AICHELIN转底炉生产线设备特性及工艺研究
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共 １１ ４ 个料盘 单个料盘 可放 ２个零件
５０ ５
前、后、左 、右 ４个运 动方向
５层 有效直径 ２０ ７０
４ ５ ６ ７
８
Ｈ Ｅ Ｓ淬火机 床 ＥＳ 机械手 清洗机 机械手
回火炉
双工位 压淬 ＋ 后冷却 连接淬火机床和清洗机 连续式 连接清洗机和 回火炉 网带式 零件按 程序定位
差
３３ 碳 氮 共渗 的优 化 ． （）根 据 相 关 资料 表 明 ，齿 轮 件 碳 氮 共 渗 后 表 面 碳 含 量 应 在 ０７ －． ；氮 含 量应 在 １ ．％－ ９ ０％
第５ 层
第 ４层 第 ３层 第 ２＿ ＝ ｌ 丢 第 １ 层
图 １ 转 底炉 ５ 装料顺序示意图 层
转 炉 装料 层 次为 ：设 炉前机 械手 所正 对位 置为 ，取第 一层 装第 五层 时（ ５：取 盘 号 １ ）
装到 ＋１ 盘号；取第五层装第四层、取第四层装第三层、取第三层装第二层、取第二层装第
２２２ 炉底 结构 ．． 转 底 炉 的炉底 装 有耐 热 钢 的导 轨 、支撑 架 及 固定装 置 。炉 底上 支 架 为耐热 钢铸 件 。支 架
共有 ５ ，每层 ３ 个工位 ，其中有效工位 ２ 个，调整工位 ２ 。料盘总数 １ １ 层 ０ ８ 个 ４ 个，每个料
盘 可放 ２个 工件 ， 因此 装 炉量 为 ２２件 。 ８ ２２３ 自动装 料 基本方 式 ．．
循环 装 置和 流量 独 立调 整控 制 系 统 ，采用 电加热 、水 冷却 方 式控 制 淬火 油 油温 ；设 备上 部装
有排放油烟 的抽气扇 ；机床 Ｐ Ｃ控制系统包括在整条线的控制系统内、在西门子 Ｏ ．７ Ｌ Ｐ３ 型显
示屏 上操 作 。
３ 齿套碳氮共渗和压淬工艺 的优化
３ 零件尺寸 ． １ 目前此生产线主要生产大众 ＭＱ ０ 变速箱的 ３ 档同步器齿套，该 ５ ２０ ／ ４ 挡手动变速箱是德 国大众专为小型车开发设计的，主要为 Ｐ Ｌ 车型配套，具有换挡平顺、档位好挂的特 点。 ＯＯ
图 ２为该齿 套 的零件 草 图及 主要 尺寸 。
第 ｌ期
刘 尚杰 ：Ａ Ｃ ＥＬＮ转底炉生产线 设备特 性及工艺研 究 ＩＨ Ｉ
图２ ＭＱ ０ ； 挡同步器齿套零件草图 ２０３ ／ ４
３ 零件材料及热处理技术要求 ． ２
该 零件 使用 Ｔ ４ ２ 合 金 结构 钢材 料 ，其化 学 成分类 似 国内的 １Ｍｎ ｒ，具体合 金含 量见 Ｌ２ １ ６ Ｃ５
取料机械手
输送 网带
带 吹油 、喷淋装置
二区控温带后风冷却室
汽
齿
科
技
２１ ０ ２笠
２２ 转底 炉结 构特 点 ．
２２１ 炉 门 ．．
转底炉的炉门是水冷金属密封，炉温有保温层 ，整个炉门框架为钢结构，具有可拆卸特 点。炉门的最大特点是可 以上下滑动，采用丝杆传动，马达驱动，在路外 ５层位置有限位开 关，滑动炉 门在每层都能做到精确定位 ，保证机械手进出送料。
一
层 时 （ ４ ３ ２ １：取 ｎ盘 号装 到 ２盘 号；总 的装料 方 向是逆 时针 方 向。 ５ ）
２ 淬 火机 床结 构特 点 ． ３
Ｈ Ｅ Ｓ淬火压床型号为 Ｈ ．，它能满足外径在 ７ ！５ ｍ范围内各种齿套的压淬， ＥＳ Ｐ２ ３ｍ 机床 上的升降机构装有可更换夹抓 的基本取料装置；升降机构 能自动将 热工件套到芯轴上，同时 将淬火后工件送到后冷却槽 ，并将后冷却槽 内工件送到出料位置：机床出料部位装有后传送 带；淬火压床装有双工位的齿套压淬芯轴 自 动卸料拔模装置；设备下部为油槽，装有淬火油
精度 。
２ 设备特性分析
２１ 主要 设备 的特 点 ．
表 １ 生产线设备主要组成及特点 序号 设备名称 特 点
４组 （ 每组 ２个料柱 ）
备注
ｌ
２
３
齿套储存上料装置
转炉进出料机械手
ＡＩ Ｈ ＬＮ转 底炉 Ｃ ＥＩ
装料高度
双工位 装料 机械 手
料盘尺寸 ４ ０ １０ ５ ５ ＂５ ＇０
表 ２ 。
表 ２ 合金结构钢 Ｔ ４ ２ Ｌ ２ １化学成分表 钢种 化学成分 （ ％）
Ｃ
Ｍ ｎ
Ｃ ｒ
Ｓ ｉ
Ｓ
Ｐ ｌ
Ｔ－２ ０４ ． １ ４ Ｏ～． Ｌ ２ｌ ．一 １ ．１ ．１ ４ １一 ９ Ｏ ． ｏ ８２
热处理采用轻微碳氮共渗＋ 压模淬火
检验 指标 有 ：
第 １期
汽பைடு நூலகம்
齿
科
技
２１ ０ ２经
Ａ Ｃ Ｌ Ｎ转底炉生产线设备 Ｉ ＨＥ Ｉ 特性及工艺研 究
刘 尚 杰
摘要：本文简要介绍 了 Ａ Ｃ Ｅ Ｉ 转底炉生产 线的设备特 性及主要构成部分。结合实际生产同步 ＩＨ ＬＮ 器齿套零件特点及碰到 的问题 ，通过调整碳势 、通氨量 以及淬火温度 ，对碳氮共渗工艺进行 了分析 和优化 ，并对压淬模具 的设计关键 点进行 了阐述和 分析 。 关键词 ：碳氮共渗 ；压力淬火 ；同步器齿套 ；淬 火模 具
０２ ．５ ．５ ≤ ．５ｌ ．－． ． ０２ ｏ３ １ ０ ￣０ ０３ ０ ０５ ０ ０２ ０
有 效硬 化层 深度 ：０ ￣ ．ｍｍ（５Ｈｖ） ． ０５ ３ ５０ １
表面硬度： ６ ０ Ｖ ０ ８ Ｈ ３ 心 部硬 度 ：３ ０ ４ ０ ４ ￣ ８ ＨＶ３ ０ 热后尺寸技术要求：齿套内花键 的 值 、大径、小径由通止规来检验几何尺寸和形状公
１ 引 言
为解决 ＭＱ ０ 同步器齿套热处理变形技术难题 ，满足较高的热后尺寸精度和强度要求， ２０ 我厂 于 ０ ８年底 引进 了一条 由奥地 利 Ａｉｈｌ ｃｅｉ ｎ转底 炉 、德 国 Ｈｅｓ ｅｓ淬火 机床 ，并 配有清 洗 、预 热、回火、上下料等辅助设备的 自动热处理生产线，能实现齿套类产品的碳氮共渗和压淬工 艺 ，使 得 该类 齿套 既保证 了较 好 的硬 度 、金 相组 织 ， 同时 也保 证 了理 想 的尺寸 和 较 高的 几何
５０ ５
前、后、左 、右 ４个运 动方向
５层 有效直径 ２０ ７０
４ ５ ６ ７
８
Ｈ Ｅ Ｓ淬火机 床 ＥＳ 机械手 清洗机 机械手
回火炉
双工位 压淬 ＋ 后冷却 连接淬火机床和清洗机 连续式 连接清洗机和 回火炉 网带式 零件按 程序定位
差
３３ 碳 氮 共渗 的优 化 ． （）根 据 相 关 资料 表 明 ，齿 轮 件 碳 氮 共 渗 后 表 面 碳 含 量 应 在 ０７ －． ；氮 含 量应 在 １ ．％－ ９ ０％
第５ 层
第 ４层 第 ３层 第 ２＿ ＝ ｌ 丢 第 １ 层
图 １ 转 底炉 ５ 装料顺序示意图 层
转 炉 装料 层 次为 ：设 炉前机 械手 所正 对位 置为 ，取第 一层 装第 五层 时（ ５：取 盘 号 １ ）
装到 ＋１ 盘号；取第五层装第四层、取第四层装第三层、取第三层装第二层、取第二层装第
２２２ 炉底 结构 ．． 转 底 炉 的炉底 装 有耐 热 钢 的导 轨 、支撑 架 及 固定装 置 。炉 底上 支 架 为耐热 钢铸 件 。支 架
共有 ５ ，每层 ３ 个工位 ，其中有效工位 ２ 个，调整工位 ２ 。料盘总数 １ １ 层 ０ ８ 个 ４ 个，每个料
盘 可放 ２个 工件 ， 因此 装 炉量 为 ２２件 。 ８ ２２３ 自动装 料 基本方 式 ．．
循环 装 置和 流量 独 立调 整控 制 系 统 ，采用 电加热 、水 冷却 方 式控 制 淬火 油 油温 ；设 备上 部装
有排放油烟 的抽气扇 ；机床 Ｐ Ｃ控制系统包括在整条线的控制系统内、在西门子 Ｏ ．７ Ｌ Ｐ３ 型显
示屏 上操 作 。
３ 齿套碳氮共渗和压淬工艺 的优化
３ 零件尺寸 ． １ 目前此生产线主要生产大众 ＭＱ ０ 变速箱的 ３ 档同步器齿套，该 ５ ２０ ／ ４ 挡手动变速箱是德 国大众专为小型车开发设计的，主要为 Ｐ Ｌ 车型配套，具有换挡平顺、档位好挂的特 点。 ＯＯ
图 ２为该齿 套 的零件 草 图及 主要 尺寸 。
第 ｌ期
刘 尚杰 ：Ａ Ｃ ＥＬＮ转底炉生产线 设备特 性及工艺研 究 ＩＨ Ｉ
图２ ＭＱ ０ ； 挡同步器齿套零件草图 ２０３ ／ ４
３ 零件材料及热处理技术要求 ． ２
该 零件 使用 Ｔ ４ ２ 合 金 结构 钢材 料 ，其化 学 成分类 似 国内的 １Ｍｎ ｒ，具体合 金含 量见 Ｌ２ １ ６ Ｃ５
取料机械手
输送 网带
带 吹油 、喷淋装置
二区控温带后风冷却室
汽
齿
科
技
２１ ０ ２笠
２２ 转底 炉结 构特 点 ．
２２１ 炉 门 ．．
转底炉的炉门是水冷金属密封，炉温有保温层 ，整个炉门框架为钢结构，具有可拆卸特 点。炉门的最大特点是可 以上下滑动，采用丝杆传动，马达驱动，在路外 ５层位置有限位开 关，滑动炉 门在每层都能做到精确定位 ，保证机械手进出送料。
一
层 时 （ ４ ３ ２ １：取 ｎ盘 号装 到 ２盘 号；总 的装料 方 向是逆 时针 方 向。 ５ ）
２ 淬 火机 床结 构特 点 ． ３
Ｈ Ｅ Ｓ淬火压床型号为 Ｈ ．，它能满足外径在 ７ ！５ ｍ范围内各种齿套的压淬， ＥＳ Ｐ２ ３ｍ 机床 上的升降机构装有可更换夹抓 的基本取料装置；升降机构 能自动将 热工件套到芯轴上，同时 将淬火后工件送到后冷却槽 ，并将后冷却槽 内工件送到出料位置：机床出料部位装有后传送 带；淬火压床装有双工位的齿套压淬芯轴 自 动卸料拔模装置；设备下部为油槽，装有淬火油
精度 。
２ 设备特性分析
２１ 主要 设备 的特 点 ．
表 １ 生产线设备主要组成及特点 序号 设备名称 特 点
４组 （ 每组 ２个料柱 ）
备注
ｌ
２
３
齿套储存上料装置
转炉进出料机械手
ＡＩ Ｈ ＬＮ转 底炉 Ｃ ＥＩ
装料高度
双工位 装料 机械 手
料盘尺寸 ４ ０ １０ ５ ５ ＂５ ＇０
表 ２ 。
表 ２ 合金结构钢 Ｔ ４ ２ Ｌ ２ １化学成分表 钢种 化学成分 （ ％）
Ｃ
Ｍ ｎ
Ｃ ｒ
Ｓ ｉ
Ｓ
Ｐ ｌ
Ｔ－２ ０４ ． １ ４ Ｏ～． Ｌ ２ｌ ．一 １ ．１ ．１ ４ １一 ９ Ｏ ． ｏ ８２
热处理采用轻微碳氮共渗＋ 压模淬火
检验 指标 有 ：
第 １期
汽பைடு நூலகம்
齿
科
技
２１ ０ ２经
Ａ Ｃ Ｌ Ｎ转底炉生产线设备 Ｉ ＨＥ Ｉ 特性及工艺研 究
刘 尚 杰
摘要：本文简要介绍 了 Ａ Ｃ Ｅ Ｉ 转底炉生产 线的设备特 性及主要构成部分。结合实际生产同步 ＩＨ ＬＮ 器齿套零件特点及碰到 的问题 ，通过调整碳势 、通氨量 以及淬火温度 ，对碳氮共渗工艺进行 了分析 和优化 ，并对压淬模具 的设计关键 点进行 了阐述和 分析 。 关键词 ：碳氮共渗 ；压力淬火 ；同步器齿套 ；淬 火模 具
０２ ．５ ．５ ≤ ．５ｌ ．－． ． ０２ ｏ３ １ ０ ￣０ ０３ ０ ０５ ０ ０２ ０
有 效硬 化层 深度 ：０ ￣ ．ｍｍ（５Ｈｖ） ． ０５ ３ ５０ １
表面硬度： ６ ０ Ｖ ０ ８ Ｈ ３ 心 部硬 度 ：３ ０ ４ ０ ４ ￣ ８ ＨＶ３ ０ 热后尺寸技术要求：齿套内花键 的 值 、大径、小径由通止规来检验几何尺寸和形状公
１ 引 言
为解决 ＭＱ ０ 同步器齿套热处理变形技术难题 ，满足较高的热后尺寸精度和强度要求， ２０ 我厂 于 ０ ８年底 引进 了一条 由奥地 利 Ａｉｈｌ ｃｅｉ ｎ转底 炉 、德 国 Ｈｅｓ ｅｓ淬火 机床 ，并 配有清 洗 、预 热、回火、上下料等辅助设备的 自动热处理生产线，能实现齿套类产品的碳氮共渗和压淬工 艺 ，使 得 该类 齿套 既保证 了较 好 的硬 度 、金 相组 织 ， 同时 也保 证 了理 想 的尺寸 和 较 高的 几何