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1.壓模設計原因

大傘齒輪（見圖1）位于推土機上變速箱與終傳動的連接處，用于傳遞相交軸之間的動力，材質為20CrMnTi，熱處理技術：滲碳層深度1.8～2.3mm，齒面硬度58～64HRC，心部硬度38～45HRC，其余硬度≥55 HRC。其主要工藝流程為：鍛造（并粗加工）→熱處理→機加工→中間檢驗→刻編號→熱處理→機加工→熱處理→機加工→配對研齒→最終檢驗并成對涂油包裝。所以，此類零件工藝過程長且復雜。

經過多次熱處理往往會使齒輪的幾何精度和齒面精度下降，會產生如下不利因素：輪齒變形、內孔變形和平面翹曲。為減少齒輪變形，必須設計一款淬火壓模，采用壓模淬火工藝來保證齒輪的齒面精度和幾何精度。同時采用適當的預先熱處理方法，可以有效的減少后續熱處理的變形。通過大量的試驗數據發現，滲碳時應當使齒面朝下。能夠有效的控制預先熱處理變形，從減小變形出發，在最后淬火時盡量選擇淬火下限溫度。

圖  1

2.工裝結構和工作原理

（1）工裝結構

淬火壓模結構（見圖2）主要包括上壓模和下壓模，定位桿螺釘1、彈簧2、支撐套座3、擴張器中心桿4、擴張器5、模墊（內模墊6和外模墊7）、彈簧圈8、底模套圈（包括第一套圈9、第二套圈10、第三套圈11和第四套圈12）構成下壓模，固定在淬火壓床的底座上。內壓環13和外壓環14構成上壓模，固定在淬火壓床的油缸壓頭上。圖中15是大傘齒輪。

圖  2

1.定位桿螺釘 2.彈簧  3.支撐套座  4.擴張器中心桿  5.擴張器  6.內模墊  7、外模墊  8.彈簧圈  9、10、11、12.底模套圈  13.內壓環  14.外壓環 15.傘齒

（2）工作原理

淬火壓床利用油缸提供的壓力將待淬火的大傘齒輪壓在上下壓模之間，并在壓模上設置泄油槽，不僅可以防止大傘齒輪在淬火過程中出現較大變形，而且不影響淬火壓床的噴油和排油，保證零件表面均勻淬火，從而提高了產品質量。

在工件進行淬火前，將下壓模固定在淬火壓床的底座上，工件穩穩地安裝在下壓模上，上壓模固定在淬火壓床的油缸壓頭上，啟動油缸，將工件壓緊。經過反復試驗摸索，通過合理機床設置，保證內壓環、外壓環和擴張器上形成壓力大小合適頻率相同的脈動壓力。在淬火時還要確保冷卻油液的脈動頻率和供油壓力使工件均勻淬火。所以在壓模上設置了和供油壓力相匹配的泄油槽，保證油液能夠進行良好的循環和對零件的冷卻。我們都知道壓力淬火有三種淬火方式，通過多次對比試驗發現，采用先噴淬火油延時施加壓力的方式，并設定合理的延時時間和內壓環、外壓環和擴張器上壓力，以及脈動頻率和脈動次數，能夠使零件各處淬火硬度滿足技術要求而且輪齒變形和平面翹曲得到有效的控制。

3.結語

通過生產實踐，淬火壓床使用靈活，操作簡單，滿足大傘齒輪的熱處理要求，而且此工裝具有通用性，對于不同尺寸的傘齒輪，設計不同的內壓環和外壓環，在對不同傘齒輪類工件進行淬火熱處理時，只需更換不同的內外壓環即可，下壓模無需更換，大大提高了熱處理的工作效率。