一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架制造技术

本实用新型专利技术涉及柱塞淬火技术领域，特别涉及一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架，包括支架，所述支架由4块侧板和一块底板围成，所述支架内部有十字型加强筋，所述支架上设置有四个对称分布的半圆形防倾斜吊环，所述支架上盖有摆放板，摆放板侧面设有若干便携式组装孔，摆放板上表面均匀设有若干矩形工艺孔，各所述矩形工艺孔两侧对称、均匀设置有若干摆放孔。该实用新型专利技术可大幅的减少船舶和机车行业柴油机产品配套用多品种小批量柱塞的淬火过程中摆放架的种类和数量，降低产品制造成本，延长摆放架的寿命，有效减少淬火过程中的温度场微变及柱塞变形，提高淬火质量与稳定性。

A special combined rack for plunger quenching with variable shape and uniform temperature field

【技术实现步骤摘要】
一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架
本技术涉及柱塞淬火
，特别涉及一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架。
技术介绍
柱塞偶件是柴油机燃油喷射系统的关键部件之一，是直列机械式喷油泵、单体泵的核心，也是最重要的精密偶件，由柱塞和柱塞套组成。其工作原理为：柱塞在柱塞套内的往复运动，形成喷油泵吸油、泵油的功能；基本作用是：加压燃油、控制供油时间和供油计量。其技术指标和精度指标要求高，产品结构特殊，产品质量对燃油喷射系统的供油均匀性、许用泵端喷射压力、系统的可靠性以及柴油机燃油工作过程和性能指标有很大的影响，直接影响到柴油机的正常工作和可靠性。为了保证产品寿命和表面涂层的要求，柱塞设计时多采用W6Mo5Cr4V2、W4Mo3Cr4VSi材料制造，热处理硬度为60~65HRC，产品属于大长径比、变直径结构设计。行业内普遍采用的热加工工艺流程为：真空炉加热——油（气）淬火——冰冷处理——三次高温回火。为了降低热处理时柱塞摆放状态对其变形的影响，减小柱塞淬火变形量，一般设计制造整体式工件摆放架，实际生产工作中，在长时高温加热和柱塞重力作用下，或者由于不考虑摆放架承载能力与零件摆放布局，造成摆放架中间部位凹陷变形，导致温度场发生变化，影响产品质量的稳定性，摆放架快速报废，造成的一定的经济损失。现有技术的整体式柱塞淬火摆放架存在的主要缺陷是：一是长时高温加热和柱塞重力作用下变形严重，变形后炉内温度场发生微变，影响淬火组织结构与稳定性，易造成柱塞轴向尺寸改变或弯曲；二是工件摆放架寿命短，制造成本费用增加；三是工件摆放架种类多，数量大，不能适应船舶和机车行业柴油机产品配套用多品种小批量柱塞的生产模式，现场管理难度增加；四是没有考虑工件布局与承载力对工序质量的影响；五是摆放板结构设计不能保证内外层柱塞淬火质量均匀一致。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的不足，提供了一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架，包括支架，所述支架由4块侧板和一块底板围成，所述支架内部有十字型加强筋，所述支架上设置有四个对称分布的半圆形防倾斜吊环，支架上表面四角各设置有一个长方体凸块，所述支架上盖有摆放板，所述摆放板四角各设有一个长方体豁口，摆放板侧面设有若干便携式组装孔，摆放板上表面均匀设有若干矩形工艺孔，各所述矩形工艺孔两侧对称、均匀设置有若干摆放孔。作为优选方案，所述侧板开有若干矩形孔。作为优选方案，所述十字型加强筋将支架内部平均分为四部分。作为优选方案，摆放架选用含有0.2~0.3%稀土元素的ZG3Cr24Ni7SiNRe耐高温合金制造。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的柱塞摆放板设计为可快速更换、可修磨结构，通过摆放孔对称均布和开设矩形工艺孔实现温度场均匀、承载力合理分布和淬火质量均匀一致。摆放架由支架和可更换摆放板组成。支架本体上设计有十字型加强筋和四个对称分布的半圆形防倾斜吊环，以增加摆放架的机械强度、改善承载力布局和确保平稳吊装。摆放板侧面设计了便携式组装孔，实现摆放板与支架的快速组合，摆放板设计了矩形工艺孔，保证温度场均匀、减少淬火蒸汽膜阶段的停留时间和冷却时间，确保柱塞淬火质量的一致性。摆放架选用含有0.2~0.3%稀土元素的ZG3Cr24Ni7SiNRe耐高温合金制造，由于稀土元素的加入，ZG3Cr24Ni7SiNRe钢在1100~1200℃的抗氧化性能和铸态的持久强度显著提高，具有高的高温强度、组织稳定、耐急冷急热、时效脆性小和铸造性好等特性。使柱塞摆放架在1100~1200℃高温长时加热条件下变形轻微，使用寿命增加。该技术可大幅的减少船舶和机车行业柴油机产品配套用多品种小批量柱塞的淬火过程中摆放架的种类和数量，降低产品制造成本，延长摆放架的寿命，有效减少淬火过程中的温度场微变及柱塞变形，提高淬火质量与稳定性。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述：图1是本技术的立体结构示意图；图2是本技术的支架立体结构示意图；图3是本技术的摆放板立体结构示意图；图4是本技术的摆放架选型规则及摆放板的修复频次表。图中：1支架，101侧板，102十字型加强筋，103矩形孔，2防倾斜吊环，3凸块，4摆放板，401豁口，402便携式组装孔，403矩形工艺孔，404摆放孔。具体实施方式附图为本技术的具体实施例。如图1-3所示，该种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架，包括支架1，支架1由4块侧板101和一块底板围成，侧板101开有若干矩形孔103，支架1内部有十字型加强筋102，十字型加强筋102将支架1内部平均分为四部分，十字型加强筋102以增加摆放架的机械强度、改善承载力布局。支架1上设置有四个对称分布的半圆形防倾斜吊环2，确保平稳吊装；支架1上表面四角各设置有一个长方体凸块3，支架1上盖有摆放板4，摆放板4四角各设有一个长方体豁口401，摆放板4侧面设有若干便携式组装孔402，便携式组装孔402实现摆放板4与支架1的快速组合，摆放板4上表面均匀设有若干矩形工艺孔403，矩形工艺孔403保证温度场均匀、减少淬火蒸汽膜阶段的停留时间和冷却时间，确保摆放孔404内柱塞淬火质量的一致性。各矩形工艺孔403两侧对称、均匀设置有若干摆放孔404。摆放架选用含有0.2~0.3%稀土元素的ZG3Cr24Ni7SiNRe耐高温合金制造，由于稀土元素的加入，ZG3Cr24Ni7SiNRe钢在1100~1200℃的抗氧化性能和铸态的持久强度显著提高，具有高的高温强度、组织稳定、耐急冷急热、时效脆性小和铸造性好等特性。使柱塞摆放架在1100~1200℃高温长时加热条件下变形轻微，使用寿命增加。船舶与机车行业柴油机用柱塞大约有120种规格，导向外圆直径18~33mm，柱塞总长134~220mm，柱塞前端面距扁位的长度91~155mm。将柱塞总长、柱塞前端面距扁位的长度、零件质量三项技术指标作为可更换摆放板4的设计依据，结合淬火炉有效加热区域大小及热室与冷室转换隔板的高度，分类设计了高度为160mm、180mm、200mm和220mm四种规格的支架1。依据柱塞用高速钢淬火时的体积变化率1.557%与伸长率0.56%及实际淬火变形量和加工预留量可估算出直径18~33mm的柱塞淬火直径增加量约为0.85~0.95mm，为减少摆放板4规格，使直径差＜1mm时可共用同一规格摆放板4，将摆放孔404径设计为比工件实际直径大2mm，以保证柱塞灵活取放，设计15种规格摆放板4适应120多种柱塞摆放需求。摆放板4平整度设计5mm的修复裕度，按规定炉次修复。摆放架的选型原则及摆放板4的修复频次如图4所示。实际生产时，操作流程如下：1、将支架1固定在与淬火炉型配套的淬火料架底盘上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架，包括支架（1），其特征在于，所述支架（1）由4块侧板（101）和一块底板围成，所述支架（1）内部有十字型加强筋（102），所述支架（1）上设置有四个对称分布的半圆形防倾斜吊环（2），支架（1）上表面四角各设置有一个长方体凸块（3），所述支架（1）上盖有摆放板（4），所述摆放板（4）四角各设有一个长方体豁口（401），摆放板（4）侧面设有若干便携式组装孔（402），摆放板（4）上表面均匀设有若干矩形工艺孔（403），各所述矩形工艺孔（403）两侧对称、均匀设置有若干摆放孔（404）。/n

【技术特征摘要】
1.一种可变型、温度场均匀的柱塞淬火专用组合式摆放架，包括支架（1），其特征在于，所述支架（1）由4块侧板（101）和一块底板围成，所述支架（1）内部有十字型加强筋（102），所述支架（1）上设置有四个对称分布的半圆形防倾斜吊环（2），支架（1）上表面四角各设置有一个长方体凸块（3），所述支架（1）上盖有摆放板（4），所述摆放板（4）四角各设有一个长方体豁口（401），摆放板（4）侧面设有若干便携式组装孔（402），摆放板...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁长军，李华，李心忠，
申请(专利权)人：菏泽广信船配油嘴油泵有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37