本發(fā)明涉及一種熱處理井式爐淬火工裝及其裝配方法，屬于熱處理吊具工裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

滲碳、淬火是熱處理工藝的重要內(nèi)容，實(shí)踐中一般使用大型井式爐對(duì)工件進(jìn)行淬火熱處理，所處理的工件一般重量較大，并且需要較高的加熱溫度以及較長(zhǎng)的加熱時(shí)間。有的工件甚至重達(dá)到 2-3 噸，加熱溫度達(dá)到860℃，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)25小時(shí)，普通工裝難以承受。當(dāng)前大多數(shù)工裝只能單件吊掛生產(chǎn)或存在穩(wěn)固性的問(wèn)題，生產(chǎn)效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種熱處理井式爐淬火工裝，可同時(shí)處理多件工件，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，并且工件懸空吊掛，減少了熱處理畸變的發(fā)生；并且，本發(fā)明還提供一種制作熱處理井式爐淬火工裝的方法，此方法可以提高工裝對(duì)熱處理的適應(yīng)性，并且提高工裝吊掛工件過(guò)程中的穩(wěn)固性，并且簡(jiǎn)便易操作，節(jié)省人力。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種熱處理井式爐淬火工裝，包括吊座、設(shè)于吊座下部與吊座連接的吊桿，設(shè)于吊桿下部的吊架，其特征在于：所述吊座架設(shè)于井式爐外，所述吊桿下部位于井式爐內(nèi)，其底部所連接的吊架呈盤狀，所述吊架中部具有與吊桿連接的連接孔，其周向繞中心等角度間隔分布若干對(duì)吊爪，每對(duì)吊爪之間形成吊掛口，所述吊掛口內(nèi)設(shè)有穿插于兩吊爪之間的橫銷，所述橫銷中部設(shè)有吊環(huán)，吊環(huán)下部固定軸零件；所述吊環(huán)的粗度d₁（單位mm）與軸零件的質(zhì)量G（單位kg）的關(guān)系滿足：G=κ·π·d₁²/4，其中k為安全系數(shù)，取值范圍為0.8~0.9；所述吊掛口的寬度d₂滿足：d₁≤d₂≤3d₁/2。為保證工裝的承載能力，裝爐時(shí)吊桿穿過(guò)爐蓋孔與吊座一起放置在爐外，防止吊桿與插銷的配合在爐內(nèi)高溫的影響下出現(xiàn)不穩(wěn)定性；吊桿下部連接的吊架和軸零件放置在爐內(nèi)，使得軸零件可以被熱處理。吊架具有多對(duì)吊爪，可懸掛多個(gè)軸零件一次處理多件工件，提高了工作效率。吊爪繞吊架中心等角度間隔分布，有利于吊架平衡，增強(qiáng)了工裝的穩(wěn)定性。吊環(huán)粗度是其承載能力的重要指標(biāo)，二者滿足于一定關(guān)系，保證承載的穩(wěn)固性。吊掛口內(nèi)設(shè)置吊環(huán)后，二者之間所形成的縫隙寬度不宜過(guò)大，過(guò)大則提高了對(duì)橫銷承載力的要求。

進(jìn)一步地，所述吊桿頂部設(shè)有插銷孔，其底部具有直徑大于連接孔直徑的支撐塊，所述吊桿通過(guò)插銷與吊座連接。工裝組裝后，支撐塊支撐在吊架下部，起承載吊架的作用。

進(jìn)一步地，所述吊環(huán)呈類似V形，其頂角內(nèi)側(cè)搭接于橫銷上，其下部延伸出固定端與軸零件固定，所述吊環(huán)的頂角內(nèi)側(cè)與所述橫銷的外表面相適配。V形的吊環(huán)具有一定程度的穩(wěn)定性，吊環(huán)頂角內(nèi)側(cè)與橫銷相匹配，其下部固定軸零件后，吊環(huán)不易左右晃動(dòng)，提高了軸零件的穩(wěn)固,。

進(jìn)一步地，所述吊架為三角吊架，其周向以120°等角度分布三對(duì)吊爪，其下部吊掛的軸零件的總質(zhì)量G₁≤2600kg?；蛘?，所述吊架為四角吊架，其周向以90°等角度分布四對(duì)吊爪，其下部吊掛的軸零件的總質(zhì)量G₂≤2000kg。

一種熱處理井式爐淬火工裝裝配方法，包括如下步驟：第一步，制作工裝：制作吊座，吊座采用ZG25材質(zhì)鑄成，鑄后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷；制作插銷，插銷采用20鋼或A3鋼軋制而成；制作吊桿，吊桿采用20鋼鍛造而成，鍛后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷，之后在吊桿頂部制出插銷孔，在底部機(jī)加出支撐塊；制作吊架，吊架采用ZG200-400材料鑄成,鑄后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷；制作吊環(huán)，吊環(huán)采用20鋼軋制而成；制作橫銷，橫銷采用20鋼軋制而成；第二步，組裝工裝：將吊桿頂部從下往上插入吊架中部的連接孔，使其底部的支撐塊抵接吊架，將吊桿頂部對(duì)準(zhǔn)吊座底部，采用插銷連接；第三步，安裝軸零件：預(yù)熱軸零件，預(yù)熱后在軸零件頂部焊接吊環(huán)，焊好后將吊環(huán)穿入兩吊爪之間，然后在吊架的每對(duì)吊爪之間穿插橫銷，讓橫銷穿過(guò)吊環(huán)孔；第四部，安放工裝；將吊架及其所吊掛的軸零件放入井式爐內(nèi)部，并調(diào)整其高度，使得吊桿頂部的插銷孔和插銷位于井式爐外部，然后固定吊座。

進(jìn)一步地，在所述第三步中：預(yù)熱軸零件之前，人工判斷所需要安裝的軸零件個(gè)數(shù)，并在軸零件頂部焊接吊環(huán)； 若吊掛口數(shù)量為偶數(shù)，則在每個(gè)吊掛口內(nèi)均吊掛軸零件或者吊掛少于吊掛口數(shù)量的偶數(shù)個(gè)軸零件并將軸零件繞吊架中心對(duì)稱懸掛；若吊掛口數(shù)量為奇數(shù)，則在每個(gè)吊掛口內(nèi)均吊掛軸零件。采用這種方法，有利于保持工裝的平衡性，穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，所述吊環(huán)下部與軸零件焊接固定，其焊縫長(zhǎng)度L取值范圍為120~150mm。焊縫長(zhǎng)度滿足該條件則可以保持軸零件不會(huì)脫落。

進(jìn)一步地，所述軸零件預(yù)熱溫度為450℃，時(shí)間2h~4h。預(yù)熱有助于提高軸零件的精度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1為實(shí)施例一淬火工裝整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例一軸零件吊掛結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一三角吊架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例二四角吊架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中： 1吊座，2吊桿，2-1插銷孔，2-2支撐塊，3三角吊架，3-1三角吊架連接孔，3-2三角吊架吊爪，3-3三角吊架吊掛口，4四角吊架， 4-1四角吊架連接孔，4-2四角吊架吊爪，4-3四角吊架吊掛口，5橫銷，6吊環(huán)，7軸零件，8插銷。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

為了更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1至圖3所示，一種熱處理井式爐淬火工裝，包括吊座1、設(shè)于吊座1下部與吊座連接的吊桿2，設(shè)于吊桿2下部的三角吊架3，吊座1架設(shè)于井式爐外，吊桿2下部位于井式爐內(nèi)。

如圖3所示，其底部所連接的三角吊架3呈盤狀，其中部具有與吊桿2連接的三角吊架連接孔3-1，其周向繞中心以120°角度間隔分布三對(duì)三角吊架吊爪3-2，每對(duì)吊爪之間形成三角吊架吊掛口3-3，其內(nèi)設(shè)有穿插于兩吊爪之間的橫銷5，橫銷5中部設(shè)有吊環(huán)6，吊環(huán)6下部固定總質(zhì)量G₁等于2600kg的軸零件7。吊環(huán)6的粗度d₁（單位mm）與軸零件的質(zhì)量G（單位kg）的關(guān)系滿足：G=κ·π·d₁²/4，其中k為安全系數(shù)，取值為0.85；三角吊架吊掛口3-3的寬度d₂滿足：d₂＝6d₁/5。吊環(huán)6粗度是其承載能力的重要指標(biāo)，二者滿足該關(guān)系，保證承載的穩(wěn)固性。為保證工裝的承載能力，裝爐時(shí)吊桿2穿過(guò)爐蓋孔與吊座1一起放置在爐外，防止吊桿2與插銷8的配合在爐內(nèi)高溫的影響下出現(xiàn)不穩(wěn)定性；吊桿2下部連接的三角吊架3和軸零件放置在爐內(nèi)，使得軸零件7可以被熱處理。三角吊架3可一次懸掛三個(gè)軸零件處理，提高了工作效率。三角吊架吊爪3-2繞三角吊架3中心等角度間隔分布，每次熱處理時(shí)都必須掛滿3個(gè)軸零件，有利于三角吊架3保持平衡，增強(qiáng)了工裝的穩(wěn)定性。吊掛口內(nèi)設(shè)置吊環(huán)后，二者之間所形成的縫隙寬度不宜過(guò)大，過(guò)大則提高了對(duì)橫銷5承載力的要求。吊桿2頂部設(shè)有插銷孔2-1，其底部具有直徑大于三角吊架連接孔3-1直徑的支撐塊2-2，吊桿2通過(guò)插銷8與吊座1連接。工裝組裝后，支撐塊2-2支撐在吊架下部，起承載吊架的作用。吊環(huán)6呈類似V形，其頂角內(nèi)側(cè)搭接于橫銷5上，其下部延伸出固定端與軸零件7固定，吊環(huán)6的頂角內(nèi)側(cè)與橫銷5的外表面相適配。V形的吊環(huán)具有一定程度的穩(wěn)定性，吊環(huán)6頂角內(nèi)側(cè)與橫銷5相匹配，其下部固定軸零件7后，吊環(huán)6不易左右晃動(dòng)，提高了軸零件的穩(wěn)固性。

一種熱處理井式爐淬火工裝裝配方法，包括如下步驟：第一步，制作工裝：制作吊座1，吊座1采用ZG25材質(zhì)鑄成，鑄后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷；制作插銷8，插銷8采用20鋼或A3鋼軋制而成；制作吊桿2，吊桿2采用20鋼鍛造而成，鍛后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷，之后在吊桿2頂部制出插銷孔，在底部機(jī)加出支撐塊2-2；制作三角吊架3，采用ZG200-400材料鑄成,鑄后正火處理，正火工藝為：930℃×3.5H，空冷；制作吊環(huán)6，吊環(huán)6采用20鋼軋制而成；制作橫銷5，橫銷5采用20鋼軋制而成；第二步，組裝工裝：將吊桿2頂部從下往上插入三角吊架中部的三角吊架連接孔3-1，使其底部的支撐塊2-2抵接三角吊架3下部，將吊桿2頂部對(duì)準(zhǔn)吊座1底部，采用插銷8連接；第三步，安裝軸零件7：預(yù)熱軸零件7，軸零件預(yù)熱溫度為450℃，時(shí)間3h。預(yù)熱軸零件7之前，人工判斷所需要安裝的軸零件7個(gè)數(shù)，并在軸零件7頂部焊接吊環(huán)； 由于三角吊架吊掛口數(shù)量為奇數(shù)，3個(gè)，則在每個(gè)三角吊架吊掛口3-3內(nèi)均吊掛軸零件7。采用這種方法，有利于保持工裝的平衡性，穩(wěn)定性。預(yù)熱后在軸零件7頂部焊接吊環(huán)6，焊好后將吊環(huán)穿入兩三角吊架吊爪3-2之間，然后在三角吊架3的每對(duì)吊爪之間穿插橫銷5，讓橫銷5穿過(guò)吊環(huán)孔；第四步，安放工裝；將吊架及其所吊掛的軸零件放入井式爐內(nèi)部，并調(diào)整其高度，使得吊桿2頂部的插銷孔2-1和插銷8位于井式爐外部，然后固定吊座。裝爐時(shí)吊桿穿過(guò)爐蓋孔與吊座一起放置在爐外，防止吊桿與插銷的配合在爐內(nèi)高溫的影響下出現(xiàn)不穩(wěn)定性。吊環(huán)下部與軸零件焊接固定，其焊縫長(zhǎng)度L取值范圍為140mm。焊縫長(zhǎng)度滿足該條件則可以保持軸零件不會(huì)脫落。

實(shí)施例二

如圖4所示，吊架為四角吊架4，其中部具有四角吊架連接孔4-1，其周向以90°等角度分布四對(duì)四角吊架吊爪4-2，其下部吊掛的軸零件的總質(zhì)量G₂＝2000kg。預(yù)熱軸零件7之前，人工判斷所需要安裝的軸零件7個(gè)數(shù)，并在軸零件7頂部焊接吊環(huán)； 由于四角吊架吊掛口4-3數(shù)量為偶數(shù)，4個(gè)，則可以在每個(gè)四角吊架吊掛口4-3內(nèi)均吊掛軸零件7或者在對(duì)稱的兩個(gè)吊掛口內(nèi)吊掛2個(gè)軸零件。一次可處理2件或4件工件。本實(shí)施例其余部分同實(shí)施例一。四角吊架可同時(shí)吊起2件或者4件軸零件，提高了熱處理效率。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。