常用的热处理方式为淬火后高温回火，淬火时需要先内齿圈进行加热，常规情况下，为防止加热时内齿圈氧化，加热方式通常采用转炉加热，但转炉加热一个内齿圈需要30~40分钟，因此造成内齿圈的加工效率低下。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种效率高、安全可靠、操作方便的内齿圈热处理装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种内齿圈热处理装置，包括感应加热装置、芯轴、夹钳、淬冷装置以及压出装置，所述感应加热装置包括加热炉体和分别设置在加热炉体两端的进口门和出口门，加热炉体内设有螺旋形的感应加热线圈，感应加热线圈内形成加热腔，加热腔与进口门之间设有分隔门，分隔门与进口门之间形成分隔腔，分隔腔与加热腔均连通有进气管，所述芯轴的外径与内齿圈的内径适配。

本方案中感应加热装置用于对内齿圈进行加热，芯轴装在加热后的内齿圈中，并随内齿圈一同进行淬冷、回火等操作，可以防止内齿圈在冷却过程中的变形，夹钳用于夹持内齿圈，淬冷装置用于淬火过程中的冷却，压出装置用于将安装在内齿圈中的芯轴从内齿圈中压出。

本方案中的感应加热装置采用交流线圈感应加热，分隔腔与加热腔均连通有进气管，可以向加热腔和分隔腔内注入惰性气体，防止内齿圈加热过程中的氧化，进口门和出口门可以对加热炉体进行密封，减少惰性气体泄漏，内齿圈进入加热腔之前，先放置在分隔腔中，然后关闭进口门，打开分隔门，将内齿圈从分隔腔移动到加热腔中，可以进一步减少惰性气体的泄漏。

作为优化，所述进口门、出口门和分隔门均沿上下方向滑接在加热炉体上，加热炉体上方装有进口气缸、出口气缸和分隔气缸，进口气缸的伸缩轴、出口气缸的伸缩轴和分隔气缸的伸缩轴分别通过钢丝绳连接进口门的上端、出口门的上端和分隔门的上端。本方案中的进口门、出口门和分隔门均沿上下方向滑接在加热炉体上，并通过进口气缸、出口气缸和分隔气缸来实现开关。

作为优化，所述感应加热装置还包括沿加热炉体长度方向设置在加热炉体内的滑轨，滑轨穿过加热腔内部，滑轨上放置有与滑轨适配的托架。本方案中的托架用于放置内齿圈，托架放置在滑轨上，可以使内齿圈可以沿加热炉体长度方向滑动。

作为优化，所述感应加热装置还包括设置在加热炉体进口端外侧的送料气缸，送料气缸的伸缩轴上装有与托架对应的送料板，进口门、出口门和分隔门底部均开有可容托架穿过的穿过孔。本方案中的送料气缸驱动送料板来推动托架沿加热炉体长度方向移动，并可以通过托架之间相互作用来推动加热炉体内的托架一同移动。

作为优化，所述加热炉体内设有将感应加热线圈包裹在内的隔热层，隔热层内装有冷却管，冷却管两端分别连通进水管和出水管。本方案中的隔热层用来隔绝内齿圈散发的热量，防止感应加热线圈温度过高，冷却管可以对感应加热线圈起到冷却作用。

作为优化，所述淬冷装置包括固定的底座、固定在底座上方的集液槽以及设置在集液槽内的托板，集液槽底部设有回液孔，底座下方装有升降油缸，升降油缸的伸缩轴伸入集液槽中并与托板固接，集液槽内设有多个喷液口。本方案中的喷液口用于向内齿圈上喷射冷却液，从而实现淬冷操作，内齿圈上流下的液体通过回液孔流出，升降油缸带动托板上下运动，从而使内齿圈各处都能得到冷却。

作为优化，所述淬冷装置还包括设置在集液槽上方的盖板以及驱动盖板升降的盖板油缸。本方案中的盖板用于淬冷时防止液体飞溅到集液槽外部，放置内齿圈时，盖板油缸驱动盖板上升。

作为优化，所述压出装置包括固定的底板、放置在底板上的支撑套、设置在支撑套上方的压出轴以及驱动压出轴上下运动的压出油缸，压出轴的外径小于内齿圈的内径，支撑套的内径大于芯轴的外径且小于内齿圈的外径。本方案中的支撑套用于支撑内齿圈，压出轴向下运动，将内齿圈中的芯轴压出落到支撑套内，从而实现内齿圈和芯轴的分离。

作为优化，所述夹钳包括下部夹钳和上部夹钳，所述下部夹钳包括两根平行的横杆，横杆的间距小于内齿圈的直径，两根横杆的一端通过连杆固接，所述上部夹钳包括依次固接的夹板和上夹臂，夹板上设有与内齿圈适配的弧形面，夹板的端部与一根横杆铰接，另一根横杆上固接有与上夹臂对应的下夹臂。本方案中的夹钳用于夹持内齿圈，使用时，将两根横杆插到内齿圈下部的两侧弧面上，然后将夹板下压在内齿圈的上表面上，将上夹臂和下夹臂向中间夹紧，从而将内齿圈固定在横梁和夹板之间。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种内齿圈热处理装置，通过感应加热装置对内齿圈进行加热，芯轴装在加热后的内齿圈中，并随内齿圈一同进行淬冷、回火等操作，可以防止内齿圈在冷却过程中的变形，夹钳用于夹持内齿圈，淬冷装置用于淬火过程中的冷却，压出装置用于将安装在内齿圈中的芯轴从内齿圈中压出。

本实用新型采用感应加热对内齿圈进行加热，加热时间短，效率高，通过在分隔腔与加热腔内注入惰性气体，可以防止内齿圈加热过程中的氧化，进口门和出口门可以对加热炉体进行密封，减少惰性气体泄漏，内齿圈进入加热腔之前，先放置在分隔腔中，然后关闭进口门，打开分隔门，将内齿圈从分隔腔移动到加热腔中，可以进一步减少惰性气体的泄漏，本实用新型效率高、安全可靠、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型感应加热装置正视图；

图2为本实用新型感应加热装置侧视图；

图3为本实用新型感应加热装置加热炉体内部示意图；

图4为本实用新型感应加热装置加热腔剖视图；

图5为本实用新型感应加热装置第一步开关门示意图；

图6为本实用新型感应加热装置第二步开关门示意图；

图7为本实用新型托架正视图；

图8为本实用新型托架俯视图；

图9为本实用新型芯轴剖视图；

图10为本实用新型芯轴安装示意图；

图11为本实用新型淬冷装置结构示意图；

图12为本实用新型压出装置结构示意图；

图13为本实用新型夹钳结构示意图；

图14为本实用新型下部夹钳结构示意图；

图15为本实用新型上部夹钳结构示意图；

图16为本实用新型实施例2中感应加热装置加热炉体内部示意图；

图17为本实用新型实施例2中感应加热装置第一步开关门示意图；

图18为本实用新型实施例2中感应加热装置第二步开关门示意图；

图中所示：

1、内齿圈，2、感应加热线圈，3、隔热层，4、托架，5、滑轨，6、进水管，7、出水管，8、进口门，9、进口气缸，10、出口门，11、出口气缸，12、送料气缸，13、送料板，14、进气管，15、显示屏，16、温度检测器，17、芯轴，18、底座，19、集液槽，20、升降油缸，21、托板，22、支撑架，23、喷液口，24、盖板油缸，25、盖板，26、底板，27、压出轴，28、压出油缸，29、支撑套，30、分隔气缸，31、分隔门，32、下部夹钳，33、上部夹钳，34、后分隔气缸，35、后分隔门。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1：

如图所示，本实用新型的一种内齿圈热处理装置，包括感应加热装置、芯轴17、夹钳、淬冷装置以及压出装置，感应加热装置用于对内齿圈1进行加热，芯轴17装在加热后的内齿圈1中，并随内齿圈一同进行淬冷、回火等操作，可以防止内齿圈1在冷却过程中的变形，夹钳用于夹持内齿圈1来实现内齿圈1的搬运，淬冷装置用于淬火过程中的冷却，压出装置用于将安装在内齿圈中的芯轴从内齿圈1中压出。

所述感应加热装置包括加热炉体，加热炉体内设有螺旋形的感应加热线圈2，感应加热线圈2的长度小于加热炉体的长度，感应加热线圈2内形成圆柱形的加热腔，所述加热炉体内设有将感应加热线圈2包裹在内的隔热层3，隔热层3内装有冷却管，冷却管呈螺旋装设置在隔热层3内，冷却管两端分别连通进水管6和出水管7，出水管7中排出的冷却液进入闭式冷却塔中进行冷却后回流到水箱，水泵从水箱中抽取冷却液泵入进水管6中。

加热炉体外部的侧面靠近出口的位置装有温度监测器16，加热炉体上开有可以允许温度监测器16照射到内齿圈的孔，所述温度监测器16为红外测温仪，加热炉体的正面装有显示屏15，用来显示温度监测器16测出的内齿圈1的温度，从而可以检测加热完成后的内齿圈1的温度。

所述感应加热装置还包括沿加热炉体长度方向设置在加热炉体内的滑轨5，滑轨5两端伸出加热炉体外，所述滑轨5为两根水平设置的圆钢，滑轨5穿过加热腔内部，滑轨5上放置有与滑轨5适配的托架4。

所述托架4为两根横梁和两根纵梁形成的方形框，两根横梁的底面设置有与滑轨5半径相同的弧形面，从而实现托架4可以在滑轨5上滑动。

内齿圈1放置在托架4后，内齿圈1与感应加热线圈2同心。

所述感应加热装置还包括设置在加热炉体进口端外侧的送料气缸12，送料气缸12的伸缩轴上装有与托架4对应的送料板13，通过送料气缸12的伸长，可以将滑轨5上的托架4向加热炉体内部推送，送料板13的顶面低于托架4的顶面。

加热炉体两端装有进口门8和出口门10，加热腔与进口门8之间设有分隔门31，分隔门31与进口门8之间的距离等于托架4的长度，分隔门31与出口门10之间的距离为托架4长度的奇数倍，分隔门31与进口门8之间形成分隔腔，分隔腔与加热腔均连通有进气管14，所述进气管14与惰性气体的气罐连通，本实施例中的惰性气体为氮气。

所述进口门8和出口门10可以实现加热炉体两端的密封，分隔门31可以实现加热腔靠近进口门8一端的密封。

所述进口门8、出口门10和分隔门31均沿上下方向滑接在加热炉体上，加热炉体上方装有进口气缸9、出口气缸11和分隔气缸30，进口气缸9的伸缩轴、出口气缸11的伸缩轴和分隔气缸30的伸缩轴分别通过钢丝绳连接进口门8的上端、出口门10的上端和分隔门31的上端。

进口门8、出口门10和分隔门31底部均开有可容托架4穿过的穿过孔。

所述芯轴17为圆柱形的阶梯轴，较细的部分直径与与冷却状态下的内齿圈1的内径相同，当内齿圈1加热后，可以很轻松将内齿圈1套在芯轴17上，芯轴17内部开有圆孔。

所述淬冷装置包括固定的底座18、固定在底座18上方的圆形集液槽19以及设置在集液槽19内的托板21，所述托板21中间设有凸起的圆轴，将芯轴17放置在托板21上时，芯轴17中心的圆孔套在圆轴上，防止芯轴17左右移动。

集液槽19底部设有回液孔，底座18下方装有升降油缸20，升降油缸20的伸缩轴伸入集液槽19中并与托板21固接，升降油缸20的伸缩轴穿过集液槽19的部位装有密封圈，集液槽19内设有8喷液口23，所述喷液口23设置在支撑架22上，支撑架22设置有8个且固接在集液槽19的顶部并呈圆形排列，喷液口23朝向内齿圈1。

所述喷液口23通过软管连通泵的出口，泵的进口连通液箱，回液孔中的液体通过回液管连通散热器进行散热，散热后的液体流回液箱。

所述淬冷装置还包括设置在集液槽19上方的盖板25以及驱动盖板25升降的盖板油缸24，盖板25可以将整个集液槽19盖住。

所述压出装置包括固定的底板26、放置在底板26上的支撑套29、设置在支撑套29上方的压出轴27以及驱动压出轴27上下运动的压出油缸28，压出轴27的外径小于内齿圈1的内径，支撑套29的内径大于芯轴17的外径且小于内齿圈1的外径，支撑套29的高度大于内齿圈1的宽度。

所述夹钳包括下部夹钳32和上部夹钳33，所述下部夹钳32包括两根平行的横杆，横杆的间距小于内齿圈1的直径，两根横杆的一端通过连杆固接，所述上部夹钳33包括依次固接的夹板和上夹臂，夹板上设有与内齿圈1适配的弧形面，夹板的端部与一根横杆铰接，另一根横杆上固接有与上夹臂对应的下夹臂。

本实施例1的热处理工艺：

如图5、6所示，将感应加热装置中的托架4放置到滑轨5上，通过夹钳将内齿圈1竖直放置到托架4上，打开进口门8，同时打开出口门10，送料气缸12驱动送料板13前进一个托架4的距离，通过送料气缸12将托架4和内齿圈1推送到分隔腔内，同时将分隔腔内的空的托架4穿过分隔门31底部的穿过孔推送到加热腔中，并将加热腔中最后一个内齿圈1连同托架4一同推出加热腔，然后关闭进口门8和出口门10。

然后继续在滑轨5上放置一个空的托架4，打开分隔门31，送料气缸12驱动送料板13前进一个托架4的距离，通过送料气缸12将空的托架4通过进口门8底部的穿过孔推送到分隔腔内，并通过空的托架4将分隔腔中的托架4和内齿圈1推送到加热腔内，并同时通过托架4的作用将加热腔中最后一个空的托架4穿过出口门10底部的穿过孔推送出加热腔，然后关闭分隔门31。

依次重复上述动作。

通过进气管14向分隔腔和加热腔内冲入惰性气体，感应加热线圈2通电，对内齿圈1进行感应加热，加热完成后的内齿圈1通过托架4推出加热腔。

将芯轴17放置到淬冷装置的托板21上，通过夹钳将内齿圈1套在芯轴17上，通过盖板油缸24驱动盖板25下降，将集液槽19盖住，通过喷液口23向内齿圈1喷射冷却液，通过升降油缸20驱动内齿圈1上下运动，完成内齿圈的淬火。

将淬火后的内齿圈1再加热到500~650度，此时由于加热温度低，可以采用任意加热方式，然后进行高温回火。

通过夹钳将高温回火后的内齿圈1放置到压出装置中的支撑套29上，通过压出油缸28驱动压出轴27下降，将芯轴17从内齿圈1中压出。

实施例2：

如图16所示，本实施例与实施例1的区别在于：加热腔与出口门10之间设有后分隔门35，后分隔门35与出口门10之间的距离等于托架4的长度，分隔门31与后分隔门35之间的距离为托架4长度的偶数倍，后分隔门35与出口门10之间形成后分隔腔，后分隔腔内连通有进气管14，后分隔门35可以实现加热腔的密封，后分隔门35底部开有可容托架4穿过的穿过孔。

所述后分隔门35沿上下方向滑接在加热炉体上，加热炉体上方装有后分隔气缸34，后分隔气缸34的伸缩轴通过钢丝绳连接后分隔门35的上端。

本实施例2的热处理工艺：

如图17、18所示，将感应加热装置中的托架4放置到滑轨5上，通过夹钳将内齿圈1竖直放置到托架4上，打开进口门8，同时打开出口门10，送料气缸12驱动送料板13前进一个托架4的距离，通过送料气缸12将托架4和内齿圈1推送到分隔腔内，同时将分隔腔内的空的托架4穿过分隔门31底部的穿过孔推送到加热腔中，同时将加热腔中最后一个空的托架4穿过后分隔门35底部的穿过孔推送到后分隔腔中，并将后分隔腔中的内齿圈1连同托架4一同推出分隔腔，然后关闭进口门8和出口门10。

然后继续在滑轨5上放置一个空的托架4，打开分隔门31和后分隔门35，送料气缸12驱动送料板13前进一个托架4的距离，通过送料气缸12将空的托架4通过进口门8底部的穿过孔推送到分隔腔内，并将后分隔腔中的空的托架4通过出口门10底部的穿过孔推送出后分隔腔，并通过空的托架4将分隔腔中的托架4和内齿圈1推送到加热腔内，并将加热腔中的最后一个托架4和内齿圈1推送到后分隔腔内，并同时通过托架4的作用将后分隔腔中空的托架4穿过出口门10底部的穿过孔推送出后分隔腔，然后关闭分隔门31和后分隔门35。

依次重复上述动作。

通过进气管14向分隔腔和加热腔内冲入惰性气体，感应加热线圈2通电，对内齿圈1进行感应加热，加热完成后的内齿圈1通过托架4推出加热腔。

将芯轴17放置到淬冷装置的托板21上，通过夹钳将内齿圈1套在芯轴17上，通过盖板油缸24驱动盖板25下降，将集液槽19盖住，通过喷液口23向内齿圈1喷射冷却液，通过升降油缸20驱动内齿圈1上下运动，完成内齿圈的淬火。

将淬火后的内齿圈1再加热到500~650度，此时由于加热温度低，可以采用任意加热方式，然后进行高温回火。

通过夹钳将高温回火后的内齿圈1放置到压出装置中的支撑套29上，通过压出油缸28驱动压出轴27下降，将芯轴17从内齿圈1中压出。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。