氣動肘杆式淬火壓(yā)床與模(mó)具
摘要：分析了氣動肘杆滑塊式淬火壓床的特點與優(yōu)勢，探(tàn)讨(tǎo)了适用于滲碳鋼軸承和高碳鋼軸承(chéng)圈淬火的模具結構。介紹了壓(yā)床對于各種形狀被(bèi)淬工件的(de)适宜性，為滿足淬火工藝要求，實現(xiàn)模具保持壓力淬火提供了新型的(de)自動化設(shè)備，是目前國内較為先進的工藝裝備。
關鍵詞：四工位氣動肘杆式 軸承 淬火壓床
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(gōng)位肘杆式(shì)淬火壓床借鑒了國外類似機型的工作方式，按照不(bú)同産品的淬火要求創新設計的(de)新型産品，安裝不同類(lèi)型的模具，可用于各種形狀的滲碳鋼軸承和高(gāo)碳鋼軸承(chéng)圈的淬
火(huǒ)。該壓機設計為(wéi)四工位獨立工作，各(gè)工位(wèi)程序自動，是(shì)一種應用範圍較廣的淬火設備。下面(miàn)分壓床和模具分别介紹(shào)。
1壓床
壓床采用氣動肘杆(gǎn)滑塊式傳動機構，氣缸為原動件，滑塊為從動件，淬火模具(jù)通過接杆與(yǔ)滑塊連接。在此(cǐ)機構中，力的放(fàng)大率和(hé)速度因連杆位(wèi)置變化(huà)而改變很(hěn)大，在模具(jù)閉合行程
的最初階段，力(lì)的放大率小而速度(dù)快，接近閉模行程終了時，力的放大率大而速度慢，符合壓床的工作要求。在肘杆(gǎn)将近(jìn)完全伸直之前，發生最大合模力，在此位置(zhì)閉(bì)合模具的反力(lì)接近無窮大，安裝在(zài)滑塊上(shàng)的上模具(jù)便可用無(wú)窮大的力量抵抗被淬工件的淬火變(biàn)形反力，也就是說，盡管氣缸的作用力可逆，但工件的變(biàn)形抗力不會通過模具反推(tuī)氣缸，造成淬火尺(chǐ)寸改變。
壓床的結構原理(lǐ)如圖一。
圖中：1、回油管 2、進油管 3、工作台 4、淬透鋼淬火模具(jù) 5、滲碳鋼淬火(huǒ)模具 6、模具接杆 7、滑塊 8、氣缸 9、肘杆機構
壓床采用了框(kuàng)架立柱機(jī)身結(jié)構，三個立柱和貫穿(chuān)于其中的拉杆是(shì)主要的承載部件；中間鉸鍊擺動式氣缸通(tōng)過肘杆直接帶動滑塊上下移動，在與活塞杆(gǎn)鉸接的肘節處采用關節軸承，保證(zhèng)肘杆工作的平(píng)順性；滑塊的兩側(cè)設(shè)有可調“V”型滑動導軌，考慮到機身高大和肘杆機構的摩損的不均勻性，全部的運動偶件和關節點均配置(zhì)了潤滑口，由(yóu)油泵定時供油集中潤(rùn)滑；
在每個滑塊(kuài)上配備有通用的模(mó)具接杆，适合于各種不同(tóng)模具的安裝和調整；冷卻(què)油(yóu)的進口從工作台(tái)下方(fāng)引入，在入口處配有分配閥，可以(yǐ)調整工件内外面的供(gòng)油量，實現被淬工件(jiàn)外徑噴(pēn)油、内(nèi)徑流動油液(yè)冷卻，内外徑冷卻流量可調，淬火完成後噴油圈内(nèi)的殘餘油液快排，淬火油經過導流槽流回油池(chí)；更換被(bèi)淬工件時，不同(tóng)的淬火模具和冷卻罩(zhào)可以方便的安裝在工作台面上，完全滿足工件淬火時的工藝要求(qiú)；機床(chuáng)設計有接(jiē)油(yóu)盤，以免飛濺油液污染地面。壓床選(xuǎn)用無潤滑氣(qì)動元件，在公稱壓力下，每(měi)滑塊最大壓力可(kě)達 30t，四滑塊總壓力可達 120t；壓床設計成單(dān)工位程序自動控制(zhì)，也可手動控制。四個工位可以(yǐ)安裝相同尺寸(cùn)模具，也可以安裝不同尺寸的模具(jù)。有防擊打工件功能，在發生誤操作擊打(dǎ)工件時滑塊自動返回，以保護(hù)機床和模具不被損壞。機床具(jù)有自動化程度高，可靠性強，淬火工件質量穩(wěn)定、結構緊湊等特點。
每台(tái)淬火壓床有四個工位(wèi)，每(měi)個工(gōng)位可裝備一套模具，被淬工(gōng)件與相應的模具對應(yīng)，各工位的模具可以互換，依據(jù)生産産品規格不同，可以在各工位任(rèn)意選裝模具。
2設備的主要技術參數
被淬軸承圈的尺(chǐ)寸：
軸承圈的外(wài)徑範圍是從 150 到(dào) 320mm。軸承圈的高度範圍(wéi)是從 15 到 185mm。
軸承圈的外(wài)形結構：單錐外圈、單錐内圈(quān)、雙錐外圈、雙(shuāng)錐内圈。
軸(zhóu)承材(cái)料：GCr15 系列高碳軸承鋼、G20CrNi2MoA 系列滲(shèn)碳(tàn)軸承鋼。
技術參數見表 1
表(biǎo) 1 設備技術(shù)參數表
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1 |
淬(cuì)火零件數量 |
1～4 件（四工位） |
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2 |
淬(cuì)火時(shí)間設定範圍 |
0～99min 連續可調 |
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3 |
油循環冷卻時間 |
每工(gōng)位可單獨設定 |
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4 |
被淬(cuì)火工件尺寸 |
直徑：φ150～φ320mm，高度：15～185mm |
設
備
主
參
數(shù) |
立柱間距 |
480mm |
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動力部分 |
工作氣壓(yā) |
0.4-0.6Mpa |
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氣缸直徑/行程 |
D=250mm/480mm |
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滑塊行程 |
440mm |
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冷卻油流量(liàng)（内圈和外圈） |
最大 1300lpm。 |
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主要工作尺寸 |
工作面離地高度 |
1300mm |
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模(mó)具安裝空間 |
＜φ480mm |
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外形尺(chǐ)寸 |
2300×1200×3850mm
（L×W×H） |
3模具簡介
由于高碳軸承鋼（淬透(tòu)鋼）和(hé)滲碳軸承鋼（滲碳鋼）在淬火時的變形傾向相(xiàng)反，即前者淬火變形傾向于漲大，後者則收縮，因此模具(jù)的結構完全不(bú)同，冷(lěng)卻的方式差異也很(hěn)大。
不論材料(liào)和模具結構的相同與否，模(mó)壓淬火都是通過機床的(de)運動，用不同結構的模具，對工件的外圈和平面同時施加作用力，達到既要阻止淬火變形又不(bú)能因機械力過大壓壞熱工
件的目的，與(yǔ)此同時，在被淬工件的内、外全方位快速急冷，滿足工件的淬(cuì)火要求。
滲碳鋼模具的工作原理參見圖二：
圖中：1、連接杆 2、上模(mó)具 3、噴油罩 4、下模具 5、模具底座
工件達(dá)到淬火溫度後出爐，由人工(gōng)放(fàng)在下模上，啟動控制閥，在氣缸的(de)作用下通過連(lián)接杆帶動滑塊與上模具下降，壓緊下模具(jù)平面時為模具(jù)的調定尺寸，上模具平面壓住(zhù)軸承圈端面，冷卻油通過閥門、管道開始向罩内工件噴(pēn)油，同時也流向模具與工件接觸的内表面油道，工件冷卻收縮，模具外徑保持工件淬火。淬火完成後，上模具随滑塊上升(shēng)釋放工件，人工将工件從下模上夾出，完成一個(gè)工作循環。
淬透鋼(gāng)模具的(de)工作原理參見(jiàn)圖三：
圖中：1、連接杆(gǎn) 2、油罩 3、模具壓闆 4、工件(jiàn) 5、模具 6、模具底座
啟動按鈕，氣缸(gāng)帶動滑塊下降、與連(lián)接(jiē)杆一體的油罩與上模具下降，油罩的下錐面推動下(xià)模具收縮，箍住軸承圈的外徑，同時上模具平面壓(yā)住軸承圈(quān)端面，壓緊定型後開始罩(zhào)内浸油淬火。淬火(huǒ)完成後(hòu)，油罩、上(shàng)模具随主軸上升(shēng)，下模具釋放工(gōng)件，人(rén)工将工件從下模(mó)上夾出，完成一個工作循環(huán)。
由于工件為淬透(tòu)鋼，對始(shǐ)淬溫度要求較(jiào)嚴，工件尺寸小(xiǎo)熱容量小，因此必須要在最短的時間合模、進入冷卻液才能保證淬火硬度(dù)。這就要求機床的運動速度快，工件(jiàn)放入模具(jù)後立即定位、保持、噴油淬(cuì)火，一氣呵成。另外，由于小批量輪番(fān)生産，要求模(mó)具更換快速，調整方(fāng)便，壓床必須滿足這些特定的要求。
4結束語(yǔ)
該種模壓淬火(huǒ)方式很适合直(zhí)徑和高度不大的環類零件的淬火(huǒ)，由于工件的内、外(wài)圓定形、端面施壓，能有效地阻止(zhǐ)薄壁環類零件的淬火變形，淬火後的(de)工件變形小、尺寸穩定。根據模具的形(xíng)式與結構，上模(mó)具及油罩有一定(dìng)的通用性，下模具(jù)須按不同的尺寸，配備相應的模塊，因此，模塊的量較(jiào)大(dà)，但由于模具結構與其它壓床有一定的互換和通用性，且調整容易，尺寸較小，模具的成本相對(duì)較低。另外，受機床與模具結構的限制，進出件的自動化較難(nán)實現，但由于工(gōng)件較小，人工(gōng)進出件(jiàn)較方便，快捷。
