[發明專利]一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件及其機加工工藝

有效

• 申請號: 201711172504.1
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107955874B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王麗;劉波
• 申請（專利權）人: 株洲市九洲傳動機械設備有限公司
• 主分類號: C21D9/28
• 分類號: C21D9/28;C23C8/00;B23D79/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

本發明公開了一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件，包括有圓錐柱面的軸類零件，其表面局部淬火過渡區設計為圓錐柱面；表面局部淬火過渡區軸徑沿圓錐柱面增大而強度增加；圓錐柱面大頭屬于表面局部淬火過渡區，圓錐柱面小頭屬于表面局部淬火區，表面局部淬火過渡區和表面局部淬火區交接處設計在所述圓錐柱面中部。本發明的機加工工藝能使表面局部淬火的軸類零件整軸所有位置都具有足夠可靠的強度，不易產生熱處理裂紋，不會產生強度陡降，從而避免了表面局部淬火過渡區疲勞失效而開裂、斷軸。

技術領域

本發明涉及機械傳動技術領域，具體涉及一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件及其機加工工藝。

背景技術

軸是支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的關鍵機械零件，在各種機械傳動中發揮著非常重要的作用，而其最關鍵的工作指標是強度；軸經過淬火后，能使軸的剛度強度都提高，從而更加耐用，質量更高。為了便于加工制造，尤其是為了減小熱處理變形和加工成本，大多數軸類在受載大要求高的軸段設計為表面局部淬火，目的是為了提高該軸段的表面質量和疲勞強度，但為了便于加工和測量，表面局部淬火軸段常常設計成圓柱面；特別要說明的是，以往和現今的軸類設計時，對表面局部淬火過渡段從來不會進行專門設計，可能是在圓柱面上，或者是圓角上，甚至是退刀槽上，在表面局部淬火后，由于臨近表面淬火區的熱傳導作用，必然會產生回火效應而降低硬度和強度，產生強度陡降，在工作受載時會出現應力集中、產生裂紋等問題，導致疲勞失效而開裂、斷軸；由此可見，現有軸類零件表面局部淬火過渡區的設計和工藝一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件需進一步改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件及其機加工工藝，以解決在表面局部淬火后，由于臨近表面淬火區的熱傳導作用，必然會產生回火效應而降低硬度和強度，產生強度陡降，在工作受載時會出現應力集中、產生裂紋等問題，導致疲勞失效而開裂、斷軸。

本發明是這樣實現的，一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件，包括有圓錐柱面的軸類零件，所述軸類零件的表面局部淬火過渡區設計為圓錐柱面；所述表面局部淬火過渡區軸徑沿圓錐柱面增大而強度增加。

進一步的，所述圓錐柱面大頭屬于表面局部淬火過渡區，圓錐柱面小頭屬于表面局部淬火區，所述表面局部淬火過渡區和表面局部淬火區交接處設計在所述圓錐柱面中部。

進一步的，所述軸類零件為調質鋼軸類零件或滲碳鋼軸類零件。

一種設有表面局部淬火過渡區的軸類零件的機加工工藝，包括以下：

調質鋼軸類零件的表面局部淬火過渡區：在調質前后的機加工均加工出圓錐柱面，調質前后的圓錐柱面長度一致，調質后的加工錐度與設計錐度相等，也與調質前的加工錐度相同，圓錐柱面和其它位置調質后的加工余量相同且均勻，在淬火后的表面局部淬火過渡區硬度梯度和強度梯度非常平緩；

滲碳鋼軸類零件的表面局部淬火過渡區：在滲碳前的機加工加工出圓錐柱面，但滲碳前的加工錐度小于設計錐度，滲碳前加工的圓錐柱面長度大于滲碳后加工的圓錐柱面長度；表面局部淬火過渡區在滲碳后的機加工加工出設計的圓錐柱面，滲碳后的加工錐度與設計錐度相等；

進一步的，所述滲碳鋼軸類零件的表面局部淬火過渡區，在滲碳后的機加工后，滲碳后的加工余量為過渡區的表面滲碳層深沿錐度小頭向大頭方向逐漸變淺，最表層的碳濃度也沿錐度小頭向大頭方向逐漸變低；在表面局部淬火過渡區在表面局部淬火后硬度梯度和強度梯度非常平緩。

本發明的有益效果：

1.表面局部淬火過渡區的軸徑沿圓錐柱增大而強度增加，這使過渡區雖然經過表面局部淬火后表面強度有所降低,但仍能保證各部位具有足夠可靠的強度；

2. 本發明不易產生熱處理裂紋，不會產生強度陡降，在工作受載時，改善了軸上載荷分布情況，不會因強度陡降而應力集中產生裂紋，從而避免了表面局部淬火過渡區疲勞失效而開裂、斷軸；具有良好的應用前景。