CN107312911A - 用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法，包括：淬火感应器、回转组件、柜体组件和电控柜；柜体组件前端固定连接淬火感应器，回转组件上端放置制动器压盘；另外，电控柜设置有人机界面、手动/自动选择旋钮、加热按钮。采用圆形管制作单匝淬火感应器，避免了锥窝在感应淬火时出现尖角效应问题；在装置中设置可调方向、间距的升降回转工装组件，解决了锥窝凹球面在包裹有效感应圈弧面进行感应淬火时出现的感应间距难以控制的问题，且淬硬层连续，分布均匀，继而提升了淬火质量；以压盘中心定位、感应淬火时用高度标尺、分度盘精确控制位置方式，使压盘在感应淬火过程中旋转定位加热，确保了淬火质量的控制，且操作方法简单可靠，易于实施。

Description

用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法

技术领域

本发明属于感应热处理技术领域，涉及一种用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法，用于轮式拖拉机制动器压盘的感应淬火。

背景技术

众所周知，制动性能是拖拉机非常重要的安全指标，制动性能不合格是拖拉机的重大质量问题。常见的现象有制动距离超差和制动跑偏，个别拖拉机在坡道上不能驻车、失控溜坡。制动性能达不到要求可能危及驾驶员与第三者的生命安全。

为满足拖拉机在不同工况下耕作及运输的需求，大功率轮式拖拉机一般都采用盘式制动器，而盘式制动器中关键性零部件——制动器压盘,其加工质量直接影响着拖拉机的制动性能。制动器压盘的结构设计相对复杂，且结构形式不可随意更改，否则会使部分功能丧失，降低拖拉机的使用性能，严重者甚至影响到整机的安全性。

制动器压盘的材料是球铁，其基本制造过程是：铸造—热处理—机加工—锥窝表面淬火。机加工后进行锥窝表面淬火，单面局部淬火极易造成零件变形，平面翘曲，使得已完成机加工后的压盘平面度、锥窝位置度误差超出产品技术要求。从整个工艺流程来看，产生变形较大的锥窝表面淬火工序是保证压盘质量的关键。

下面例举现有技术中某大功率轮式拖拉机上所用制动器压盘，具体说明其结构情况如下：

由图1、图2结合图3知，制动器压盘近似圆环形，单侧面周向同心布置数个水滴形制动器压盘锥窝。盘式制动器由两个相对布置的压盘及水滴形锥窝间夹有的钢球组成。拖拉机正常行驶时，钢珠在两压盘水滴窝底部，制动时，通过外力推动压盘，使其旋转，将钢珠挤至水滴窝尾部，两压盘张开，压盘外侧面推压摩擦片而产生制动力。整个过程中，钢珠与压盘水滴窝承受巨大的挤压和摩擦，因此，压盘水滴窝应具有较高的耐磨性，要求淬硬层连续、均匀分布；无过烧、裂纹现象发生；淬硬层深≥1.5mm，淬火硬度为HRC45～50，压盘平面度≤0.08mm，六锥窝相对基准位置度Φ0.10mm。

目前轮式拖拉机制动器压盘锥窝表面淬火，所采用的方法如下：

1、火焰表面淬火

即采用氧乙炔焰对压盘锥窝部位进行手工加热，时间控制在5min，淬火温度控制在850℃～880℃，该方法操作简便，成本较低。

这种方法的不足之处是，火焰加热时间、加热距离、移动速度等凭操作者的经验手工操作，加热温度、加热速度、加热精确位置难以控制，不能保证锥窝表面的淬火硬度、淬硬层深度、淬火均匀性等淬火质量的稳定性，操作不当甚至引起锥窝表面局部烧熔，造成制动器压盘的报废；另外淬火后零件翘曲变形大，需要后续修整窝形及磨削加工；生产效率低，不能形成批量生产。

激光表面淬火

即采用激光作为热源，配以合适的操作设备，对制动器压盘锥窝进行表面强化，该方法零件变形小，可控制在0.08mm以内，锥窝表面硬度也可达HRC45～50，淬火质量好，便于实现自动化，生产效率较高。

这种方法的不足之处是，虽然零件淬火变形较小，但淬硬层深度较浅，且不均匀，锥窝中线处达1.2mm，边缘位置只有0.2～0.6 mm，达不到技术要求。另外，激光淬火周期长，能耗比感应淬火大，设备昂贵，淬火成本价格根据淬硬层深的深浅而定，层深越深，价格越高，不利于推广应用。

QPQ表面处理

QPQ是一种复合处理技术，黑色金属经QPQ处理，可大幅提高金属表面的耐磨性和抗蚀性，同时QPQ技术操作简便，工件畸变小、无公害、节能等优点。

这种方法的不足之处是，淬硬层深度达不到技术要求，加工价格是表面感应淬火的7倍多，成本高，不适宜于大功率轮式拖拉机制动器压盘锥窝表面处理。

喷焊表面涂覆

即采用镍粉+碳化物作为表面涂覆材料，通过喷焊方式，对制动器压盘锥窝进行表面改性，温度控制在650℃，预热2 min，一个锥窝喷焊2min。该方法可获得较深的淬硬层。

这种方法的不足之处同火焰加热表面淬火一样，淬火后零件翘曲变形大，需要后续修整窝形及磨削加工；生产效率低，不能形成批量生产。

为解决上述淬火方法存在的不足，采用感应热处理技术对制动器压盘锥窝进行感应淬火处理，被认为是一种不错的选择。因为感应淬火具有：①不必整体加热，电能消耗小；②加热速度快；③淬硬层易于控制；④硬度易于保证；⑤加热时间短、效率高等诸多优点。但是，由于制动器压盘锥窝的特殊结构，造成表面淬火难度较大。不但淬硬层深不均匀和硬度很难保证，而且淬火后，有3%左右的零件在加热淬火面上出现Φ0.3～Φ0.6的缩孔，压盘变形较大，影响批量生产的生产效率和产品质量，通用淬火装置不能满足制动器压盘锥窝局部感应淬火的质量控制要求。以致于目前虽然经过多次研究尝试，但却至今没有很好地解决所出现的水滴窝淬火质量问题。具体如下：

1、尖角效应难以避免

由图1、图2知，由于制动器压盘锥窝尺寸小且形状不规则，在实施局部感应淬火时，易产生尖角效应，即在局部感应淬火时，位于尖角处的电流密集，易产生过热或过烧现象，加热效率低，淬硬层分布不均匀，甚至产生淬火裂纹。

感应间距难以控制

由图1、图2、图3并结合图4、图5知，需感应淬火部位为水滴形凹球面，即制动器压盘锥窝，加热时淬火感应器的有效感应圈弧面置于锥窝中，但在实际作业中，有效感应圈弧面与锥窝凹球面间的感应间距难以控制，如果距离太近窝底易局部烧熔，甚至发生打火烧坏感应器；如果距离太远，加热效果就不理想，不仅淬硬层深度偏浅，甚至无淬硬层，且直接影响到锥窝的淬火均匀性，继而影响淬火质量的控制。

鉴于此，就提高制动器压盘锥窝耐磨性而言，如何有效地避免尖角效应的出现、解决感应间距控制的难题，保证其水滴窝所需的淬火硬度、淬硬层深度以及淬火均匀性，减小热后变形，并省时省力、提高功效，已成为亟待解决的难题。随着拖拉机技术发展，品质要求越来越高。动力换挡等换代产品对品质要求更是提升了一个档次，因工作次数越多、载荷越大，制动摩擦越为严重，对车辆的制动性能有了更高的要求。为提高产品质量，保证整机的制动性能，提供一种用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法，是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法，通过在装置中采用圆形紫铜管制作单匝淬火感应器，有效地避免了锥窝在感应淬火时出现的尖角效应问题；通过在装置中设置可调方向、间距的升降回转工装组件，有效地解决了锥窝凹球面在包裹其有效感应圈弧面进行感应淬火时出现的感应间距难以控制的问题；继而以压盘中心定位、感应淬火时用高度标尺、分度盘精确控制位置方式，使压盘在感应淬火过程中旋转定位加热，进一步确保了淬火质量的控制。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，包括：淬火感应器、回转组件、柜体组件和电控柜；其中，柜体组件的前端固定连接淬火感应器，回转组件的上端放置制动器压盘；另外，电控柜设置有人机界面、手动/自动选择旋钮、加热按钮。

所述的淬火感应器，包括：采用圆形紫铜管制作的单匝淬火有效感应圈及左汇流管、右汇流管，通过焊接连为一个整体。

所述的回转组件，包括：支架、水槽、定位装置；其中，支架与地面接触；水槽放置在支架上面，在水槽上设置有排水管；定位装置放置在水槽中，由手动升降台、手动旋转台、工件定位盘组装而成，手动升降台上设置高度标尺及升降旋钮，手动旋转台上设置有分度圆盘及旋转旋钮。

所述的柜体组件，包括：连接板、淬火变压器，冷却水管；其中，连接板前端与感应器的左汇流管、右汇流管用螺栓连接，后端与淬火变压器夹紧并用螺栓连接；冷却水管与外部设备冷却系统相连接，用螺栓固定在连接板前端。

用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的操作方法，步骤如下：

【1】、放置淬火感应器：将感应器左汇流管、右汇流管与柜体组件的供水冷却管接头连接，并用螺栓固定在连接板前端，且紧固牢靠，有效感应圈弧面竖直朝下；

【2】、放置制动器压盘：将制动器压盘固定在定位装置的工件定位盘上，有锥窝一面水平朝上，通过升降旋钮使制动器压盘处于最低位；

【3】、接通感应淬火装置冷却水开关：冷却水为室温，确保水路畅通；

【4】、接通电控柜电源开关：预热20～30min，确保电控柜处于正常工作状态；

【5】、接通感应淬火装置用电源并设置参数：在电控柜的人机界面上设置感应淬火电参数，所述参数包括：电源频率、电压、电流、输出功率；

【6】、选择控制模式：在电控柜上部的操作台面上，将手动/自动选择旋钮旋至手动位置上，使用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置处于可工作状态；

【7】、设置零位：通过定位装置上的手动升降台以及手动旋转台，先使固定在工件定位盘上的制动器压盘锥窝与淬火感应器有效感应圈弧面有效贴合，再用升降旋钮使制动器压盘水平下降，用旋转旋钮微调制动器压盘，确保制动器压盘锥窝凹球面与淬火感应器有效感应圈弧面感应间距间隙均匀，符合淬火工艺要求，此时，定位装置的高度及分度盘角度为零件感应淬火位置参数，即零位；

【8】、启动感应淬火运行程序：接通淬火冷却液，通过淬火感应器上设置的有效感应圈开始对制动器压盘锥窝进行感应淬火，步骤如下：

【8-1】、按下电控柜上的加热按钮，对制动器压盘预热，设置温度，时间；

【8-2】、断开加热按钮，对制动器压盘加热停滞，设置时间；

【8-3】、按下加热按钮，对制动器压盘二次加热，设置温度、时间；

【8-4】、断开加热按钮，对制动器压盘加热停止，通过定位装置上的手动升降台，用升降旋钮使制动器压盘水平下降高度，开始对制动器压盘锥窝处进行喷淬火液冷却，设置时间；

【8-5】、通过定位装置上的手动旋转台，用旋转旋钮将制动器压盘水平旋转，设置角度，至下一个制动器压盘锥窝处；

【8-6】、通过手动升降台，用升降旋钮使制动器压盘水平上升至高度处，重复步骤【8-1】～【8-5】，依次将制动器压盘锥窝全部感应淬火完毕；

【9】、断开感应淬火装置用电源及淬火冷却液，通过手动升降台使制动器压盘1处于最低位，取下制动器压盘，安放到该制动器压盘专用工位器具上，水平放置，常温空冷至室温，需要注意的是冷却期间，已完成制动器压盘锥窝表面淬火工序的制动器压盘切勿接触水、油或任何液体；

【10】、根据所述制动器压盘的产品技术要求，对其进行硬度，淬硬层深，表面及内部缺陷，平面度，位置度检验。

进一步，所述步骤【5】、【7】、【8】中确定的电参数、感应淬火装置位置参数及运行程序参数仅对同一种制动器压盘锥窝零件和同一设备使用时有效。

由于采用以上所述技术方案，本发明可达到以下有益效果：

1、本发明通过在装置中采用圆形紫铜管制作单匝淬火感应器，有效地避免了锥窝在感应淬火时出现的尖角效应问题，即避免了锥窝尖角处的电流密集及过热、过烧等现象产生，甚至淬火裂纹的产生；

2、本发明由于在装置中设置可调方向、间距的升降回转工装组件，有效地解决了锥窝凹球面在包裹其有效感应圈弧面进行感应淬火时出现的感应间距难以控制的问题，因而使得压盘锥窝感应淬火的淬硬层深度得到有效的控制，且淬硬层连续，分布均匀，继而提升了淬火质量；

3、本发明以压盘中心定位、感应淬火时用高度标尺、分度盘精确控制位置方式，使压盘在感应淬火过程中旋转定位加热，进一步确保了淬火质量的控制，且操作方法简单可靠，易于实施，质量稳定，效率高，具有很好的应用价值；

4、本发明方法独特，层次清晰，另配合优化的工艺参数，不仅满足了制动器压盘锥窝所需的淬火硬度、淬硬层深度以及淬火均匀性，且热后变形小，达到了产品设计要求，提高了产品质量，保证了轮式拖拉机的可靠性，可推广应用到其它类似的零件；

5、本发明弥补了现有技术中的不足，其淬火装置结构新颖，操作方法简单，且省时省力高效，并易于实施，具有很好的使用价值。

附图说明

图1为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的制动器压盘结构示意图；

图2为图1的A-A剖面视图；

图3为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的制动器压盘工作示意图；

图4为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的淬火感应器有效感应圈弧面与压盘锥窝凹球面之间的水平感应间距位置示意图；

图5为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的淬火感应器有效感应圈弧面与压盘锥窝凹球面之间的竖直感应间距位置示意图；

图6 为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的现场配置示意图；

图7为图6的B向视图；

图8为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上的高度标尺结构示意图；

图9为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上的分度圆盘结构示意图；

图10为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上的工件定位盘结构示意图；

图11为图10的C向视图；

图12为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上零件处于最低位时示意图；

图13为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上零件感应淬火时高度位置示意图；

图14为本发明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的定位装置上零件淬火冷却时高度位置示意图。

图中：1、制动器压盘；1a、制动器压盘锥窝； 2、钢球；3、淬火感应器；3a、有效感应圈；3b、左汇流管；3c、右汇流管；4、回转组件；4a、支架；4b、水槽；4b′、排水管；4c、定位装置；4c′、手动升降台；4c″、手动旋转台；4d、工件定位盘；5、柜体组件；5a、连接板；5b，淬火变压器；5c、冷却水管；5c′、冷却出水管；5c″、冷却排水管；6、电控柜；6a、人机界面；6b、手动/自动选择旋钮；6c、加热按钮；7、高度标尺；7a、升降旋钮；8、分度圆盘；8a、旋转旋钮；9、喷淬火液软管；10、水泵组件；11、外部设备冷却系统槽体。

另图中： p、锥窝底部；q、锥窝尾部；t、感应间距；h_0、零件处于最低位时的高度；h、感应淬火时定位装置的高度；h₁、淬火冷却时定位装置的高度；θ、感应淬火时分度盘角度；θ₁、同一压盘两锥窝间分度盘旋转角度；s、进水方向；w、出水方向。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

由图6知，用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，包括：淬火感应器3、回转组件4、柜体组件5和电控柜6；其中，柜体组件5的前端固定连接在淬火感应器3上，回转组件4的上端放置制动器压盘1；另外，电控柜6设置有人机界面6a、手动/自动选择旋钮6b、加热按钮6c。

由图4、图5知，所述的淬火感应器3，包括：采用圆形紫铜管制作的单匝淬火有效感应圈3a及左汇流管3b、右汇流管3c，通过焊接连为一个整体，焊后用0.6MPa压力水进行试验,不得有渗漏水等缺陷；其中，有效感应圈3a：由它产生磁场来加热零件，对制动器压盘锥窝1a进行感应淬火；左汇流管3b、右汇流管3c：它将电源电流输向有效感应圈3a，后端与冷却水管5c联接形成冷却水回路，在感应淬火时，起到冷却淬火感应器加热线圈3a的作用，避免烧熔，进而提高淬火感应器3的使用寿命。

由图6结合图7、图8、图9知，所述的回转组件4，包括：支架4a、水槽4b、定位装置4c；其中，支架4a立于工作地面上，起支撑作用；水槽4b放置在支架4a上面，在水槽4b上设置有排水管4b′，其目的是将感应淬火时用于盛、积淬火冷却液并循环利用；定位装置4c放置在水槽4b中，由手动升降台4c′、手动旋转台4c″、工件定位盘4d组装而成，手动升降台4c′上设置带有数字刻度的高度标尺7及升降旋钮7a，手动旋转台4c″上设置带有数字刻度的分度圆盘8及旋转旋钮8a；设置目的：可依据需要，通过调整制动器压盘1水滴形制动器压盘锥窝1a凹球面与淬火感应器3有效感应圈3a弧面之间的球面感应间距t，一是确保制动器压盘1水滴形制动器压盘锥窝1a尖角处p、q在感应淬火时，避免产生过热、过烧和裂纹现象；二是确保淬火感应器3的有效感应圈3a弧面安放于制动器压盘锥窝1a中时，能够实施“环型定位”。

由图6结合图7知，所述的柜体组件5，包括：连接板5a、淬火变压器5b，冷却水管5c；其中，连接板5a：前端与感应器3的左汇流管3b、右汇流管3c用螺栓连接，后端与淬火变压器5b夹紧并用螺栓连接，感应加热时，作为电源电流媒介，冷却水管5c：它和外部设备冷却系统相连接，用螺栓固定在连接板5a前端，形成水冷回路，用于循环冷却感应器3（的左汇流管3b、右汇流管3c、有效感应圈3a及淬火变压器5b。

用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的操作方法，步骤如下：

【1】、放置淬火感应器：由图6并结合图7予以说明，将感应器3左汇流管3b、右汇流管3c与柜体组件5的供水冷却管接头5c连接，并用螺栓固定在连接板5a前端，且紧固牢靠，有效感应圈3a弧面竖直朝下；

【2】、放置制动器压盘1：由图6并结合图7、图8、图12予以说明，将制动器压盘1固定在定位装置4c的工件定位盘4d上，有锥窝一面水平朝上，通过升降旋钮7a使制动器压盘1处于最低位h₀为零，即高度标尺7上左侧数字刻度10与右侧数字刻度0重合；

【3】、接通感应淬火装置冷却水开关：冷却水为室温，确保水路畅通；

【4】、接通电控柜6电源开关：预热20～30min，确保电控柜6处于正常工作状态；

【5】、接通感应淬火装置用电源并设置参数：由图6予以说明，依据淬火工艺要求，在电控柜6人机界面6a上设置感应淬火电参数，所述参数包括：电源频率为200KHz；电压为33 V；电流为3.8 A；输出功率为35 KW；

【6】、选择控制模式：由图6予以说明，在电控柜6上部的操作台面上，将手动/自动选择旋钮6b旋至手动位置上，使用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置处于可工作状态；

【7】、设置零位：由图6并结合图4、图5、图7、图8、图9、图13予以说明，通过定位装置4c上的手动升降台4c′及旋转台4c″，先使固定在工件定位盘4d上的制动器压盘锥窝1a与淬火感应器有效感应圈3a弧面有效贴合，再用升降旋钮7a使制动器压盘1水平下降，用旋转旋钮8a微调压盘1，确保制动器压盘锥窝1a凹球面与感应圈3a弧面感应间距t为1mm，间隙均匀，即符合淬火工艺要求，适用于本次制动器压盘锥窝1a与淬火感应器有效感应圈3a弧面的感应间距要求。此时，定位装置的高度h为-40mm，分度盘角度θ为零，即为制动器压盘锥窝1a感应淬火位置参数，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度4重合，分度圆盘上数字刻度0与分度标尺数字刻度0重合；

【8】、启动感应淬火运行程序：由图6并结合图4、图5、图7、图8、图9、图13、图14予以说明，接通淬火冷却液，通过淬火感应器3上设置的有效感应圈3a开始对制动器压盘锥窝1a进行感应淬火，步骤如下：

【8-1】、按下电控柜6上的加热按钮6c，对制动器压盘1预热，温度T₁为650℃，时间S₁为5秒；

【8-2】、断开加热按钮6c，对制动器压盘1加热停滞，时间S₀为0.5秒；

【8-3】、按下加热按钮6c，对制动器压盘1二次加热，温度T₂为850℃，时间S₂为5秒；

【8-4】、断开加热按钮6c，对制动器压盘1加热停止，通过定位装置4c上的手动升降台4c′，用升降旋钮7a使制动器压盘1水平下降，高度h₁为-20mm，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度2重合，开始对制动器压盘锥窝1a处进行喷淬火液冷却，时间S₃为5秒；

【8-5】、通过定位装置4c上的手动旋转台4c″，用旋转旋钮8a将制动器压盘1水平旋转，角度θ₁为60°，即分度圆盘上数字刻度60与分度标尺数字刻度0重合，至下一个制动器压盘锥窝1a处；

【8-6】、通过定位装置4c上的手动升降台4c′，用升降旋钮7a使制动器压盘1水平上升至高度h为-40mm处，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度4重合，重复步骤【8-1】～【8-5】，依次将制动器压盘锥窝1a全部感应淬火完毕；

【9】、由图6并结合图7、图12予以说明，断开感应淬火装置用电源及淬火冷却液，通过手动升降台4c′使制动器压盘1处于最低位h₀，取下制动器压盘1，安放到该零件专用工位器具上，水平放置，常温空冷至室温，需要注意的是冷却期间，已完成制动器压盘锥窝1a表面淬火工序的制动器压盘1切勿接触水、油或任何液体；

【10】、根据所述制动器压盘1的产品技术要求，对其进行硬度，淬硬层深，表面及内部缺陷，平面度，位置度检验。

需要补充说明的是：由图6并结合图7知，用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，与其配套实施的冷却系统为两路给排水机构组成，且各自形成一组回路，互不干扰。其中，一路为从水泵组件10所提供的淬火冷却介质，在喷射阀开启的情况下，通过喷淬火液软管9经进水方向s喷射到已被感应加热的制动器压盘锥窝1a凹球面上, 随后落入感应淬火装置的水槽4b内，通过排水管4b′经出水方向w回流至水泵槽体10内，以便重复循环应用；另一路为从外部设备冷却系统所提供的工业用水，在步骤【3】的情况下，通过冷却出水管5c′经进水方向s在淬火感应器3内腔前行，流经左汇流管3b、右汇流管3c、有效感应圈3a，经出水方向w流出，并环绕淬火变压器5b对其进行冷却，最后通过冷却排水管5c″回流至外部设备冷却系统槽体11内，且重复循环应用。

进一步，所述步骤【5】、【7】、【8】中确定的电参数、感应淬火装置位置参数及运行程序参数仅对同一种制动器压盘锥窝零件和同一设备使用时有效。

下面，举一生产现场实施例，具体说明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置现场具体配置和具体应用情况。

由图6、图7知，本发明所述的感应淬火装置，已在生产现场完成其配置，与其配置相配套的物件，包括：淬火感应器3、回转组件4、柜体组件5和电控柜6；其中，柜体组件5的前端固定连接在淬火感应器3上，回转组件4的上端放置制动器压盘1；另外，电控柜6设置有人机界面6a、手动/自动选择旋钮6b、加热按钮6c。

另由图4、图5、图8、图9、图10、图11说明以下两点：

1、以定位装置4c上工件定位盘4d暨制动器压盘1中心为基准，在淬火感应器3下方，放置有回转组件4；其中，制动器压盘1固定在定位装置4c的工件定位盘4d上，定位装置4c放置在水槽4b中，水槽4b放置在支架4a上面。

2、电控柜6已放置在柜体组件5旁边，与淬火变压器5b联通，进而通过柜体组件5上的连接板5a前端与感应器3的左汇流管3b、右汇流管3c用螺栓连接，并与有效感应圈3a构成感应淬火电流回路，并在实际的感应淬火过程中始终处于静止位置。

下面，仍以上述实施例，具体说明用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的操作方法。

在该实施例中，所用电源设备6型号为GP100–C3 型高频感应淬火机，生产厂家为丹东无线电二厂。所用人机界面6a型号为6ES7 6AV6 643-0DD0-1AX1，生产厂家为西门子公司。

在该实施例中，所用回转组件4型号为BRG065，生产厂家为洛阳百瑞科技公司。定位装置4c上设置的带有数字刻度的高度标尺7型号为ZT408MS60，采用剪形升降支撑，精研丝杠驱动，双导轨五轴过定位机构，保证运动绝对平稳，舒适，精度高，承载大，配有锁紧手轮，安全可靠；升降行程:60 mm，最小调整量:5μ，承载:20kg；分度圆盘8型号为ZT203MR100，精加工蜗轮蜗杆传动，减速比大，精度高，大承载；台面可以360°旋转调整，承载:15kg；台面360°刻划，方便读数，继而可进一步保证制动器压盘锥窝1a的凹球面在实施感应淬火时所需的“环型定位”；工件定位盘4d上设置多重定位台阶及减自重圆孔，可用于多个不同外形尺寸的零件，利于推广应用。

在该实施例中，某企业生产的大轮拖制动器压盘的材料是球铁QT500-7，基体硬度HB197～269，锥窝表面硬度HRC45～50，淬硬层深度为1.5～4mm/不小于1.5mm，要求淬硬层连续，均匀分布；无过烧、裂纹现象发生；压盘平面度≤0.08mm，六锥窝相对基准位置度Φ0.10mm。

随后，进入本发明所述的“用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置的操作方法”的具体操作过程，步骤如下：

1）放置淬火感应器：由图6并结合图7予以说明，将感应器3左汇流管3b、右汇流管3c与柜体组件5的供水冷却管接头5c连接，并用螺栓固定在连接板5a前端，且紧固牢靠，有效感应圈3a弧面竖直朝下；

2）放置零件：由图6并结合图7、图8、图12予以说明，将制动器压盘1固定在定位装置4c的工件定位盘4d上，有锥窝一面水平朝上，通过升降旋钮7a使制动器压盘1处于最低位h₀为零，即高度标尺7上左侧数字刻度10与右侧数字刻度0重合；

3）接通感应淬火装置冷却水开关：冷却水为室温，确保水路畅通；

4）接通电控柜6电源开关：预热20～30min，确保电控柜6处于正常工作状态；

5）接通感应淬火装置用电源并设置参数：由图6予以说明，依据淬火工艺要求，在电控柜6人机界面6a上设置感应淬火电参数；在本实施例中，感应淬火所需的电源设备技术参数确定如下：

①电源频率： 200KHz；

②电压：灯丝电压：33 V；阳极电压：9.9 KV；槽路电压：8.6 KV；

③电流：阳极电流：3.8 A；栅极电流：1.6 A；

④输出功率：35 KW；

6）选择控制模式：由图6予以说明，在电控柜6上部的操作台面上，将手动/自动选择旋钮6b旋至手动位置上，使用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置处于可工作状态；

7）设置零位：由图6并结合图4、图5、图7、图8、图9、图13予以说明，通过定位装置4c上的手动升降台4c′及旋转台4c″，先使固定在工件定位盘4d上的制动器压盘锥窝1a与淬火感应器有效感应圈3a弧面有效贴合，再用升降旋钮7a使制动器压盘1水平下降，用旋转旋钮8a微调制动器压盘1，确保制动器压盘锥窝1a凹球面与有效感应圈3a弧面感应间距t为1mm，间隙均匀，即符合淬火工艺要求，适用于本次制动器压盘锥窝1a与淬火感应器有效感应圈3a弧面的感应间距要求，此时，定位装置的高度h为-40mm及分度盘角度θ为零，即为制动器压盘锥窝1a感应淬火位置参数，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度4重合，分度圆盘上数字刻度0与分度标尺数字刻度0重合；

8）启动感应淬火运行程序：由图6并结合图4、图5、图7、图8、图9、图13、图14予以说明，接通淬火冷却液，通过淬火感应器3上设置的有效感应圈3a开始对制动器压盘锥窝1a进行感应淬火，步骤如下：

8-1）按下电控柜6上的加热按钮6c，对制动器压盘1预热，温度T₁为650℃，时间S₁为5秒；

8-2）断开加热按钮6c，对制动器压盘1加热停滞，时间S₀为0.5秒；

8-3）按下加热按钮6c，对制动器压盘1二次加热，温度T₂为850℃，时间S₂为5秒；

8-4）断开加热按钮6c，对制动器压盘1加热停止，通过定位装置4c上的手动升降台4c′，用升降旋钮7a使制动器压盘1水平下降，高度h₁为-20mm，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度2重合，开始对制动器压盘压盘锥窝1a处进行喷淬火液冷却，时间S₃为5秒；

8-5）通过定位装置4c上的手动旋转台4c″，用旋转旋钮8a将制动器压盘1水平旋转，角度θ₁为60°，即分度圆盘上数字刻度60与分度标尺数字刻度0重合，至制动器压盘1下一个锥窝处；

8-6）通过定位装置4c上的手动升降台4c′，用升降旋钮7a使制动器压盘1水平上升至高度h为-40mm处，即高度标尺7上左侧数字刻度0与右侧数字刻度4重合，重复步骤8-1）～ 8-5），依次将制动器压盘锥窝1a全部感应淬火完毕；

9）由图6并结合图7、图12予以说明，断开感应淬火装置用电源及淬火冷却液，通过手动升降台4c′使零件处于最低位h₀，取下制动器压盘1，安放到该零件专用工位器具上，水平放置，常温空冷至室温，需要注意的是冷却期间，已完成制动器压盘锥窝1a表面淬火工序的制动器压盘1切勿接触水、油或任何液体；

最后，进一步说明以下3点：

1、由图6并结合图7知，用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，与其配套实施的冷却系统为两路给排水机构组成，且各自形成一组回路，互不干扰。其中，一路为从水泵组件10所提供的5～10‰聚乙烯醇作为淬火冷却介质，在喷射阀开启的情况下，通过喷淬火液软管9经进水方向s喷射到已被感应加热的制动器压盘锥窝1a凹球面上, 进行喷淬火液冷却，落入感应淬火装置的水槽4b内的淬火冷却液，通过排水管4b′经出水方向w回流至水泵槽体10内，以便重复循环应用；另一路为从外部设备冷却系统所提供的工业用水，在步骤3）的情况下，通过冷却出水管5c′经进水方向s在淬火感应器3内腔前行，流经左汇流管3b、右汇流管3c、有效感应圈3a，经出水方向w流出，并环绕淬火变压器5b对其进行冷却，最后通过冷却排水管5c″回流至外部设备冷却系统槽体11内，且重复循环应用。

2、所述步骤5）、7）、8）中确定的电参数、感应淬火装置位置参数及运行程序参数仅对同一种制动器压盘锥窝零件和同一设备使用时有效。

3、针对该实施例中所述制动器压盘1在进行前期试验时，曾发生感应淬火质量不稳定、制动器压盘锥窝1a表面无淬硬层和制动器压盘1加热后变形量大（超出范围公差0.08mm）等质量问题，按照本发明所述的用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法加工的零件，依据前述淬火工艺对制动器压盘锥窝1a耐磨性的要求，即:“锥窝表面硬度HRC45～50，淬硬层深度为1.5～4mm/不小于1.5mm，要求淬硬层连续，均匀分布；无过烧、裂纹现象发生”的技术要求，随机抽取了5件对其进行了硬度、淬硬层深、平面度检测，结果全部符合要求，零件探伤检查：无发现裂纹等缺陷。其中，表面硬度检测，系每件随机检测4个淬火部位进行，如下：

变形检测：下表为检测结果

感应热处理后平面翘曲变形量均在0.03～0.08mm内。

上述结果表明，本发明所述的“用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置及操作方法”，可以满足制动器压盘感应热处理的要求，且收到了良好的效果，解决了轮式拖拉机发展的一个瓶颈，属国内领先技术。

为公开本发明的目的而在本文具体实施方式中所选用的上述实施例，当前认为是适宜的，但是应说明的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (5)

1.用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，包括：淬火感应器（3）、回转组件（4）、柜体组件（5）和电控柜（6）；其特征在于：柜体组件（5）的前端固定连接淬火感应器（3），回转组件（4）的上端放置制动器压盘（1）；另外，电控柜（6）上设置有人机界面（6a）、手动/自动选择旋钮（6b）、加热按钮（6c）。

2.根据权利要求1所述的用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，其特征在于：淬火感应器（3）包括：采用圆形紫铜管制作的单匝淬火有效感应圈（3a）及左汇流管（3b）、右汇流管（3c），通过焊接连为一个整体。

3.根据权利要求1所述的用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，其特征在于：回转组件（4）包括：支架（4a）、水槽（4b）、定位装置（4c）；其中，支架（4a）与地面接触；水槽（4b）放置在支架（4a）上面，在水槽（4b）上设置有排水管(4b′)；定位装置（4c）放置在水槽（4b）中，由手动升降台（4c′）、手动旋转台（4c″）、工件定位盘（4d）组装而成，手动升降台（4c′）上设置高度标尺（7）及升降旋钮（7a），手动旋转台（4c″）上设置有分度圆盘（8）及旋转旋钮（8a）。

4.根据权利要求1所述的用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，其特征在于：柜体组件（5）包括：连接板（5a）、淬火变压器（5b），冷却水管（5c）；其中，连接板（5a）前端与感应器（3）的左汇流管（3b）、右汇流管（3c）用螺栓连接，后端与淬火变压器（5b）夹紧并用螺栓连接；冷却水管（5c）与外部设备冷却系统相连接，用螺栓固定在连接板（5a）前端。

5.根据权利要求1所述的用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置，其特征在于：其操作方法步骤如下：

【1】、放置淬火感应器（3）：将感应器左汇流管（3b）、右汇流管（3c）与柜体组件（5）的供水冷却管接头（5c）连接，并用螺栓固定在连接板（5a）前端，且紧固牢靠，有效感应圈（3a）弧面竖直朝下；

【2】、放置制动器压盘（1）：将制动器压盘（1）固定在定位装置（4c）的工件定位盘（4d）上，有锥窝一面水平朝上，通过升降旋钮（7a）使制动器压盘（1）处于最低位（h₀）；

【3】、接通感应淬火装置冷却水开关：冷却水为室温，确保水路畅通；

【4】、接通电控柜（6）电源开关：预热20～30min，确保电控柜（6）处于正常工作状态；

【5】、接通感应淬火装置用电源并设置参数：在电控柜（6）的人机界面（6a）上设置感应淬火电参数，所述参数包括：电源频率、电压、电流、输出功率；

【6】、选择控制模式：在电控柜（6）上部的操作台面上，将手动/自动选择旋钮（6b）旋至手动位置上，使用于制动器压盘锥窝的感应淬火装置处于可工作状态；

【7】、设置零位：通过定位装置（4c）上的手动升降台（4c＇）以及手动旋转台（4c″），先使固定在工件定位盘（4d）上的制动器压盘锥窝（1a）与淬火感应器有效感应圈（3a）弧面有效贴合，再用升降旋钮（7a）使制动器压盘（1）水平下降，用旋转旋钮（8a）微调制动器压盘（1），确保制动器压盘锥窝（1a）凹球面与淬火感应器有效感应圈（3a）弧面感应间距（t）间隙均匀，符合淬火工艺要求，此时，定位装置的高度（h）及分度盘角度（θ）为零件感应淬火位置参数，即零位；

【8】、启动感应淬火运行程序：接通淬火冷却液，通过淬火感应器（3）上设置的有效感应圈（3a）开始对制动器压盘锥窝（1a）进行感应淬火，步骤如下：

【8-1】、按下电控柜（6）上的加热按钮（6c），对制动器压盘（1）预热，设置温度（T₁），时间（S₁）；

【8-2】、断开加热按钮（6c），对制动器压盘（1）加热停滞，设置时间（S₀）；

【8-3】、按下加热按钮（6c），对制动器压盘（1）二次加热，设置温度（T₂）、时间（S₂）；

【8-4】、断开加热按钮（6c），对制动器压盘（1）加热停止，通过定位装置（4c）上的手动升降台（4c′），用升降旋钮（7a）使制动器压盘（1）水平下降高度（h₁），开始对制动器压盘锥窝（1a）处进行喷淬火液冷却，设置时间（S₃）；

【8-5】、通过定位装置（4c）上的手动旋转台（4c），用旋转旋钮（8a）将制动器压盘（1）水平旋转，设置角度（θ₁），至下一个制动器压盘锥窝（1a）处；

【8-6】、通过手动升降台（4c′），用升降旋钮（7a）使制动器压盘（1）水平上升至高度（h）处，重复步骤【8-1】～【8-5】，依次将制动器压盘锥窝（1a）全部感应淬火完毕；

【9】、断开感应淬火装置用电源及淬火冷却液，通过手动升降台（4c′）使制动器压盘1处于最低位（h₀），取下制动器压盘（1），安放到该制动器压盘（1）专用工位器具上，水平放置，常温空冷至室温，需要注意的是冷却期间，已完成制动器压盘锥窝（1a）表面淬火工序的制动器压盘（1）切勿接触水、油或任何液体；

【10】、根据所述制动器压盘（1）的产品技术要求，对其进行硬度，淬硬层深，表面及内部缺陷，平面度，位置度检验。