滲碳鋼軸承套圈液壓二工位淬火壓床與模具

張光榮

(寧夏機械研究院，銀川 750002)

二工位液壓加載淬火壓床是借鑒機械壓床(氣動肘桿式壓床)的模具結構及冷卻方式，參考單柱式液壓機的結構，按照不同產品的淬火要求開發的一種新型產品，其安裝內撐淬火模具，滿足各種形狀滲碳鋼軸承套圈的淬火要求。該壓床設計了特殊的工件承接機構，能與模具的上下動作協調一致，方便了工件的出入，而且為機械上、下料提供了條件。壓床設計為二工位獨立工作，單工位程序自動控制，是一種結構較為簡單且自動化程度較高的淬火設備。本文對壓床和模具分別進行了介紹。

1 壓床的結構及工作原理

壓床采用了開式(C形)單柱機身結構，如圖1所示，這種結構最顯著的優點是可以三面接觸工作區，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構，油缸為原動件，固定在滾動導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整；冷卻油的進口接入工作臺，在工作臺中心出口處設有分配閥，可以調整內、外面的冷卻流量，實現被淬工件外徑噴油、內徑流動油液冷卻，噴油圈內的油液經過導流槽流回油池；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，冷卻油液經過通道輸往模具油槽；機床底部設置接油盤，避免了飛濺油液污染地面；在兩工位之間設有煙道，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，吸入的油煙經頂部管道集中排出；導桿可克服重力和摩擦力產生的偏心矩。

1—機身；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—導軌；12—托件拉桿；13—連接板；14—進油管；15—托板；16—導桿；17—回油管圖1 液壓二工位淬火壓床

托件機構與淬火盤套裝，隨滑塊移動，當滑塊在最上位時，托件機構與噴油罩在一個水平面上，當滑塊下行時，托件機構與滑塊同步下行，工件先于上模具到達淬火盤且置于下模具之上，而托件拉桿繼續隨滑塊下移，托板離開連接板，直到滑塊停止移動到達調定的位置，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行淬火。在托件機構上有定位塊，為二點外圓定心，更換被淬工件時，調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。托件機構的設計是本壓床的一大創新點，其全部由機械構件組成，托件機構隨滑塊運動，無傳動控制，與機床的動作協調同步，在托件機構的平面上設置可調節的二點式工件定位塊，整體結構緊湊、簡單可靠，調節方便，增加了機床自動化程度，具有操作方便、淬火工件質量穩定等優點。

在公稱壓力下，每滑塊最大壓力可達40 t，壓床設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。機床可對G20CrNi2MoA系列滲碳軸承鋼外形為單錐或雙錐的軸承內、外圈進行淬火處理，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，都需要撐內孔壓端面保持淬火，模具工作面隨工件內孔形狀不同而不同，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構如圖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

當工件達到淬火溫度后出爐，由人工放在位于噴油罩內的托件盤上，并與定位塊靠緊，啟動按鈕，油缸帶動滑塊快速下行，與滑塊聯動的托件機構托著工件同步下行，到達淬火盤后托件機構停止，滑塊帶動上模具緩慢趨近工件，加壓張開模具到調定尺寸，上模具翼緣壓住套圈端面，油罩內噴出冷卻油，模具油槽涌流冷卻工件內表面。淬火完成后，上模具隨滑塊上升釋放工件，托件機構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。

3 結束語

本壓床具有經濟適用、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，是目前國內比較先進的淬火工藝設備。根據工作需要壓床可進行組合，組成兩工位，也可單臺工作。另外，壓床的主體安放在油池內，淬火油全部流回油池，工作場地潔凈無污染。