细长轴类件在表面淬火过程中，通常采用设备上下顶尖顶在工件的顶尖孔里来固定工件。这样在淬火过程中，由于工件长度方向尺寸增长，加之顶尖的固定使得工件在长度方向上无法伸长致使变形加大，进而加大了校直的成本。对直径在25mm以下的细长工件，甚至由于变形太大，无法校直而报废。为解决这一问题，我们设计了细长轴类零件连续喷冷淬火时，工件能在垂直方向上相对自由伸长的工装。

1.设计原理

细长轴类零件表面淬火变形很大，主要来自淬火时工件在长度方向无法自由伸长，要减少变形必须保证工件在长度方向能自由伸长。为此我们设计一个内台阶空心轴，其中一个内孔和上顶尖通过螺钉相联，用来把工装固定在设备上。轴类件上轴颈的一部分深入到内台阶的另一个孔中，轴的下顶尖孔放在下顶尖上，用来装夹轴类件。淬火时，工件加热伸长，上轴颈在台阶孔内伸长变得相对自由，进而解决了现有装夹方式带来的细长轴类件表面淬火时，在长度方向无法伸长而导致变形太大的问题。

工件加热到淬火温度，会明显地伸长，必然会使工件轴颈局部和套内壁在较小范围内线接触，并在垂直的方向上能相对滑动，进而使工件热处理时达到相对自由伸长，从而达到减小变形的目的。

2.工装设计

图1所示为细长轴类件表面淬火工装，是一个具有3个螺孔的台阶套，套上有3个均匀分布的螺孔，3个螺孔均布在一个平面上。

图1  表面淬火工装

图2为细长轴类零件连续喷冷淬火时，表面淬火工装装夹细长轴的示意。图2中的上顶尖1插入图1的φA中，并通过图2中3个M10的螺钉2把表面淬火工装3通过螺纹扣紧紧地固定在上顶尖1上和设备相连（淬火工装3和上顶尖1约0.5mm的间隙，便于装配）。细长轴4的上轴颈插入图1中φB的孔中，工件的下顶尖孔立放在下顶尖5上，达到装夹细长轴4的作用，而且工件上轴颈可以在φB的孔中相对自由的移动。淬火工装3和工件4轴颈约1mm的间隙，防止淬火时，工件小的变形引起伸长受阻。工件淬火过程中的旋转主要靠下顶尖带动。工件通过上述装夹，淬火伸长的部分可以相对自由地进入φB的孔中，从而达到减少淬火变形的目的。

图2  淬火工装装夹工件示意

1.上顶尖  2.螺钉  3.表面淬火工装  4.细长轴 5.下顶尖

3.结语

细长轴类零件表面淬火工装，制作简单，操作方便，有效地解决了该类件变形较大的问题，降低了矫直成本，避免了矫直风险。