CN112522482A - 一种分段感应淬火线圈及热处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热处理设备技术领域，尤其公开一种分段感应淬火线圈及热处理设备，分段感应淬火线圈包括至少两段内部中空的加热件和连接单元，至少两段内部中空的加热件设置于待加工轴的一侧且沿待加工轴的轴线方向依次连接，各加热件的上端设有输入口、下端设有输出口，相邻两加热件中，位于上方的加热件的输出口与其下方的加热件的输入口连接且相邻两加热件能够沿待加工轴的径向相对滑动，连接单元包括内设有第一滑槽的第一安装件、第二安装件和调节组件，加热件的数量根据待加工轴的轴段数进行增减，根据每段轴径的变化，调节组件使相邻两段加热件沿待加工轴的径向移动，实现分段加热调节，改善加热方式，提高加热效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及热处理设备技术领域，尤其涉及一种分段感应淬火线圈及热处理设备。
背景技术
随着汽车普及率和人们对汽车的需求日益增加，汽车零部件的制造技术也迎来了新的机遇和挑战。变速箱中的输入轴与平衡模块中的平衡轴等轴类零件，作为汽车的核心部件，被要求具有较高的表面耐磨性、屈服强度、抗拉强度等机械性能。感应淬火热处理属于汽车零部件加工中重要的特殊工艺，通过整体感应淬火处理可以提高零件各项机械性能。感应淬火处理因效率高、成本低等优点，成为了主要的汽车零部件热处理工艺之一。
随着汽车行业的发展及零件形状的多样化，感应淬火线圈的设计与制造成为了感应淬火工艺开发的难点。例如，针对多段轴颈直径差异较大的轴类零件，其整体感应淬火线圈的开发就面临着不同直径轴颈对应区段线圈需要多次调试的问题。但整体感应淬火线圈作为刚性物件，只能对其进行微调，如果需要多段大幅度调整距离，势必会大大增加成本及开发时间。
因此，亟待需要一种分段感应淬火线圈及淬火设备以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分段感应淬火线圈，可以根据待加工轴多段轴径变化，进行分段调节感应淬火线圈与待加工轴之间的径向距离，改善淬火效果，降低生产成本，调节方便，提高加工效率。
本发明的另一目的在于提供一种热处理设备，可调节分段感应淬火线圈与待加工轴之间的径向距离，改善淬火效果，降低生产成本，调节方便，使用范围广泛。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种分段感应淬火线圈，用于感应加热待加工轴，包括：
至少两段内部中空的加热件，设置于所述待加工轴的一侧，至少两段所述加热件沿所述待加工轴的轴线方向依次连接，各所述加热件的上端设有输入口、下端设有输出口，相邻两所述加热件中，位于上方的所述加热件的所述输出口与其下方的所述加热件的所述输入口连接，且相邻两所述加热件能够沿所述待加工轴的径向相对滑动；
连接单元，所述连接单元包括内设有第一滑槽的第一安装件、第二安装件和调节组件，所述第一安装件与相邻两所述加热件中的一个连接，所述第二安装件的一端滑设于所述第一滑槽内，另一端与相邻两所述加热件中的另一个连接，所述调节组件能够使所述第二安装件相对所述第一安装件沿所述待加工轴的径向移动。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述分段感应淬火线圈包括两段加热件，分别为：
第一分段加热件，包括第一本体，所述第一本体设有第一输入口和第一输出口；
第二分段加热件，包括第二本体，所述第二本体设有第二输入口和第二输出口，所述第二输入口的外侧壁上至少部分围设有第二滑槽，所述第一输出口从上向下插入所述第二输入口，所述第一本体的部分外壁面与所述第二滑槽的内壁面相抵接，且能够在所述第二滑槽内沿所述待加工轴的径向移动。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述调节组件包括弹性件和调节螺栓，所述第一滑槽靠近所述第一本体的侧壁与所述第二安装件位于所述第一滑槽的部分之间设有所述弹性件，所述弹性件被配置为使所述第二安装件具有远离所述第一本体的运动趋势，所述第一滑槽远离所述第一本体的侧壁上贯通设有螺纹孔，所述调节螺栓穿设于所述螺纹孔与所述第二安装件抵接。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述第二安装件位于所述第一滑槽的部分末端设有限位板，所述限位板的宽度大于所述第一滑槽的槽宽。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述第一安装件设有第一卡接部，所述第二安装件设有第二卡接部，所述第一卡接部和所述第二卡接部分别卡接于所述第一本体和所述第二本体的外壁面上。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述分段感应淬火线圈还包括：
第三分段加热件，所述第三分段加热件包括第三本体，所述第三本体的两端设有相互贯通的第三输入口和第三输出口，所述第三输入口与所述第二分段加热件的所述第二输出口插接；
第四分段加热件，所述第四分段加热件包括第四本体，所述第四本体的两端设有相互贯通的第四输入口和第四输出口，所述第四输入口与所述第三分段加热件的所述第三输出口插接；
第五分段加热件，所述第五分段加热件包括第五本体，所述第五本体的两端设有相互贯通的第五输入口和第五输出口，所述第五输入口与所述第四分段加热件的所述第四输出口插接。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，加热件为内部有矩形通道的铜管。
作为分段感应淬火线圈的可选方案，所述第一安装件和所述第二安装件均采用塑料材质制成。
作为热处理设备的可选方案，包括交流电源以及如上所述的分段感应淬火线圈，所述交流电源分别与所述分段感应淬火线圈的两端电连接。
作为热处理设备的可选方案，所述热处理设备还包括冷却循环装置，所述冷却循环装置的输出端与所述分段感应淬火线圈的一端连通，所述冷却循环装置的回流端与所述分段感应淬火线圈的另一端连通。
与现有技术相比，本发明提供的分段感应淬火线圈有益效果为：分段可感应淬火线圈包括至少两段加热件，加热件的数量可以根据待加工轴的轴段数量进行相应的增减，根据待加工轴自身每段轴径的变化，连接单元的调节组件能够使对应的相邻两段加热件沿待加工轴的径向进行移动，分段感应淬火线圈可以针对多段轴颈直径差异较大的轴类零件，实现分段加热调节，改善加热方式，提高加热效率，降低生产成本。
本发明提供的热处理设备有益效果为：根据待加工轴的轴径变化，增减加热件的数量，通过调节组件使加热件之间沿待加工轴的径向进行相对移动，改善淬火效果，降低生产成本，提高加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的分段感应淬火线圈和待加工轴的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一分段加热件和第二分段加热件的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例提供的分段感应淬火线圈的结构示意图。
附图标记：
100、分段感应淬火线圈；200、待加工轴；
1、第一分段加热件；11、第一本体；111、第一输入口；112、第一输出口；
2、第二分段加热件；21、第二本体；211、第二输入口；212、第二输出口；22、第二滑槽；
3、连接单元；31、第一安装件；311、第一滑槽；3111、螺纹孔；32、第二安装件；321、限位板；33、调节组件；331、弹性件；332、调节螺栓；
4、第三分段加热件；41、第三本体；
5、第四分段加热件；6、第五分段加热件。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是本产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合图1至图3对本实施例的具体内容进行了详细描述。本实施例提供了一种分段感应淬火线圈，用于感应加热待加工轴200，该分段感应淬火线圈100包括至少两段内部中空的加热件和连接单元3，至少两段加热件被设置在待加工轴200的一侧，至少两段加热件沿待加工轴200的轴线方向依次连接，各加热件的上端设有输入口、下端设有输出口，相邻两加热件中，位于上方的加热件的输出口与其下方的加热件的输入口连接，且相邻两加热件能够沿待加工轴200的径向相对滑动；连接单元3包括内设有第一滑槽311的第一安装件31、第二安装件32和调节组件33，第一安装件31与相邻两段加热件中的一个连接，第二安装件32的一端滑设于第一滑槽311内，另一端与相邻两段加热件中的另一个连接，调节组件33能够使第二安装件32相对第一安装件31沿待加工轴200的径向移动。
针对轴径变化较大的待加工轴200，本实施例提供的分段感应淬火线圈100包括至少两段加热件，加热件的数量可以根据待加工轴200的轴段数量进行相应的增减，连接单元3的调节组件33使相邻两段加热件能够沿待加工轴200的径向移动，可以根据待加工轴200自身每段轴径的变化进行相应的调节，也可以满足不同处理要求，根据所要求的加热件与待加工轴200之间间隙距离进行相应的调节，实现轴类零件的分段加热调节，改善加热方式，提高加热效率，降低生产成本。加热件采用内部中空结构，冷却液体可以从加热件的内部通道循环流动，当处于工作状态时，降低加热件自身温度，使周围工作维持在正常温度，提高操作人员的舒适性。
进一步地，如图2结合图3所示，本发明一个实施例中，分段感应淬火线圈100具体包括两段加热件，分别为第一分段加热件1和第二分段加热件2，第一分段加热件1包括第一本体11，第一本体11设有第一输入口111和第一输出口112，第一输入口111和第一输出口112可以沿第一本体11的对角线上下设置；第二分段加热件2包括第二本体21，第二本体21设有第二输入口211和第二输出口212，第二输入口211的外侧壁上至少部分围设有第二滑槽22，第一输出口112能够从上向下插入第二输入口211，第一本体11的部分外壁面与第二滑槽22的内壁面相抵接，且能够在第二滑槽22内沿待加工轴200的径向移动；连接单元3的第一安装件31与第一本体11连接，第二安装件32与第二本体21连接。本实施例中，第一分段加热件1的第一输出口112插接到第二分段加热件2的第二输入口211内，通过第二滑槽22的沿待加工轴200径向延伸设置，避免第一本体11相对第二本体21移动时出现晃动或掉落，进一步保证分段感应淬火线圈100的分段移动稳定性，改善淬火效果，提高加工效率。
进一步地，如图3所示，调节组件33包括弹性件331和调节螺栓332，第一滑槽311靠近第一本体11的侧壁与第二安装件32位于第一滑槽311的部分之间设有弹性件331，弹性件331被配置为使第二安装件32具有远离第一本体11的运动趋势，第一滑槽311远离第一本体11的侧壁上贯通设有螺纹孔3111，调节螺栓332穿设于螺纹孔3111并与第二安装件32抵接。弹性件331可以采用压缩弹簧，压缩弹簧始终处于被压缩状态，使第二安装件32始终与调节螺栓332的端部相抵接，在旋转调节螺栓332沿靠近第一本体11的方向移动时，第二安装件32可以立即推动第二本体21沿第二滑槽22靠近第一本体11，缩短第二本体21与待加工轴200之间的间隙，改善加热效果。
进一步地，第二安装件32位于第一滑槽311的部分末端设有限位板321，限位板321的宽度大于第一滑槽311的槽宽。在第二安装件32相对第一安装件31移动时，可以保持沿设定的方向移动，也可以避免第二安装件32从第一滑槽311中滑出，影响调节的精度。
进一步地，第一安装件31设有第一卡接部，第二安装件32设有第二卡接部，第一卡接部和第二卡接部分别卡接于第一本体11和第二本体21的外壁面上。采用卡接方式，方便多段加热件的装配拆卸，当出现故障时，也便于维修人员更换零件。
进一步地，如图1所示，分段感应淬火线圈100还包括依次可相互插接地第三分段加热件4、第四分段加热件5和第五分段加热件6，第三分段加热件4包括第三本体41，第三本体41的两端设有相互贯通的第三输入口和第三输出口，第三输入口与第二分段加热件2的第二输出口212插接；第四分段加热件5包括第四本体，第四本体的两端设有相互贯通的第四输入口和第四输出口，第四输入口与第三分段加热件4的第三输出口插接；第五分段加热件6包括第五本体，第五本体的两端设有相互贯通的第五输入口和第五输出口，第五输入口与第四分段加热件5的第四输出口插接。第三本体41的两端的第三输入口和第三输出口沿竖直方向延伸贯通，且能够分别对应的其他分段加热件插接，实现延伸整个分段感应淬火线圈100的加热长度。当待加工轴200存在很长的轴段时，通过增设第三分段加热件4，进一步扩大分段感应淬火线圈100的使用范围。
进一步地，加热件为内部有矩形通道的铜管，利用铜质金属的特性，提高导热效率，降低电阻值。
进一步地，第一安装件31和第二安装件32采用不导电材质制成，避免调节过程中发生人员触电。具体地，在本实施例中，第一安装件31和第二安装件32均采用塑料材质制成。一方面利用塑料材质的的绝缘不导电的性质；一方面，塑料材质价格低廉且易于一体成型，采用注塑成型，便于制造，可以降低生产成本；另一方面，塑料材质耐腐蚀，可以延长使用寿命。
本实施例提供的分段感应淬火线圈100的安装使用工作：1)从上向下依次装配；2)从轴径最大处开始调节；3)可以环绕待加工轴200设置多列分段感应淬火线圈100；4)待加工轴200在加热时，需要处于绕轴线旋转的状态。
本实施例还提供了一种热处理设备，包括交流电源以及如上述的分段感应淬火线圈100，交流电源分别与分段感应淬火线圈100的两端电连接。具体地，交流电源分别与分段感应淬火线圈100的最上端和最下端电连接。进一步可选地，交流电源的一端还可以增设变频器，根据待加工轴200的加工处理要求，提供相应的电流交变频率。
进一步地，热处理设备还包括冷却循环装置，冷却循环装置的输出端与分段感应淬火线圈100的一端连通，冷却循环装置的回流端与分段感应淬火线圈100的另一端连通。具体地，冷却循环装置的输出端与分段感应淬火线圈100的最上端连通，回流端与分段感应淬火线圈100的最下端连通，降低加热件自身对外部环境的导热影响。进一步可选地，热处理设备还包括快速喷淋装置，在待加工轴200加热完成后，快速喷淋装置对准处于红热状态的待加工轴200迅速喷出大量冷却水，完成待加工轴200的淬火处理的最后一个阶段。
本实施例提供的热处理设备的工作原理：利用电磁感应的原理，使待加工零件在交变磁场中切割磁力线，在待加工零件的表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷实现淬火加工。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种分段感应淬火线圈，用于感应加热待加工轴(200)，其特征在于，包括：
至少两段内部中空的加热件，设置于所述待加工轴(200)的一侧，至少两段所述加热件沿所述待加工轴(200)的轴线方向依次连接，各所述加热件的上端设有输入口、下端设有输出口，相邻两所述加热件中，位于上方的所述加热件的所述输出口与其下方的所述加热件的所述输入口连接，且相邻两所述加热件能够沿所述待加工轴(200)的径向相对滑动；
连接单元(3)，所述连接单元(3)包括内设有第一滑槽(311)的第一安装件(31)、第二安装件(32)和调节组件(33)，所述第一安装件(31)与相邻两所述加热件中的一个连接，所述第二安装件(32)的一端滑设于所述第一滑槽(311)内，另一端与相邻两所述加热件中的另一个连接，所述调节组件(33)能够使所述第二安装件(32)相对所述第一安装件(31)沿所述待加工轴(200)的径向移动。
2.根据权利要求1所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述分段感应淬火线圈包括两段加热件，分别为：
第一分段加热件(1)，包括第一本体(11)，所述第一本体(11)设有第一输入口(111)和第一输出口(112)；
第二分段加热件(2)，包括第二本体(21)，所述第二本体(21)设有第二输入口(211)和第二输出口(212)，所述第二输入口(211)的外侧壁上至少部分围设有第二滑槽(22)，所述第一输出口(112)从上向下插入所述第二输入口(211)，所述第一本体(11)的部分外壁面与所述第二滑槽(22)的内壁面相抵接，且能够在所述第二滑槽(22)内沿所述待加工轴(200)的径向移动。
3.根据权利要求2所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述调节组件(33)包括弹性件(331)和调节螺栓(332)，所述第一滑槽(311)靠近所述第一本体(11)的侧壁与所述第二安装件(32)位于所述第一滑槽(311)的部分之间设有所述弹性件(331)，所述弹性件(331)被配置为使所述第二安装件(32)具有远离所述第一本体(11)的运动趋势，所述第一滑槽(311)远离所述第一本体(11)的侧壁上贯通设有螺纹孔(3111)，所述调节螺栓(332)穿设于所述螺纹孔(3111)与所述第二安装件(32)抵接。
4.根据权利要求3所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述第二安装件(32)位于所述第一滑槽(311)的部分末端设有限位板(321)，所述限位板(321)的宽度大于所述第一滑槽(311)的槽宽。
5.根据权利要求2所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述第一安装件(31)设有第一卡接部，所述第二安装件(32)设有第二卡接部，所述第一卡接部和所述第二卡接部分别卡接于所述第一本体(11)和所述第二本体(21)的外壁面上。
6.根据权利要求5所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述分段感应淬火线圈还包括：
第三分段加热件(4)，所述第三分段加热件(4)包括第三本体(41)，所述第三本体(41)的两端设有相互贯通的第三输入口和第三输出口，所述第三输入口与所述第二分段加热件(2)的所述第二输出口(212)插接；
第四分段加热件(5)，所述第四分段加热件(5)包括第四本体，所述第四本体的两端设有相互贯通的第四输入口和第四输出口，所述第四输入口与所述第三分段加热件(4)的所述第三输出口插接；
第五分段加热件(6)，所述第五分段加热件(6)包括第五本体，所述第五本体的两端设有相互贯通的第五输入口和第五输出口，所述第五输入口与所述第四分段加热件(5)的所述第四输出口插接。
7.根据权利要求6所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，加热件为内部有矩形通道的铜管。
8.根据权利要求1所述的分段感应淬火线圈，其特征在于，所述第一安装件(31)和所述第二安装件(32)均采用塑料材质制成。
9.一种热处理设备，其特征在于，包括交流电源以及如权利要求1-8任一项所述的分段感应淬火线圈，所述交流电源分别与所述分段感应淬火线圈的两端电连接。
10.根据权利要求9所述的热处理设备，其特征在于，所述热处理设备还包括冷却循环装置，所述冷却循环装置的输出端与所述分段感应淬火线圈的一端连通，所述冷却循环装置的回流端与所述分段感应淬火线圈的另一端连通。
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