氣動肘杆式淬火壓床與模(Mo)具
摘要：分析了氣動肘杆(Gan)滑塊式淬火[Huo]壓床的[De]特點[Dian]與優勢，探讨了适用(Yong)于滲[Shen]碳鋼軸承和高(Gao)碳鋼軸承圈淬火的模(Mo)具結構。介紹[Shao]了壓床對于各種形狀被[Bei]淬工件的适宜性，為滿足淬火工藝要[Yao]求，實現(Xian)模具保持壓力淬[Cui]火提供了新(Xin)型的(De)自動化設備，是目前國内較為先進的工[Gong]藝裝備。
關鍵詞：四工位氣動肘杆式 軸承 淬[Cui]火(Huo)壓床
4 Ram Pneumatic Toggle Type Quenching Press and Tooling
Abstract: This thesis analyses the characteristics and superiority of pneumatic toggle type quench press, discusses the tooling structure for quenching carburizing steel bearing and high-carbon steel bearing . Introduces the suitability for quenching the different shapes parts, a new type full-automatic equipment is provided for meeting the quench technological requirements and to complete the quenching process by the tooling keep pressure, it is an advanced equipment in our country at present.
Key words: four- ram pneumatic toggle type bearing quench press
四工位肘[Zhou]杆式淬火壓床借鑒(Jian)了國外類似機型的[De]工作[Zuo]方式，按照不同[Tong]産品的淬火要(Yao)求創新[Xin]設計的(De)新(Xin)型[Xing]産品，安裝[Zhuang]不同類型的模具，可用于各種形狀的滲碳鋼軸承和高碳(Tan)鋼軸承[Cheng]圈的淬
火。該(Gai)壓機設計為四(Si)工位獨立工(Gong)作，各工位程序(Xu)自動，是一種應(Ying)用範圍較廣的(De)淬火設備。下面分壓床和模[Mo]具(Ju)分别介紹。
1壓床(Chuang)
壓床采用氣動肘杆(Gan)滑塊式傳動機構，氣缸為[Wei]原動件，滑塊為從動件，淬火[Huo]模具通過接杆與(Yu)滑塊[Kuai]連接(Jie)。在此機構中，力的放[Fang]大率(Lü)和速度因連杆位[Wei]置[Zhi]變化而改變很大，在(Zai)模具閉合行程[Cheng]
的(De)最初階段，力(Li)的放大率小(Xiao)而速度快，接近閉[Bi]模行程(Cheng)終了時(Shi)，力的放大率大[Da]而速[Su]度慢，符合壓床的工作(Zuo)要求。在肘杆(Gan)将近(Jin)完全伸直之前(Qian)，發生最大合模力，在此位置閉[Bi]合模具的反力(Li)接近無窮大，安裝在滑塊上的上模(Mo)具便可用無窮大的力量(Liang)抵抗被淬工件(Jian)的淬(Cui)火變(Bian)形反(Fan)力，也就[Jiu]是說，盡[Jin]管氣(Qi)缸的作用(Yong)力(Li)可逆，但工[Gong]件的變(Bian)形抗力不(Bu)會通過模具反[Fan]推[Tui]氣缸，造成淬[Cui]火尺寸改變。
壓床[Chuang]的(De)結構原理如圖一。
圖中[Zhong]：1、回[Hui]油管 2、進油管 3、工(Gong)作台 4、淬透鋼淬[Cui]火模具 5、滲碳鋼淬火模具 6、模具接杆 7、滑塊 8、氣缸(Gang) 9、肘杆機構
壓床采用了框架立柱機身結(Jie)構，三[San]個[Ge]立柱和貫穿(Chuan)于其中的拉杆是主要的承載部件；中間(Jian)鉸鍊(Lian)擺動式氣缸通[Tong]過肘杆直接帶[Dai]動滑塊上下移動，在與活(Huo)塞杆[Gan]鉸接的(De)肘節處采用關節軸承，保(Bao)證[Zheng]肘杆工作的平順性；滑塊的兩側設(She)有可[Ke]調“V”型滑動導軌，考慮到機身高大(Da)和肘杆機構的[De]摩損的不[Bu]均[Jun]勻性(Xing)，全部[Bu]的運[Yun]動偶件和關節點均[Jun]配置了潤(Run)滑口，由油泵定[Ding]時供油集中(Zhong)潤滑；
在[Zai]每個滑塊上[Shang]配備有(You)通用(Yong)的模具接杆，适合于各種不同模具(Ju)的安裝(Zhuang)和調整；冷卻[Que]油[You]的進口從(Cong)工作台(Tai)下方[Fang]引入，在入口[Kou]處配有分配閥，可以調整[Zheng]工件内外(Wai)面[Mian]的供油量，實現[Xian]被淬工件(Jian)外徑噴油、内[Nei]徑流動油液冷卻，内外徑冷卻流量可[Ke]調，淬火完成後噴油圈内[Nei]的殘餘油[You]液[Ye]快排，淬火油(You)經過導流槽流回油(You)池；更換被淬工件時，不同(Tong)的淬火模具和(He)冷卻罩可以方(Fang)便的安裝在工作台面上[Shang]，完全滿足工件淬火[Huo]時的(De)工藝要求；機(Ji)床設計有接油盤，以免飛濺油液污染地面(Mian)。壓床選用無潤滑氣[Qi]動元件，在公(Gong)稱壓力下，每(Mei)滑塊最大壓力[Li]可達 30t，四滑塊總壓力[Li]可(Ke)達 120t；壓床設計[Ji]成單[Dan]工位程序自動控制，也可手動控制。四個工位[Wei]可[Ke]以安裝相同尺寸模具，也可以安裝不同尺寸的[De]模具[Ju]。有防擊打工件功能，在發生誤操作(Zuo)擊打工件時滑塊[Kuai]自動返回，以保護機床和模具(Ju)不被損壞。機床具有自動(Dong)化程度(Du)高，可靠性強，淬火(Huo)工件質(Zhi)量穩定、結構緊湊等特點。
每台淬火壓床有四個工位，每個工位可(Ke)裝備(Bei)一套模具，被淬工[Gong]件與相(Xiang)應的[De]模具對應，各工位的模[Mo]具可以[Yi]互換，依據(Ju)生産産品規格不同，可以在各工位任意(Yi)選裝模具。
2設備的主(Zhu)要技(Ji)術參數
被淬軸承圈的尺(Chi)寸：
軸承圈的外徑範圍是(Shi)從 150 到 320mm。軸承圈的高度[Du]範圍是從 15 到 185mm。
軸承圈的外(Wai)形結構：單錐外(Wai)圈、單錐内圈、雙錐外圈、雙[Shuang]錐[Zhui]内圈。
軸承材料：GCr15 系[Xi]列高碳[Tan]軸承鋼、G20CrNi2MoA 系列[Lie]滲碳軸承鋼。
技術參[Can]數見(Jian)表 1
表[Biao] 1 設備技術(Shu)參數(Shu)表
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1 |
淬[Cui]火零件數量 |
1～4 件（四工位） |
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2 |
淬(Cui)火時間設定範(Fan)圍 |
0～99min 連續可調 |
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3 |
油循環冷卻時間[Jian] |
每工位可單獨設定 |
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4 |
被淬火工[Gong]件尺寸 |
直徑：φ150～φ320mm，高度：15～185mm |
設
備
主
參
數[Shu] |
立柱間距 |
480mm |
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動力部[Bu]分 |
工作氣壓 |
0.4-0.6Mpa |
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氣缸直徑(Jing)/行程[Cheng] |
D=250mm/480mm |
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滑塊行程 |
440mm |
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冷卻油流量（内(Nei)圈和外圈） |
最大 1300lpm。 |
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主[Zhu]要工作尺寸 |
工作[Zuo]面離地高度 |
1300mm |
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模(Mo)具安裝空間 |
＜φ480mm |
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外形尺(Chi)寸 |
2300×1200×3850mm
（L×W×H） |
3模具簡[Jian]介
由于高碳軸承鋼（淬透(Tou)鋼）和滲碳軸承鋼（滲(Shen)碳鋼）在淬火時的變形傾向相反，即前者淬火變形(Xing)傾向于漲大，後者(Zhe)則收縮(Suo)，因此模具的結構完全不[Bu]同，冷(Leng)卻的方式差異(Yi)也很[Hen]大。
不論材料[Liao]和模具結構的相同與否，模(Mo)壓淬火都[Dou]是通過機床的運動(Dong)，用不同結(Jie)構的模具，對工件的(De)外圈和平面同時施(Shi)加作用力，達到(Dao)既要阻止(Zhi)淬火[Huo]變形又不[Bu]能因機械[Xie]力過大壓壞熱工(Gong)
件的目的，與[Yu]此同時，在被淬工件(Jian)的内、外全方位[Wei]快速[Su]急冷，滿足工件的(De)淬(Cui)火要[Yao]求。
滲碳鋼[Gang]模具的工作原理參(Can)見圖[Tu]二：
圖中：1、連[Lian]接杆 2、上模具 3、噴油(You)罩 4、下模具 5、模具底座
工件達到淬火溫度後出爐，由人工放(Fang)在下模上，啟動(Dong)控制閥，在氣缸[Gang]的作[Zuo]用下通過(Guo)連(Lian)接杆帶動滑[Hua]塊與(Yu)上模具下降，壓緊下模具平面時為(Wei)模具的調定尺(Chi)寸，上模具平面壓住[Zhu]軸承圈端面，冷卻油通過閥門、管道[Dao]開始向罩内工件(Jian)噴(Pen)油，同(Tong)時也流[Liu]向模具與工[Gong]件接觸(Chu)的内表面油道，工[Gong]件冷卻收縮[Suo]，模[Mo]具[Ju]外徑保持工[Gong]件淬(Cui)火[Huo]。淬火完成後(Hou)，上(Shang)模具随滑塊上升釋放工件，人工将(Jiang)工件從下模(Mo)上夾出，完成一個工[Gong]作[Zuo]循環。
淬透鋼(Gang)模具(Ju)的工作原理參見圖三：
圖中：1、連接杆 2、油罩(Zhao) 3、模具壓(Ya)闆 4、工件 5、模具 6、模具底座(Zuo)
啟[Qi]動按鈕，氣缸[Gang]帶[Dai]動滑塊(Kuai)下降、與連接杆一體的油罩[Zhao]與上模具下降，油[You]罩的(De)下錐面推[Tui]動下[Xia]模具收縮，箍住軸承圈的外徑，同[Tong]時上模具平面壓(Ya)住軸承圈端面，壓(Ya)緊定型(Xing)後開始罩内浸油淬火。淬火完成後，油[You]罩、上模具随主軸上升，下模具釋放工(Gong)件，人工将工(Gong)件(Jian)從下模上(Shang)夾出[Chu]，完成一個工作[Zuo]循環。
由于工件為淬透鋼，對始淬溫度要求(Qiu)較嚴，工件尺寸小熱容量小，因此必須要在最短[Duan]的時間合模、進入冷卻液才能保證淬火硬度(Du)。這就要求機床[Chuang]的運動速度快，工件(Jian)放入模具[Ju]後立即[Ji]定位、保持、噴油淬火，一氣呵成(Cheng)。另外[Wai]，由于小批量輪番(Fan)生[Sheng]産，要求模具[Ju]更[Geng]換快速，調(Diao)整方便，壓床(Chuang)必須滿足這[Zhe]些特定的要求。
4結束語
該(Gai)種(Zhong)模壓淬火[Huo]方式很适合[He]直[Zhi]徑和高度不大[Da]的(De)環類[Lei]零件的[De]淬火(Huo)，由于工件的内、外圓[Yuan]定形[Xing]、端面施壓，能[Neng]有效地阻止薄[Bao]壁環類(Lei)零件的淬火變形，淬火後的[De]工件變形小[Xiao]、尺寸穩定。根[Gen]據[Ju]模具的形[Xing]式與結構，上(Shang)模具及油罩有一定[Ding]的通用性，下模具(Ju)須按不同的尺寸，配備相應的模塊，因此，模塊的量較大，但由于模具結[Jie]構與(Yu)其它壓床(Chuang)有一定的互換和通[Tong]用性，且調整容易，尺[Chi]寸較小，模具的成本相對[Dui]較低。另外，受機床與模具結構的限制，進出件的自[Zi]動化較難(Nan)實現，但由于工[Gong]件較小，人工[Gong]進(Jin)出件較方便，快(Kuai)捷。
