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1、(10)申请公布号 CN 103451406 A (43)申请公布日 2013.12.18 CN 103451406 A *CN103451406A* (21)申请号 201310365903.5 (22)申请日 2013.08.19 C21D 9/40(2006.01) C21D 11/00(2006.01) C21D 1/673(2006.01) (71)申请人 宁夏机械研究院 （有限责任公司） 地址 750011 宁夏回族自治区银川市宝湖中 路 420 号金凤工业集中区宁夏机械研 究所 (72)发明人 张光荣 王国升 周建宇 王淑芳 柳燕 许军晓 张凯翔 (54) 发明名称 用于透淬钢套。
2、圈类模压淬火装置 (57) 摘要 本发明涉及一种热处理淬火装置， 特别是一 种用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 该模压淬火 装置包括由底座、 安装在底座一侧的立柱和安装 在立柱上端的横梁， 在立柱导轨上分别安装有上 滑块和下滑块， 上模具缸和下模具缸的活塞杆分 别与上滑块和下滑块相连， 其特征在于高压管路 分别与上模具缸和下模具缸相连， 与上模具缸相 连的高压管路上分别安装有控制上模具缸速度和 方向的单向调速阀和换向阀 I， 与下模具缸相连 的高压管路上分别安装有控制下模具缸压力和方 向的调压阀和换向阀 II， 淬火用冷却油与下模具 上的出油口和喷油环相连。本装置可精确调整压 淬力、 压淬速度，。
3、 入淬时间短， 淬火工件的变形小， 有效保证了淬火质量， 大大提高了现有淬火和控 制技术。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103451406 A CN 103451406 A *CN103451406A* 1/1 页 2 1. 一种用于透淬钢套圈类模压淬火装置 , 包括由底座、 安装在底座一侧的立柱和安装 在立柱上端的横梁组成的床身， 底座安装在油池内， 在立柱上安装有导轨， 在导轨上分别安 装有上滑块和下滑块， 上模具缸、 下。
4、模具缸分别固定在横梁和底座上， 且上、 下模具缸的轴 线重合， 上模具和下模具分别与上滑块和下滑块相连， 且上模具缸和下模具缸的活塞杆分 别与上滑块和下滑块相连， 其特征在于上模具缸 （1） 和下模具缸 （12） 通过高压管路 （16） 与高压系统相连， 与上模具缸相连的高压管路上分别安装有控制上模具缸速度和方向的单 向调速阀 （19） 和换向阀 I（20） ， 与下模具缸 （12） 相连的高压管路上分别安装有控制下模 具缸压力和方向的调压阀 （14） 和换向阀 II（15） ， 淬火用冷却油通过冷却油油泵和与冷却 油油泵相连的冷却油油管 （17） 分为两路， 一路进入下滑块 （8） 内， 通。
5、过下滑块与下模具 （7） 相连通的通道进入下模具内， 在由下模具上设有出油口 （6） ， 另一路通过油管与固定在油池 （10） 内的立柱 （21） 上的喷油环 （9） 相连通。 2. 根据权利要求 1 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于上述与上模具 （4） 和下模具 （7） 为圆锥台体， 在圆锥台体的外圆表面均布有导流槽。 3. 根据权利要求 2 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于上述与上模具 缸 （1） 和下模具缸 （12） 相连的高压管路 （16） 为高压气管路， 其中与上模具缸 （1） 相连的高 压气管路上安装的换向阀 I（20） 为三位五通电磁换向阀， 三位。
6、五通电磁换向阀的进口与 高压气管路相连， 三位五通电磁换向阀中的一个出口通过管路与上模具缸的上腔相连， 另 一出口通过管路和安装在管路上的单向调速阀 （19） 与上模具缸的下腔相连 ； 与下模具缸 （12） 上、 下腔相连的高压气管路上分别安装有调压阀 （14） ， 其中在调压阀 （14） 出口与下模 具缸中的上腔相连的管路上安装有换向阀 II（15） ， 该换向阀 II 为两位三通电磁换向阀。 4. 根据权利要求 3 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于上述调压阀 （14） 为精密调压阀。 5. 根据权利要求 4 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于在上述下模具 （7。
7、） 上端面的出油口处安装有导流罩 （6） ， 上述导流罩的结构为倒扣的碗形罩， 碗形罩与下 模具上端面的周边开有缺口。 6. 根据权利要求 5 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于上述喷油环 （9） 是由金属管制成的 “C” 形园环，“C” 形园环两端固定在立柱 （21） 两侧， 冷却油油管 （17） 与 “C” 形园环内腔联通， 在 “C” 形园环状内侧面上开有喷油孔 （22） ， 喷油孔的喷射方向为同 向倾斜。 7. 根据权利要求 5 所述的用于透淬钢套圈类模压淬火装置， 其特征在于上述喷油环 （9） 是由金属管制成的 “C” 形园环，“C” 形园环两端固定在立柱 （21） 两。
8、侧， 冷却油油管 （17） 与 “C” 形园环内腔联通， 在 “C” 形园环状内侧面上均布有同向倾斜的挡板 （23） ， 在挡板与 “C” 形园环状内侧相对的面上开有喷油孔 （22） 。 权 利 要 求 书 CN 103451406 A 2 1/3 页 3 用于透淬钢套圈类模压淬火装置 技术领域 0001 本发明涉及一种热处理淬火装置， 特别是一种用于透淬钢套圈类模压淬火装置。 背景技术 0002 轴承内外套圈一般采用两种材料， 一种是低碳低合金钢， 需要渗碳后淬火， 行业内 称为渗碳钢 ； 大多数轴承材料为高碳铬钢， 以 GCr15 为代表， 行业内称为透淬钢。与渗碳钢 相比较 ： 1） 透。
9、淬钢可以直接加热淬火， 加热时间短、 变形较小 ； 2） 对入淬时间更为敏感， 要 求入淬前的停留时间更短 ； 3） 淬火变形随工件的形状、 尺寸的变化而变化， 没有固定的规 律。 为解决透淬钢轴承套圈的淬火过程不可控、 变形不规则造成的返工及废品率高的问题， 人们做了大量的工作， 如本发明人在实用新型专利 ZL200420086806.9一种多工位轴承内 外圈淬火压机 中设计了一种多工位淬火压机， 部分的解决了轴承套圈的淬火变形问题。 但 在工程应用中存在压淬力调节困难， 不能适用于各种尺寸的产品， 淬火后工件产生局部软 点的淬火质量问题等。 发明内容 0003 本发明的目的是针对透淬钢的淬。
10、火特点， 提供一种淬火时的压力、 淬火速度可调， 入淬时间短， 淬火工件的变形小， 同一套模具具有一定尺寸范围适应性的用于透淬钢套圈 类模压淬火装置。 0004 为实现本发明的目的， 所采用的技术方案是 ： 一种用于透淬钢套圈类模压淬火装 置 , 包括由底座、 安装在底座一侧的立柱和安装在立柱上端的横梁组成的床身， 底座安装 在油池内， 在立柱上安装有导轨， 在导轨上分别安装有上滑块和下滑块， 上模具缸、 下模具 缸分别固定在横梁和底座上， 且上、 下模具缸的轴线重合， 上模具和下模具分别与上滑块和 下滑块相连， 且上模具缸和下模具缸的活塞杆分别与上滑块和下滑块相连， 其特征在于上 模具缸和下。
11、模具缸通过高压管路与高压系统相连， 与上模具缸相连的高压管路上分别安装 有控制上模具缸速度和方向的单向调速阀和换向阀 I， 与下模具缸相连的高压管路上分别 安装有控制下模具缸压力和方向的调压阀和换向阀 II， 淬火用冷却油通过冷却油油泵和与 冷却油油泵相连的冷却油油管分为两路， 一路进入下滑块内， 通过下滑块与下模具相连通 的通道进入下模具内， 在由下模具上设有出油口， 另一路通过油管与固定在油池内的立柱 上的喷油环相连通。 0005 上述与上模具和下模具为圆锥台体， 在圆锥台体的外圆表面均布有导流槽。 0006 上述与上模具缸和下模具缸相连的高压管路为高压气管路， 其中与上模具缸相连 的高压。
12、气管路上安装的换向阀 I 为三位五通电磁换向阀， 三位五通电磁换向阀的进口与高 压气管路相连， 三位五通电磁换向阀中的一个出口通过管路与上模具缸的上腔相连， 另一 出口通过管路和安装在管路上的单向调速阀与上模具缸的下腔相连 ； 与下模具缸上、 下腔 相连的高压气管路上分别安装有调压阀， 其中在调压阀出口与下模具缸中的上腔相连的管 路上安装有换向阀 II， 该换向阀 II 为两位三通电磁阀。 说 明 书 CN 103451406 A 3 2/3 页 4 0007 上述调压阀为精密调压阀。 0008 在上述下模具上端面的出油口处安装有导流罩， 上述导流罩的结构为倒扣的碗形 罩， 碗形罩与下模具上端。
13、面的周边开有缺口。 0009 上述喷油环是由金属管制成的 “C” 形园环， 形园环两端固定在立柱两侧， 冷却油油 管与 “C” 形园环内腔联通， 在 “C” 形园环状内侧面上开有喷油孔， 喷油孔的喷射方向为同向 倾斜。 0010 上述喷油环是由金属管制成的 “C” 形园环，“C” 形园环两端固定在立柱两侧， 冷却 油油管与 “C” 形园环内腔联通， 在 “C” 形园环状内侧面上均布有同向倾斜的挡板， 在挡板与 “C” 形园环状内侧相对的面上开有喷油孔。 0011 本发明的模压淬火装置在结构和压淬力的控制方面进行了改进， 一方面在上模具 和下模具的圆锥台体的外圆表面增加了导流槽， 这样在对套圈类。
14、零件淬火时， 冷却油的流 动性增加， 有利于套圈类零件淬火性的提高， 同时同一套模具具有一定尺寸范围的适应性， 尤其适用于内锥形类套圈、 薄壁类套圈、 低矮类套圈以及精密轴承圈套类零件的淬火， 模具 的制造费用较低， 经济性好 ； 另一方面在油池中的床身上增加了喷油环， 在下模具的出油口 处安装了导流罩， 冷却油从喷油环和导流罩内喷出后， 在套圈类零件外表面和内表面形成 一个急速流动的漩涡， 当被淬工件到达淬火位置后， 该漩涡围绕工件的内、 外圆柱面快速流 动以破坏气化层， 消灭表面软点形成漩涡状环流， 以消除因外表面气化而形成的淬火软点 ； 第三， 在上模具缸和下模具缸相连的管路上， 安装了。
15、单向调速阀、 换向阀和调压阀， 通过控 制系统的控制， 一方面可实现淬火过程始终按照设定的程序完成淬火， 另一方面可精确调 整上下模具缸之间的压淬力的大小。本装置的出力可以在几十 N 到几百 KN 之间调节， 压淬 力调节范围大， 压淬速度可调， 入淬时间短， 淬火工件的变形小， 有效保证了淬火质量、 降低 以致消除淬火变形， 使淬火技术和控制技术大大提高， 可满足各种圈套类淬火工况的要求 ； 第四， 工件在箱形油槽内完成淬火过程， 部分机构浸没在冷却油中， 环境洁净， 淬火时不易 着火， 油烟较少， 有利于环保。 附图说明 0012 附图 1 为本发明的结构示意图 ； 附图 2 为本发明下模。
16、具出油口的结构示意图 ； 附图 3 为本发明喷油环的结构示意图。 具体实施方式 0013 图中， 1 上模具缸、 2 横梁、 3 上滑块、 4 上模具、 5 被淬工件、 6 导流罩、 7下模具、 8下滑块、 9喷油环、 10油池、 11底座、 12下模具缸、 13精密压力表、 14 调压阀、 15 换向阀 II、 16 高压管路、 17 冷却油油管、 18导轨、 19 单向调速 阀、 20 换向阀 I、 21立柱， 22喷油环上的喷油口， 23挡板。 0014 如图 1、 2、 3 所示， 本装置的床身是由底座 11、 安装在底座左侧的立柱 21 和安装在 立柱上端的横梁2组成的， 底座安装在。
17、油池10内， 在立柱上安装有竖直的导轨18， 在导轨上 分别安装有上滑块 3 和下滑块 8， 上模具缸 1、 下模具缸 12 分别固定在横梁和底座上， 且上、 下模具缸的轴线重合， 上模具4和下模具7分别与上滑块和下滑块相连， 且上模具缸和下模 说 明 书 CN 103451406 A 4 3/3 页 5 具缸的活塞杆分别与上滑块和下滑块相连。上模具和下模具为圆锥台体， 在圆锥台体的外 圆表面均布有导流槽。 0015 高压系统提供的高压气分别通过高压管路 16 与上模具缸和下模具缸分别相连。 其中与上模具缸相连的高压气管路上安装有换向阀 I20， 该换向阀 I 为三位五通电磁换向 阀， 三位五。
18、通电磁换向阀的进口与高压气管路相连， 三位五通电磁换向阀中的一个出口通 过管路与上模具缸的上腔相连， 另一出口通过管路和安装在管路上的单向调速阀 19 与上 模具缸的下腔相连。 0016 与下模具缸的上、 下腔相连的高压气管路上分别安装有调压阀 14， 其中在与下模 具缸上腔相连的调压阀出口的管路上安装有换向阀 II15， 该换向阀 II 采用的是两位三通 电磁阀， 在与下模具缸下腔相连的调压阀出口的管路上安装有精密压力表 13， 上述调压阀 为精度较高的精密调压阀。 0017 淬火工作过程如下 ： 1、 本模压淬火装置处于原始位置 ： 下模具缸推动下滑块和下模具处于上位， 上模具缸 提起上滑。
19、块与上模具处于上位 ； 2、 加热出炉的被淬工件由机械手或人工抓取， 放入下模具的上锥面上 ； 3、 启动按钮， 自动循环开始 ： 上摸具缸推动上滑块、 上模具下行， 当上模具锥面接触到 被淬工件的内孔圆角时， 由于下模具缸的下腔始终通入调定的压缩空气， 而上模具缸的压 力恒大于下模具缸， 此时上、 下模具缸相对与被淬工件施力， 将红热被淬工件压合在模具 上， 实施初始矫正 ； 继而， 上模具缸继续加力， 当加力大于下模具缸调压阀的设定压力时， 调 压阀溢流、 泄气， 上模具缸推动下模具缸下行， 将被淬工件与上、 下模具一起推入油池， 与此 同时， 安装在油池内的冷却油油泵工作， 将冷却油通过。
20、冷却油油管 17 分为两路， 一路进入 下滑块 8 内， 通过下滑块与下模具 7 相连通的通道进入下模具内， 由下模具上的出油口 6 喷 出， 通过导流罩将冷却油均布喷射在被淬工件的内表面， 使冷却油在被淬工件的内表面和 下模具外锥面之间形成上下流动的漩涡 ； 另一路冷却油进入固定在油池 10 内的立柱 21 上 的喷油环 9 内， 喷油环是由钢管制成的 “C” 形园环，“C” 形园环两端固定在立柱两侧， 冷却 油油管与 “C” 形园环内腔联通， 在 “C” 形园环状内侧面上开有喷油孔， 喷油孔的喷射方向为 同向倾斜 ； 也可以在 “C” 形园环状内侧面上均布有同向倾斜的挡板 23， 在挡板与。
21、 “C” 形园 环状内侧相对的面上开有喷油孔， 冷却油通过喷油孔喷出后， 在被淬工件外表面形成一个 急速流动的漩涡， 一方面破坏了被淬工件的内、 外圆柱面的气化层， 消除了因内、 外表面气 化而形成的淬火软点 ； 另一方面可急速冷却被淬工件。在上述淬火过程中， 上、 下模具始终 在设定的恒压力作用于被淬工件， 抵御被淬工件淬火过程的变形。 0018 4、 淬火过程结束后 , 安装在上、 下模具缸管路上的换向阀 I 和换向阀 II 换向， 上 模具缸上行， 上模具提升， 已淬火工件随同下模具上升到初始位置， 启动机械手或人工抓走 已淬火的工件， 一个工作循环完成， 原位等待下一个循环的开始。 说 明 书 CN 103451406 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103451406 A 6 。