一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的制作方法

allin2022-07-13  152



1.本实用新型涉及轴承配件技术领域,尤其涉及一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构。


背景技术:

2.凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程,都可能造成零件变形。但是,淬火变形对热处理质量的影响最大。严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正,即使对淬火变形的工件能够进行校正和机加工修整,也会因而增加生产成本。工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态,在常温和零下温度,长时间放置或使用过程中,逐渐发生转变而趋于稳定,也会伴随引起工件的变形,这种变形称为时效变形。时效变形虽然不大,但是对于精密零件和标准量具也是不允许的。加热时产生的热应力,受钢的化学成分、加热的速度、工件的大小形形状的影响很大。导热性差的高合金钢,加热速度过快,工件尺寸大、形状复杂、各部分厚薄不均匀,会致使工件各部分的热膨胀程度不同而形成很大的热应力,导致工件不均匀塑性变形,从而产生形状畸变。
3.与工件加热时情况相比,工件冷却时产生的热应力和组织应力对工件的变形影响更大。热应力引起的变形主要发生在热应力产生的初期,这是因为冷却初期工件内部仍处于高温状态,塑性好,在瞬时热应力作用下,心部因受多向压缩易发生屈服而产生塑性变形。冷却后期,随工件温度的降低,钢的屈服强度升高,相对来说塑性变形变得更加困难,冷却至室温后,冷却初期的不均匀塑性变形得以保持下来造成工件的变形。
4.现有技术中解决轴承套圈热处理变形的方式,通常是通过平板端压轴承套圈,校正轴承套圈端向上的翘曲,然后再对薄壁轴承套圈进行径向的不圆整形,校正圆度。该种方法对人员技术水平要求较高,保证了端向的翘曲变形,却无法保证径向的不圆变形,很难做到两种兼顾,因此,现有整形工序不仅效率低下,而且加工的合格率不足60%,严重制约轴承的生产。
5.在公开号为cn205115554u的一篇中国专利文献中涉及一种伸缩式渗碳钢材料轴承套圈淬火模具,包括底盘、模芯、锥体、连接盘、锁紧螺母、吊杆、挡铁、圆柱螺旋拉伸弹簧、导向柱。吊杆穿过底盘并用螺钉固定。模芯为八个结构相同的模瓣组成的模芯,模芯外表面设有多道环形槽和竖向槽。模芯的八个模瓣均旋上导向柱后沿圆周方向均匀布设在底盘上的模芯导向柱槽中,多根圆柱螺旋拉伸弹簧分别安装在模芯的环形槽内。模芯的内表面加工成内锥面,锥体外表面加工成与模芯相匹配的外锥面,锥体插入模芯内。吊杆上部旋装有锁紧螺母,锁紧螺母通过外套连接盘与锥体固定连接,旋转锁紧螺母可使锥体沿吊杆上下移动,挡铁安装在锥体的上端面上。本实用新型可多次使用,且减轻操作者劳动强度,经济实惠。该方案中,模芯移动的范围有限,无法是适配更多的尺寸。


技术实现要素:

6.为了解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种新型热处理淬火冷却内胀整
径机构,能够解决轴承套圈在径向的不圆变形和端向的翘曲变形,提高整形的合格率及生产效率,且该机构中设置有双层胀大机构,能够适配更多尺寸不同的轴承套圈内径整形。
7.为了实现上述的目的,本实用新型采用了以下的技术方案:包括整径机构本体,其特征在于:所述整径机构本体包括:定位板、油缸、锥台以及胀大组件;其中,
8.所述油缸的输出端穿设于定位板的中心位置,所述锥台与油缸的输出端连接;所述胀大组件径向滑动设置在定位板上,包括周向设置的多块移动块;所述胀大组件的内壁设有内锥面并与锥台的外壁锥面相抵,所述锥台能够轴向移动使胀大组件沿径向胀开/收拢。该技术方案中,油缸固定在定位板上,且能够驱动锥台沿轴向移动;胀大组件的内壁抵住锥台的外壁锥面,并且胀大组件是径向滑动设置在定位板上的,所以油缸在驱动锥台时,能够顶开胀大组件,而胀大组件沿定位板滑动至外壁顶住轴承套圈的内壁使轴承套圈变圆。该机构结构简单,装卸方便,适用范围广,机构换型方便。此外,胀大组件是双层可拆装结构,可适配更多的尺寸不同的轴承套圈。并且,油缸的设置,自动化程度高,大大减轻工作人员的劳动强度。
9.作为优选,所述胀大组件包括设置在内侧的内胀套和外侧的外胀套,所述内锥面形成在内胀套的内壁上,所述外胀套的内壁上周向设有多条凹槽,所述内胀套的外壁上周向设有与多条凹槽相适配的多条凸边。该技术方案中,胀大组件是包括内胀套与外胀套两部分的,且内胀套上的多条凸边是嵌入外胀套的多条凹槽内的,如此设置是为了确保内胀套与外胀套一起运动时的准确性,在胀大组件胀开时,轴向与径向都不会脱开,轴承的变形也得到了有效控制。
10.作为优选,所述外胀套包括结构相同的多块外胀套滑块,所述内胀套包括结构相同且与多块外胀套滑块分别贴合的内胀套滑块,所述外胀套滑块与相贴合的内胀套滑块的侧壁上设有相对应的连接孔,所述外胀套滑块和内胀套滑块通过连接孔插入螺栓固定连接形成移动块。该技术方案中,连接孔中插入螺栓将内胀套和外胀套固定连接,确保在胀大组件收拢时,外胀套跟随内胀套滑动;此外,如果需要胀大整径不同的轴承套圈,只另外制作更换外胀套既可,装卸更换非常方便。
11.作为优选,所述定位板的中心开设有丝孔,所述油缸固定设置在定位板下端,且输出端上设有缸筒,缸筒伸出丝孔并插接有螺杆;所述锥台套设在螺杆上,下端与缸筒抵接;所述锥台的内径由下至上逐渐变大,所述锥台的下端设有沉孔并与缸筒的端部抵接,所述锥台的上端开设有槽口,所述螺杆的上端拧装设有螺母,所述螺母抵住设置在槽口底部。该技术方案中,油缸驱动锥台相对螺杆轴向移动的,沉孔的设置一是为了限制下述铜套的位置,二是在驱动锥台时,保证运动的准确性。此外,螺母的是设置是为了防止锥台从螺杆上脱开,并且螺母沉入到槽口底部,加大了锥台的轴向移动行程,进一步避免螺母设置太高而有掉出风险。
12.作为优选,所述丝孔中安装设有铜套,所述铜套与缸筒抵接设置。该技术方案中,铜套的主要优点就是适应能力比较强,具有很好的减磨性、耐腐蚀等特性优势,铜套的抗腐蚀功能极好。在把机构放在淬火冷却液中,铜套具有良好的耐腐蚀性,并且在油缸长期的往复运动中,由于长期的摩擦会造成零件磨损,这时候采用铜套就能减少磨擦,如果铜套磨损到一定地步,只需要更换铜套即可,从而增加油缸寿命,节约成本。
13.作为优选,所述定位板上周向设有多个导向滑孔,所述定位板上且处于锥台与导
向滑孔之间设有第一定位孔,所述第一定位孔上插设有第一长螺栓,所述第一长螺栓的下端处于导向滑孔的内端;
14.所述内胀套滑块的底面上开设有第二定位孔,所述第二定位孔上插设有第二长螺栓,所述第二长螺栓的下端伸入导向滑孔的外端;
15.所述第一长螺栓与第二长螺栓之间连接设有拉簧。
16.上述技术方案中,每一个内胀套底部安装一个第二长螺栓,另外第一长螺栓安装在定位板上,拉簧安装在两个长螺栓上,在锥台将内胀组件顶开时,拉簧处于拉伸状态,而在油缸驱动锥台复位时,拉簧的弹力可以让内胀套复位从而带动与其固定的外胀套复位。
17.作为优选,所述定位板呈船舵状,包括中心部以及由中心部向内规则延伸设置的支撑柱,所述相邻的两根支撑柱之间镂空设置。该技术方案中,定位板采用镂空结构,减少了耗材、节约了成本,并且起到了固定支撑、定位的作用;同时,定位板的船舵状设计能方便机械手夹取卸料。
附图说明
18.图1为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构套上轴承套圈的立体结构示意图。
19.图2为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构套上轴承套圈的轴向剖面结构示意图。
20.图3为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的立体结构示意图。
21.图4为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的内锥体的立体结构示意图。
22.图5为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的内锥体的轴向剖面结构示意图。
23.图6为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的内胀套的立体结构示意图。
24.图7为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的内胀套的轴向剖面结构示意图。
25.图8为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的外胀套的立体结构示意图。
26.图9为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的外胀套的轴向剖面结构示意图。
27.图10为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的定位板的立体结构示意图。
28.图11为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的定位板轴向剖面结构示意图。
29.图12为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的铜套的立体结构示意图。
30.图13为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的轴承套圈的轴向剖面结构示意图。
31.图14为一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的另一视角的立体结构示意图。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于
描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确的限定。
35.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.如图1~14所示的一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构,具体是针对一种高碳铬钢薄壁轴承套圈的整径机构,包括整径机构本体,整径机构本体包括:定位板1、油缸2、锥台3以及胀大组件;其中,油缸2的输出端穿设于定位板1的中心位置,锥台3与油缸2的输出端连接;胀大组件径向滑动设置在定位板1上,包括周向设置的多块移动块;胀大组件的内壁设有内锥面并与锥台3的外壁锥面相抵,锥台3能够轴向移动使胀大组件沿径向胀开/收拢。该技术方案中,油缸2通过多枚螺栓插入多个固定孔106固定在定位板1上的,该油缸2且能够驱动锥台3沿轴向移动;胀大组件的内壁抵住锥台3的外壁锥面,并且胀大组件是径向滑动设置在定位板1上的,所以油缸2在驱动锥台3时,能够顶开胀大组件,而胀大组件沿定位板1滑动至外壁顶住轴承套圈105的内壁使轴承套圈变圆。该机构结构简单,装卸方便,适用范围广,机构换型方便。此外,胀大组件是双层可拆装结构,可适配更多的尺寸不同的轴承套圈105。并且,油缸2的设置,自动化程度高,大大减轻工作人员的劳动强度。
38.进一步地,胀大组件包括设置在内侧的内胀套4和外侧的外胀套5,内锥面形成在内胀套4的内壁上,外胀套5的内壁上周向设有多条凹槽6,内胀套4的外壁上周向设有与多条凹槽6相适配的多条凸边7。该技术方案中,胀大组件是包括内胀套4与外胀套5两部分的,且内胀套4上的多条凸边7是嵌入外胀套5的多条凹槽6内的,如此设置是为了确保内胀套4与外胀套5一起运动时的准确性,在胀大组件胀开时,轴向与径向都不会脱开,轴承的变形也得到了有效控制。
39.进一步地,外胀套5包括结构相同的多块外胀套滑块8,内胀套4包括结构相同且与多块外胀套滑块8分别贴合的内胀套滑块9,外胀套滑块8与相贴合的内胀套滑块9的侧壁上设有相对应的连接孔10,外胀套滑块8和内胀套滑块9通过连接孔10插入螺栓固定连接形成移动块。该技术方案中,连接孔10中插入螺栓将内胀套4和外胀套5固定连接,确保在胀大组件收拢时,外胀套5跟随内胀套4滑动;此外,如果需要胀大整径不同的轴承套圈,只另外制
作更换外胀套5既可,装卸更换非常方便。
40.进一步地,定位板1的中心开设有丝孔11,油缸2固定设置在定位板1下端,且输出端上设有缸筒12,缸筒12伸出丝孔11并插接有螺杆13;锥台3套设在螺杆13上,下端与缸筒12抵接;锥台3的内径由下至上逐渐变大,锥台3的下端设有沉孔14并与缸筒12的端部抵接,锥台3的上端开设有槽口15,螺杆13的上端拧装设有螺母16,螺母16抵住设置在槽口15底部。该技术方案中,油缸2驱动锥台3相对螺杆13轴向移动的,沉孔14的设置一是为了限制下述铜套17的位置,二是在驱动锥台3时,保证运动的准确性。此外,螺母16的是设置是为了防止锥台3从螺杆13上脱开,并且螺母16沉入到槽口15底部,加大了锥台3的轴向移动行程,进一步避免螺母16设置太高而有掉出风险。
41.进一步地,丝孔11中安装设有铜套17,且铜套17与缸筒12抵接设置。该技术方案中,铜套17的主要优点就是适应能力比较强,具有很好的减磨性、耐腐蚀等特性优势,铜套17的抗腐蚀功能极好。在把机构放在淬火冷却液中,铜套17具有良好的耐腐蚀性,并且在油缸2长期的往复运动中,由于长期的摩擦会造成零件磨损,这时候采用铜套17就能减少磨擦,如果铜套17磨损到一定地步,只需要更换铜套17即可,从而增加油缸2寿命,节约成本。
42.进一步地,定位板1上周向设有多个导向滑孔18,定位板1上且处于锥台3与导向滑孔18之间设有第一定位孔19,第一定位孔19上插设有第一长螺栓101,且第一长螺栓101的下端处于导向滑孔18的内端;内胀套滑块9的底面上开设有第二定位孔20,且第二定位孔20上插设有第二长螺栓102,第二长螺栓102的下端伸入导向滑孔18的外端;第一长螺栓101与第二长螺栓102之间连接设有拉簧21。上述技术方案中,每一个内胀套4底部安装一个第二长螺栓102,另外第一长螺栓101安装在定位板1上,拉簧21安装在两个长螺栓上,在锥台3将内胀组件顶开时,拉簧21处于拉伸状态,而在油缸2驱动锥台3复位时,拉簧21的弹力可以让内胀套4复位从而带动与其固定的外胀套5复位。
43.进一步地,定位板1呈船舵状,包括中心部以及由中心部向内规则延伸设置的支撑柱22,相邻的两根支撑柱22之间镂空设置。该技术方案中,定位板1采用镂空结构,减少了耗材、节约了成本,并且起到了固定支撑、定位的作用;同时,定位板1的船舵状设计能方便机械手夹取卸料。
44.在本具体实施例中,一种新型热处理淬火冷却内胀整径机构的胀大方案中的油缸2采用一种耐高温液压油缸。其主要包括活塞杆、活塞、恒范钢片、密封圈、紧固螺母和定位螺钉,密封圈安装在活塞上,恒范钢片安装在活塞内腔壁上。其特点是利用活塞和恒范钢片的双金属效应抑制高温工况下活塞的热膨胀变形,且通过紧固螺母、垫圈和定位螺钉实现活塞的三重固定;通过中空型铝合金材料的活塞实现降重和及时散热;通过活塞中空腔壁上的恒范钢片抑制活塞的热膨胀变形;通过截面为矩形的氟素橡胶密封圈加强活塞的耐高温密封。
45.此外,定位板1采用调质处理,高温回火后的硬度要求hrc28-32,其目的是使零件具有良好的综合机械性能。
46.需要说明的是,锥台3的材料采用42crmo;42crmo钢属于超高强度钢,具有高强度和韧性,淬透性也较好,无明显的回火脆性,调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。该钢适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型模具。强度、淬透性高,韧性好,淬火时变形小,高温时有高的蠕变强度和持久强度。外表面设置成锥面,目的是
为了胀大组件组成一个配合,可以在机构胀大过程中运动准确,平稳,且可以增大机构的行程,增加可调范围。
47.需要进一步说明的是,内胀套4与锥台3配对使用,材料选择42crmo,内胀套4的内锥与锥台3的外锥的锥度一致,生产中内胀套4做成剖分结构,目的是为了防止在淬火冷却中,材料发生变形,引起机构传输运动不准确,并且便于内胀套4的凸边7与外胀套5的凹槽6接触,便于外胀套3的安装和定位。
48.具体地,我们使用该新型热处理淬火冷却内胀整径机构在轴承套圈淬火后的20s时间内,将淬火后的轴承套圈105放置在该机构中,并通过控制台控制液压油缸拉紧或松开,使活塞杆上下移动,活塞杆上移,机构松开,拉簧21的弹力使内胀套4往下移动,机构回到原位;活塞杆下行,拧紧锁紧螺母,机构胀大,整形的轴承套圈105内径,将机构一起放入冷却液中冷却。
49.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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