一种机车牵引齿圈用的压淬模具制造技术

本发明专利技术涉及热处理模具技术领域，具体是一种机车牵引齿圈用的压淬模具，包括上模和下模，上模包括腹板压模和端面压模；下模包括涨芯、腹板支撑台及端面支撑台；腹板支撑台与腹板压模用于夹持机车牵引齿圈腹板，端面支撑台和端面压模用于夹持机车牵引齿圈端面；涨芯包括立柱、圆锥台、扩张器和扩张器支撑台，立柱和扩张器支撑台固定在机床工作台上，圆锥台套设在立柱上并能够沿立柱上下移动，扩张器绕圆锥台外周设置，其底部与扩张器支撑台接触并能够在扩张器支撑台上径向移动，扩张器的内斜面与圆锥台的外锥面贴合。本发明专利技术结构紧凑、设计巧妙，在渗碳淬火中，既能满足产品对硬度的要求又能有效控制齿圈因渗碳淬火而产生的变形，提高产品合格率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热处理模具
，具体是一种机车牵引齿圈用的压淬模具。
技术介绍
为了获得较好的抗疲劳强度，目前常采用渗碳淬火作为铁路机车牵引齿圈的最终热处理工艺。实际加工中，圈类齿轮的渗碳淬火变形较大，常见的有椭圆、锥度、端面跳动等畸变类型，齿圈畸变导致后续加工没有余量，齿部有效硬化层深度不均匀，降低产品质量。造成圈类齿轮变形的原因较为复杂，主要有原材料、零件形状、机加工的加工量和加热和冷却工艺等，这些因素相互影响，使得控制齿圈畸变显得尤为困难。现有技术中对圈类齿轮渗碳淬火畸变的控制方法较少，主要手段是加大渗碳淬火前齿轮加工余量，加工余量与原材料和形状都有密切关系，其控制难度大，不容易达到理想的余量，而过大的加工余量会造成齿部硬度和强度的下降，并且，由于齿根部位不进行磨削加工，齿部磨削量过大则会使齿根处形成磨削凸台，过小的加工余量则不能减小齿圈畸变，两者都容易造成产品报废。造成齿圈形变的因素众多，而针对不同原料、形状、加工技术要求制定统一的处理方法来控制齿圈变形是不现实的，较可能的手段是提供一种渗碳淬火设备，改良淬火设备固定齿圈的结构，使齿圈各部位应力分布均衡，从而减少齿圈在后续加工中的形变。鉴于现有技术存在的缺陷，亟需研发一种新的压淬设备，以实现通过渗碳淬火获得较好硬度的机车牵引齿圈的同时，有效控制机车牵引齿圈由于渗碳淬火而产生的端面和椭圆畸变。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种机车牵引齿圈用的压淬模具，该套模具能够有效控制牵引齿圈由于渗碳淬火而产生的端面和椭圆畸变，能够满足产品渗碳淬火后对硬度的要求，减小变形。本专利技术一种机车牵引齿圈用的压淬模具，设置在压淬机床的工作台上，包括上模和下模，上模包括腹板压模和端面压模，端面压模绕腹板压模外周设置；下模包括涨芯、腹板支撑台及端面支撑台，腹板支撑台绕涨芯外周设置，端面支撑台绕腹板支撑台外周设置；腹板支撑台与腹板压模用于夹持机车牵引齿圈腹板，端面支撑台和端面压模用于夹持机车牵引齿圈端面；所述涨芯包括立柱、圆锥台、扩张器和扩张器支撑台，立柱和扩张器支撑台固定在机床工作台上，圆锥台套设在立柱上并能够沿立柱上下移动，扩张器绕圆锥台外周设置，其底部与扩张器支撑台接触并能够在扩张器支撑台上径向移动，扩张器的内斜面与所述圆锥台的外锥面贴合。具体地，所述扩张器根据工件大小，由以圆心等分的多个相同的模块组成，所述扩张器支撑台上设置有供所述模块滑动的导轨；扩张器支撑台与模块之间还设置有回位弹簧，所述回位弹簧一端与模块的外侧面接触，另一端与扩张器支撑台固定。进一步地，所述模块上与圆锥台相对的内侧面为倾斜面，与腹板支撑台相对的外侧面具有凹槽，所述回位弹簧的一端抵在所述凹槽内。具体地，所述模块的底部呈倒T形，所述扩张器支撑台上的导轨为倒T形滑槽。进一步地，所述立柱上套设有两段压缩弹簧，两段压缩弹簧之间设置有垫圈，其中一段压缩弹簧的一端抵在立柱下部的凸台上，另一端与垫圈下端面接触；另一段压缩弹簧的一端与圆锥台上部相抵，另一端与垫圈上端面接触。具体地，所述腹板压模通过螺栓与压淬机床的上压板I连接，所述端面压模通过螺栓与压淬机床的上压板II连接。进一步地，所述腹板压模与机车牵引齿圈相接触的端部设置有多个流油槽，所述流油槽由腹板压模与机车牵引齿圈相接触的端面向内凹陷形成，且均匀分布在所述腹板压模上；所述端面压模与机车牵引齿圈相接触的端部设置有多个流油槽，所述流油槽由端面压模与机车牵引齿圈相接触的端面向内凹陷形成，且均匀分布在所述端面压模上；所述腹板支撑台与机车牵引齿圈相接触的端部设置有多个流油槽，所述流油槽由腹板支撑台与机车牵引齿圈相接触的端面向内凹陷形成，且均匀分布在所述腹板支撑台上；所述端面支撑台与机车牵引齿圈相接触的端部设置有多个流油槽，所述流油槽由端面支撑台与机车牵引齿圈相接触的端面向内凹陷形成，且均匀分布在所述端面支撑台上。优选地，根据机车牵引齿圈的大小，所述腹板压模、端面压模、腹板支撑台或端面支撑台上的流油槽的数量为16?48个。优选地，所述扩张器在扩张器支撑台上径向移动的最大限位在机车牵引齿圈的内孔孔壁处。优选地，所述圆锥台的外锥面与扩张器的内斜面均是精磨面。优选地，所述下模还包括底盘，所述底盘通过螺栓固定在压淬机床的工作台上，所述扩张器支撑台固定在底盘上。本专利技术具有以下有益效果:(1)根据对机车牵引齿圈在渗碳淬火过程中易变形部位的深入研究，为减小变形，本专利技术设置了腹板压模、端面压模、腹板支撑台及端面支撑台，利用腹板压模和腹板支撑台夹持牵引齿圈腹板，端面压模和端面支撑台夹持牵引齿圈端面，并利用扩张器限制牵引齿圈内孔，对机车牵引齿圈进行分部位固定，使齿圈各部位应力分布均衡，在渗碳淬火冷却阶段，能够显著减少机车牵引齿圈端面跳动和椭圆变形。(2)本专利技术中，腹板压模、端面压模、腹板支撑台和端面支撑台上与机车牵引齿圈相接触的端部各设置有多个流油槽，由于流油槽在腹板压模、端面压模、腹板支撑台和端面支撑台都是均匀分布的，因而在淬火介质通过流油槽时，淬火介质与机车牵引齿圈能够充分接触。此外，扩张器的每个模块上与机车牵引齿圈接触的外侧面均设置有凹槽，淬火介质可以通过凹槽与机车牵引齿圈内孔孔壁接触。流油槽和凹槽的设计使淬火介质与机车牵引齿圈能够充分均匀地接触，进而能够使齿圈硬化层深度趋于一致，减小后续磨齿工作量。(3)本专利技术装置使用过程中，淬火压床对圆锥台施加压力，圆锥台沿涨芯立柱向下运动，圆锥台的外锥面挤压扩张器的内斜面，使得扩张器在扩张器支撑台上向外扩张；由于涨芯立柱上设置有两段弹簧来支撑圆锥台，能够保证在撤销对圆锥台施加的压力后，有足够的弹力使得圆锥台沿涨芯立柱向上移动，撤销圆锥台对扩张器的挤压力，而由于扩张器外侧端面设置有多个弹簧，使得扩张器能够在扩张器支撑台上向内收缩。两处弹簧部件的设置使得扩张器和圆锥台能够迅速回位，利于取出加工的齿圈。总之，本专利技术的机车牵引齿圈用的压淬模具结构紧凑、设计巧妙，能够在采用渗碳淬火使产品达到硬度要求的同时，有效控制牵引齿圈由于渗碳淬火而产生的变形，提高产品合格率和后续机加工效率，降低生产成本。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术机车牵引齿圈用的压淬模具的结构示意图；图2是端面压模的结构示意图；图3是扩张器中任意一个模块的结构示意图。图中:1-端面支撑台，2-机车牵引齿圈，3-腹板压模，4-端面压模，5-底盘，6_扩张器支撑台，7-回位弹簧，8-腹板支撑台，9-扩张器，10-圆锥台，11-立柱，12-压缩弹簧，13-上压板I，14-上压板II，15-下压柱，16-工作台，17-垫圈，18-模块，19-凹槽，20-流油槽。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机车牵引齿圈用的压淬模具，设置在压淬机床的工作台(16)上，包括上模和下模，其特征在于，上模包括腹板压模(3)和端面压模(4)，端面压模(4)绕腹板压模(3)外周设置；下模包括涨芯、腹板支撑台(8)及端面支撑台(1)，腹板支撑台(8)绕涨芯外周设置，端面支撑台(1)绕腹板支撑台(8)外周设置；腹板支撑台(8)与腹板压模(3)用于夹持机车牵引齿圈腹板，端面支撑台(1)和端面压模(4)用于夹持机车牵引齿圈端面；所述涨芯包括立柱(11)、圆锥台(10)、扩张器(9)和扩张器支撑台(6)，立柱(11)和扩张器支撑台(6)固定在机床工作台(16)上，圆锥台(10)套设在立柱(11)上并能够沿立柱上下移动，扩张器(9)绕圆锥台(10)外周设置，其底部与扩张器支撑台(6)接触并能够在扩张器支撑台(6)上径向移动，扩张器(9)的内斜面与所述圆锥台(10)的外锥面贴合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金龙，高辉辉，黄星，吴刚，庄军，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32