一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具及包含有夾具的裝置及護(hù)環(huán)的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具及包含有夾具的裝置及護(hù)環(huán)的熱處理方法。所述夾具包括套筒，所述套筒內(nèi)開(kāi)設(shè)有供芯軸穿入并可使芯軸在套筒內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)的型腔；所述套筒外端面套設(shè)有護(hù)環(huán)；控形裝置的夾具設(shè)置在熱處理爐內(nèi)，熱處理爐側(cè)面設(shè)有一端連接在芯軸上的拉繩，拉繩另一端連接應(yīng)力加載裝置；本發(fā)明的處理方法包括試樣裝夾、施加應(yīng)力場(chǎng)、時(shí)效熱處理、護(hù)環(huán)保溫階段、卸載取樣階段。本發(fā)明為在傳統(tǒng)熱處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了護(hù)環(huán)應(yīng)力場(chǎng)的施加，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在通過(guò)自行設(shè)計(jì)的工裝夾具，可有效改善/消除護(hù)環(huán)等環(huán)形件制備加工過(guò)程中的殘余應(yīng)力，對(duì)防止護(hù)環(huán)后續(xù)使用過(guò)程中發(fā)生變形具有明顯的抑制作用。
【專利說(shuō)明】
一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具及包含有夾具的裝置及護(hù)環(huán)的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制件精密成形技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具及包含有夾具的裝置及護(hù)環(huán)的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]護(hù)環(huán)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的重要部件，其熱套于端環(huán)上，受緊配合力、自身及繞組端部離心力、彎曲應(yīng)力等作用，疊加應(yīng)力高。要求護(hù)環(huán)材料具有高的強(qiáng)度、韌性以及較小的殘余應(yīng)力。目前護(hù)環(huán)的生產(chǎn)工藝流程為:配料—立式半連續(xù)鑄造/真空熔煉+加壓凝固/半固體成形—鑄錠均勻化—鍛造/環(huán)乳—熱處理—機(jī)加工—去應(yīng)力—精加工—檢驗(yàn)—包裝入庫(kù)。其中，在塑性變形及熱處理過(guò)程中，內(nèi)部存在著殘余應(yīng)力或局部應(yīng)力集中，導(dǎo)致制品后續(xù)加工成發(fā)生變形。因此，消除護(hù)環(huán)殘余應(yīng)力對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品精確控形至關(guān)重要。
[0003]目前普遍應(yīng)用的消除殘余應(yīng)力的工藝是退火處理，對(duì)精度要求高的零件要在粗加工后進(jìn)行人工時(shí)效處理，該工藝雖然能夠在一定程度上消除殘余應(yīng)力，但消除殘余應(yīng)力的效果并不理想，尤其在環(huán)件方面，經(jīng)過(guò)去應(yīng)力退火處理，加工時(shí)還容易產(chǎn)生變形。因此，急需一種可消除環(huán)類零件殘余應(yīng)力的熱處理方法，實(shí)現(xiàn)制品的精確控形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)高鐵用護(hù)環(huán)制品后續(xù)加工過(guò)程中易出現(xiàn)變形和應(yīng)力集中的問(wèn)題，提供一種新型改善/消除環(huán)形件殘余應(yīng)力方法，實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)制品加工成形過(guò)程中精確控形。
[0005]為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括套筒(I)，所述套筒(I)內(nèi)開(kāi)設(shè)有供芯軸(4)穿入并可使芯軸(4)在套筒(I)內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)的型腔;所述套筒(I)外端面套設(shè)有護(hù)環(huán)
(2)。
[0006]所述套筒(I)靠近所述護(hù)環(huán)(2)的一端設(shè)有臺(tái)階，所述臺(tái)階內(nèi)端和護(hù)環(huán)(2)之間設(shè)有套設(shè)在所述套筒(I)外端面上的端蓋(3)，所述端蓋(3)和套筒(I)徑向之間存在間隙，所述端蓋(3)的外表面凸出護(hù)環(huán)(2)外表面設(shè)置。
[0007]所述套筒(I)分體設(shè)置，由軸向分體設(shè)置的八部分組裝而成。
[0008]—種控形裝置，所述夾具設(shè)置在熱處理爐(5)內(nèi)，所述熱處理爐(5)側(cè)面設(shè)有供拉繩穿過(guò)的通孔，所述拉繩一端連接在芯軸(4)上，所述拉繩另一端從熱處理爐(5)穿出并連接至驅(qū)動(dòng)所述拉繩運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力加載裝置。
[0009]所述應(yīng)力加載裝置包括連接在拉繩端部的砝碼(6)，在所述拉繩的運(yùn)動(dòng)路徑上設(shè)有導(dǎo)向拉繩運(yùn)動(dòng)的定滑輪(7)。
[0010]所述夾具通過(guò)底座(8)固定在熱處理爐(5)內(nèi)，所述端蓋(3)抵設(shè)在所述底座(8)上，所述套筒(I)另一端通過(guò)支架(9)抵設(shè)在所述底座(8)上。
[0011 ] 一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的熱處理方法，按以下步驟進(jìn)行:
I)試樣裝夾:將合金護(hù)環(huán)(2)套裝在夾具上； 2)施加應(yīng)力場(chǎng):將裝有護(hù)環(huán)(2)的夾具放入熱處理爐(5)中，夾具通過(guò)底座(8)和支架
(9)固定在熱處理爐(5)上，并通過(guò)定滑輪(7)與熱處理爐(5)外的應(yīng)力加載裝置連接；
3)時(shí)效熱處理:時(shí)效溫度為200?600°C，時(shí)效時(shí)間為I?10小時(shí)，進(jìn)行加熱保溫;護(hù)環(huán)(2)升溫過(guò)程中，通過(guò)加載裝置控制位移，施加足夠的力保證芯軸(4)充滿套筒(I)型腔；
4)護(hù)環(huán)(2)保溫階段:卸載，保持芯軸(4)充滿套筒(I)型腔；
5)卸載取樣:達(dá)到時(shí)效時(shí)間后，保持夾具系統(tǒng)，隨熱處理爐(5)冷卻至室溫后將護(hù)環(huán)(2)取下。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明為在傳統(tǒng)熱處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了護(hù)環(huán)應(yīng)力場(chǎng)的施加，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在通過(guò)自行設(shè)計(jì)的工裝夾具，可有效改善/消除護(hù)環(huán)等環(huán)形件制備加工過(guò)程中的殘余應(yīng)力，對(duì)防止護(hù)環(huán)后續(xù)使用過(guò)程中發(fā)生變形具有明顯的抑制作用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為控形裝置芯軸充滿套筒型腔前的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為控形裝置芯軸充滿套筒型腔后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中I為套筒、2為護(hù)環(huán)、3為端蓋、4為芯軸、5為熱處理爐、6為砝碼、7為定滑輪、8為底座、9為支架。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明包括套筒I，所述套筒I內(nèi)開(kāi)設(shè)有供芯軸4穿入并可使芯軸4在套筒I內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)的型腔;所述套筒I外端面套設(shè)有護(hù)環(huán)2。
[0019]所述套筒I靠近所述護(hù)環(huán)2的一端設(shè)有臺(tái)階，所述臺(tái)階內(nèi)端和護(hù)環(huán)2之間設(shè)有套設(shè)在所述套筒I外端面上的端蓋3，所述端蓋3和套筒I徑向之間存在間隙，所述端蓋3的外表面凸出護(hù)環(huán)2外表面設(shè)置。
[0020]所述套筒I分體設(shè)置，由軸向分體設(shè)置的八部分組裝而成。
[0021]一種控形裝置，所述夾具設(shè)置在熱處理爐5內(nèi)，所述熱處理爐5側(cè)面設(shè)有供拉繩穿過(guò)的通孔，所述拉繩一端連接在芯軸4上，所述拉繩另一端從熱處理爐5穿出并連接至驅(qū)動(dòng)所述拉繩運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力加載裝置。
[0022]所述應(yīng)力加載裝置包括連接在拉繩端部的砝碼6，在所述拉繩的運(yùn)動(dòng)路徑上設(shè)有導(dǎo)向拉繩運(yùn)動(dòng)的定滑輪7。
[0023]所述夾具通過(guò)底座8固定在熱處理爐5內(nèi)，所述端蓋3抵設(shè)在所述底座8上，所述套筒I另一端通過(guò)支架9抵設(shè)在所述底座8上。
[0024]一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的熱處理方法，按以下步驟進(jìn)行:
1)試樣裝夾:將規(guī)格為Φ 10mm / Φ 200mm X 25mm的Cu_2.5A1-3.5Fe_3.5Ni合金護(hù)環(huán)2套裝在工裝夾具上，套筒I采用線切割的方式軸向切為八部分；
2)施加應(yīng)力場(chǎng):將裝有護(hù)環(huán)2的夾具放入熱處理爐5中，夾具與底座8和支架9固定在熱處理爐5內(nèi)，并通過(guò)定滑輪7與熱處理爐5外相連接的應(yīng)力加載裝置施加載荷10kg，變形量為0.5-1.5%; 3)時(shí)效熱處理:按照護(hù)環(huán)2的時(shí)效熱處理工藝，時(shí)效溫度為200?600°C，時(shí)效時(shí)間為I?10小時(shí)，進(jìn)行加熱保溫。護(hù)環(huán)2升溫過(guò)程中，通過(guò)加載裝置控制位移，施加足夠的力保證芯軸4充滿套筒I型腔，行程為70mm;此時(shí)，套筒I與端蓋3之間的間隙減小。護(hù)環(huán)2保溫階段，卸載，保持芯軸4充滿套筒I型腔。
[0025](4)卸載取樣。達(dá)到時(shí)效時(shí)間后，保持夾具系統(tǒng)，隨熱處理爐5冷卻至室溫后將試樣取下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具，其特征在于，包括套筒(I)，所述套筒(I)內(nèi)開(kāi)設(shè)有供芯軸(4)穿入并可使芯軸(4)在套筒(I)內(nèi)作軸向運(yùn)動(dòng)的型腔;所述套筒(I)外端面套設(shè)有護(hù)環(huán)(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具，其特征在于，所述套筒(I)靠近所述護(hù)環(huán)(2)的一端設(shè)有臺(tái)階，所述臺(tái)階內(nèi)端和護(hù)環(huán)(2)之間設(shè)有套設(shè)在所述套筒(I)外端面上的端蓋(3)，所述端蓋(3)和套筒(I)徑向之間存在間隙，所述端蓋(3)的外表面凸出護(hù)環(huán)(2)外表面設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的夾具，其特征在于，所述套筒(I)分體設(shè)置，由軸向分體設(shè)置的八部分組裝而成。4.一種包括有權(quán)利要求1或2或3所述夾具的控形裝置，其特征在于，所述夾具設(shè)置在熱處理爐(5)內(nèi)，所述熱處理爐(5)側(cè)面設(shè)有供拉繩穿過(guò)的通孔，所述拉繩一端連接在芯軸(4)上，所述拉繩另一端從熱處理爐(5)穿出并連接至驅(qū)動(dòng)所述拉繩運(yùn)動(dòng)的應(yīng)力加載裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控形裝置，其特征在于，所述應(yīng)力加載裝置包括連接在拉繩端部的砝碼(6)，在所述拉繩的運(yùn)動(dòng)路徑上設(shè)有導(dǎo)向拉繩運(yùn)動(dòng)的定滑輪(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控形裝置，其特征在于，所述夾具通過(guò)底座(8)固定在熱處理爐(5)內(nèi)，所述端蓋(3)抵設(shè)在所述底座(8)上，所述套筒(I)另一端通過(guò)支架(9)抵設(shè)在所述底座(8)上。7.一種實(shí)現(xiàn)高鐵用護(hù)環(huán)精確控形的熱處理方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: 1)試樣裝夾:將合金護(hù)環(huán)(2)套裝在夾具上； 2)施加應(yīng)力場(chǎng):將裝有護(hù)環(huán)(2)的夾具放入熱處理爐(5)中，夾具通過(guò)底座(8)和支架(9)固定在熱處理爐(5)上，并通過(guò)定滑輪(7)與熱處理爐(5)外的應(yīng)力加載裝置連接； 3)時(shí)效熱處理:時(shí)效溫度為200?600°C，時(shí)效時(shí)間為I?10小時(shí)，進(jìn)行加熱保溫；護(hù)環(huán)(2)升溫過(guò)程中，通過(guò)加載裝置控制位移，施加足夠的力保證芯軸(4)充滿套筒(I)型腔； 4)護(hù)環(huán)(2)保溫階段:卸載，保持芯軸(4)充滿套筒(I)型腔； 5)卸載取樣:達(dá)到時(shí)效時(shí)間后，保持夾具系統(tǒng)，隨熱處理爐(5)冷卻至室溫后將護(hù)環(huán)(2)取下。
【文檔編號(hào)】C21D9/40GK105925781SQ201610401529
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月11日
【發(fā)明人】周志云, 宋克興, 杭弢, 陳小紅, 陳陽(yáng), 孟高軍
【申請(qǐng)人】江蘇迅達(dá)電磁線有限公司