一种轨道交通用鼓形齿加工工艺
阅读说明：本技术 一种轨道交通用鼓形齿加工工艺 (Process for machining crowned teeth for rail transit ) 是由 谢磊 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轨道交通用鼓形齿加工工艺,涉及鼓形齿加工技术领域,针对现有的鼓形齿回火不均匀的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤：S1：粗加工,选用31CrMoV9的锻造毛坯料,进行粗加工,余量4-8mm；S2：调质,对粗加工后的工件进行调质处理,硬度为32-38HRC；S3：半精加工,对调质后的工件进行半精加工,余量0.4-0.8mm；S4：回火,将半精加工后的工件放入到热处理装置当中,进行回火处理,控制回火温度为500℃,保温10小时；S5：精加工,对回火后的工件进行精加工；S6：滚齿,对精加工后的工件进行数控滚齿,加工出鼓形齿；S7：离子氮化。(The invention discloses a crowned tooth processing technology for rail transit, relates to the technical field of crowned tooth processing, and provides the following scheme aiming at the problem of uneven tempering of the conventional crowned tooth, wherein the crowned tooth processing technology comprises the following steps of: s1: rough machining, namely selecting a forging blank of 31CrMoV9 to perform rough machining, wherein the balance is 4-8 mm; s2: tempering, namely tempering the roughly machined workpiece, wherein the hardness is 32-38 HRC; s3: semi-finishing, namely performing semi-finishing on the quenched and tempered workpiece, wherein the balance is 0.4-0.8 mm; s4: tempering, namely putting the semi-finished workpiece into a heat treatment device for tempering treatment, controlling the tempering temperature to be 500 ℃, and preserving the heat for 10 hours; s5: finish machining, namely finish machining is carried out on the tempered workpiece; s6: hobbing, namely performing numerical control hobbing on the workpiece subjected to finish machining to machine drum-shaped teeth; s7: and (4) ion nitriding.)
技术领域
本发明涉及鼓形齿加工
技术领域
，尤其涉及一种轨道交通用鼓形齿加工工艺。背景技术
国际上轨道交通几乎都采用了鼓形齿式联轴器，这方面的研究我国起步较晚，能生产出较高精度的鼓形齿联轴器的厂家很少。现在国内采用的鼓形齿联轴器主要依靠进口，其主要原因在于，国内所用鼓形齿加工工艺的流程上具有许多需要突破的技术难点。
一般鼓形齿在加工的时候，其中一个步骤就是回火，现有的回火装置直接将鼓形齿整体放入到加热炉当中，使得鼓形齿整体进行回火，但是在生活当中通常使用鼓形齿的传动齿部位，其他部位起到连接的作用，所以造成浪费，受热一般从一个部位进行加热，使得回火不均匀，所以现在需要一种轨道交通用鼓形齿加工工艺。
发明内容
本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺，解决了鼓形齿回火不均匀的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种轨道交通用鼓形齿加工工艺，包括以下步骤：
S1：粗加工
选用31CrMoV9的锻造毛坯料，进行粗加工，余量4-8mm；
S2：调质
对粗加工后的工件进行调质处理，硬度为32-38HRC；
S3：半精加工
对调质后的工件进行半精加工，余量0.4-0.8mm；
S4：回火
将半精加工后的工件放入到热处理装置当中，进行回火处理，控制回火温度为500℃，保温10小时；
S5：精加工
对回火后的工件进行精加工；
S6：滚齿
对精加工后的工件进行数控滚齿，加工出鼓形齿；
S7：离子氮化
对成型的鼓形齿进行离子氮化，氮化时间为30h，氮化层深度为0.6-0.8mm，氮化后表面硬度在60HRC以上。
优选的，其中步骤S4当中使用的热处理装置包括热处理箱，所述热处理箱的内侧底部转动连接有传动轴，所述传动轴的外侧固定连接有旋转机构，所述传动轴的上端固定连接有旋转台，所述旋转台的上侧固定连接有夹持套，所述传动轴的上侧内部转动连接有转动杆，所述转动杆的下端固定连接有与旋转台下表面固定连接的驱动机构，所述转动杆的上端固定套接有位于夹持套内侧的中心齿轮，所述中心齿轮的外侧啮合有多个边缘齿轮，多个所述边缘齿轮的中间均转动套接有与旋转台固定连接的连接轴，多个所述连接轴的上端均固定连接有位于夹持套内侧的转动盘，多个所述转动盘的上侧均固定连接有凸杆，多个所述凸杆上均转动套接有推杆，所述推杆的一端转动连接有与夹持套滑动连接的夹持杆，多个所述夹持杆的一端均配合有位于旋转台上侧的鼓形齿主体，所述热处理箱的内侧上方设置有升降机构，所述升降机构的下侧连接有回火机构。
优选的，所述旋转机构包括与热处理箱内侧底部固定连接的驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮的一侧啮合有与传动轴固定套接的从动齿轮。
优选的，所述驱动机构包括与旋转台下表面固定连接的夹持气压缸，所述夹持气压缸的输出端固定连接有齿条，所述齿条的一侧啮合有与转动杆固定套接的夹持齿轮。
优选的，所述升降机构包括与热处理箱内侧顶面固定连接的升降气压缸，所述升降气压缸的输出端固定连接有位于鼓形齿主体上方的升降板，所述升降板的内侧固定连接有多个双向气压缸，多个所述双向气压缸的输出端均固定连接有与升降板下侧滑动连接的汇集套，所述汇集套的一侧固定连接有多个喷头。
优选的，所述回火机构包括与热处理箱外侧固定连接的燃气箱，所述燃气箱的上端固定连接有与汇集套固定连通的弹性燃气管。
优选的，所述热处理箱的上端固定连接有排风机，所述旋转台的下表面固定连接有多个导向杆，多个所述导向杆的下端共同滑动连接有与热处理箱内侧底部固定连接的导轨。
优选的，所述夹持套上固定连接有与夹持杆滑动套接的滑套，所述夹持杆的一端固定连接有半球形头。
本发明的有益效果：
1、通过将鼓形齿主体放入到夹持套的外侧，然后夹持气压缸带动齿条移动，使得齿条一侧的夹持齿轮转动，进而带动转动杆转动，使得转动杆上端的中心齿轮转动，进而带动多个边缘齿轮转动，使得边缘齿轮中间的连接轴转动，带动连接轴上端的转动盘转动，使得转动盘上侧的凸杆移动，使得凸杆外侧的推杆移动，就可以通过推杆移动，推动夹持杆在滑套内侧滑动，进而使得多个夹持杆同时滑出滑套，同时与鼓形齿主体内圈接触，使得鼓形齿主体快速夹持定位，使得夹持更加稳定、牢靠。
2、通过驱动电机带动主动齿轮转动，使得从动齿轮转动，带动传动轴转动，使得传动轴带动旋转台转动，进而使得旋转台上侧的鼓形齿主体转动，然后通过鼓形齿主体内外的喷头进行回火处理，可以使得回火更加均匀，提高回火效率，通过双向气压缸带动汇集套移动，就可以使得调节鼓形齿主体内外喷头之间的距离，使得喷头与鼓形齿主体的距离进行调节，可以对于不同厚度的鼓形齿主体进行回火，提高回火范围，通过排风机，可以使得回火产生的烟尘排出，防止烟尘对人员造成伤害，提高装置的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺的主视剖视示意图；
图2为本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺的局部俯视剖视示意图；
图3为本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺的局部俯视剖视示意图；
图4为本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺的局部仰视示意图；
图5为本发明提出的一种轨道交通用鼓形齿加工工艺的局部示意图。
图中标号：1、热处理箱；2、夹持气压缸；3、齿条；4、驱动电机；5、主动齿轮；6、从动齿轮；7、传动轴；8、夹持齿轮；9、导轨；10、转动杆；11、导向杆；12、旋转台；13、夹持杆；14、夹持套；15、鼓形齿主体；16、升降板；17、升降气压缸；18、双向气压缸；19、排风机；20、弹性燃气管；21、燃气箱；22、汇集套；23、喷头；24、中心齿轮；25、连接轴；26、边缘齿轮；27、转动盘；28、滑套；29、推杆；30、凸杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种轨道交通用鼓形齿加工工艺，包括以下步骤：
S1：粗加工
选用31CrMoV9的锻造毛坯料，进行粗加工，余量4-8mm；
S2：调质
对粗加工后的工件进行调质处理，硬度为32-38HRC，该硬度基础使得半精加工过程中工件不易变形，相应的避免精加工时导致工件变形的可能性；
S3：半精加工
对调质后的工件进行半精加工，余量0.4-0.8mm，加工余量0.4-0.8mm是在调制硬度以及后续回火步骤中的变形预估之后得出的最佳值，该加工余量既不会在回火步骤中，由于工件变形导致余量不足，无法加工成相应精度的工件；同时又可以避免精加工时需要打磨的余量过大，可见，该加工余量的设置可提高加工精度的同时，提高了加工效率；
S4：回火
将半精加工后的工件放入到热处理装置当中，进行回火处理，控制回火温度为500℃，保温10小时；
S5：精加工
对回火后的工件进行精加工；
S6：滚齿
对精加工后的工件进行数控滚齿，加工出鼓形齿；
S7：离子氮化
对成型的鼓形齿进行离子氮化，氮化时间为30h，氮化层深度为0.6-0.8mm，氮化后表面硬度在60HRC以上，相比气体氮化，采用离子氮化的优点是，一方面，由于温度控制更精准，不容易引起工件尺寸发生微变，另一方面，渗氮层厚度更深，氮化层更均匀，氮化后工件表面的硬度更高，更加耐磨，使得鼓形齿的使用寿命得到较大提升，可知，离子氮化的保温时间为30H，可以提高工件表面的硬度，满足最终的表面硬度需求，该氮化时间相应的也是在调制处理和回火保温处理之后获得的工件硬度的基础上作出的设置，也即，离子氮化的保温时间为30H是在达到工件表面强度要求的前提下，最优最快的加工时间。
其中步骤S4当中使用的热处理装置包括热处理箱1，热处理箱1的内侧底部转动连接有传动轴7，传动轴7的外侧固定连接有旋转机构，传动轴7的上端固定连接有旋转台12，旋转台12的上侧固定连接有夹持套14，传动轴7的上侧内部转动连接有转动杆10，转动杆10的下端固定连接有与旋转台12下表面固定连接的驱动机构，转动杆10的上端固定套接有位于夹持套14内侧的中心齿轮24，中心齿轮24的外侧啮合有多个边缘齿轮26，多个边缘齿轮26的中间均转动套接有与旋转台12固定连接的连接轴25，多个连接轴25的上端均固定连接有位于夹持套14内侧的转动盘27，多个转动盘27的上侧均固定连接有凸杆30，多个凸杆30上均转动套接有推杆29，推杆29的一端转动连接有与夹持套14滑动连接的夹持杆13，多个夹持杆13的一端均配合有位于旋转台12上侧的鼓形齿主体15，热处理箱1的内侧上方设置有升降机构，升降机构的下侧连接有回火机构，通过将鼓形齿主体15放入到夹持套14的外侧，然后夹持气压缸2带动齿条3移动，使得齿条3一侧的夹持齿轮8转动，进而带动转动杆10转动，使得转动杆10上端的中心齿轮24转动，进而带动多个边缘齿轮26转动，使得边缘齿轮26中间的连接轴25转动，带动连接轴25上端的转动盘27转动，使得转动盘27上侧的凸杆30移动，使得凸杆30外侧的推杆29移动，就可以通过推杆29移动，推动夹持杆13在滑套28内侧滑动，进而使得多个夹持杆13同时滑出滑套28，同时与鼓形齿主体15内圈接触，使得鼓形齿主体15快速夹持定位，使得夹持更加稳定、牢靠，通过驱动电机4带动主动齿轮5转动，使得从动齿轮6转动，带动传动轴7转动，使得传动轴7带动旋转台12转动，进而使得旋转台12上侧的鼓形齿主体15转动，然后通过鼓形齿主体15内外的喷头23进行回火处理，可以使得回火更加均匀，提高回火效率，通过双向气压缸18带动汇集套22移动，就可以使得调节鼓形齿主体15内外喷头23之间的距离，使得喷头23与鼓形齿主体15的距离进行调节，可以对于不同厚度的鼓形齿主体15进行回火，提高回火范围，通过排风机19，可以使得回火产生的烟尘排出，防止烟尘对人员造成伤害，提高装置的安全性。
旋转机构包括与热处理箱1内侧底部固定连接的驱动电机4，驱动电机4的输出端固定连接有主动齿轮5，主动齿轮5的一侧啮合有与传动轴7固定套接的从动齿轮6。
驱动机构包括与旋转台12下表面固定连接的夹持气压缸2，夹持气压缸2的输出端固定连接有齿条3，齿条3的一侧啮合有与转动杆10固定套接的夹持齿轮8。
升降机构包括与热处理箱1内侧顶面固定连接的升降气压缸17，升降气压缸17的输出端固定连接有位于鼓形齿主体15上方的升降板16，升降板16的内侧固定连接有多个双向气压缸18，多个双向气压缸18的输出端均固定连接有与升降板16下侧滑动连接的汇集套22，汇集套22的一侧固定连接有多个喷头23。
回火机构包括与热处理箱1外侧固定连接的燃气箱21，燃气箱21的上端固定连接有与汇集套22固定连通的弹性燃气管20，可以使得鼓形齿主体15连续不断的进行回火。
热处理箱1的上端固定连接有排风机19，旋转台12的下表面固定连接有多个导向杆11，多个导向杆11的下端共同滑动连接有与热处理箱1内侧底部固定连接的导轨9。
夹持套14上固定连接有与夹持杆13滑动套接的滑套28，夹持杆13的一端固定连接有半球形头，使得夹持更加稳定。
工作原理：通过将鼓形齿主体15放入到夹持套14的外侧，然后夹持气压缸2带动齿条3移动，使得齿条3一侧的夹持齿轮8转动，进而带动转动杆10转动，使得转动杆10上端的中心齿轮24转动，进而带动多个边缘齿轮26转动，使得边缘齿轮26中间的连接轴25转动，带动连接轴25上端的转动盘27转动，使得转动盘27上侧的凸杆30移动，使得凸杆30外侧的推杆29移动，就可以通过推杆29移动，推动夹持杆13在滑套28内侧滑动，进而使得多个夹持杆13同时滑出滑套28，同时与鼓形齿主体15内圈接触，使得鼓形齿主体15快速夹持定位，使得夹持更加稳定、牢靠，通过驱动电机4带动主动齿轮5转动，使得从动齿轮6转动，带动传动轴7转动，使得传动轴7带动旋转台12转动，进而使得旋转台12上侧的鼓形齿主体15转动，然后通过鼓形齿主体15内外的喷头23进行回火处理，可以使得回火更加均匀，提高回火效率，通过双向气压缸18带动汇集套22移动，就可以使得调节鼓形齿主体15内外喷头23之间的距离，使得喷头23与鼓形齿主体15的距离进行调节，可以对于不同厚度的鼓形齿主体15进行回火，提高回火范围，通过排风机19，可以使得回火产生的烟尘排出，防止烟尘对人员造成伤害，提高装置的安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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