【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空热处理，具体涉及一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构。
技术介绍
1、高压气淬采用高压气体作为淬火介质，使工件快速冷却实现淬火。高压气淬具有清洁环保、工作变形小的特点，是盐浴、油淬等高污染、高排放淬火方式的理想替代技术，在国内外受到广泛关注。薄壁长筒件为减少变形多采用立式真空高压气淬方式处理，由于炉内风向循环方式固定如360°吹风等，很难满足异形薄壁长筒形件(封头、不同壁厚、横筋等特殊结构)的多件处理需求。在多件装炉情况下，面向出风口的一侧降温速度快，背面和与出风口平行的结构(封头、横筋)降温速度慢，易产生热应力，降温不同步还会导致不同位置组织转变过程不同步，引入巨大的组织应力，使异形薄壁长筒形件变形难以控制，不同位置处的热处理组织差异也使热处理性能均一性降低，如表面硬度。因此亟需研制灵活的工装结构，解决异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理过程中的变形和组织、性能均一性差的问题。本专利技术针对在360°圆周吹风的真空高压气淬炉内高长径比零件多件装炉的阴阳面以及封头、横筋等结构处冷却不同步而导致的变形大、不同位置组织性能不均匀等问题，设计了一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有在炉内风向循环方式固定条件下异形薄壁长筒形件多件同时进行高压气淬处理后存在变形大、不同位置组织性能不均匀的问题，进而提供一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构。
2、本专利技术的技术方案是：>
3、一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，它包括工装架102、中心板103、拟形聚风环105、气体分配器106、多个吊挂装置101和多个内挡风板104，工装架102包括顶盘、底盘和多个立柱，多个立柱沿圆周方向均匀竖直分布，多个立柱的上下两端分别安装有水平相对布置的顶盘和底盘，每相邻两个立柱之间均设有一个竖直布置的内挡风板104，所述内挡风板104左右两端分别与两侧对应的立柱连接，每个内挡风板104外侧分别设有一个竖直布置的工件，顶盘下方安装有多个吊挂装置101，所述多个吊挂装置101分别与对应的工件上端连接，底盘上端中心安装有气体分配器106，气体分配器106侧部设有与工件对应的出气口，中心板103和拟形聚风环105由上至下依次安装在工装架102上，所述中心板103靠近工件封头法兰4设置，所述拟形聚风环105靠近工件横筋2设置。
4、进一步地，气体分配器106底部中心设有进气口，所述进气口穿过底盘并与高压气淬炉底部的喷气口连通，气体分配器106侧部沿圆周方向设有多个出气口，所述多个出气口分别与多个工件一一对应，所述出气口朝上设置，出气口位于对应的工件正下方。
5、进一步地，多个内挡风板104所形成的整体结构位于工装架102中心，多个内挡风板104沿圆周方向均匀布置，内挡风板104的数量与工件的数量一致，内挡风板104的数量≥1。
6、进一步地，内挡风板104为弧形，内挡风板104的开口方向朝外布置，内挡风板104宽度对应的角度θ与工件满装炉的装炉量n工件之间满足θ＝360°/n工件。
7、进一步地，每个内挡风板104均为分体式结构，内挡风板104包括多个宽度相同的弧形板体，多个弧形板体由上至下依次设置，每个弧形板体的左右两端均通过多个螺栓与两侧对应的立柱连接。
8、进一步地，中心板103水平布置工装架102上部，中心板103位于封头法兰4上方或下方，中心板103与工件封头法兰4的间距为10～100mm，中心板103上加工有多个与立柱相匹配的中心板装配孔，工装架102与立柱连接。
9、进一步地，拟形聚风环105包括中间挡板ⅱ、多个边板ⅲ、多个连杆ⅰ和多个铰链ⅳ，中间挡板ⅱ为圆形板状结构，中间挡板ⅱ上设有多个与立柱相匹配的装配孔，中间挡板ⅱ水平套设在多个立柱上，中间挡板ⅱ立柱焊接连接，多个边板ⅲ沿圆周方向均匀布置在中间挡板ⅱ的四周，所述边板ⅲ通过铰链ⅳ与中间挡板ⅱ铰接，每个边板ⅲ与中间挡板ⅱ之间设有两个并排布置的连杆ⅰ，两个连杆ⅰ一端通过铰链ⅳ铰接，两个连杆ⅰ另一端分别通过铰接座与边板ⅲ底部以及中间挡板ⅱ底部铰接，两个连杆ⅰ一端连接的铰链ⅳ通过锁紧螺母锁紧，通过调整连杆ⅰ调节边板ⅲ展开的角度。
10、进一步地，所述拟形聚风环105位于工件横筋2上方或下方，拟形聚风环105与工件横筋2的间距为10～100mm，拟形聚风环105的水平方向上距离工件20～100mm，拟形聚风环105完全展开后拟形聚风环105外径d拟形聚风环与真空炉热室炉膛直径d炉膛之间满足d炉膛＞d拟形聚风环。
11、进一步地，所述工件为异形薄壁长筒形件，所述异形薄壁长筒形件材质为高强钢。
12、进一步地，异形薄壁长筒形件采用高压气淬炉冷却，高压气淬炉冷却的冷却方式为360°圆周吹风或上下交替吹风或360°圆周吹风和下吹风的组合或360°圆周吹风和上吹风的组合或360°圆周吹风和上下交替吹风的组合。
13、本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
14、1、本专利技术采用适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构的气淬方法具有圆周吹风+底部吹风的真空气淬炉中在零件的特殊位置处如横筋2、封头法兰4、底部法兰5、厚壁等，通过在工装结构中灵活增加中心板103、拟形聚风环105、挡风板104等结构，能够改善其冷却速度，保证异形薄壁长筒形件的不同位置的冷却速度的一致性，从而提升组织性能一致性，减少淬火变形，保证工件整体的直线度和圆度。
15、2、本专利技术的适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构显著降低了零件形状、尺寸为高压气淬设备研制带来的困难，使得通用的高压气淬设备可以满足不同零件的定制化、柔性化、批量化的生产需求，极大的推动了真空高压气淬设备的应用，具有重要的工程应用价值。本专利技术适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构能够在360°圆周吹风的真空高压气淬炉内保证高长径比工件淬火、正火、回火等热处理过程的冷却均匀性。
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1.一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：它包括工装架(102)、中心板(103)、拟形聚风环(105)、气体分配器(106)、多个吊挂装置(101)和多个内挡风板(104)，工装架(102)包括顶盘、底盘和多个立柱，多个立柱沿圆周方向均匀竖直分布，多个立柱的上下两端分别安装有水平相对布置的顶盘和底盘，每相邻两个立柱之间均设有一个竖直布置的内挡风板(104)，所述内挡风板(104)左右两端分别与两侧对应的立柱连接，每个内挡风板(104)外侧分别设有一个竖直布置的工件，顶盘下方安装有多个吊挂装置(101)，所述多个吊挂装置(101)分别与对应的工件上端连接，底盘上端中心安装有气体分配器(106)，气体分配器(106)侧部设有与工件对应的出气口，中心板(103)和拟形聚风环(105)由上至下依次安装在工装架(102)上，所述中心板(103)靠近工件封头法兰(4)设置，所述拟形聚风环(105)靠近工件横筋(2)设置。
2.根据权利要求1所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：气体分配器(106)底部中心设有进气口，所述
3.根据权利要求1所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：多个内挡风板(104)所形成的整体结构位于工装架(102)中心，多个内挡风板(104)沿圆周方向均匀布置，内挡风板(104)的数量与工件的数量一致，内挡风板(104)的数量≥1。
4.根据权利要求3所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：内挡风板(104)为弧形，内挡风板(104)的开口方向朝外布置，内挡风板(104)宽度对应的角度θ与工件满装炉的装炉量n工件之间满足θ＝360°/n工件。
5.根据权利要求4所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：每个内挡风板(104)均为分体式结构，内挡风板(104)包括多个宽度相同的弧形板体，多个弧形板体由上至下依次设置，每个弧形板体的左右两端均通过多个螺栓与两侧对应的立柱连接。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：中心板(103)水平布置工装架(102)上部，中心板(103)位于封头法兰(4)上方或下方，中心板(103)与工件封头法兰(4)的间距为10～100mm，中心板(103)上加工有多个与立柱相匹配的中心板装配孔，工装架(102)与立柱连接。
7.根据权利要求6所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：拟形聚风环(105)包括中间挡板(Ⅱ)、多个边板(Ⅲ)、多个连杆(Ⅰ)和多个铰链(Ⅳ)，中间挡板(Ⅱ)为圆形板状结构，中间挡板(Ⅱ)上设有多个与立柱相匹配的装配孔，中间挡板(Ⅱ)水平套设在多个立柱上，中间挡板(Ⅱ)立柱焊接连接，多个边板(Ⅲ)沿圆周方向均匀布置在中间挡板(Ⅱ)的四周，所述边板(Ⅲ)通过铰链(Ⅳ)与中间挡板(Ⅱ)铰接，每个边板(Ⅲ)与中间挡板(Ⅱ)之间设有两个并排布置的连杆(Ⅰ)，两个连杆(Ⅰ)一端通过铰链(Ⅳ)铰接，两个连杆(Ⅰ)另一端分别通过铰接座与边板(Ⅲ)底部以及中间挡板(Ⅱ)底部铰接，两个连杆(Ⅰ)一端连接的铰链(Ⅳ)通过锁紧螺母锁紧，通过调整连杆(Ⅰ)调节边板(Ⅲ)展开的角度。
8.根据权利要求7所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：所述拟形聚风环(105)位于工件横筋(2)上方或下方，拟形聚风环(105)与工件横筋(2)的间距为10～100mm，拟形聚风环(105)的水平方向上距离工件20～100mm，拟形聚风环(105)完全展开后拟形聚风环(105)外径d拟形聚风环与真空炉热室炉膛直径d炉膛之间满足d炉膛＞d拟形聚风环。
9.根据权利要求1或8所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：所述工件为异形薄壁长筒形件，所述异形薄壁长筒形件材质为高强钢。
10.根据权利要求9所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：异形薄壁长筒形件采用高压气淬炉冷却，高压气淬炉冷却的冷却方式为360°圆周吹风或上下交替吹风或360°圆周吹风和下吹风的组合或360°圆周吹风和上吹风的组合或360°圆周吹风和上下交替吹风的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：它包括工装架(102)、中心板(103)、拟形聚风环(105)、气体分配器(106)、多个吊挂装置(101)和多个内挡风板(104)，工装架(102)包括顶盘、底盘和多个立柱，多个立柱沿圆周方向均匀竖直分布，多个立柱的上下两端分别安装有水平相对布置的顶盘和底盘，每相邻两个立柱之间均设有一个竖直布置的内挡风板(104)，所述内挡风板(104)左右两端分别与两侧对应的立柱连接，每个内挡风板(104)外侧分别设有一个竖直布置的工件，顶盘下方安装有多个吊挂装置(101)，所述多个吊挂装置(101)分别与对应的工件上端连接，底盘上端中心安装有气体分配器(106)，气体分配器(106)侧部设有与工件对应的出气口，中心板(103)和拟形聚风环(105)由上至下依次安装在工装架(102)上，所述中心板(103)靠近工件封头法兰(4)设置，所述拟形聚风环(105)靠近工件横筋(2)设置。
2.根据权利要求1所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：气体分配器(106)底部中心设有进气口，所述进气口穿过底盘并与高压气淬炉底部的喷气口连通，气体分配器(106)侧部沿圆周方向设有多个出气口，所述多个出气口分别与多个工件一一对应，所述出气口朝上设置，出气口位于对应的工件正下方。
3.根据权利要求1所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：多个内挡风板(104)所形成的整体结构位于工装架(102)中心，多个内挡风板(104)沿圆周方向均匀布置，内挡风板(104)的数量与工件的数量一致，内挡风板(104)的数量≥1。
4.根据权利要求3所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：内挡风板(104)为弧形，内挡风板(104)的开口方向朝外布置，内挡风板(104)宽度对应的角度θ与工件满装炉的装炉量n工件之间满足θ＝360°/n工件。
5.根据权利要求4所述的一种适合异形薄壁长筒形件多件高压气淬处理的工装结构，其特征在于：每个内挡风板(104)均为分体式结构，内挡风板(104)包括多个宽度相同的弧形板体，多个弧形板体由上至下依次设置，每个弧形板体的左右两端均通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜春辉，丛培武，姚佳伟，陆文林，马靖博，陈旭阳，李倩，薛丹若，杨广文，王喆，
申请(专利权)人：中国机械总院集团北京机电研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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