CN102676764A

CN102676764A - 一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置及其方法

Info

Publication number: CN102676764A
Application number: CN2012101785058A
Authority: CN
Inventors: 程时忠; 程汉华
Original assignee: EZHOU GANGHUA MECHANICAL MANUFACTURE Co Ltd
Current assignee: EZHOU GANGHUA MECHANICAL MANUFACTURE Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: CN102676764B

Abstract

本发明公开了一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置及其方法。该装置包括底座、主轴箱和中频感应加热装置，主轴箱固定在底座的一端，中频感应加热装置固定在底座的另一端。淬火时，感应器平行靠近距滚轮周边5—6mm，滚轮周边转动线速度为320—380mm/min，采用频率为3000—5000Hz的中频对滚轮圆周表面进行感应加热，加热温度890—930℃，当滚轮转动3—5秒时，淬火介质通过喷淋器对加热部位开始喷淋冷却，当滚轮旋转一周，感应器停止加热，淬火介质滞后3—5秒停止喷淋冷却即完成淬火。本发明结构简单、自动化程度高，淬火速度快，节省能源，淬火深度可达5—8mm，硬度达HRC55以上。

Description

一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种淬火装置及其方法，尤其涉及一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置及其方法。

背景技术

传统滚轮圆周表面淬火是将滚轮放在电炉中加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入冷却介质中快速冷却，以提高滚轮的表面硬度和耐磨性。由于这种方法是利用热辐射和热对流对工件整体加热，加热时间长，造成工件表面严重脱碳，同时又是整体浸入冷却介质中快速冷却，造成工件冷却不均匀，导致淬火硬度不均匀，还会使轮轴孔心部和轮幅等部位变脆，产生毛细裂纹，影响产品质量。另外，这种整体加热、整体冷却的淬火方法，劳动强度大，能耗高，生产效率和使用寿命低。

感应加热是表面淬火的一种较理想的加热方式，也称内源加热，具有热效率高，加热速度快的特点。现有感应加热淬火主要用于金属工件表面局部淬火，将工件放在加热器中进行加热。如钻头、车刀、齿轮和曲轴等。CN101435010A公开了一种“顶梁中频感应淬火热处理工艺及中频淬火机床”，是将顶梁固定在淬火机床上，顶梁在加热器内左右移动，实现对顶梁的表面淬火。但这种淬火机床只专用于顶梁等细长工件的淬火，不适用于滚轮圆周表面淬火。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种实现对滚轮圆周表面进行淬火处理，提高其表面硬度和耐磨性，保持滚轮轮轴孔心部和轮幅部位的韧性，提高滚轮的使用寿命，并降低淬火处理工序的劳动强度，降低能耗，提高生产效率的滚轮圆周表面中频感应淬火装置。

本发明的另一个目的是提供一种滚轮圆周表面中频感应淬火的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置，包括底座、主轴箱和中频感应加热装置，主轴箱固定在底座的一端，中频感应加热装置固定在底座的另一端，其特征在于：主轴箱内侧设置有减速齿轮机构，外侧设置有电机，减速齿轮机构的输入与电机连接，输出与主轴的一端连接，主轴的另一端伸出主轴箱与液压卡盘连接；所述中频感应加热装置包括导轨支座、滑动工作台、中频变压器、感应器、喷淋器、冷却水进口、冷却水出口、气缸和限位块，导轨支座固定在底座上，滑动工作台设置在导轨支座上，中频变压器设置滑动工作台上，感应器设置在中频变压器的输出端，喷淋器设置在感应器一端的下侧，冷却水进口和冷却水出口分别设置在感应器另一端的两侧，气缸通过支架设置在导轨支座的一侧，限位块设置在导轨支座的另一侧。

所述喷淋器与淬火介质连通，冷却水进口与冷却水源连通，冷却水出口与冷却水池连通。

一种滚轮圆周表面中频感应淬火方法，其特征是包括以下步骤：

第一步：将被淬工件，即滚轮安装在液压卡盘上；

第二步：将感应器平行靠近距滚轮周边5—6mm，滚轮匀速逆时针转动，转动线速度为320—380mm/min，采用频率为3000—5000Hz的中频对滚轮周边感应加热，加热温度890—930℃；

第三步：当滚轮转动3—5秒时，采用淬火介质通过喷淋器对加热的滚轮周边进行直线喷淋冷却，滚轮继续运转，感应器继续加热，淬火介质继续冷却；

第四步：当滚轮旋转一周，感应器停止加热，淬火介质滞后3—5秒停止喷淋冷却，滚轮停止转动，完成一个滚轮圆周表面中频感应淬火处理。

所述淬火介质中PAG的含量为重量百分比6%—8%。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、工件淬火快，生产效率高。本发明是由滚轮转动，感应器对滚轮圆周表面进行加热，热损失少，节省了能源，同时淬火介质喷淋器滞后3—5秒对加热部位进行冷却，工件转动一周即完成淬火。

2、驱动电机选用变频调速电机，实现无级调速，保证不同直径工件的淬火效果。

3、自动化程度高。本发明包括被淬工件装卸在内的淬火全过程，均由计算机数控系统控制，自动化程度高，利于工件上线进行生产线生产。

4、结构简单，制造成本低，便于维护保养，有利现场安全生产。

附图说明

图1为发明装置结构示意图。

图2为图1的左视图。

图中：底座1、主轴箱2、电机21、主轴22、液压卡盘23、中频感应加热装置3、导轨支座31、滑动工作台32、中频变压器33、感应器34、喷淋器35、冷却水进口36、冷却水出口37、气缸38、限位块39。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

参见图1、图2，一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置，是本申请人为降低能耗，高质量、高效率对滚轮圆周表面进行淬火而设计的专用装置。该装置包括底座1、主轴箱2和中频感应加热装置3，主轴箱2固定在底座1的一端，中频感应加热装置3固定在底座1的另一端。在主轴箱2的内侧设置有减速齿轮机构，外侧设置有电机21，电机21的动力输出轴与减速齿轮机构的输入啮合连接，减速齿轮机构的输出与主轴22的一端啮合连接，主轴22的另一端伸出主轴箱2与液压卡盘23固定连接。电机21采用变频调速电机。

中频感应加热装置3包括导轨支座31、滑动工作台32、中频变压器33、感应器34、喷淋器35、冷却水进口36、冷却水出口37、气缸38、限位块39。导轨支座31固定在底座1上，滑动工作台32设置在导轨支座31上，中频变压器33设置滑动工作台32上，感应器34设置在中频变压器33的输出端，中频变压器33的输入端与中频电气控制柜连接。喷淋器35设置在感应器34的一端，冷却水进口36和冷却水出口37设置在感应器34另一端的两侧。喷淋器35与冷却介质输送管连通，冷却水进口36与冷却水源连通，冷却水出口37与冷却水池连通。气缸38通过支架设置在导轨支座31的一侧，滑动工作台32由气缸活塞杆驱动。限位块39设置在导轨支座31的另一侧。

一种滚轮圆周表面中频感应淬火方法，包括以下工艺步骤：

第一步：将被淬工件，即滚轮安装在液压卡盘23上；

第二步：将感应器34平行靠近距滚轮周边5mm，滚轮周边转动线速度为320mm/min，采用频率为3000Hz的中频感应加热，轮边加热温度930℃，滚轮匀速逆时针转动，感应器34对滚轮周边加热；

第三步：当滚轮转动3秒时，采用PAG含量为重量百分比6%的淬火介质通过喷淋器35对加热的滚轮周边开始进行直线喷淋冷却，滚轮继续运转，感应器34继续加热，淬火介质继续冷却；

第四步：当滚轮旋转一周，感应器34停止加热，淬火介质滞后5秒停止喷淋冷却，滚轮停止转动，完成一个滚轮圆周表面中频感应淬火处理。

实施例2：

一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置和工作原理同实施例1。重复实施例1的方法，有以下不同点：

感应器34平行靠近距滚轮周边5.5mm，滚轮周边转动线速度为350mm/min，采用频率为4000Hz的中频感应加热，轮边加热温度910℃。当滚轮转动4秒时，采用PAG含量为重量百分比7%的淬火介质对加热的滚轮周边开始进行直线喷淋冷却，当滚轮旋转一周，感应器34停止加热，淬火介质滞后4秒停止喷淋冷却，滚轮停止转动，完成一个滚轮圆周表面中频感应淬火处理。

实施例3：

感应器34平行靠近距滚轮周边6mm，滚轮周边转动线速度为380mm/min，采用频率为5000Hz的中频感应加热，轮边加热温度890℃。当滚轮转动5秒时，采用PAG含量为重量百分比8%的淬火介质对加热的滚轮周边开始进行直线喷淋冷却，当滚轮旋转一周，感应器34停止加热，淬火介质滞后3秒停止喷淋冷却，滚轮停止转动，完成一个滚轮圆周表面中频感应淬火处理。

本发明一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置及其方法，其液压卡盘23的夹紧与松开、滑动工作台32前行与后退、感应器34冷却水的开启、感应器34的点火、淬火介质通过喷淋器35滞后喷淋冷却、旋转一周后感应器34熄火、感应器34冷却水和淬火介质喷淋冷却滞后的关停等全过程均由计算机软件控制，由操作控制盒操纵完成。

本发明结构简单、自动化程度高，淬火速度快，能耗小，淬火深度可达5—8mm，硬度达HRC55以上。

Claims

1.一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置，包括底座（1）、主轴箱（2）和中频感应加热装置（3），主轴箱（2）固定在底座（1）的一端，中频感应加热装置（3）固定在底座（1）的另一端，其特征在于：主轴箱（2）内侧设置有减速齿轮机构，外侧设置有电机（21），减速齿轮机构的输入与电机（21）连接，输出与主轴（22）的一端连接，主轴（22）的另一端伸出主轴箱（2）与液压卡盘（23）连接；所述中频感应加热装置（3）包括导轨支座（31）、滑动工作台（32）、中频变压器（33）、感应器（34）、喷淋器（35）、冷却水进口（36）、冷却水出口（37）、气缸（38）和限位块（39），导轨支座（31）固定在底座（1）上，滑动工作台（32）设置在导轨支座（31）上，中频变压器（33）设置滑动工作台（32）上，感应器（34）设置在中频变压器（33）的输出端，喷淋器（35）设置在感应器（34）一端的下侧，冷却水进口（36）和冷却水出口（37）分别设置在感应器（34）另一端的两侧，气缸（38）通过支架设置在导轨支座（31）的一侧，限位块（39）设置在导轨支座（31）的另一侧。

2.根据权利要求1所说的一种滚轮圆周表面中频感应淬火装置，其特征在于所述喷淋器（35）与淬火介质连通，冷却水进口（36）与冷却水源连通，冷却水出口（37）与冷却水池连通。

3.一种滚轮圆周表面中频感应淬火方法，包括以下步骤：

第一步：将被淬工件，即滚轮安装在液压卡盘（23）上；

第二步：将感应器（34）平行靠近距滚轮周边5—6mm，滚轮周边转动线速度为320—380mm/min，采用频率为3000—5000Hz的中频感应加热，轮边加热温度890—930℃，滚轮匀速逆时针转动，感应器(34)对滚轮周边加热；

第三步：当滚轮转动3—5秒时，淬火介质通过喷淋器（35）对加热的滚轮周边开始进行直线喷淋冷却，滚轮继续运转，感应器（34）继续加热，淬火介质继续冷却；

第四步：当滚轮旋转一周，感应器（34）停止加热，淬火介质滞后3—5秒停止喷淋冷却，滚轮停止转动，完成一个滚轮圆周表面中频感应淬火处理。

4.根据权利要求3所说的一种滚轮圆周表面中频感应淬火方法，其特征在于所述淬火介质中PAG的含量为重量百分比6%—8%。