CN110396581A - 用于楔形体部件的局部淬火装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于楔形体部件的局部淬火装置，包括安装在淬火机床上的感应器和载体工装；感应器包括感应铜管和对称设置的两个导电板，两个导电板之间夹有绝缘板，其中一个导电板的内部形成有进水孔，另外一个导电板的内部形成有出水孔，感应铜管的两端分别与进水孔和出水孔连通并与两个导电板焊接连接，感应铜管包括斜边部、U型部和直边部，其中斜边部和直边部相对设置，斜边部和直边部之间形成用于容纳楔形体部件楔形臂的空隙，U型部悬空在斜边部和直边部的上方；载体工装包括与淬火机床连接的莫式锥柄和用于放置楔形体部件的工装座体；经过本发明处理后的楔形体部件产品质量合格率高，有效提高楔形体部件的生产效率。

Description

用于楔形体部件的局部淬火装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种针对楔形体部件的局部表面热处理，尤其涉及一种用于楔形体部件的局部淬火装置及工艺，属于淬火处理技术领域。

背景技术

楔形体部件产品是中国铁路标准动车组列车上所使用的一个关键零部件，楔形体部件包括两个楔形臂，每个楔形臂顶部为圆弧过渡的斜面，底部为平面，具体结构如附图7和8所示，采用QT600-3材料制造，技术要求对每个楔形臂的顶部和底部进行局部表面淬火，因为楔形臂的顶部和底部表面淬火部位是与其它工件频繁接触的位置，所以要求有较高的耐磨性，同时楔形体部件的整体要具有较好的综合力学性能，便于提高使用寿命，保障标准动车组列车的运行安全；按现有的表面淬火装置及工艺方法对其进行淬火处理时，存在着淬火区域超差、淬硬层深度超差和斜面淬硬层分布不均匀以及生产效率低下的问题；因此，需要设计一种专用于这种楔形体部件的淬火装置及工艺方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种用于楔形体部件的局部淬火装置及工艺，完全改变了传统淬火装置及工艺对楔形体部件的局部淬火处理，经过本发明装置及工艺处理后的楔形体部件符合技术标准要求，保证了楔形体部件的使用寿命，楔形体部件产品质量合格率高，有效提高楔形体部件的生产效率。

本发明所采用的技术方案为：

用于楔形体部件的局部淬火装置，包括安装在淬火机床上的感应器和载体工装，所述的感应器包括感应铜管和对称设置的两个导电板，两个导电板之间夹有绝缘板，其中一个导电板的内部形成有进水孔，另外一个导电板的内部形成有出水孔，所述感应铜管的两端分别与进水孔和出水孔连通并与两个导电板焊接连接，所述感应铜管包括斜边部、U型部和直边部，其中斜边部和直边部相对设置，斜边部和直边部分别与楔形体部件楔形臂的顶部斜面和底部平面相配合，斜边部和直边部之间形成用于容纳楔形体部件楔形臂的空隙，所述U型部悬空在斜边部和直边部的上方；在两个导电板的外侧面还分别安装有喷水盒，两个喷水盒分别位于感应铜管斜边部和直边部的下方两侧，所述喷水盒的外侧面通过导水管与外部供水管路连通，所述喷水盒的内侧面形成有若干个喷水孔；所述载体工装包括与淬火机床连接的莫式锥柄和用于放置楔形体部件的工装座体，所述莫式锥柄与工装座体之间通过过渡体连接。

作为本发明的进一步优选，在感应铜管的斜边部和直边部的顶部表面分别安装有导磁体；导磁体的作用是使磁力线更加集中，减少漏磁，提高热效率。

作为本发明的进一步优选，感应铜管的横截面形状是矩形。

作为本发明的进一步优选，所述的喷水盒通过圆弧角臂与导电板的外侧面固定连接；利用圆弧角臂增加两个喷水盒之间的水平间距。

作为本发明的进一步优选，在靠近导电板的感应铜管两端之间夹有绝缘板；将感应铜管进、出回路隔开，避免短路现象发生。

作为本发明的进一步优选，所述的莫式锥柄的顶部与过渡体的底部通过轴套转动连接，并通过螺钉固定转动位置；使过渡体可以旋转角度，用于调整工装座体上楔形体部件淬火部位与感应铜管之间的间隙。

作为本发明的进一步优选，所述的工装座体的底部与过渡体的顶部滑动连接，并通过螺钉固定移动位置；使工装座体在水平方向上可以前后移动调整。

作为本发明的进一步优选，所述的工装座体的侧面设置有可调位紧定手柄；当高频感应淬火工作时，由于电磁作用楔形体部件会被吸附移向感应铜管直边部的一侧，容易造成加热不均匀现象发生，同时为了便于安装和拆卸楔形体部件，保证楔形体部件在淬火过程中不出现移动，采用可调位紧定手柄来固定楔形体部件。

用于楔形体部件的局部淬火工艺，包括以下步骤：

（1）首先将感应器和载体工装安装在淬火机床上，感应器的两个导电板与淬火机床的电流输出端连接，两个导电板的进水孔和出水孔分别与淬火机床的冷却水管路连通；载体工装的莫式锥柄与淬火机床的移动台连接；

（2）然后将待加工的楔形体部件侧立固定安装在载体工装的工装座体上，淬火机床的移动台驱动工装座体上下、左右、前后移动，调整楔形体部件的楔形臂与感应铜管的斜边部和直边部之间的相对位置，使楔形体部件的楔形臂与感应铜管的斜边部和直边部之间的间隙均匀；

（3）淬火机床的移动台驱动工装座体移动，使楔形体部件的其中一个楔形臂位于感应铜管的斜边部和直边部之间，然后淬火机床的电流输出端向感应铜管输出电流，同时向感应铜管中输送冷却水；感应铜管对位于斜边部和直边部之间的楔形臂进行加热，在楔形臂达到淬火温度后，淬火机床的移动台驱动工装座体快速向下移动，使达到淬火温度后的楔形臂位于两个喷水盒之间，外部供水管路向喷水盒中供水，两个喷水盒分别向楔形臂的斜面和平面喷水进行冷却，完成一次淬火处理；

（4）重复步骤（3），对楔形体部件的另外一个楔形臂进行淬火处理，完成整个淬火处理过程；在淬火处理过程结束后，取下楔形体部件进行回火处理。

本发明的有益效果在于：完全改变了传统淬火装置及工艺对楔形体部件的局部淬火处理，经过本发明装置及工艺处理后的楔形体部件符合技术标准要求，保证了楔形体部件的使用寿命，楔形体部件产品质量合格率高，有效提高楔形体部件的生产效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明感应器结构示意图；

图3为本发明载体工装结构示意图；

图4为本发明感应器的导电板端面结构示意图；

图5为本发明感应器的导电板侧面结构示意图；

图6为本发明喷水盒的内侧面结构示意图；

图7为楔形体部件立体结构示意图一；

图8为楔形体部件立体结构示意图二；

图中主要附图标记含义如下：

1-感应器，2-楔形体部件，3-载体工装，10-导磁体，11-导电板，12-圆弧角臂，13-感应铜管，131-斜边部，132-U型部，133-直边部，14-进水孔，15-出水孔，16-喷水盒，17-导水管，18-喷水孔，19-绝缘板，21-斜面，22-平面，31-莫式锥柄，32-过渡体，33-工装座体，34-螺钉，35-可调位紧定手柄。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。

如图1-6所示：本实施例是一种用于楔形体部件的局部淬火装置，包括安装在淬火机床上的感应器1和载体工装3；其中，感应器1包括感应铜管13和对称设置的两个导电板11，两个导电板11之间夹有绝缘板19，夹有绝缘板19的两个导电板11之间可以通过尼龙材料的螺栓进行连接；其中一个导电板11的内部形成有进水孔14，另外一个导电板11的内部形成有出水孔15，感应铜管13的两端分别与进水孔14和出水孔15连通并与两个导电板11焊接连接，感应铜管13包括斜边部131、U型部132和直边部133，其中斜边部131和直边部133相对设置，斜边部131和直边部133分别与楔形体部件2楔形臂的顶部斜面21和底部平面22相配合，斜边部131和直边部133之间形成用于容纳楔形体部件2楔形臂的空隙，U型部132悬空在斜边部131和直边部133的上方；在两个导电板11的外侧面还分别安装有喷水盒16，两个喷水盒16分别位于感应铜管13斜边部131和直边部133的下方两侧，喷水盒16的外侧面通过导水管17与外部供水管路连通，喷水盒16的内侧面形成有若干个喷水孔18；载体工装3包括与淬火机床连接的莫式锥柄31和用于放置楔形体部件2的工装座体33，莫式锥柄31与工装座体33之间通过过渡体32连接。

本实施例在感应铜管13的斜边部131和直边部133的顶部表面分别安装有导磁体10；导磁体10的作用是使磁力线更加集中，减少漏磁，提高热效率；本实施例中感应铜管13的横截面形状是矩形。

本实施例中，喷水盒16通过圆弧角臂12与导电板11的外侧面固定连接；利用圆弧角臂12增加两个喷水盒16之间的水平间距。

本实施例在靠近导电板11的感应铜管13两端之间夹有绝缘板；将感应铜管13进、出回路隔开，避免短路现象发生。

本实施例中的导电板11、感应铜管13、喷水盒16、导水管17、圆弧角臂12均由紫铜材料制成；其中，感应铜管13可以由斜边部131、U型部132和直边部133三部分拼接后焊接连接。

本实施例中，莫式锥柄31的顶部与过渡体32的底部通过轴套转动连接，并通过螺钉34固定转动位置；使过渡体32可以旋转角度，用于调整工装座体33上楔形体部件2淬火部位与感应铜管13之间的间隙。

本实施例在实际应用时，工装座体33的底部与过渡体32的顶部滑动连接，并通过螺钉固定移动位置；使工装座体33在水平方向上可以前后移动调整；具体的滑动连接方式可以采用带有滑槽的型材及滑块螺母配合。

本实施例在工装座体33的侧面设置有可调位紧定手柄35；当高频感应淬火工作时，由于电磁作用楔形体部件2会被吸附移向感应铜管13直边部133的一侧，容易造成加热不均匀现象发生，同时为了便于安装和拆卸楔形体部件2，保证楔形体部件2在淬火过程中不出现移动，采用可调位紧定手柄35来固定楔形体部件2。

用于楔形体部件的局部淬火工艺，包括以下步骤：

（1）首先将感应器1和载体工装3安装在淬火机床上，感应器1的两个导电板11与淬火机床的电流输出端连接，两个导电板11的进水孔14和出水孔15分别与淬火机床的冷却水管路连通；载体工装3的莫式锥柄31与淬火机床的移动台连接；

（2）然后将待加工的楔形体部件2侧立固定安装在载体工装3的工装座体33上，淬火机床的移动台驱动工装座体33上下、左右、前后移动，调整楔形体部件2的楔形臂与感应铜管13的斜边部131和直边部133之间的相对位置，使楔形体部件2的楔形臂与感应铜管13的斜边部131和直边部133之间的间隙均匀；

（3）淬火机床的移动台驱动工装座体33移动，使楔形体部件2的其中一个楔形臂位于感应铜管13的斜边部131和直边部133之间，然后淬火机床的电流输出端向感应铜管13输出电流，同时向感应铜管13中输送冷却水；感应铜管13对位于斜边部131和直边部133之间的楔形臂进行加热，在楔形臂达到淬火温度后，淬火机床的移动台驱动工装座体33快速向下移动，使达到淬火温度后的楔形臂位于两个喷水盒16之间，外部供水管路向喷水盒16中供水，两个喷水盒16分别向楔形臂的斜面21和平面22喷水进行冷却，完成一次淬火处理；

（4）重复步骤（3），对楔形体部件2的另外一个楔形臂进行淬火处理，完成整个淬火处理过程；在淬火处理过程结束后，取下楔形体部件2进行回火处理。

根据本实施例所述装置及工艺处理的楔形体部件2经过检测后质量完全符合技术标准要求，具体参见下表：

由表中所示的检测结果可知，通过显微硬度检测得出，本实施例所述装置及工艺处理后的楔形体部件2的硬化深度及表面硬度均达到技术要求，完全符合客户的图纸要求。

本实施例所述的装置及工艺主要是针对楔形体部件的淬火处理，楔形体部件是中国铁路标准动车组列车上所使用的一个关键零部件，楔形体部件包括两个楔形臂，每个楔形臂顶部为圆弧过渡的斜面，底部为平面，具体结构如图7和8所示，采用QT600-3材料制造，技术要求对每个楔形臂的顶部和底部进行局部表面淬火，因为楔形臂的顶部和底部表面淬火部位是与其它工件频繁接触的位置，所以要求有较高的耐磨性，同时楔形体部件的整体要具有较好的综合力学性能，便于提高使用寿命，保障标准动车组列车的运行安全；由于对楔形体部件表面淬火位置及淬火区域范围有着严格的尺寸要求，因此本实施例设计了一种专用于该楔形体部件的感应器及载体工装；其中，为了避免移动楔形体部件时与感应器发生干涉，感应铜管我们采用了过桥式内冷水路设计，感应铜管的U型部悬空在斜边部和直边部的上方；便于侧立的楔形体部件上下位移，同时便于磁力线均匀集中作用在楔形体部件工件表面上，加热均匀；本实施例中的载体工装设计采用了莫式锥柄与淬火机床连接的方法，本实施例中的淬火机床采用上海恒精机电设备有限公司制造的HKVP系列立式数控工件移动淬火机床，整个淬火过程由微电脑程序控制，可以提前把编制好的工艺程序输入到淬火机床的微电脑中，实现微电脑按程序控制操作全过程，保证了工艺方法完美实现；在感应器及载体工装安装到淬火机床上并调整位置结束后，在淬火机床微电脑中调取工艺参数，启动淬火机床，空载运行检验微电脑执行工艺参数的正确性，检查各功能的工作状态是否正常，一切就绪的情况下，开启送电模式由淬火机床微电脑控制按工艺参数执行对楔形体部件的淬火过程。

本发明完全改变了传统淬火装置及工艺对楔形体部件的局部淬火处理，经过本发明装置及工艺处理后的楔形体部件符合技术标准要求，保证了楔形体部件的使用寿命，楔形体部件产品质量合格率高，有效提高楔形体部件的生产效率。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

Claims (9)

1.用于楔形体部件的局部淬火装置，包括安装在淬火机床上的感应器和载体工装，其特征在于：所述的感应器包括感应铜管和对称设置的两个导电板，两个导电板之间夹有绝缘板，其中一个导电板的内部形成有进水孔，另外一个导电板的内部形成有出水孔，所述感应铜管的两端分别与进水孔和出水孔连通并与两个导电板焊接连接，所述感应铜管包括斜边部、U型部和直边部，其中斜边部和直边部相对设置，斜边部和直边部分别与楔形体部件楔形臂的顶部斜面和底部平面相配合，斜边部和直边部之间形成用于容纳楔形体部件楔形臂的空隙，所述U型部悬空在斜边部和直边部的上方；在两个导电板的外侧面还分别安装有喷水盒，两个喷水盒分别位于感应铜管斜边部和直边部的下方两侧，所述喷水盒的外侧面通过导水管与外部供水管路连通，所述喷水盒的内侧面形成有若干个喷水孔；所述载体工装包括与淬火机床连接的莫式锥柄和用于放置楔形体部件的工装座体，所述莫式锥柄与工装座体之间通过过渡体连接。

2.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，在感应铜管的斜边部和直边部的顶部表面分别安装有导磁体。

3.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，感应铜管的横截面形状是矩形。

4.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，所述的喷水盒通过圆弧角臂与导电板的外侧面固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，在靠近导电板的感应铜管两端之间夹有绝缘板。

6.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，所述的莫式锥柄的顶部与过渡体的底部通过轴套转动连接，并通过螺钉固定转动位置。

7.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，所述的工装座体的底部与过渡体的顶部滑动连接，并通过螺钉固定移动位置。

8.根据权利要求1所述的用于楔形体部件的局部淬火装置，其特征在于，所述的工装座体的侧面设置有可调位紧定手柄。

9.基于权利要求1所述装置的用于楔形体部件的局部淬火工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先将感应器和载体工装安装在淬火机床上，感应器的两个导电板与淬火机床的电流输出端连接，两个导电板的进水孔和出水孔分别与淬火机床的冷却水管路连通；载体工装的莫式锥柄与淬火机床的移动台连接；

（2）然后将待加工的楔形体部件侧立固定安装在载体工装的工装座体上，淬火机床的移动台驱动工装座体上下、左右、前后移动，调整楔形体部件的楔形臂与感应铜管的斜边部和直边部之间的相对位置，使楔形体部件的楔形臂与感应铜管的斜边部和直边部之间的间隙均匀；

（3）淬火机床的移动台驱动工装座体移动，使楔形体部件的其中一个楔形臂位于感应铜管的斜边部和直边部之间，然后淬火机床的电流输出端向感应铜管输出电流，同时向感应铜管中输送冷却水；感应铜管对位于斜边部和直边部之间的楔形臂进行加热，在楔形臂达到淬火温度后，淬火机床的移动台驱动工装座体快速向下移动，使达到淬火温度后的楔形臂位于两个喷水盒之间，外部供水管路向喷水盒中供水，两个喷水盒分别向楔形臂的斜面和平面喷水进行冷却，完成一次淬火处理；

（4）重复步骤（3），对楔形体部件的另外一个楔形臂进行淬火处理，完成整个淬火处理过程；在淬火处理过程结束后，取下楔形体部件进行回火处理。