一種新型四工位軸承套圈兼容式淬火壓床的設計
應用技術
作者：馬俊
摘要 本文針對目前存在的不能同時在一台設備上實現滲碳鋼軸承套圈和高碳鋼軸承套圈淬火的弊端，設計了四工位兼容型淬火壓床，可同時滿足滲碳鋼工件或透淬鋼工件的淬火，介紹了該設備的結構、工作原理和特點等。
關鍵詞 軸承；套圈；淬火壓床；四工位；兼容
中圖分類號TU 43，O344 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-01176-02
由於滲碳鋼和透淬鋼兩個鋼種在淬火過程中變形機理不同，尺寸變化規律不同，模具結構和使用壓力也均不相同，常規下不會使用同一個工位實現兩種壓淬。二者所需壓力相差不是一個量級的，很難精確控製與轉換。滲碳鋼工件在淬火過程中一般收縮較大，為了保持工件的變形範圍，需要的壓力非常大，以型號352226的鐵路軸承為例，淬火過程中一般需要的保持壓力達到30T～35T之間；而透淬鋼淬火過程中變形一般以漲開為多，且變形較小，需要的壓力也不大，同樣以直徑為φ260mm左右的套圈或者軸承作為比較，淬火過程中保持壓力隻需要在大約300kg～500kg。同一台機床既要保證低壓力的精確控製，又要達到高壓力的穩定性，對於設備的結構、電氣控製等提出了非常高要求。近幾年，尤其是2011年下半年後，隨著國內人力成本的急劇上升，技術工人的收入水平大幅提高，產品的質量已經成為企業間競爭的重要砝碼。為了應對國內熱處理企業的特點：產品類型多而量又不大，希望用一台壓床實現多個批次不同類型產品的壓淬，用較小的投入獲得較多的用途，兼容型淬火壓床也得到了發展的空間和市場。
1 壓床的工作原理
該壓機采用框架式四立柱機身，這種結構最顯著的優點是提高了穩定性和可靠性，並且增大了工作空間。如圖1所示，壓床借鑒了傳統的液壓滑塊式結構，綜合氣動式淬火壓床的特點，以主油缸為原動件，在此基礎上在主油缸下方增加一套小油缸係統，實現滲碳鋼工位工作時由小油缸收縮不工作，大油缸作為保持壓力的執行單位，透淬鋼工位工作時由大油缸輔助，小油缸作為保持壓力的執行單位。油缸係統與滑塊連接，固定在直線導軌上，帶動滑塊在直線導軌上的上下移動。滑塊下方通過連接杆裝有模具。模具下方淬火盤采用球麵支撐，防止滑塊下行接觸工件後造成受力不均勻，保證尺寸的精度。每個工位的滑塊上都安裝有快換接頭，這是一種通用的模具連接連杆裝置，方麵不同的模具的更換。在壓床上方安裝有集煙罩，方便將工作過程中產生的油煙收集排除，實現環保和清潔要求。
根據不同工件的材料、外形、尺寸、要求變型範圍等參數，設定冷卻油速率。冷卻油從工作台的下方通過一根主管路進入主機，根據設定參數，將冷卻油分配到內噴油係統和外噴油係統。淬火過程中，冷卻油經淬火離心泵輸送到被淬火工件附近，並形成中心噴油和周邊噴油，完成淬火的冷卻油再經過管路返回貯油箱，形成由貯油箱、淬火離心泵、冷卻離心泵、冷卻器和加熱器等組成的冷卻回路。
淬火過程中，工件置於下模具之上，由主油缸帶動滑塊下移，當滑塊下移到指定位置後，由於油缸的壓力作用模具漲開，根據產品要求和工藝參數設定漲開尺寸，同時冷卻油噴內外同時噴出，完成對工件的淬火，從而實現在急速冷卻的過程中模具將工件固定並施以一定的壓力，防止內應力釋放而影響到工件的外形，從而達到防止變形的效果。
2 壓床的工作過程
壓床工作循環過程為：壓床待料→人工上料→模具下降→模具脹開或模具定型→循環油冷卻淬火→模具上升、上下模具分離→人工卸料。滲碳鋼淬火設計成液壓上加壓結構，噴油圈向工件內外圈噴油的淬火方式。透淬鋼淬火設計成傘形模具上壓加力並內外圈同時噴油冷卻的淬火方式。兩種工件的淬火方式都采用油液強製循環冷卻、動作程序控製、觸摸屏操控等為一體，力爭達到模具安裝調整時間最短、工作量最小、操作過程最簡單、產品合格率最高的要求。