專利名稱：內(nèi)花鍵齒輪淬火方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬構(gòu)件熱處理的方法及裝置，具體地講，本發(fā)明 涉及一種控制內(nèi)花鍵齒輪熱處理變形的方法及裝置。
背景技術(shù)：
花鍵連接是機(jī)械連接結(jié)構(gòu)中常用的一種，它具有相配件軸向可移動 的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種變速機(jī)構(gòu)中。內(nèi)、外花鍵的制造質(zhì)量直接影響 其相配合的軸向移動質(zhì)量。常規(guī)情況下，外花鍵設(shè)在軸外壁上，此種結(jié) 構(gòu)的花鍵軸結(jié)構(gòu)勻稱、外形規(guī)則，在機(jī)加工和熱處理過程中易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì) 精度。內(nèi)花鍵齒輪相對于花鍵軸結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并且各段截面尺寸差異較 大，在淬火過程中各段變形量不相等，使內(nèi)花鍵孔易產(chǎn)生錐度或橢圓。 當(dāng)代齒輪制造業(yè)普遍釆用塞裝芯軸來減小內(nèi)花鍵齒輪淬火收縮變形，該 方法通過控制與所配內(nèi)花鍵小徑的配合間隙來實(shí)現(xiàn)變形量的控制。但是，
該方法及裝置有如下不足
1、 需要配備足夠數(shù)量的芯軸，才能滿足批量生產(chǎn)要求，生產(chǎn)成本高；
2、 芯軸隨所配內(nèi)花鍵齒輪進(jìn)爐加熱和淬火，浪費(fèi)能源；
3、 芯軸在加熱、淬火過程中本身也發(fā)生變形，影響所配內(nèi)花鍵齒
輪的花鍵制造精度，且定期修磨芯軸工作量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)不能精確控制內(nèi)花鍵齒輪的內(nèi)花鍵熱處 理變形，以及生產(chǎn)成本高的不足，提出一種內(nèi)花鍵齒輪淬火方法及裝置， 該方法簡便、節(jié)能、生產(chǎn)成本低，所用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，只需數(shù)只芯軸 就能滿足批量生產(chǎn)。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
3內(nèi)花鍵齒輪淬火方法及裝置，它分加熱、保溫、套裝芯軸和淬火四 步實(shí)施，實(shí)際應(yīng)用按下列步驟及工藝參數(shù)進(jìn)行
A、 加熱
首先將內(nèi)花鍵齒輪(l)無約東置于轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)加熱至S20 88(TC;
B、 保溫
已加熱的內(nèi)花鍵齒輪(1)留在爐內(nèi)保溫45 90min;
C、 套裝芯軸和淬火
從轉(zhuǎn)底式加熱爐中取出內(nèi)花鍵齒輪(1)，齒面朝上直接套裝到芯軸 (2)上，由淬火裝置一并送入淬火介質(zhì)中淬火。
從爐中取出經(jīng)加熱、保溫的內(nèi)花鍵齒輪，套裝在芯軸后再作淬火。 芯軸的軸段外壁上設(shè)有環(huán)繞狀螺旋凹槽，以及法蘭端面上設(shè)有軸向通孔， 都是為改善淬火介質(zhì)流通而設(shè)計(jì)。芯軸軸段設(shè)有一定的錐度以控制內(nèi)花 鍵的徑向變形。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果
1、 內(nèi)花鍵齒輪在自由狀態(tài)下加熱和保溫，取出后套裝在芯軸上再作 淬火，利用芯軸預(yù)置尺寸及形狀精確控制熱處理變形量；
2、 芯軸不加熱，剛性好，抗變形能力強(qiáng)，而且節(jié)約能源；
3、 芯軸不加熱，無熱變形，可長期循環(huán)使用，淬火后產(chǎn)品的內(nèi)花 鍵形狀、尺寸、精度一致性好。


附圖是本發(fā)明淬火裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 本項(xiàng)發(fā)明內(nèi)花鍵齒輪淬火方法，它分加熱、保溫、套裝芯軸和淬火 四步實(shí)施 1、加熱
首先將內(nèi)花鍵齒輪1無約東置于轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)加熱至8" 88(TC;2、 保溫
已加熱的內(nèi)花鍵齒輪1留在爐內(nèi)保溫45~90min;
3、 套裝芯軸和淬火
從轉(zhuǎn)底式加熱爐中取出內(nèi)花鍵齒輪1，齒面朝上套裝到芯軸2上， 由灃火裝置一并送入淬火介質(zhì)中淬火。
本項(xiàng)發(fā)明中的內(nèi)花鍵淬火裝置，包括芯軸2、托盤3、臂桿4和升 降機(jī)構(gòu)5。所述芯軸2由法蘭和軸端構(gòu)成，軸段外壁上設(shè)有環(huán)繞螺旋凹 槽2. 1，法蘭端面上均布4 ~ 16只軸向通孔2. 2，法蘭端面中部設(shè)有軸向 定位孔2. 3。
實(shí)施例1
本實(shí)施例是轎車差速器中的內(nèi)花鍵齒輪，淬火后技術(shù)要求僅允許內(nèi)花 鍵錐度誤差<0. 05mm,橢圓度誤差< 0. 03mm。由于該齒輪各段截面尺寸不
等，用現(xiàn)有技術(shù)淬火后內(nèi)花鍵錐度和橢圓度均超差。應(yīng)用本發(fā)明內(nèi)花鍵齒 輪淬火方法及裝置，能夠控制誤差在允許值范圍內(nèi)。內(nèi)花鍵齒輪淬火方法 分加熱、保溫、套裝芯軸和淬火四步實(shí)施。加熱工序是在轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi) 進(jìn)行，首先將內(nèi)花鍵齒輪1無約東置于轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)升溫至830 士1(TC;然后實(shí)施保溫工序，將已加熱的內(nèi)花鍵齒輪1留在轉(zhuǎn)底式加熱爐 內(nèi)保溫50士5min。從轉(zhuǎn)底式加熱爐中依次取出內(nèi)花鍵齒輪1,按附圖所示 將內(nèi)花鍵齒輪1套裝到芯軸2上，內(nèi)花鍵齒輪l的齒面朝上。芯軸2以法 蘭中部的軸向定位孔2. 3與托盤3的銷軸3. 1間隙配合，托盤3由固定連 接的臂桿4與升降機(jī)構(gòu)5連接。淬火時升降機(jī)構(gòu)5作下降，帶動托盤3上 所托的內(nèi)花鍵齒輪1和芯軸2 —同浸入淬火介質(zhì)中進(jìn)行淬火，淬火結(jié)東時， 升降機(jī)構(gòu)5上升帶動托盤3及所托的內(nèi)花鍵齒輪1和芯軸2，使之脫離淬 火介質(zhì)，取出已淬火的內(nèi)花鍵齒輪1，換裝從轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)取出另一只 內(nèi)花鍵齒輪l,作又一輪次的淬火。本實(shí)施例中的芯軸2軸段為錐度軸， 其自由端比法蘭端小0. 05,。軸段外壁上環(huán)繞螺旋凹槽2. 1,法蘭端面上 均布4只軸向通孔2. 2便于淬火介質(zhì)流動，提高淬透性、均勻性。本發(fā)明中芯軸2不作加熱，與已加熱的內(nèi)花鍵齒輪1相配合后 一并置入淬火介質(zhì)中， 由于芯軸2的存在而限制內(nèi)花鍵齒輪1淬火收縮變形，淬火后的內(nèi)花鍵孔
尺寸、形狀和精度直接受控于芯軸2,本實(shí)施例淬火后內(nèi)花鍵錐度誤差《 0.04,，橢圓度誤差《0. 02mm。同 一根芯軸2可作反復(fù)使用，相配合的內(nèi) 花鍵孔尺寸、形狀和精度保持一致性，互換性能好。 實(shí)施例2
本實(shí)施例是15T重型汽車的內(nèi)花鍵齒輪，除體積大于實(shí)施例l外，其 內(nèi)花鍵孔為雙臺階式，所配芯軸2為相同形狀及尺寸的雙臺階式軸段，軸 段外壁上環(huán)繞螺旋凹槽2. 1，法蘭端面上均布16只軸向通孔2.2。本實(shí)施 例淬火方法同實(shí)施例1相同，僅設(shè)定加熱溫度為870 ±1(TC,保溫時間為 85土5min,其技術(shù)效果同實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)花鍵齒輪淬火方法，它分加熱、保溫、套裝芯軸和淬火四步實(shí)施，實(shí)際應(yīng)用按下列步驟及工藝參數(shù)進(jìn)行A、加熱首先將內(nèi)花鍵齒輪(1)無約束置于轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)加熱至820～880℃；B、保溫已加熱的內(nèi)花鍵齒輪(1)留在爐內(nèi)保溫45～90min；C、套裝芯軸和淬火從轉(zhuǎn)底式加熱爐中取出內(nèi)花鍵齒輪(1)，齒面朝上直接套裝到芯軸(2)上，由淬火裝置一并送入淬火介質(zhì)中淬火。
2、 一種配套權(quán)利要求1的內(nèi)花鍵齒輪淬火裝置，該裝置包括芯軸 (2)、托盤(3)、臂桿(4)和升降機(jī)構(gòu)(5);所述芯軸(2)由法蘭和軸端構(gòu)成；其特征在于所述芯軸(2)的軸段外壁環(huán)繞螺旋凹槽(2. 1)， 法蘭端面上均布4 16只軸向通孔(2.2),法蘭端面中部設(shè)有軸向定位孔 (2. 3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)花鍵齒輪淬火裝置，其特征在于所述 芯軸(2)的軸段為錐度軸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)花鍵齒輪淬火裝置，其特征在于所述 芯軸(2)的軸段為臺階軸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)花鍵齒輪淬火方法及裝置，所述淬火方法分加熱、保溫、套裝芯軸和淬火四步實(shí)施。首先將內(nèi)花鍵齒輪無約束置于轉(zhuǎn)底式加熱爐內(nèi)加熱至820～880℃；已加熱的內(nèi)花鍵齒輪留在爐內(nèi)保溫45～90min；從轉(zhuǎn)底式加熱爐中取出內(nèi)花鍵齒輪，齒面朝上直接套裝到芯軸上，由淬火裝置一并送入淬火介質(zhì)中淬火。所述淬火裝置包括芯軸、托盤、臂桿和升降機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中內(nèi)花鍵齒輪在自由狀態(tài)下加熱和保溫，取出后塞裝芯軸再作淬火，利用芯軸預(yù)置尺寸及形狀精確控制淬火收縮變形量。由于芯軸不加熱，剛性好，抗變形能力強(qiáng)，耗能少。芯軸反復(fù)使用，淬火后的產(chǎn)品形狀、尺寸、精度一致性好。
文檔編號C21D9/32GK101423889SQ20081023577
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者王欣林, 陸小兵 申請人:江蘇飛船股份有限公司