專利名稱：內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淬火模具，更具體的說是一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具。
背景技術(shù)：
在零件加工領(lǐng)域中，為提高某些工件接觸表面的強(qiáng)度，工業(yè)生產(chǎn)中常常采對其局部進(jìn)行中、高頻感應(yīng)淬火，采用此種加工工藝既能提高工件表層強(qiáng)度，又不影響工件基體韌性，且成本較低；但由于淬火過程中加熱和組織轉(zhuǎn)變都會造成巨大的內(nèi)應(yīng)力，尤其是中頻加熱和組織轉(zhuǎn)變都在局部進(jìn)行，這樣就造成了工件內(nèi)應(yīng)力不均衡，從而發(fā)生淬火變形，影響工件尺寸及精度。零件加工中的齒圈溝道為中頻連續(xù)淬火，由于熱應(yīng)力和材料組織轉(zhuǎn)變造成的應(yīng)力誘發(fā)齒圈變形，尤其當(dāng)齒圈的結(jié)構(gòu)不對稱或齒圈為薄壁件時(shí)，這種變形更加劇烈，甚至直接導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。在正常情況下，回轉(zhuǎn)齒圈的齒部和滾道均需要淬火，才能滿足實(shí)際的使用要求，常規(guī)的工藝做法是在完成滾道淬火后再進(jìn)行齒部的加工及淬火，這樣可以使得齒部形變只受齒部淬火變形本身的影響。但某些特殊工藝要求必須先淬齒而后才能淬滾道時(shí)，由于齒部受到兩次淬火變形的疊加，造成齒圈變形較大。尤其是薄壁的非對稱滾道產(chǎn)品在進(jìn)行滾道淬火時(shí)，其帶來的齒部精度損失是驚人的。目前，薄壁件內(nèi)齒圈的滾道淬火均采用自由淬火，自由淬火時(shí)，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不對稱及淬火時(shí)的局部連續(xù)加熱，造成齒圈在淬火后產(chǎn)生較大的橢圓變形及錐度變形，進(jìn)而影響最終成品的制造精度，使前期加工精度受到損失，若要達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求，須增加磨齒等工序，而磨齒等工序的生產(chǎn)周期長，設(shè)備昂貴，加工精度高，增加大量的成本，造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述不足，提供一種在內(nèi)齒圈的滾道淬火加工時(shí)可向其施加向外預(yù)應(yīng)力，減少其變形損耗的一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明所提供的一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，包括過渡板與呈圓形的壓板，壓板置于過渡板的上方，所述的淬火模具還包括預(yù)應(yīng)力圓臺體，預(yù)應(yīng)力圓臺體置于壓板與過渡板之間，壓板通過螺栓一與過渡板相固定，且螺栓一穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體，過渡板還通過螺栓二與預(yù)應(yīng)力圓臺體相互固定；壓板的最大直徑大于預(yù)應(yīng)力圓臺體的最大直徑，使內(nèi)齒圈可環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體的外部，預(yù)應(yīng)力圓臺體對其形成向外的預(yù)應(yīng)力。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的壓板與預(yù)應(yīng)力圓臺體之間的最大直徑差小于內(nèi)齒圈橫截端面的寬度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的壓板下側(cè)設(shè)置有第二環(huán)形臺面，第二環(huán)形臺面使內(nèi)齒圈環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體外部時(shí)與壓板下側(cè)緊密接觸。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的螺栓一置于壓板的中心，且穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體進(jìn)入過渡板內(nèi)部。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的壓板中心安裝螺栓一處設(shè)置有下臺階防止其發(fā)生橫向位移。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的預(yù)應(yīng)力圓臺體軸向呈圓環(huán)狀。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的過渡板也呈圓形，且其上部設(shè)置有第一環(huán)形臺面， 螺栓二由第一環(huán)形臺面下部將過渡板與預(yù)應(yīng)力圓臺體固定在一起，預(yù)應(yīng)力圓臺體與第一環(huán)形臺面緊密接觸。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的預(yù)應(yīng)力圓臺體的硬度與內(nèi)齒圈的硬度相同。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的壓板與預(yù)應(yīng)力圓臺體上都設(shè)置有至少一個環(huán)形通孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是在螺栓二的作用下使壓板與過渡板發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彈力傳導(dǎo)至預(yù)應(yīng)力圓臺體，使預(yù)應(yīng)力圓臺體的斜向側(cè)面與內(nèi)齒圈下端內(nèi)徑面發(fā)生相對滑動，進(jìn)而使用預(yù)應(yīng)力圓臺體對內(nèi)齒圈產(chǎn)生向外的預(yù)應(yīng)力，有效的阻值內(nèi)齒圈在淬火過程中因受到過大的內(nèi)應(yīng)力而發(fā)生的各種變形，保證的了在內(nèi)齒圈外部滾道淬火過程中其內(nèi)齒基本不受損失，使用成本較低，且本發(fā)明所提供的一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具結(jié)構(gòu)簡單，在內(nèi)齒圈淬火加工過程中作用明顯，且可工業(yè)化生產(chǎn)，適于在內(nèi)齒圈淬火加工中推廣使用。


圖1為本發(fā)明的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，包括過渡板1與呈圓形的壓板2，壓板2置于過渡板1的上方，所述的淬火模具還包括預(yù)應(yīng)力圓臺體3，而為降低整套模具的重量，方便安裝，優(yōu)先將預(yù)應(yīng)力圓臺體3設(shè)置為中部空心，即預(yù)應(yīng)力圓臺體3呈軸向圓環(huán)狀，為了防止在壓力作用下，預(yù)應(yīng)力圓臺體3被齒圈壓出凹痕，或模具過硬磨損內(nèi)齒圈9，優(yōu)先將它們的硬度設(shè)置為相同，可將預(yù)應(yīng)力圓臺體3與內(nèi)齒圈9采用相同的材料制成。將預(yù)應(yīng)力圓臺體3置于壓板2與過渡板1之間，壓板2通過螺栓一 4與過渡板1相固定，且螺栓一 4穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體3，而在螺栓一 4位置的選擇上，為保證其固定在壓板2 上的穩(wěn)定性，最好將其置于壓板2的中心，且穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體3進(jìn)入過渡板1內(nèi)部，而為進(jìn)一步保證螺栓一 4的穩(wěn)定性，防止其固定時(shí)發(fā)生橫向位移，還可在壓板2中心安裝螺栓4 處設(shè)置下臺階7 ；過渡板1還通過螺栓二 5與預(yù)應(yīng)力圓臺體3相互固定，相對優(yōu)選的技術(shù)方案是將過渡板1最好也設(shè)置為圓形，且其上部設(shè)置有第一環(huán)形臺面8，螺栓二 5由第一環(huán)形臺面8下部將過渡板1與預(yù)應(yīng)力圓臺體3固定在一起，預(yù)應(yīng)力圓臺體3與第一環(huán)形臺面 8緊密接觸。壓板2的最大直徑大于預(yù)應(yīng)力圓臺體3的最大直徑，使內(nèi)齒圈9可環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體3的外部，預(yù)應(yīng)力圓臺體3對其形成向外的預(yù)應(yīng)力，而壓板2下側(cè)最好再設(shè)置第二環(huán)形臺面6，第二環(huán)形臺面6使內(nèi)齒圈9環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體3外部時(shí)與壓板2下側(cè)緊密接觸。所述的壓板2與預(yù)應(yīng)力圓臺體3之間的最大直徑差小于內(nèi)齒圈9橫截端面的寬度，這樣可使內(nèi)齒圈9的滾道部分裸露在壓板之外方便進(jìn)入淬火機(jī)床進(jìn)行淬火加工。所述的壓板 2與預(yù)應(yīng)力圓臺體3上都設(shè)置有至少一個環(huán)形通孔，這樣可以幫助在內(nèi)齒圈9外部滾道淬火過程中熱量的向外散發(fā)。本發(fā)明的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具工作原理為螺栓一 4擰緊后導(dǎo)致壓板2和過渡板1發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彈力傳導(dǎo)至預(yù)應(yīng)力圓臺體3，而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力圓臺體3斜向側(cè)面與內(nèi)齒圈9下端內(nèi)徑面發(fā)生相對滑動，使內(nèi)齒圈9由下端內(nèi)徑面產(chǎn)生向外的預(yù)應(yīng)力F。預(yù)應(yīng)力 F大小的計(jì)算公式如下F = f/tan ( α /2)上述公式當(dāng)中，F(xiàn)為預(yù)應(yīng)力；f為螺栓一 4擰緊時(shí)的拉力；α為預(yù)應(yīng)力圓臺體3側(cè)面的傾斜度。壓板2上部中心下臺階7作為定位，在螺栓一 4擰緊過程及淬火受力過程中保持螺栓一 4不發(fā)生橫向位移，確保預(yù)應(yīng)力圓臺體3壓緊和受力時(shí)保持平衡。螺栓一 4在擰緊過程中可保證預(yù)應(yīng)力圓臺體3與內(nèi)齒圈9下端內(nèi)徑面均勻滑動，產(chǎn)生平衡的預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力圓臺體3為整套模具的核心部件，為了模具便于安裝，將其設(shè)計(jì)為圓臺形， 為了防止在壓力作用下，模具被齒圈壓出凹痕，或模具過硬磨損齒圈，模具的硬度應(yīng)與齒面硬度相當(dāng)。為了降低整套模具的重量，方便安裝，錐體中部空心；過渡板1與預(yù)應(yīng)力圓臺體 3用螺栓二 5固定；內(nèi)齒圈9的內(nèi)徑尺寸應(yīng)位于預(yù)應(yīng)力圓臺體3兩端面外徑尺寸之間，安裝模具時(shí)，內(nèi)齒圈9薄壁邊靠向預(yù)應(yīng)力圓臺體3斜向側(cè)面，應(yīng)保證內(nèi)齒圈9安裝后的平面度； 蓋上壓板2 ；緊固中心螺栓一 4 ；將內(nèi)齒圈9通過吊裝孔選擇合適吊具吊上淬火機(jī)床；淬火過程中內(nèi)齒圈9向內(nèi)孔方向收縮，使模具與內(nèi)齒圈9形成緊密配合；預(yù)應(yīng)力圓臺體3限制了內(nèi)齒圈9薄壁端的收縮，使得內(nèi)齒圈9兩個端面的收縮量趨于一致，同時(shí)控制了整個齒圈的橢圓變形；淬火完成后卸下模具即內(nèi)齒圈9外滾道淬火加工完成。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，包括過渡板(1)與呈圓形的壓板O)，壓板( 置于過渡板(1)的上方，其特征在于所述的淬火模具還包括預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)，預(yù)應(yīng)力圓臺體 ⑶置于壓板⑵與過渡板⑴之間，壓板⑵通過螺栓一⑷與過渡板⑴相固定，且螺栓一(4)穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)，過渡板(1)還通過螺栓二( 與預(yù)應(yīng)力圓臺體C3)相互固定；壓板( 的最大直徑大于預(yù)應(yīng)力圓臺體C3)的最大直徑，使內(nèi)齒圈可環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)的外部，預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)對其形成向外的預(yù)應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的壓板(2)與預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)之間的最大直徑差小于內(nèi)齒圈橫截端面的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的壓板(2) 下側(cè)設(shè)置有第二環(huán)形臺面(6)，第二環(huán)形臺面(6)使內(nèi)齒圈環(huán)繞在預(yù)應(yīng)力圓臺體C3)外部時(shí)與壓板( 下側(cè)緊密接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的螺栓一 ⑷置于壓板⑵的中心，且穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體⑶進(jìn)入過渡板⑴內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的壓板O)中心安裝螺栓一(4)處設(shè)置有下臺階(7)防止其發(fā)生橫向位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)軸向呈圓環(huán)狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的過渡板 (1)也呈圓形，且其上部設(shè)置有第一環(huán)形臺面(8)，螺栓二(5)由第一環(huán)形臺面(8)下部將過渡板(1)與預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)固定在一起，預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)與第一環(huán)形臺面(8)緊密接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)的硬度與內(nèi)齒圈的硬度相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，其特征在于所述的壓板(2) 與預(yù)應(yīng)力圓臺體C3)上都設(shè)置有至少一個環(huán)形通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具，屬淬火模具，包括過渡板(1)與呈圓形的壓板(2)，壓板(2)置于過渡板(1)上的上方，所述的淬火模具還包括預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)，預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)置于壓板(2)與過渡板(1)之間，壓板(2)通過螺栓一(4)與過渡板(1)相固定，且螺栓一(4)穿過預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)，過渡板(1)還通過螺栓二(5)與預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)相互固定；壓板(2)的最大直徑大于預(yù)應(yīng)力圓臺體(3)的最大直徑。本發(fā)明所提供的一種內(nèi)齒圈滾道中頻淬火模具結(jié)構(gòu)簡單，在內(nèi)齒圈淬火加工過程中作用明顯，且可工業(yè)化生產(chǎn)，適于在內(nèi)齒圈淬火加工中推廣使用。
文檔編號C21D9/32GK102321794SQ20111030699
公開日2012年1月18日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者馮霆, 李年華, 杜劉紅, 陳太 申請人:成都天馬鐵路軸承有限公司