CN112853076A - 弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺 - Google Patents

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黄晓丹
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Abstract

本发明公开了弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，在机械臂的淬火输出端周边表面安装固定感应器，在端部安装淬火变压器，通过车间行车吊取，将待淬火弧齿锥齿轮工件移动至三坐标淬火机床水平机座的三爪卡盘上并按规范拧紧三爪卡盘，调节升降平台及水平机座将待加工工件与机械臂位置调节好，保证感应器按规范至于某一确定齿槽内，通过示教功能对机械手编程采集并完成预设待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽坐标信息，通过控制台配置完整淬火轨迹。本发明通过六自由度机械臂配合淬火变压器来实现对弧齿锥齿轮淬火的三维运动，对弧齿锥齿轮齿面淬火效果得到有效提升。

Description

弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺
技术领域
本发明属于齿轮淬火技术领域，更具体地说，尤其涉及弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺。
背景技术
目前正在使用的弧齿锥齿轮感应淬火工艺绝大部分采用整体穿透加热、整体淬火技术。加热时，采用整体包络式感应圈，将待淬火工件整体加热至淬火温度，加热时间长、能耗大；淬火时，行车吊装热工件整体浸入淬火油槽中，不仅淬火油遇到高温工件会燃烧蒸发，产生大量的油烟，同时由于整体淬火的原因，造成淬火齿轮内应力大、变形情况不可控、淬火开裂等一系列淬火问题。
还有一部分弧齿锥齿轮尝试采用过单齿感应淬火工艺，但这种单齿感应淬火工艺方式具备践意义的是采用整体包齿加热淬火的工作方式，仅仅能实现齿面加热淬火，处理不当时甚至只在节圆附近齿面有硬化层，实际应用受到很大限制。弧齿锥齿轮单齿沿齿槽感应淬火工艺发展受限的主要原因是：对于弧齿锥齿轮单齿齿槽的空间描述数学模型建立比较困难；现有的淬火机床在三坐标空间内也无法适当描述这一淬火轨迹。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，通过六自由度机械臂配合淬火变压器来实现对弧齿锥齿轮淬火的三维运动，对弧齿锥齿轮齿面淬火效果得到有效提升。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，包括如下步骤：
S1、在机械臂的淬火输出端周边表面安装固定感应器，在端部安装淬火变压器；
S2、通过车间行车吊取，将待淬火弧齿锥齿轮工件移动至三坐标淬火机床水平机座的三爪卡盘上并按规范拧紧三爪卡盘，调节升降平台及水平机座将待加工工件与机械臂位置调节好，保证感应器按规范至于某一确定齿槽内；
S3、通过示教功能对机械手编程采集并完成预设待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽坐标信息，通过控制台配置完整淬火轨迹；
S4、接通机械臂与感应器电源，使其按照预设淬火轨迹配合淬火变压器对弧齿锥齿轮工件表面进行淬火；
S5、淬火过程中冷却液由感应器处喷射，对感应器及淬火轮齿进行冷却，留至三坐标淬火机床床身周遭回收管回收；
S6、完成单次淬火动作后，调节三坐标淬火机床以使得弧齿锥齿轮工件调整至下一齿槽，重复使用机械臂依次进行重复淬火动作，直至弧齿锥齿轮所有齿槽完成淬火即可。
优选的，所述淬火变压器安装在机械臂上固定感应器一侧的表面。
优选的，所述机械臂为六自由度机械臂。
优选的，所述淬火变压器加压比20：1降压，工作电流为200A，频率6000Hz～8000Hz，淬火速度4mm/s～5mm/s，淬火液喷射时间26秒～30秒。
优选的，所述感应器与待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽间距为0.9mm～1.1mm。
优选的，所述弧齿锥齿轮工件淬火后余温为120℃～150℃，后续回火温度为180℃～200℃，保温5h～6h后自然冷却。
本发明的技术效果和优点：
本发明相比较于现有弧齿锥齿轮感应淬火工艺，通过六自由度机械臂配合淬火变压器来实现对弧齿锥齿轮淬火的三维运动，淬火动作由示教功能配合控制台实现，期间配合感应器来控制淬火工作的动作距离限制，以此解决齿槽空间数学模型描述的问题，且污染小，能耗低，对弧齿锥齿轮齿面淬火效果得到有效提升。
附图说明
图1为本发明的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺涉及的工位机床结构图；
图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
S1、在机械臂的淬火输出端周边表面安装固定感应器，在端部安装淬火变压器，机械臂为六自由度机械臂，通过六自由度机械臂即可满足所需弧齿锥齿轮淬火三维运动；
S2、通过车间行车吊取，将待淬火弧齿锥齿轮工件移动至三坐标淬火机床水平机座的三爪卡盘上并按规范拧紧三爪卡盘，调节升降平台及水平机座将待加工工件与机械臂位置调节好，保证感应器按规范至于某一确定齿槽内；
S3、通过示教功能对机械手编程采集并完成预设待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽坐标信息，通过控制台配置完整淬火轨迹，感应器与待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽间距为0.9mm；
S4、接通机械臂与感应器电源，使其按照预设淬火轨迹配合淬火变压器对弧齿锥齿轮工件表面进行淬火，淬火变压器加压比20：1降压，工作电流为200A，频率6000Hz～8000Hz，淬火速度为4mm/s，淬火液喷射时间26秒；
S5、淬火过程中冷却液由感应器处喷射，对感应器及淬火轮齿进行冷却，留至三坐标淬火机床床身周遭回收管回收；
S6、完成单次淬火动作后，调节三坐标淬火机床以使得弧齿锥齿轮工件调整至下一齿槽，重复使用机械臂依次进行重复淬火动作，直至弧齿锥齿轮所有齿槽完成淬火即可，弧齿锥齿轮工件淬火后余温为120℃～150℃，后续回火温度为180℃，保温5h后自然冷却。
实施例2
步骤1、在机械臂的淬火输出端周边表面安装固定感应器，在端部安装淬火变压器，机械臂为六自由度机械臂，通过六自由度机械臂即可满足所需弧齿锥齿轮淬火三维运动；
步骤2、通过车间行车吊取，将待淬火弧齿锥齿轮工件移动至三坐标淬火机床水平机座的三爪卡盘上并按规范拧紧三爪卡盘，调节升降平台及水平机座将待加工工件与机械臂位置调节好，保证感应器按规范至于某一确定齿槽内；
步骤3、通过示教功能对机械手编程采集并完成预设待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽坐标信息，通过控制台配置完整淬火轨迹，感应器与待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽间距为1mm；
步骤4、接通机械臂与感应器电源，使其按照预设淬火轨迹配合淬火变压器对弧齿锥齿轮工件表面进行淬火，淬火变压器加压比20：1降压，工作电流为200A，频率6000Hz～8000Hz，淬火速度为5mm/s，淬火液喷射时间30秒；
步骤5、淬火过程中冷却液由感应器处喷射，对感应器及淬火轮齿进行冷却，留至三坐标淬火机床床身周遭回收管回收；
步骤6、完成单次淬火动作后，调节三坐标淬火机床以使得弧齿锥齿轮工件调整至下一齿槽，重复使用机械臂依次进行重复淬火动作，直至弧齿锥齿轮所有齿槽完成淬火即可，弧齿锥齿轮工件淬火后余温为120℃～150℃，后续回火温度为200℃，保温6h后自然冷却。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在机械臂的淬火输出端周边表面安装固定感应器，在端部安装淬火变压器；
S2、通过车间行车吊取，将待淬火弧齿锥齿轮工件移动至三坐标淬火机床水平机座的三爪卡盘上并按规范拧紧三爪卡盘，调节升降平台及水平机座将待加工工件与机械臂位置调节好，保证感应器按规范至于某一确定齿槽内；
S3、通过示教功能对机械手编程采集并完成预设待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽坐标信息，通过控制台配置完整淬火轨迹；
S4、接通机械臂与感应器电源，使其按照预设淬火轨迹配合淬火变压器对弧齿锥齿轮工件表面进行淬火；
S5、淬火过程中冷却液由感应器处喷射，对感应器及淬火轮齿进行冷却，留至三坐标淬火机床床身周遭回收管回收；
S6、完成单次淬火动作后，调节三坐标淬火机床以使得弧齿锥齿轮工件调整至下一齿槽，重复使用机械臂依次进行重复淬火动作，直至弧齿锥齿轮所有齿槽完成淬火即可。
2.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：所述淬火变压器安装在机械臂上固定感应器一侧的表面。
3.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：所述机械臂为六自由度机械臂。
4.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：所述淬火变压器加压比20：1降压，工作电流为200A，频率6000Hz～8000Hz，淬火速度4mm/s～5mm/s，淬火液喷射时间26秒～30秒。
5.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：所述感应器与待淬火弧齿锥齿轮工件的齿槽间距为0.9mm～1.1mm。
6.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮单齿感应淬火工艺，其特征在于：所述弧齿锥齿轮工件淬火后余温为120℃～150℃，后续回火温度为180℃～200℃，保温5h～6h后自然冷却。
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