本申请涉及氮化齿圈的,尤其是涉及一种氮化齿圈变形校正工装及其校正方法。
背景技术:
1、齿轮氮化处理具有处理温度低、适用钢种多、表面硬度高、工件畸变小、耐磨耐腐蚀及抗疲劳性好等特点,广泛应用于航空、船舶、汽车、矿山及风电等领域,是目前常用的齿轮表面硬化热处理工艺之一。
2、随着产品可靠性的提高,氮化齿圈对氮化层深的要求也越来也深,随着层深的增加氮化时间剧增,必然导致零件的变形增大,因此,氮化齿轮要保证高精度等级,就必须严格控制齿轮的氮化变形。而对于大型薄壁齿圈类零件,如直径大于2米的风电齿圈,氮化层深普遍较深并且对精度要求较高,但因氮化温度低,氮化出炉温度低等特点,对于变形的氮化齿圈一直以来均未找到有效的校正方案。因此,一旦齿圈氮化变形超过设计要求,将造成齿圈精度和使用性能降低,甚至无法满足使用要求而直接报废,造成较大的直接废品损失以及较长的零件补废加工周期。
技术实现思路
1、为了提高氮化齿圈产品质量,避免或降低氮化齿圈因变形过大而造成的报废损失或者性能降低度,并相比较于重新投料组织生产,缩短加工周期,本申请提供一种氮化齿圈变形校正工装及其校正方法。
2、第一方面,本申请提供一种氮化齿圈变形校正工装,包括第一支撑块、第二支撑块、第一支撑杆、第二支撑杆和双头紧固螺母,所述第一支撑杆和第二支撑杆分别位于双头紧固螺母的两端,所述第一支撑杆的一端与双头紧固螺母螺纹连接,所述第一支撑杆的另一端与第一支撑块固定连接;所述第二支撑杆的一端与双头紧固螺母螺纹连接,所述第二支撑杆的另一端与第二支撑块固定连接;
3、所述第一支撑块和第二支撑块位于氮化齿圈内,且所述第一支撑块和第二支撑块支撑于氮化齿圈直径最小的位置处。
4、可选的,还包括v型支撑底座,氮化齿圈置于所述v型支撑底座上。
5、第二方面,本申请提供一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,包括如下步骤:
6、s1、标识:首先计量检测出氮化变形齿圈的最小直径d1和最大直径d2,并作好标识;
7、s2、工装安装:将第一支撑块、第一支撑杆、第二支撑块、第二支撑杆以及紧固螺母组合为工装,转动双头紧固螺母可将第一支撑杆和第二支撑杆向外或向内移动;工装支撑于氮化齿圈最小直径位置,并通过双头紧固螺母调节工装整体长度尺寸至d3,所述d3=氮化齿圈要求直径尺寸+(0.2-2mm);
8、s3、入炉:将v型支撑底座吊入氮化炉,并置于有效加热区中心位置;将变形的氮化齿圈置于v型支撑底座上;
9、s4、一次升温与降温:氮化炉升温加热至t1,所述t1≤氮化温度-50℃,t1温度根据氮化齿圈变形的大小进行选择,变形越大,t1温度越高;进行均温;均温结束后随炉降温至t2后出炉空冷,t2=150±10℃;升温均温和降温全过程氮气保护,防止氮化齿圈产生氧化和脱氮的质量问题;
10、s5、二次升温与降温:氮化齿圈空冷至室温后,从氮化齿圈内卸除第一支撑块和第二支撑块,并将空冷至室温后的氮化齿圈水平装垫于氮化专用底座上,然后吊入氮化炉,升温加热至t3,t3=150±10℃,进行去应力处理;均温结束后再次出炉空冷至室温;
11、s6、尺寸核验:计量检测齿圈尺寸,若仍不满足零件使用要求,按上述s1-s5步骤通过调整校正温度t1或工装整体长度尺寸d3后进行多次重复校正,直至齿圈满足使用要求。
12、可选的,所述s2中,所述第一支撑块和第二支撑块的宽度不小于氮化齿圈的齿宽,且所述支撑块的宽度方向平行于氮化齿圈的中心轴方向。
13、可选的,所述s3中,将变形的氮化齿圈置于v型支撑底座上后,并使第一支撑杆和第二支撑杆处于水平位置,即齿圈的最小直径d1处于水平位置,最大直径d2处于竖直位置。
14、可选的,所述步骤s4中,均温时间为t1,t1=3-4h/100mm。
15、可选的,所述步骤s中,均温时间为t2,t2=5-6h/100mm。
16、综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
17、1、通过采用将氮化齿圈的最小直径处于水平位置,最大直径处于竖直位置的工装装夹方式,利用零件的自重,使氮化齿圈最大直径减小,最小直径增大,以实现氮化齿圈变形校正的目的。
18、2、通过设计工装支撑,并将工装支撑于氮化变形齿圈最小直径位置,通过双头紧固螺母调节工装支撑尺寸至齿圈要求直径尺寸+(0.2-2mm),然后加热至≤该齿圈氮化温度-50℃均温,均温结束后随炉降温至150±10℃出炉空冷,卸掉工装支撑后再进行去应力处理,可以使氮化齿圈最小直径增大,最大直径减小,以实现氮化齿圈变形校正的目的。
19、3、利用齿圈自重和采用工装支撑加热校正的双重作用,在不改变零件内在质量的同时使氮化齿圈变形得到改善;
20、本申请的方法因处理温度低,且齿圈在炉内全过程氮气保护,校正后充分消除了应力,不会对齿圈的性能和精度等产生不利的影响。因此,采用本方法可以进行多次重复校正,直至满足使用要求。
1.一种氮化齿圈变形校正工装,其特征在于:包括第一支撑块(1)、第二支撑块(2)、第一支撑杆(3)、第二支撑杆(4)和双头紧固螺母(5),所述第一支撑杆(3)和第二支撑杆(4)分别位于双头紧固螺母(5)的两端,所述第一支撑杆(3)的一端与双头紧固螺母(5)螺纹连接,所述第一支撑杆(3)的另一端与第一支撑块(1)固定连接;所述第二支撑杆(4)的一端与双头紧固螺母(5)螺纹连接,所述第二支撑杆(4)的另一端与第二支撑块(2)固定连接;
2.根据权利要求1所述的一种氮化齿圈变形校正工装,其特征在于:还包括v型支撑底座(6),氮化齿圈(7)置于所述v型支撑底座(6)上。
3.根据权利要求2所述的一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,其特征在于,包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,其特征在于:所述s2中,所述第一支撑块(1)和第二支撑块(2)的宽度不小于氮化齿圈(7)的齿宽,且所述支撑块的宽度方向平行于氮化齿圈(7)的中心轴方向。
5.根据权利要求3述的一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,其特征在于:所述s3中,将变形的氮化齿圈(7)置于v型支撑底座(6)上后,并使第一支撑杆(3)和第二支撑杆(4)处于水平位置,即齿圈的最小直径d1处于水平位置,最大直径d2处于竖直位置。
6.根据权利要求3所述的一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,其特征在于:所述步骤s4中,均温时间为t1,t1=3-4h/100mm。
7.根据权利要求3所述的一种氮化齿圈变形校正工装的校正方法,其特征在于:所述步骤s中,均温时间为t2,t2=5-6h/100mm。
