[发明专利]一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺

权利要求书

1.一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺，是在机械加工制造中采用沿齿沟进行中频感应齿表面淬火及回火，其特征在于：1)，淬火回火前进行工装准备及现场安装；2)，制作外形与齿沟轮廓相似的中频沿齿沟加热淬火仿形感应器并采用淬火及冷却水背冷齿面的方式同步进行；3)，间隔沿3个齿沟淬火方法进行，零件回转一圈即54个齿，为一个工作循环；4)，每次循环对首淬齿面进行硬度检测；5)，表面淬火后的齿圈回火热处理采用半齿圈方式进行；制作的硬齿面大齿圈齿部表面淬火达到HRC40-45，有效硬化层深度≥4mm，齿轮精度达到988GE级，具有结构轻巧、尺寸大、使用寿命是同规格普通齿圈2倍，显著减轻设备重量，增强设备可靠性，提高设备运转效率；

所述的淬火回火前进行工装准备及现场安装为：1)工装准备：首先进行中频现场的清理、移位，根据工装的尺寸确定安装范围，确定中心位置，保证安装平整度；并且在齿圈断面为“T”型的端面两侧焊接数道拉筋；2)工装现场安装方法：①先确定零件中心位置，设立标杆，根据零件半径尺寸确定方箱三点摆放位置，每120°位置摆放一个方箱，铺放底板及调整垫块，上面设置承重托辊及齿圈的方箱，调整方箱水平及三点位置等高；②在方箱上安放托辊，调整托辊下面的辊轮位置及角度，采用调整垫铁调整辊轮位置，采用螺栓固定辊轮，并且三个辊轮中心全部向心，使辊轮轴线过圆心，辊轮外端面与齿圈外缘平齐，通过托辊设置的夹具固定齿圈内环；③在方箱上焊三个长600mm定位杆，每个120°位置摆放一个定位杆，定位杆上端设置轴承，与齿圈内腹板间隙为10±5mm；安装感应器并调整感应器与零件齿廓间隙为3～5mm，组装成用于大齿圈淬火装置，进行冷调试，确定背冷水的冷却位置、压力，装置升降速度，背冷水压力：3MPa、装置升降速度：2～3mm/s控制。

2.根据权利要求1中所述的一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺，其特征在于：采用制作外形与齿沟轮廓相似的中频沿齿沟加热淬火仿形感应器按单齿形式进行淬火热处理，加热与齿背水冷却采用同步方式进行淬火，外形与齿沟轮廓相似的内密封矽钢片的仿形感应器经传动装置驱动沿齿沟自上而下移动进行中频感应加热，并且一边加热一边对该齿另一齿背进行同步喷水冷却的淬火方式，感应器工艺参数为：变压器匝比10～12.5∶1，进线电压410V，直流电压300V直流电流：300A，中频电压：450V，频率2.5KHz，负偏电压：19V，功率因数cosФ＝-0.95，超前输出功率90KW，感应器与零件之间的相对运动速度v＝2.0-3.2mm/s；比功率1.55-2.17kw/cm²；仿形感应器单齿移动时间：2.5～3.5min。

3.根据权利要求1中所述的一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺，其特征在于：采用间隔沿3个齿沟淬火方法进行，零件回转一圈即54个齿为一个工作循环，全部为4个工作循环，共计216个齿；淬火前，在齿圈上、下两端面标记起始淬火齿沟位置，并按淬火顺序方向在齿端面上标注齿沟数1-216；第一个工作循环，按第1、5、9、13、17、21……齿依次进 行沿齿沟进行齿表面中频感应淬火；第二个工作循环，按第3、7、11、15、19、23……齿依次进行沿齿沟淬火；第三个工作循环，按第2、6、10、14、18、22……齿依次进行沿齿沟进行中频感应淬火；第四个工作循环，按第4、8、12、16、20、24……齿依次进行沿齿沟淬火；4次循环的热处理工艺相同；每次循环对首淬齿面进行硬度检测，以便及时调整、修正工艺参数；随时进行淬火齿面硬度抽检，记录检测结果，据此确定回火工艺；淬火温度：870～890℃，淬火时间：2.5～3.5min。

4.根据权利要求1中所述的一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺，其特征在于：一个循环中频表面淬火后立即装入数控台车式煤气炉进行回火热处理；回火温度：350～450℃，回火时间：10～20h。