渗碳钢轴承套圈液压二工位淬火压床与模具

张光荣

(宁夏机械研究院，银川 750002)

二工位液压加载淬火压床是借鉴机械压床(气动肘杆式压床)的模具结构及冷却方式，参考单柱式液压机的结构，按照不同产品的淬火要求开发的一种新型产品，其安装内撑淬火模具，满足各种形状渗碳钢轴承套圈的淬火要求。该压床设计了特殊的工件承接机构，能与模具的上下动作协调一致，方便了工件的出入，而且为机械上、下料提供了条件。压床设计为二工位独立工作，单工位程序自动控制，是一种结构较为简单且自动化程度较高的淬火设备。本文对压床和模具分别进行了介绍。

1 压床的结构及工作原理

压床采用了开式(C形)单柱机身结构，如图1所示，这种结构最显著的优点是可以三面接触工作区，拆卸模具和放、取工件均很方便。压床的主传动采用液压滑块式结构，油缸为原动件，固定在滚动导轨上的滑块为从动件，模具通过连接杆与滑块连接。油缸装在上梁上，直接驱动滑块上下移动，在与活塞杆连接处采用球面支承，保证压力传递的平顺性；滑块的导轨安装在立柱上，上模具通过接杆与滑块连接，在每个滑块上配备有通用的模具接杆，适合于各种不同模具的安装和调整；冷却油的进口接入工作台，在工作台中心出口处设有分配阀，可以调整内、外面的冷却流量，实现被淬工件外径喷油、内径流动油液冷却，喷油圈内的油液经过导流槽流回油池；下模具通过淬火盘安装在球面模具座上，淬火盘上有油液通道，冷却油液经过通道输往模具油槽；机床底部设置接油盘，避免了飞溅油液污染地面；在两工位之间设有烟道，左、右烟口由气动舌板隔离以增加吸力，淬火时舌板与工作工位配合，吸入的油烟经顶部管道集中排出；导杆可克服重力和摩擦力产生的偏心矩。

1—机身；2—工作台；3—接油盘；4—模具座；5—喷油罩；6—上模具；7—模具接杆；8—滑块；9—油缸；10—烟管；11—导轨；12—托件拉杆；13—连接板；14—进油管；15—托板；16—导杆；17—回油管图1 液压二工位淬火压床

托件机构与淬火盘套装，随滑块移动，当滑块在最上位时，托件机构与喷油罩在一个水平面上，当滑块下行时，托件机构与滑块同步下行，工件先于上模具到达淬火盘且置于下模具之上，而托件拉杆继续随滑块下移，托板离开连接板，直到滑块停止移动到达调定的位置，在油缸的作用下模具张开到给定尺寸，与此同时，冷却油喷出对工件进行淬火。在托件机构上有定位块，为二点外圆定心，更换被淬工件时，调整定位块的位置即可确定中心，不同的淬火模具可以方便地安装在模具座上。托件机构的设计是本压床的一大创新点，其全部由机械构件组成，托件机构随滑块运动，无传动控制，与机床的动作协调同步，在托件机构的平面上设置可调节的二点式工件定位块，整体结构紧凑、简单可靠，调节方便，增加了机床自动化程度，具有操作方便、淬火工件质量稳定等优点。

在公称压力下，每滑块最大压力可达40 t，压床设计成单工位程序自动控制，也可手动控制。二个工位可以安装相同尺寸模具，也可以安装不同尺寸的模具。机床可对G20CrNi2MoA系列渗碳轴承钢外形为单锥或双锥的轴承内、外圈进行淬火处理，被淬轴承套圈的外径范围为150～460 mm，套圈的高度范围为15～250 mm。

2 淬火模具

由于渗碳轴承钢在淬火时的变形倾向为收缩，无论何种形状的工件，都需要撑内孔压端面保持淬火，模具工作面随工件内孔形状不同而不同，淬火过程中既要克服淬火变形又不能因机械力过大而压坏工件。为保证脱模，模具必须能够涨缩，模具及喷油冷却罩结构如图2所示。

1—连接杆；2—上模具；3—被淬工件；4—下模具；5—淬火盘；6—喷油罩；7—模具底座图2 淬火模具及喷油冷却罩

当工件达到淬火温度后出炉，由人工放在位于喷油罩内的托件盘上，并与定位块靠紧，启动按钮，油缸带动滑块快速下行，与滑块联动的托件机构托着工件同步下行，到达淬火盘后托件机构停止，滑块带动上模具缓慢趋近工件，加压张开模具到调定尺寸，上模具翼缘压住套圈端面，油罩内喷出冷却油，模具油槽涌流冷却工件内表面。淬火完成后，上模具随滑块上升释放工件，托件机构托起工件到与油罩上沿平齐，人工将工件夹出，完成一个工作循环。

3 结束语

本压床具有经济适用、自动化程度高、可靠性好的特点，可部分取代气动肘杆淬火压床，是目前国内比较先进的淬火工艺设备。根据工作需要压床可进行组合，组成两工位，也可单台工作。另外，压床的主体安放在油池内，淬火油全部流回油池，工作场地洁净无污染。