一種機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱處理模具技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具。
【背景技術(shù)】
[0002]為了獲得較好的抗疲勞強(qiáng)度，目前常采用滲碳淬火作為鐵路機(jī)車牽引齒圈的最終熱處理工藝。實際加工中，圈類齒輪的滲碳淬火變形較大，常見的有橢圓、錐度、端面跳動等畸變類型，齒圈畸變導(dǎo)致后續(xù)加工沒有余量，齒部有效硬化層深度不均勻，降低產(chǎn)品質(zhì)量。造成圈類齒輪變形的原因較為復(fù)雜，主要有原材料、零件形狀、機(jī)加工的加工量和加熱和冷卻工藝等，這些因素相互影響，使得控制齒圈畸變顯得尤為困難。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對圈類齒輪滲碳淬火畸變的控制方法較少，主要手段是加大滲碳淬火前齒輪加工余量，加工余量與原材料和形狀都有密切關(guān)系，其控制難度大，不容易達(dá)到理想的余量，而過大的加工余量會造成齒部硬度和強(qiáng)度的下降，并且，由于齒根部位不進(jìn)行磨削加工，齒部磨削量過大則會使齒根處形成磨削凸臺，過小的加工余量則不能減小齒圈畸變，兩者都容易造成產(chǎn)品報廢。
[0004]造成齒圈形變的因素眾多，而針對不同原料、形狀、加工技術(shù)要求制定統(tǒng)一的處理方法來控制齒圈變形是不現(xiàn)實的，較可能的手段是提供一種滲碳淬火設(shè)備，改良淬火設(shè)備固定齒圈的結(jié)構(gòu)，使齒圈各部位應(yīng)力分布均衡，從而減少齒圈在后續(xù)加工中的形變。
[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，亟需研發(fā)一種新的壓淬設(shè)備，以實現(xiàn)通過滲碳淬火獲得較好硬度的機(jī)車牽引齒圈的同時，有效控制機(jī)車牽引齒圈由于滲碳淬火而產(chǎn)生的端面和橢圓畸變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具，該套模具能夠有效控制牽引齒圈由于滲碳淬火而產(chǎn)生的端面和橢圓畸變，能夠滿足產(chǎn)品滲碳淬火后對硬度的要求，減小變形。
[0007]本發(fā)明一種機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具，設(shè)置在壓淬機(jī)床的工作臺上，包括上模和下模，上模包括腹板壓模和端面壓模，端面壓模繞腹板壓模外周設(shè)置；下模包括漲芯、腹板支撐臺及端面支撐臺，腹板支撐臺繞漲芯外周設(shè)置，端面支撐臺繞腹板支撐臺外周設(shè)置；腹板支撐臺與腹板壓模用于夾持機(jī)車牽引齒圈腹板，端面支撐臺和端面壓模用于夾持機(jī)車牽引齒圈端面；所述漲芯包括立柱、圓錐臺、擴(kuò)張器和擴(kuò)張器支撐臺，立柱和擴(kuò)張器支撐臺固定在機(jī)床工作臺上，圓錐臺套設(shè)在立柱上并能夠沿立柱上下移動，擴(kuò)張器繞圓錐臺外周設(shè)置，其底部與擴(kuò)張器支撐臺接觸并能夠在擴(kuò)張器支撐臺上徑向移動，擴(kuò)張器的內(nèi)斜面與所述圓錐臺的外錐面貼合。
[0008]具體地，所述擴(kuò)張器根據(jù)工件大小，由以圓心等分的多個相同的模塊組成，所述擴(kuò)張器支撐臺上設(shè)置有供所述模塊滑動的導(dǎo)軌；擴(kuò)張器支撐臺與模塊之間還設(shè)置有回位彈簧，所述回位彈簧一端與模塊的外側(cè)面接觸，另一端與擴(kuò)張器支撐臺固定。
[0009]進(jìn)一步地，所述模塊上與圓錐臺相對的內(nèi)側(cè)面為傾斜面，與腹板支撐臺相對的外側(cè)面具有凹槽，所述回位彈簧的一端抵在所述凹槽內(nèi)。
[0010]具體地，所述模塊的底部呈倒T形，所述擴(kuò)張器支撐臺上的導(dǎo)軌為倒T形滑槽。
[0011]進(jìn)一步地，所述立柱上套設(shè)有兩段壓縮彈簧，兩段壓縮彈簧之間設(shè)置有墊圈，其中一段壓縮彈簧的一端抵在立柱下部的凸臺上，另一端與墊圈下端面接觸；另一段壓縮彈簧的一端與圓錐臺上部相抵，另一端與墊圈上端面接觸。
[0012]具體地，所述腹板壓模通過螺栓與壓淬機(jī)床的上壓板I連接，所述端面壓模通過螺栓與壓淬機(jī)床的上壓板II連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述腹板壓模與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端部設(shè)置有多個流油槽，所述流油槽由腹板壓模與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端面向內(nèi)凹陷形成，且均勻分布在所述腹板壓模上；所述端面壓模與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端部設(shè)置有多個流油槽，所述流油槽由端面壓模與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端面向內(nèi)凹陷形成，且均勻分布在所述端面壓模上；所述腹板支撐臺與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端部設(shè)置有多個流油槽，所述流油槽由腹板支撐臺與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端面向內(nèi)凹陷形成，且均勻分布在所述腹板支撐臺上；所述端面支撐臺與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端部設(shè)置有多個流油槽，所述流油槽由端面支撐臺與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端面向內(nèi)凹陷形成，且均勻分布在所述端面支撐臺上。
[0014]優(yōu)選地，根據(jù)機(jī)車牽引齒圈的大小，所述腹板壓模、端面壓模、腹板支撐臺或端面支撐臺上的流油槽的數(shù)量為16?48個。
[0015]優(yōu)選地，所述擴(kuò)張器在擴(kuò)張器支撐臺上徑向移動的最大限位在機(jī)車牽引齒圈的內(nèi)孔孔壁處。
[0016]優(yōu)選地，所述圓錐臺的外錐面與擴(kuò)張器的內(nèi)斜面均是精磨面。
[0017]優(yōu)選地，所述下模還包括底盤，所述底盤通過螺栓固定在壓淬機(jī)床的工作臺上，所述擴(kuò)張器支撐臺固定在底盤上。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019](1)根據(jù)對機(jī)車牽引齒圈在滲碳淬火過程中易變形部位的深入研究，為減小變形，本發(fā)明設(shè)置了腹板壓模、端面壓模、腹板支撐臺及端面支撐臺，利用腹板壓模和腹板支撐臺夾持牽引齒圈腹板，端面壓模和端面支撐臺夾持牽引齒圈端面，并利用擴(kuò)張器限制牽引齒圈內(nèi)孔，對機(jī)車牽引齒圈進(jìn)行分部位固定，使齒圈各部位應(yīng)力分布均衡，在滲碳淬火冷卻階段，能夠顯著減少機(jī)車牽引齒圈端面跳動和橢圓變形。
[0020](2)本發(fā)明中，腹板壓模、端面壓模、腹板支撐臺和端面支撐臺上與機(jī)車牽引齒圈相接觸的端部各設(shè)置有多個流油槽，由于流油槽在腹板壓模、端面壓模、腹板支撐臺和端面支撐臺都是均勻分布的，因而在淬火介質(zhì)通過流油槽時，淬火介質(zhì)與機(jī)車牽引齒圈能夠充分接觸。此外，擴(kuò)張器的每個模塊上與機(jī)車牽引齒圈接觸的外側(cè)面均設(shè)置有凹槽，淬火介質(zhì)可以通過凹槽與機(jī)車牽引齒圈內(nèi)孔孔壁接觸。流油槽和凹槽的設(shè)計使淬火介質(zhì)與機(jī)車牽引齒圈能夠充分均勻地接觸，進(jìn)而能夠使齒圈硬化層深度趨于一致，減小后續(xù)磨齒工作量。
[0021](3)本發(fā)明裝置使用過程中，淬火壓床對圓錐臺施加壓力，圓錐臺沿漲芯立柱向下運(yùn)動，圓錐臺的外錐面擠壓擴(kuò)張器的內(nèi)斜面，使得擴(kuò)張器在擴(kuò)張器支撐臺上向外擴(kuò)張；由于漲芯立柱上設(shè)置有兩段彈簧來支撐圓錐臺，能夠保證在撤銷對圓錐臺施加的壓力后，有足夠的彈力使得圓錐臺沿漲芯立柱向上移動，撤銷圓錐臺對擴(kuò)張器的擠壓力，而由于擴(kuò)張器外側(cè)端面設(shè)置有多個彈簧，使得擴(kuò)張器能夠在擴(kuò)張器支撐臺上向內(nèi)收縮。兩處彈簧部件的設(shè)置使得擴(kuò)張器和圓錐臺能夠迅速回位，利于取出加工的齒圈。
[0022]總之，本發(fā)明的機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計巧妙，能夠在采用滲碳淬火使產(chǎn)品達(dá)到硬度要求的同時，有效控制牽引齒圈由于滲碳淬火而產(chǎn)生的變形，提高產(chǎn)品合格率和后續(xù)機(jī)加工效率，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是端面壓模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是擴(kuò)張器中任意一個模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1-端面支撐臺，2-機(jī)車牽引齒圈，3-腹板壓模，4-端面壓模，5-底盤，6_擴(kuò)張器支撐臺，7-回位彈簧，8-腹板支撐臺，9-擴(kuò)張器，10-圓錐臺，11-立柱，12-壓縮彈簧，13-上壓板I，14-上壓板II，15-下壓柱，16-工作臺，17-墊圈，18-模塊，19-凹槽，20-流油槽。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]參見圖1，本發(fā)明的機(jī)車牽引齒圈用的壓淬模具設(shè)置在壓淬機(jī)床的工作臺16上，包括上模和下模。上模包括腹板壓模3和端面壓模4，端面壓模4繞腹板壓模3外周設(shè)置；下模包括漲芯、腹板支撐臺8及端面支撐臺1，腹板壓模3通過螺栓與壓淬機(jī)床的上壓板I 13連接，端面壓模4通過螺栓與壓淬機(jī)床的上壓板II 14連接，腹板支撐臺8繞漲芯外周設(shè)置，端面支撐臺1繞腹板支撐臺8外周設(shè)置；腹板支撐臺8與腹板壓模3相互配合，用于夾持機(jī)車牽引齒圈腹板，端面支撐臺1和端面壓模4相互配合，用于夾持機(jī)車牽引齒圈端面。腹板壓模3、端面壓模4、腹板支撐臺8及端面支撐臺1上與機(jī)車牽引齒圈接觸的端部均設(shè)置有流油