CN109439852A - 一种具有r角的驱动轴淬火装置及淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有R角的驱动轴淬火装置，其包括驱动轴固定及旋转组件、淬火组件以及冷却组件；所述淬火组件包括第一导轨、淬火控制箱、第一电磁感应加热淬火环和第二电磁感应加热淬火环，所述第一导轨设于装置基座上，当第一电磁感应加热淬火环对大直径轴体进行加热时，所述的第二电磁感应加热淬火环靠近所述的R角对轴肩处进行加热。本发明还提出基于所述的淬火装置的驱动轴淬火方法。结合本发明的驱动轴淬火方法对驱动轴进行淬火处理，淬火效果好，工作效率高，操作方便；淬火组件上设置的第二电磁感应加热淬火环，能对驱动轴的R角处进行淬火处理，有助于提高驱动轴的产品质量，延长驱动轴的使用寿命。

Description

一种具有R角的驱动轴淬火装置及淬火方法

技术领域

本发明涉及淬火设备技术领域，尤其涉及一种具有R角的驱动轴淬火装置及淬火方法。

背景技术

驱动轴是轴是穿在轴承中间、车轮中间或齿轮中间的圆柱形机械零件，作用是能够支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩，在工作时一般要承受比较大的力。在许多情况下，为了能在一根驱动轴上安装不同的零件以实现不同的传动功能，驱动轴通常被设计成阶梯轴状，即驱动轴的各段具有不同的直径，而在这些驱动轴的轴肩处，即驱动轴上截面尺寸变化的部位，一般都设计有R角，既便于轴上零件的拆装，又能够避免轴肩处应力集中，增大驱动轴的抗疲劳强度。驱动轴的加工过程中，需要对其整体或部分进行淬火处理，以使驱动轴获得更好的机械性能。目前的淬火工艺中，利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热的感应淬火由于具备诸多优点而被广泛使用，比如，热源在工件表层，加热速度快，热效率高；工件加热时间短，表面氧化脱碳量少；工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高；设备紧凑，使用方便，便于机械化和自动化操作。目前的淬火机床在对驱动轴进行淬火处理时，是使用套设在驱动轴周围的带有一定宽度的磁圈的第一电磁感应加热淬火环进行加热，一般很难细节地处理到轴肩处的R角，导致淬火效果不理想，而驱动轴上直径变化的连接处恰恰又是最容易发生应力断裂的部位，如果淬火效果不好，会严重影响驱动轴的力学性能。

发明内容

针对现有的具有R角的驱动轴淬火时存在的问题，本发明的目的在于提供一种改进的驱动轴淬火装置及淬火方法，对驱动轴进行淬火处理，可以对驱动轴的R角处进行精细淬火处理，有助于提高驱动轴的产品质量。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有R角的驱动轴淬火装置，包括驱动轴固定及旋转组件、淬火组件以及冷却组件；所述的驱动轴固定及旋转组件包括第一顶针架、第一顶针、第二顶针架、第二顶针；所述第一顶针架、所述第二顶针架固定于装置基座上，所述第一顶针设于所述第一顶针架上，所述第二顶针设于所述第二顶针架上，所述第一顶针与所述第二顶针相对，所述驱动轴通过所述的第一顶针与第二顶针固定并在电机的带动下旋转；

所述淬火组件包括第一导轨、淬火控制箱、第一电磁感应加热淬火环和第二电磁感应加热淬火环，所述第一导轨设于装置基座上，所述淬火控制箱可移动地设于所述第一导轨上，所述第一电磁感应加热淬火环、第二电磁感应加热加热淬火环与所述淬火控制箱连接；

所述冷却组件包括第二导轨、冷却控制箱和冷却环，所述第二导轨设于装置基座上，所述冷却控制箱可移动地设于所述第二导轨上，所述冷却环上设有喷水孔，所述冷却环与所述冷却控制箱连接；

其中，所述驱动轴的轴肩处为R角，当第一电磁感应加热淬火环对大直径轴体进行加热时，所述的第二电磁感应加热淬火环靠近所述的R角对轴肩处进行加热。

优选地，所述第一导轨的延伸方向与所述驱动轴的轴线方向平行，所述第二导轨平行于所述第一导轨。

再优选地，所述第一电磁感应加热淬火环的内径大于所述第二电磁感应加热淬火环的内径，所述第一电磁感应加热淬火环的内径、所述冷却环的内径大于所述驱动轴的最大直径。

再优选的，所述的第一电磁感应加热淬火环为二分之一到五分之四圆环；所述的第二电磁感应加热淬火环为半圆环。

再优选地，所述的冷却环与第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环为一体设置。

再优选地，所述第一电磁感应加热淬火环所在的平面、所述第二电磁感应加热淬火环所在的平面以及所述冷却环所在的平面相互平行，所述第一电磁感应加热淬火环处于所述第二电磁感应加热淬火环与所述冷却环之间，所述驱动轴处于所述冷却环、所述第一电磁感应加热淬火环的内部。

根据本发明的另一目的，本发明还提供一种采用上述驱动轴淬火装置的淬火方法，包括以下步骤：

步骤S1：夹装，利用第一顶针、第二顶针对准驱动轴两端的中心孔将驱动轴夹装在所述第一顶针与所述第二顶针之间，同时保证所述驱动轴处于第一电磁感应加热淬火环、冷却环的内部；

步骤S2：调整，将冷却控制箱沿第二导轨移动至所述第一顶针相对应的一端，将淬火控制箱沿第一导轨移动至所述第一顶针相对应的一端，调整所述第一电磁感应加热淬火环、冷却环的位置，保证所述驱动轴的起始淬火位置处于所述第一电磁感应加热淬火环的内部，第二电磁感应加热淬火环靠近所述驱动轴的轴肩的R角处；

步骤S3：淬火，利用所述第一顶针或第二顶针带动所述驱动轴旋转，利用所述淬火控制箱对所述第一电磁感应加热淬火环及第二电磁感应加热淬火环通电对驱动轴进行加热，所述第一电磁感应加热淬火环对其内部的所述驱动轴进行加热，所述第二电磁感应加热淬火环对所述驱动轴的R角处进行加热；同时，控制所述淬火控制箱沿第一导轨向所述第二顶针相对应的一端移动；

步骤S4：冷却，在加热完成后，启动所述冷却控制箱，所述冷却环内侧的喷水孔向经过加热的驱动轴上喷水进行冷却，同时，控制所述冷却控制箱沿所述第二导轨移动，使冷却环对整个驱动轴的加热部分进行喷水冷却完成整个驱动轴的淬火过程。

优选的，所述第一电磁感应加热淬火环在对所述驱动轴上直径较大的部位加热时的移动速度大于对所述驱动轴上直径较小的部位加热时的速度。

再优选的，所述的冷却环与第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环为一体设置，当加热完成后冷却环沿驱动轴移动对驱动轴进行喷水冷却时将第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环复位到初始淬火加热位置。

再优选的，所述的驱动轴包括淬火区和非淬火区，当所述的第一电磁感应加热淬火环离开淬火区后快速通过非淬火区。

与现有技术相比，本发明提供的一种驱动轴淬火装置及淬火方法，驱动轴夹装在第一顶针与第二顶针之间，利用淬火组件对驱动轴进行淬火加热，利用冷却组件对加热后的驱动轴进行冷却，采用本发明的淬火方法对驱动轴进行淬火处理，淬火效果好，工作效率高；淬火组件上设置第二电磁感应加热淬火环，可以精确地对驱动轴的R角处进行淬火处理，有助于提高驱动轴的产品质量，延长驱动轴的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种驱动轴淬火装置的俯视图；

图2为本发明的驱动轴淬火装置在起始淬火位置时的相对位置关系图示；

图3为本发明实施例1的一种驱动轴淬火装置的淬火组件及冷却组件的侧视图；

图4为本发明实施例1的利用驱动轴淬火装置的淬火方法的流程图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参见图1、图2和图3，图1为本发明实施例1的一种驱动轴淬火装置200的俯视图，图3为本发明实施例1的一种驱动轴淬火装置200的淬火组件及冷却组件的侧视图。本发明实施例1的一种用于驱动轴100的淬火装置包括驱动轴固定及旋转组件、淬火组件以及冷却组件；驱动轴固定及旋转组件驱动轴包括第一顶针架2、第一顶针3、第二顶针架4、第二顶针5，第一顶针架2、第二顶针架4设于基座1上，第一顶针3设于第一顶针架2上，第二顶针5设于第二顶针架4上，第一顶针3与第二顶针5相对，驱动轴100设于第一顶针3与第二顶针5之间。驱动轴100的轴肩处设计有R角11，驱动轴100的轴肩即驱动轴100上截面尺寸变化的部位，R角11的设计既便于驱动轴100上零件的拆装，又能够避免轴肩处应力集中，增大驱动轴100的抗疲劳强度。

淬火组件6包括第一导轨61、淬火控制箱62、第一电磁感应加热淬火环63和第二电磁感应加热淬火环64，第一导轨61设于基座1上，淬火控制箱62可移动地设于第一导轨61上，第一电磁感应加热淬火环63、第二电磁感应加热淬火环64与淬火控制箱62连接。利用淬火组件6对驱动轴100进行淬火，第一电磁感应加热淬火环63主要用于对驱动轴100进行整体淬火，第二电磁感应加热淬火环64主要用于对驱动轴100的R角11处进行细节淬火处理。在对R角11进行淬火时，由于驱动轴100处于旋转状态，第二电磁感应加热淬火环64即使为半个圆环，也能达到较好的淬火效果，同时能够减少制造成本。参照图2，当第一电磁感应加热淬火环63对大直径轴体进行加热时，所述的第二电磁感应加热淬火环64靠近所述的R角对轴肩处进行加热。

冷却组件7包括第二导轨71、冷却控制箱72和冷却环73，第二导轨71设于基座1上，冷却控制箱72可移动地设于第二导轨71上，冷却环73与冷却控制箱72连接。冷却环73的内侧设有喷水孔731。利用冷却环73内侧的喷水孔73向驱动轴100的表面喷水，进行冷却降温。冷却环73的移动与电磁感应加热淬火环的移动同步；在电磁感应加热淬火环完成驱动轴的加热后，冷却环开始喷水并沿驱动轴移动对驱动轴进行喷水冷却。

优选地，第一导轨61的延伸方向与驱动轴100的轴线方向平行，第二导轨71平行于第一导轨61。

由于驱动轴100的各段具有不同的直径，且驱动轴100的轴肩处还设有R角11，要想使其淬火更加均匀、淬火效果更好，需要保证第一电磁感应加热淬火环63的内径大于第二电磁感应加热淬火环64的内径，冷却环73的内径大于第一电磁感应加热淬火环63的内径，第一电磁感应加热淬火环63的内径、冷却环73的内径大于驱动轴100的最大直径，第一电磁感应加热淬火环63处于第二电磁感应加热淬火环64与冷却环73之间，驱动轴100处于冷却环73、第一电磁感应加热淬火环63的内部。

本发明还提供一种利用上述驱动轴淬火装置的淬火方法，请参见图3，图3为本发明实施例1的利用驱动轴淬火装置的淬火方法的流程图，本发明的淬火方法包括以下步骤：

步骤S1：夹装，利用第一顶针3、第二顶针5对准驱动轴100两端的中心孔将驱动轴100夹装在第一顶针3与第二顶针5之间，同时保证驱动轴100处于第一电磁感应加热淬火环63、冷却环73的内部；

步骤S2：调整，将冷却控制箱72沿第二导轨71移动至第一顶针3相对应的一端，将淬火控制箱62沿第一导轨61移动至第一顶针3相对应的一端，调整第一电磁感应加热淬火环63、冷却环73的位置，保证驱动轴100处于第一电磁感应加热淬火环63、冷却环73的内部，保证第二电磁感应加热淬火环64接近驱动轴100的R角11处；

步骤S3：淬火，利用第一顶针3或第二顶针5带动驱动轴100旋转，利用淬火控制箱62对第一电磁感应加热淬火环63及第二电磁感应加热淬火环64进行加热，第一电磁感应加热淬火环63对其内部的驱动轴100进行淬火，第二电磁感应加热淬火环64对驱动轴100的R角11处进行淬火，同时，控制淬火控制箱62沿第一导轨61向第二顶针5相对应的一端移动；由于驱动轴100的各段具有不同的直径，在淬火控制箱62的移动过程中，需要通过控制淬火控制箱62的运动速度来调整对驱动轴100的淬火效果，即控制第一电磁感应加热淬火环63在通过驱动轴100上直径较大的部位的速度大于通过驱动轴100上直径较小的部位的速度；因为在对直径较大的部位进行加热时，淬火环距离轴体比较近，轴体的加热效果更快，而在对直径较小的部位进行加热时，淬火环距离轴体比较远，轴体的加热要慢一些，故需要较长的加热时间。

步骤S4：冷却，启动冷却控制箱72，冷却环73内侧的喷水孔731向驱动轴100上喷水进行冷却，同时，控制冷却控制箱72沿第二导轨71向第二顶针5相对应的一端移动，直至完成淬火过程。冷却环73的移动与电磁感应加热淬火环的移动同步。

在一优选的实施方式中，所述的冷却环与第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环为一体设置，当加热完成后冷却环沿驱动轴移动对驱动轴进行喷水冷却时将第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环复位到初始淬火加热位置。

参照图2，所述的驱动轴包括淬火区H和非淬火区N，当所述的第一电磁感应加热淬火环在淬火区H进行加热时，按照设定的速度移动；在通过非淬火区N时仅需快速通过即可。

综上所述，本发明提供一种驱动轴淬火装置及淬火方法，驱动轴100夹装在第一顶针3与第二顶针5之间，利用淬火组件6对驱动轴100进行淬火加热，利用冷却组件7对加热后的驱动轴100进行冷却，淬火组件6上还设置第二电磁感应加热淬火环64，能进一步地对驱动轴100的R角11处进行淬火处理，有助于提高驱动轴100的产品质量，延长驱动轴100的使用寿命；通过控制淬火控制箱62的运动速度来调整对驱动轴100不同直径段的淬火效果，通过控制冷却控制箱72的运动速度来调整对驱动轴100不同直径段的冷却效果，采用本发明的淬火装置及淬火方法对驱动轴100进行淬火处理，淬火效果好，工作效率高，操作方便，有助于提升驱动轴100的产品质量，延长其使用寿命。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种具有R角的驱动轴淬火装置，其特征在于，其包括驱动轴固定及旋转组件、淬火组件以及冷却组件；所述的驱动轴固定及旋转组件包括第一顶针架、第一顶针、第二顶针架、第二顶针；所述第一顶针架、所述第二顶针架固定于装置基座上，所述第一顶针设于所述第一顶针架上，所述第二顶针设于所述第二顶针架上，所述第一顶针与所述第二顶针相对，所述驱动轴通过所述的第一顶针与第二顶针固定并在电机的带动下旋转；

所述淬火组件包括第一导轨、淬火控制箱、第一电磁感应加热淬火环和第二电磁感应加热淬火环，所述第一导轨设于装置基座上，所述淬火控制箱可移动地设于所述第一导轨上，所述第一电磁感应加热淬火环、第二电磁感应加热加热淬火环与所述淬火控制箱连接；

所述冷却组件包括第二导轨、冷却控制箱和冷却环，所述第二导轨设于装置基座上，所述冷却控制箱可移动地设于所述第二导轨上，所述冷却环上设有喷水孔，所述冷却环与所述冷却控制箱连接；

其中，所述驱动轴的轴肩处为R角，当第一电磁感应加热淬火环对大直径轴体进行加热时，所述的第二电磁感应加热淬火环靠近所述的R角对轴肩处进行加热。

2.如权利要求1所述的驱动轴淬火装置，其特征在于，所述第一导轨的延伸方向与所述驱动轴的轴线方向平行，所述第二导轨平行于所述第一导轨。

3.如权利要求1所述的驱动轴淬火装置，其特征在于，所述第一电磁感应加热淬火环的内径大于所述第二电磁感应加热淬火环的内径，所述第一电磁感应加热淬火环的内径、所述冷却环的内径大于所述驱动轴的最大直径。

4.如权利要求1所述的驱动轴淬火装置，其特征在于，所述的第一电磁感应加热淬火环为二分之一到五分之四圆环，所述的第二电磁感应加热淬火环为半圆环。

5.如权利要求1所述的驱动轴淬火装置，其特征在于，所述的冷却环与第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环为一体设置。

6.如权利要求1所述的驱动轴淬火装置，其特征在于，所述第一电磁感应加热淬火环所在的平面、所述第二电磁感应加热淬火环所在的平面以及所述冷却环所在的平面相互平行，所述第一电磁感应加热淬火环处于所述第二电磁感应加热淬火环与所述冷却环之间，所述驱动轴处于所述冷却环、所述第一电磁感应加热淬火环的内部。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的淬火装置对具有R角的驱动轴进行淬火的方法，其包括以下步骤：

步骤S1：夹装，利用第一顶针、第二顶针对准驱动轴两端的中心孔将驱动轴夹装在所述第一顶针与所述第二顶针之间，同时保证所述驱动轴处于第一电磁感应加热淬火环、冷却环的内部；

步骤S2：调整，将冷却控制箱沿第二导轨移动至所述第一顶针相对应的一端，将淬火控制箱沿第一导轨移动至所述第一顶针相对应的一端，调整所述第一电磁感应加热淬火环、冷却环的位置，保证所述驱动轴的起始淬火位置处于所述第一电磁感应加热淬火环的内部，第二电磁感应加热淬火环靠近所述驱动轴的轴肩的R角处；

步骤S3：电磁感应加热，利用所述第一顶针或第二顶针带动所述驱动轴旋转，利用所述淬火控制箱对所述第一电磁感应加热淬火环及第二电磁感应加热淬火环通电对驱动轴进行加热，所述第一电磁感应加热淬火环对其内部的所述驱动轴进行加热，所述第二电磁感应加热淬火环对所述驱动轴的R角处进行加热；同时，控制所述淬火控制箱沿第一导轨向所述第二顶针相对应的一端移动；

步骤S4：冷却，在加热完成后，启动所述冷却控制箱，所述冷却环内侧的喷水孔向经过加热的驱动轴上喷水进行冷却，同时，控制所述冷却控制箱沿所述第二导轨移动，使冷却环对整个驱动轴的加热部分进行喷水冷却完成整个驱动轴的淬火过程。

8.如权利要求7所述的对具有R角的驱动轴进行淬火的方法，其特征在于，所述第一电磁感应加热淬火环在对所述驱动轴上直径较大的部位加热时的移动速度大于对所述驱动轴上直径较小的部位加热时的速度。

9.如权利要求7所述的对具有R角的驱动轴进行淬火的方法，其特征在于，所述的冷却环与第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环为一体设置，当加热完成后冷却环沿驱动轴移动对驱动轴进行喷水冷却时将第一电磁感应加热淬火环和所述第二电磁感应加热淬火环复位到初始淬火加热位置。

10.如权利要求7所述的对具有R角的驱动轴进行淬火的方法，其特征在于，所述的驱动轴包括淬火区和非淬火区，当所述的第一电磁感应加热淬火环离开淬火区后快速通过非淬火区。