滲碳鋼軸承套圈液壓二工位淬火壓床與模具

張光榮

(寧夏機(jī)械研究院，銀川 750002)

二工位液壓加載淬火壓床是借鑒機(jī)械壓床(氣動肘桿式壓床)的模具結(jié)構(gòu)及冷卻方式，參考單柱式液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)，按照不同產(chǎn)品的淬火要求開發(fā)的一種新型產(chǎn)品，其安裝內(nèi)撐淬火模具，滿足各種形狀滲碳鋼軸承套圈的淬火要求。該壓床設(shè)計了特殊的工件承接機(jī)構(gòu)，能與模具的上下動作協(xié)調(diào)一致，方便了工件的出入，而且為機(jī)械上、下料提供了條件。壓床設(shè)計為二工位獨立工作，單工位程序自動控制，是一種結(jié)構(gòu)較為簡單且自動化程度較高的淬火設(shè)備。本文對壓床和模具分別進(jìn)行了介紹。

1 壓床的結(jié)構(gòu)及工作原理

壓床采用了開式(C形)單柱機(jī)身結(jié)構(gòu)，如圖1所示，這種結(jié)構(gòu)最顯著的優(yōu)點是可以三面接觸工作區(qū)，拆卸模具和放、取工件均很方便。壓床的主傳動采用液壓滑塊式結(jié)構(gòu)，油缸為原動件，固定在滾動導(dǎo)軌上的滑塊為從動件，模具通過連接桿與滑塊連接。油缸裝在上梁上，直接驅(qū)動滑塊上下移動，在與活塞桿連接處采用球面支承，保證壓力傳遞的平順性；滑塊的導(dǎo)軌安裝在立柱上，上模具通過接桿與滑塊連接，在每個滑塊上配備有通用的模具接桿，適合于各種不同模具的安裝和調(diào)整；冷卻油的進(jìn)口接入工作臺，在工作臺中心出口處設(shè)有分配閥，可以調(diào)整內(nèi)、外面的冷卻流量，實現(xiàn)被淬工件外徑噴油、內(nèi)徑流動油液冷卻，噴油圈內(nèi)的油液經(jīng)過導(dǎo)流槽流回油池；下模具通過淬火盤安裝在球面模具座上，淬火盤上有油液通道，冷卻油液經(jīng)過通道輸往模具油槽；機(jī)床底部設(shè)置接油盤，避免了飛濺油液污染地面；在兩工位之間設(shè)有煙道，左、右煙口由氣動舌板隔離以增加吸力，淬火時舌板與工作工位配合，吸入的油煙經(jīng)頂部管道集中排出；導(dǎo)桿可克服重力和摩擦力產(chǎn)生的偏心矩。

1—機(jī)身；2—工作臺；3—接油盤；4—模具座；5—噴油罩；6—上模具；7—模具接桿；8—滑塊；9—油缸；10—煙管；11—導(dǎo)軌；12—托件拉桿；13—連接板；14—進(jìn)油管；15—托板；16—導(dǎo)桿；17—回油管圖1 液壓二工位淬火壓床

托件機(jī)構(gòu)與淬火盤套裝，隨滑塊移動，當(dāng)滑塊在最上位時，托件機(jī)構(gòu)與噴油罩在一個水平面上，當(dāng)滑塊下行時，托件機(jī)構(gòu)與滑塊同步下行，工件先于上模具到達(dá)淬火盤且置于下模具之上，而托件拉桿繼續(xù)隨滑塊下移，托板離開連接板，直到滑塊停止移動到達(dá)調(diào)定的位置，在油缸的作用下模具張開到給定尺寸，與此同時，冷卻油噴出對工件進(jìn)行淬火。在托件機(jī)構(gòu)上有定位塊，為二點外圓定心，更換被淬工件時，調(diào)整定位塊的位置即可確定中心，不同的淬火模具可以方便地安裝在模具座上。托件機(jī)構(gòu)的設(shè)計是本壓床的一大創(chuàng)新點，其全部由機(jī)械構(gòu)件組成，托件機(jī)構(gòu)隨滑塊運動，無傳動控制，與機(jī)床的動作協(xié)調(diào)同步，在托件機(jī)構(gòu)的平面上設(shè)置可調(diào)節(jié)的二點式工件定位塊，整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡單可靠，調(diào)節(jié)方便，增加了機(jī)床自動化程度，具有操作方便、淬火工件質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。

在公稱壓力下，每滑塊最大壓力可達(dá)40 t，壓床設(shè)計成單工位程序自動控制，也可手動控制。二個工位可以安裝相同尺寸模具，也可以安裝不同尺寸的模具。機(jī)床可對G20CrNi2MoA系列滲碳軸承鋼外形為單錐或雙錐的軸承內(nèi)、外圈進(jìn)行淬火處理，被淬軸承套圈的外徑范圍為150～460 mm，套圈的高度范圍為15～250 mm。

2 淬火模具

由于滲碳軸承鋼在淬火時的變形傾向為收縮，無論何種形狀的工件，都需要撐內(nèi)孔壓端面保持淬火，模具工作面隨工件內(nèi)孔形狀不同而不同，淬火過程中既要克服淬火變形又不能因機(jī)械力過大而壓壞工件。為保證脫模，模具必須能夠漲縮，模具及噴油冷卻罩結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1—連接桿；2—上模具；3—被淬工件；4—下模具；5—淬火盤；6—噴油罩；7—模具底座圖2 淬火模具及噴油冷卻罩

當(dāng)工件達(dá)到淬火溫度后出爐，由人工放在位于噴油罩內(nèi)的托件盤上，并與定位塊靠緊，啟動按鈕，油缸帶動滑塊快速下行，與滑塊聯(lián)動的托件機(jī)構(gòu)托著工件同步下行，到達(dá)淬火盤后托件機(jī)構(gòu)停止，滑塊帶動上模具緩慢趨近工件，加壓張開模具到調(diào)定尺寸，上模具翼緣壓住套圈端面，油罩內(nèi)噴出冷卻油，模具油槽涌流冷卻工件內(nèi)表面。淬火完成后，上模具隨滑塊上升釋放工件，托件機(jī)構(gòu)托起工件到與油罩上沿平齊，人工將工件夾出，完成一個工作循環(huán)。

3 結(jié)束語

本壓床具有經(jīng)濟(jì)適用、自動化程度高、可靠性好的特點，可部分取代氣動肘桿淬火壓床，是目前國內(nèi)比較先進(jìn)的淬火工藝設(shè)備。根據(jù)工作需要壓床可進(jìn)行組合，組成兩工位，也可單臺工作。另外，壓床的主體安放在油池內(nèi)，淬火油全部流回油池，工作場地潔凈無污染。