CN113462876A - 一种用于齿轮加工的淬火设备及其淬火工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了齿轮加工技术领域的一种用于齿轮加工的淬火设备，包括冷却池、高频磁感加热器、齿轮和转轴，其特征在于：还包括有固定轴、楔形支撑板、电磁铁、环形限位杆、滑柱和限位连杆；所述高频磁感加热器固定安装在冷却池上端，四个所述楔形支撑板关于高频磁感加热器轴心两两竖直分布对称设置在高频磁感加热器上方，所述楔形支撑板均与固定轴卡接，所述固定轴与高频磁感加热器同轴，所述转轴下端转动安装在固定轴下端，多个所述齿轮套装在转轴上；所述楔形支撑板、电磁铁、环形限位杆、滑柱和限位连杆均安装在转轴上，用于控制齿轮在转轴上的位置；较常规的时间控制淬火程度，本发明通过淬火程度控制淬火时间，使齿轮的质量稳定，且质量较高。

Description

一种用于齿轮加工的淬火设备及其淬火工艺

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，具体为一种用于齿轮加工的淬火设备及其淬火工艺。

背景技术

齿轮淬火原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

齿轮淬火过程中，随温度的上升，其硬度随之上升，而齿轮淬火需求将齿轮表面硬度提高，齿轮内芯硬度尽量不变，以提高齿轮的整体性能；而现有的传统工艺，在淬火时，基本通过固定时长进行淬火程度的控制，由于齿轮高频感应淬火过程中，基本是暴露在外界环境下进行的，故齿轮固定时长淬火后的温度不易控制，无法做到齿轮表面达到预定温度后，立刻进行冷却，这就使得齿轮的淬火程度不稳定，进而使得齿轮的质量不稳定，或淬火时间略长，由于齿轮自身材质的导热性，齿轮内芯温度较高，内芯硬度较硬，或淬火时间略短，齿轮表面温度不够，齿轮表面硬度不够；同时，由于齿轮表面达到预定温度后无法立刻进行冷却工序，使得达到预定温度后的齿轮还在进行淬火，导致整体工作流程效率降低。

基于此，本发明设计了一种用于齿轮加工的淬火设备及其淬火工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于齿轮加工的淬火设备及其淬火工艺，以解决上述背景技术中提出了齿轮淬火过程中，随温度的上升，其硬度随之上升，而齿轮淬火需求将齿轮表面硬度提高，齿轮内芯硬度尽量不变，以提高齿轮的整体性能；而现有的传统工艺，在淬火时，基本通过固定时长进行淬火程度的控制，无法做到齿轮表面达到预定温度后，立刻进行冷却，这就使得齿轮的淬火程度不稳定，进而使得齿轮的质量不稳定，或淬火时间略长，由于齿轮自身材质的导热性，齿轮内芯温度较高，内芯硬度较硬，或淬火时间略短，齿轮表面温度不够，齿轮表面硬度不够的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于齿轮加工的淬火设备，包括冷却池、高频磁感加热器、齿轮和转轴，其特征在于：还包括有固定轴、楔形支撑板、电磁铁、环形限位杆、滑柱和限位连杆；所述高频磁感加热器固定安装在冷却池上端，四个所述楔形支撑板关于高频磁感加热器轴心两两竖直分布对称设置在高频磁感加热器上方，所述楔形支撑板均与固定轴卡接，所述固定轴与高频磁感加热器同轴，所述转轴下端转动安装在固定轴下端，多个所述齿轮套装在转轴上；所述楔形支撑板、电磁铁、环形限位杆、滑柱和限位连杆均安装在转轴上，用于控制齿轮在转轴上的位置。

作为本发明的进一步方案，高频磁感加热器两侧分别固定连接有支撑杆一，所述支撑杆一均与冷却池上端固定连接；所述支撑杆一均竖直固定连接有支撑杆二，所述支撑杆一沿竖直方向均安装两个楔形支撑板；

所述楔形支撑板尾部固定连接有第一弹力伸缩杆，所述第一弹力伸缩杆与支撑杆二固定连接；所述楔形支撑板端部转动连接有方形块，且连接处设置有扭簧；

所述固定轴两侧对应楔形支撑板位置均开设有限位孔，所述限位孔形状为方形块和楔形支撑板端部的组合，所述限位孔与楔形支撑板卡接；常规加工工艺，将齿轮放入工位加工后，需要将齿轮由原路推出后，才能再次放入新的齿轮进行加工，过程不连贯，需要浪费部分工时，故设置上下两组楔形支撑板对固定轴进行定位，使齿轮由固定轴上方到下方的过程，经过其中一组楔形支撑板时，改组楔形支撑板脱离固定轴，另一组楔形支撑板对固定轴进行固定，以达到齿轮可以在固定轴竖直方向上自由运动的同时，固定轴还可以保持固定；进一步的使齿轮可以由设备上端进入设备，由设备下端离开设备，使齿轮的淬火加工可以形成一个由设备上端加料，下端出料的循环加工流程，减少了转料动作，加快了加工效率。

作为本发明的进一步方案，所述转轴上端与固定轴连接处设置有电机，用于驱动转轴转动；所述转轴上开设有环形槽，所述环形槽在竖直方向上与高频磁感加热器重合，且高度大于高频磁感加热器；所述环形槽上端在高于高频磁感加热器位置上固定安装有电磁铁，所述电磁铁内开设有空腔，所述空腔中固定安装有基座，所述有基座上方设置有闸刀，所述闸刀上端固定连接有第二弹力伸缩杆，所述第二弹力伸缩杆与空腔上端固定连接；

所述电磁铁内设置有感应线圈，所述基座和闸刀用于控制感应线圈通断，所述感应线圈与转轴内的电机连通，为其供电。

作为本发明的进一步方案，所述环形槽和电磁铁底端对应位置上均等角度开设有多个第三滑槽，上下位置相同的所述第三滑槽间共同水平方向上滑动安装有滑柱，所述滑柱表面水平方向上摩擦力较大，竖直方向上摩擦力很小；利用离心力使滑柱固定淬火工位上的齿轮，此过程中的离心力由转轴的转动提供，使齿轮加工时，设备可以立刻对其进行水平转动方向上的固定，该固定过程，不需要多余的夹紧操作，避免了常规夹紧工序的工作时间，节约了大量工时，提高了加工效率。

作为本发明的进一步方案，所述环形槽底面上开设有第二滑槽，所述第二滑槽内上下重叠弹性滑动安装有两个环形限位杆，两个所述环形限位杆水平安装方向完全相反，所述环形限位杆有环状体和直杆组成，所述环状体与转轴套装，所述直杆可伸出转轴，且环状体在与直杆相对的位置上设置有配重块，所述环形限位杆在自由状态下，伸出转轴；

所述电磁铁底端等角度开设有多个第一滑槽，所述第一滑槽内均弹性滑动安装有限位滑杆，所述限位滑杆远离电磁铁轴心端设置有配重块，所述限位滑杆自由状态下，整体皆位于转轴内；设置环形限位杆和限位滑杆，对正在加工的齿轮进行上下方向的限位，环形限位杆和限位滑杆两者间的交替生效，利用离心力进行控制，相对常规的各种机械或电子构件，本方案的机构更加精简，构件运行更加稳定，不易损坏的同时，也易于维护，降低了设备成本与维护成本。

作为本发明的进一步方案，所述转轴位于电磁铁上方两侧均开设有避位槽，所述避位槽内均安装有限位连杆，所述限位连杆包括有固定杆，所述固定杆与转轴固定连接，所述固定杆转动连接有第一支杆，所述第一支杆下端转动连接有伸缩支杆，所述伸缩支杆下端固定连接有第三支杆，所述第三支杆与避位槽底端面弹性滑动连接；所述限位连杆自由状态下，第三支杆伸出转轴；所述第一支杆上端设置有配重块；设置限位连杆，其工作时，第一支杆和第三支杆对齿轮的限位交替生效，使得第一支杆生效时，第三支杆处的齿轮下降对后续工位补料，且仅有第三支杆处的齿轮下降补料，当第三支杆生效时，第三支杆处的齿轮被补充，留待后续对下方工位的补料；利用简单的机械结构，形成了一个自动送料机构，且其交替过程由齿轮加工直接影响，不会出现交替时间的错位，更具有实时性和稳定性。

作为本发明的进一步方案，所述转轴中心由电磁铁上方位置起始向下贯穿开设有两个冷却管，两个所述冷却管顶端连通，所述冷却管内设置有水泵，用以将冷却池中的冷却液由一个冷却管抽入，再由另一个冷却管排出，所述水泵外接有独立电源；设置冷却管对电磁铁等电子构件进行降温，维持设备运行的稳定性。

一种用于齿轮加工的淬火工艺，其具体方法如下：

S1、工作时，将待加工的齿轮由固定轴上端放入设备中，再由固定轴到达转轴上的高频磁感加热器位置进行加工；

S2、高频磁感加热器处的齿轮由于磁感效应和集肤效应，齿轮外侧形成大电流，对齿轮外侧加热；

S3、齿轮外侧的大电流产生磁场，将闸刀向下吸引，并与基座触碰，使电磁铁和转轴内的电机启动；

S4、电磁铁的磁场与齿轮产生的磁场相互吸引，使电磁铁吸附齿轮；同时转轴转动，在离心力的作用下，环形限位杆缩回转轴，限位滑杆伸出转轴；

S5、随齿轮外侧温度上升，齿轮外侧电阻上升，电流减小，磁场减弱，齿轮与电磁铁的磁力减小，待齿轮外侧温度到达预定温度时，齿轮掉落，进入冷却池冷却；

S6、随齿轮离开高频磁感加热器，闸刀不再向下吸引，闸刀复位，转轴停止转动，环形限位杆和限位滑杆复位，上方齿轮掉落在环形限位杆上；而后设备循环上述动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明增加电磁铁，利用其磁力和齿轮自身电流产生的磁力，将正在加工的齿轮吸住，而后随齿轮温度上升，电阻变大，电流变小，使得吸力变小，最终齿轮的重力大于吸力，齿轮在重力作用下离开淬火工位的方式，对齿轮进行精准淬火，使齿轮表面达到预定温度后，齿轮才会脱离淬火工位；较常规的时间控制淬火程度，本发明的淬火程度控制淬火时间，能够保证齿轮表面淬火硬度达标的前提下，齿轮内芯升温最小(齿轮表面淬火硬度达标后，齿轮就退出淬火工位，使齿轮表面向齿轮内芯进行传热时间最小，进而使齿轮内芯升温最小)，进而保证齿轮内芯相对自身的淬火方案，韧性最大，使齿轮的质量稳定，且质量较高。

2.常规加工工艺，将齿轮放入工位加工后，需要将齿轮由原路推出后，才能再次放入新的齿轮进行加工，过程不连贯，需要浪费部分工时，故设置上下两组楔形支撑板对固定轴进行定位，使齿轮由固定轴上方到下方的过程，经过其中一组楔形支撑板时，改组楔形支撑板脱离固定轴，另一组楔形支撑板对固定轴进行固定，以达到齿轮可以在固定轴竖直方向上自由运动的同时，固定轴还可以保持固定；进一步的使齿轮可以由设备上端进入设备，由设备下端离开设备，使齿轮的淬火加工可以形成一个由设备上端加料，下端出料的循环加工流程，减少了转料动作，加快了加工效率。

3.利用离心力使滑柱固定淬火工位上的齿轮，此过程中的离心力由转轴的转动提供，使齿轮加工时，设备可以立刻对其进行水平转动方向上的固定，该固定过程，不需要多余的夹紧操作，避免了常规夹紧工序的工作时间，节约了大量工时，提高了加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明总体结构正剖示意图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为图2中B处放大示意图；

图5为本发明总体结构闸刀处正剖示意图；

图6为图5中C处放大示意图；

图7为本发明总体结构侧剖示意图；

图8为图7中D处放大示意图；

图9为本发明去除冷却池、高频磁感加热器、楔形支撑板和齿轮后的结构示意图；

图10为图9中E处放大示意图；

图11为图9俯剖示意图；

图12为本发明的工艺流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

冷却池1、支撑杆一1-1、支撑杆二1-2、固定轴2、限位孔2-1、高频磁感加热器3、楔形支撑板4、第一弹力伸缩杆4-1、方形块4-2、齿轮5、加工中齿轮5-1、待加工齿轮5-2、备料处齿轮5-3、转轴6、冷却管6-1、环形槽6-2、电磁铁7、空腔7-1、基座7-2、闸刀7-3、第二弹力伸缩杆7-4、第一滑槽7-5、限位滑杆7-6、环形限位杆8、第二滑槽8-1、滑柱9、第三滑槽9-1、限位连杆10、避位槽10-1、第一支杆10-2、固定杆10-3、伸缩支杆10-4、第三支杆10-5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种用于齿轮加工的淬火设备，包括冷却池1、高频磁感加热器3、齿轮5和转轴6，其特征在于：还包括有固定轴2、楔形支撑板4、电磁铁7、环形限位杆8、滑柱9和限位连杆10；所述高频磁感加热器3固定安装在冷却池1上端，四个所述楔形支撑板4关于高频磁感加热器3轴心两两竖直分布对称设置在高频磁感加热器3上方，所述楔形支撑板4均与固定轴2卡接，所述固定轴2与高频磁感加热器3同轴，所述转轴6下端转动安装在固定轴2下端，多个所述齿轮5套装在转轴6上；所述楔形支撑板4、电磁铁7、环形限位杆8、滑柱9和限位连杆10均安装在转轴6上，用于控制齿轮5在转轴6上的位置。

作为本发明的进一步方案，高频磁感加热器3两侧分别固定连接有支撑杆一1-1，所述支撑杆一1-1均与冷却池1上端固定连接；所述支撑杆一1-1均竖直固定连接有支撑杆二1-2，所述支撑杆一1-1沿竖直方向均安装两个楔形支撑板4；

所述楔形支撑板4尾部固定连接有第一弹力伸缩杆4-1，所述第一弹力伸缩杆4-1与支撑杆二1-2固定连接；所述楔形支撑板4端部转动连接有方形块4-2，且连接处设置有扭簧；

所述固定轴2两侧对应楔形支撑板4位置均开设有限位孔2-1，所述限位孔2-1形状为方形块4-2和楔形支撑板4端部的组合，所述限位孔2-1与楔形支撑板4卡接；常规加工工艺，将齿轮5放入工位加工后，需要将齿轮5由原路推出后，才能再次放入新的齿轮5进行加工，过程不连贯，需要浪费部分工时，故设置上下两组楔形支撑板4对固定轴2进行定位，使齿轮5由固定轴2上方到下方的过程，经过其中一组楔形支撑板4时，改组楔形支撑板4脱离固定轴2，另一组楔形支撑板4对固定轴2进行固定，以达到齿轮5可以在固定轴2竖直方向上自由运动的同时，固定轴2还可以保持固定；进一步的使齿轮5可以由设备上端进入设备，由设备下端离开设备，使齿轮5的淬火加工可以形成一个由设备上端加料，下端出料的循环加工流程，减少了转料动作，加快了加工效率。

作为本发明的进一步方案，所述转轴6上端与固定轴2连接处设置有电机，用于驱动转轴6转动；所述转轴6上开设有环形槽6-2，所述环形槽6-2在竖直方向上与高频磁感加热器3重合，且高度大于高频磁感加热器3；所述环形槽6-2上端在高于高频磁感加热器3位置上固定安装有电磁铁7，所述电磁铁7内开设有空腔7-1，所述空腔7-1中固定安装有基座7-2，所述有基座7-2上方设置有闸刀7-3，所述闸刀7-3上端固定连接有第二弹力伸缩杆7-4，所述第二弹力伸缩杆7-4与空腔7-1上端固定连接；

所述电磁铁7内设置有感应线圈，所述基座7-2和闸刀7-3用于控制感应线圈通断，所述感应线圈与转轴6内的电机连通，为其供电。

作为本发明的进一步方案，所述环形槽6-2和电磁铁7底端对应位置上均等角度开设有多个第三滑槽9-1，上下位置相同的所述第三滑槽9-1间共同水平方向上滑动安装有滑柱9，所述滑柱9表面水平方向上摩擦力较大，竖直方向上摩擦力很小；利用离心力使滑柱9固定淬火工位上的齿轮5，此过程中的离心力由转轴6的转动提供，使齿轮5加工时，设备可以立刻对其进行水平转动方向上的固定，该固定过程，不需要多余的夹紧操作，避免了常规夹紧工序的工作时间，节约了大量工时，提高了加工效率。

作为本发明的进一步方案，所述环形槽6-2底面上开设有第二滑槽8-1，所述第二滑槽8-1内上下重叠弹性滑动安装有两个环形限位杆8，两个所述环形限位杆8水平安装方向完全相反，所述环形限位杆8有环状体和直杆组成，所述环状体与转轴6套装，所述直杆可伸出转轴6，且环状体在与直杆相对的位置上设置有配重块，所述环形限位杆8在自由状态下，伸出转轴6；

所述电磁铁7底端等角度开设有多个第一滑槽7-5，所述第一滑槽7-5内均弹性滑动安装有限位滑杆7-6，所述限位滑杆7-6远离电磁铁7轴心端设置有配重块，所述限位滑杆7-6自由状态下，整体皆位于转轴6内；设置环形限位杆8和限位滑杆7-6，对正在加工的齿轮5进行上下方向的限位，环形限位杆8和限位滑杆7-6两者间的交替生效，利用离心力进行控制，相对常规的各种机械或电子构件，本方案的机构更加精简，构件运行更加稳定，不易损坏的同时，也易于维护，降低了设备成本与维护成本。

作为本发明的进一步方案，所述转轴6位于电磁铁7上方两侧均开设有避位槽10-1，所述避位槽10-1内均安装有限位连杆10，所述限位连杆10包括有固定杆10-3，所述固定杆10-3与转轴6固定连接，所述固定杆10-3转动连接有第一支杆10-2，所述第一支杆10-2下端转动连接有伸缩支杆10-4，所述伸缩支杆10-4下端固定连接有第三支杆10-5，所述第三支杆10-5与避位槽10-1底端面弹性滑动连接；所述限位连杆10自由状态下，第三支杆10-5伸出转轴6；所述第一支杆10-2上端设置有配重块；设置限位连杆10，其工作时，第一支杆10-2和第三支杆10-5对齿轮5的限位交替生效，使得第一支杆10-2生效时，第三支杆10-5处的齿轮5下降对后续工位补料，且仅有第三支杆10-5处的齿轮5下降补料，当第三支杆10-5生效时，第三支杆10-5处的齿轮5被补充，留待后续对下方工位的补料；利用简单的机械结构，形成了一个自动送料机构，且其交替过程由齿轮5加工直接影响，不会出现交替时间的错位，更具有实时性和稳定性。

作为本发明的进一步方案，所述转轴6中心由电磁铁7上方位置起始向下贯穿开设有两个冷却管6-1，两个所述冷却管6-1顶端连通，所述冷却管6-1内设置有水泵，用以将冷却池1中的冷却液由一个冷却管6-1抽入，再由另一个冷却管6-1排出，所述水泵外接有独立电源；设置冷却管6-1对电磁铁7等电子构件进行降温，维持设备运行的稳定性。

一种用于齿轮加工的淬火工艺，其具体方法如下：

S1、工作时，将待加工的齿轮5由固定轴2上端放入设备中，再由固定轴2到达转轴6上的高频磁感加热器3位置进行加工；

S2、高频磁感加热器3处的齿轮5由于磁感效应和集肤效应，齿轮5外侧形成大电流，对齿轮5外侧加热；

S3、齿轮5外侧的大电流产生磁场，将闸刀7-3向下吸引，并与基座7-2触碰，使电磁铁7和转轴6内的电机启动；

S4、电磁铁7的磁场与齿轮5产生的磁场相互吸引，使电磁铁7吸附齿轮5；同时转轴6转动，在离心力的作用下，环形限位杆8缩回转轴6，限位滑杆7-6伸出转轴6；

S5、随齿轮5外侧温度上升，齿轮5外侧电阻上升，电流减小，磁场减弱，齿轮5与电磁铁7的磁力减小，待齿轮5外侧温度到达预定温度时，齿轮5掉落，进入冷却池1冷却；

S6、随齿轮5离开高频磁感加热器3，闸刀7-3不再向下吸引，闸刀7-3复位，转轴6停止转动，环形限位杆8和限位滑杆7-6复位，上方齿轮掉落在环形限位杆8上；而后设备循环上述动作。

工作原理：如图2所示，为了更好的叙述本方案的工作过程，将高频磁感加热器3处的齿轮5命名为加工中齿轮5-1，将电磁铁7处的齿轮5命名为待加工齿轮5-2，将限位连杆10处及其上方的齿轮5命名为备料处齿轮5-3；

工作时，先安装好加工中齿轮5-1和备料处齿轮5-3(参考图8，备料处齿轮5-3最下方的一个由第一支杆10-2进行限位，防止其向下坠落)，此时，设备未启动，转轴6未转动，环形限位杆8弹出转轴6，对加工中齿轮5-1进行支撑，限位滑杆7-6缩入转轴6中，限位连杆10中的第三支杆10-5伸出转轴6，第一支杆10-2上端缩入转轴6(如图8，第三支杆10-5左移伸出转轴6，则会带动伸缩支杆10-4左移，继而伸缩支杆10-4带动第一支杆10-2下端左移，继而第一支杆10-2关于固定杆10-3端部转动，第一支杆10-2上端右移)；

而后启动设备，打开高频磁感加热器3和冷却管6-1处的水泵，其中冷却池1中的冷却液在水泵的作用下，流经冷却管6-1，对电磁铁7降温，以保证其能够稳定工作；

高频磁感加热器3打开后，其高频改变的磁场使加工中齿轮5-1和电磁铁7的线圈中产生电动势，此时加工中齿轮5-1在集肤效应的原理下，加工中齿轮5-1外圈产生大电流，对加工中齿轮5-1外圈进行快速升温，而电磁铁7由于其闸刀7-3未连通基座7-2，处于断路状态，故暂不工作，同样的，以电磁铁7作为电源的电机亦不工作，转轴6不转动；

而后，随加工中齿轮5-1外圈产生大电流，加工中齿轮5-1外圈的大电流产生磁场，进而对闸刀7-3产生向下的吸力，闸刀7-3下移并连通基座7-2，此时，电磁铁7工作，电机工作，转轴6转动；

随转轴6转动，在离心力的作用下，环形限位杆8缩入转轴6，限位滑杆7-6伸出转轴6，限位连杆10中的第一支杆10-2上端做伸出转轴6运动趋势并对此处备料处齿轮5-3产生挤压(下方第二个备料处齿轮5-3)，继而带动第三支杆10-5缩入转轴6，第一支杆10-2上端挤压下方第二个备料处齿轮5-3，阻止其及其以上的备料处齿轮5-3，最下方的备料处齿轮5-3随第三支杆10-5缩入转轴6后，下方无实物对其进行支撑，该备料处齿轮5-3下落到限位滑杆7-6上，此过程中，电磁铁7工作产生与加工中齿轮5-1同向的磁场，进而对加工中齿轮5-1产生向上的吸力，使加工中齿轮5-1由向上运动的趋势，限位滑杆7-6伸出转轴6会对加工中齿轮5-1进行限位，阻止其上移并保持其与电磁铁7的距离；

随加工中齿轮5-1外圈进行快速升温，加工中齿轮5-1外圈的电阻变大，电流减小，进而其磁力减小，电磁铁7对其的吸力减小，至预定温度后，加工中齿轮5-1的重力高于吸力后加工中齿轮5-1在重力作用下，沿转轴6落入冷却池1中，进行冷却；

此时，闸刀7-3失去加工中齿轮5-1的吸力，在第二弹力伸缩杆7-4的弹力作用下复位，并与基座7-2断开连接，电磁铁7回复断电状态，电机停止工作，转轴6停止转动；在各弹性构件的作用下，环形限位杆8弹出转轴6，限位滑杆7-6缩入转轴6中，限位连杆10中的第三支杆10-5伸出转轴6，第一支杆10-2上端缩入转轴6；

随第一支杆10-2上端缩入转轴6，备料处齿轮5-3整体下移至第三支杆10-5上端，由第三支杆10-5进行支撑，同时，待加工齿轮5-2随限位滑杆7-6缩入转轴6而下落到环形限位杆8上，而后设备进行下一轮加工；

需要注意的，随设备继续不断地工作，备料处齿轮5-3余量减少，在对其进行补充时，直接将齿轮5套装在固定轴2顶部即可，此时，齿轮5在重力作用下，挤压楔形支撑板4楔面，使楔形支撑板4向支撑杆二1-2方向运动，在经过方形块4-2时，向下挤压方形块4-2，使其转动到楔形支撑板4下方(齿轮5挤压到方形块4-2时，只要保证方形块4-2宽度小于齿根到齿轮5内侧壁宽度，即可保证挤压时，方形块4-2完全脱离固定轴2，进而保证方形块4-2向下转动不会被影响)，继而完全越过楔形支撑板4；而后方形块4-2在扭簧作用下复位，楔形支撑板4在第一弹力伸缩杆4-1的弹力作用下，重新带着方形块4-2进入限位孔2-1中，继续对固定轴2进行固定。

本发明增加电磁铁7，利用其磁力和齿轮5自身电流产生的磁力，将正在加工的齿轮5吸住，而后随齿轮5温度上升，电阻变大，电流变小，使得吸力变小，最终齿轮5的重力大于吸力，齿轮5在重力作用下离开淬火工位的方式，对齿轮5进行精准淬火，使齿轮5表面达到预定温度后，齿轮5才会脱离淬火工位；较常规的时间控制淬火程度，本发明的淬火程度控制淬火时间，能够保证齿轮5表面淬火硬度达标的前提下，齿轮5内芯升温最小(齿轮5表面淬火硬度达标后，齿轮5就退出淬火工位，使齿轮5表面向齿轮5内芯进行传热时间最小，进而使齿轮5内芯升温最小)，进而保证齿轮5内芯相对自身的淬火方案，韧性最大，使齿轮5的质量稳定，且质量较高。

Claims (8)

1.一种用于齿轮加工的淬火设备，包括冷却池(1)、高频磁感加热器(3)、齿轮(5)和转轴(6)，其特征在于：还包括有固定轴(2)、楔形支撑板(4)、电磁铁(7)、环形限位杆(8)、滑柱(9)和限位连杆(10)；所述高频磁感加热器(3)固定安装在冷却池(1)上端，四个所述楔形支撑板(4)关于高频磁感加热器(3)轴心两两竖直分布对称设置在高频磁感加热器(3)上方，所述楔形支撑板(4)均与固定轴(2)卡接，所述固定轴(2)与高频磁感加热器(3)同轴，所述转轴(6)下端转动安装在固定轴(2)下端，多个所述齿轮(5)套装在转轴(6)上；所述楔形支撑板(4)、电磁铁(7)、环形限位杆(8)、滑柱(9)和限位连杆(10)均安装在转轴(6)上，用于控制齿轮(5)在转轴(6)上的位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：高频磁感加热器(3)两侧分别固定连接有支撑杆一(1-1)，所述支撑杆一(1-1)均与冷却池(1)上端固定连接；所述支撑杆一(1-1)均竖直固定连接有支撑杆二(1-2)，所述支撑杆一(1-1)沿竖直方向均安装两个楔形支撑板(4)；

所述楔形支撑板(4)尾部固定连接有第一弹力伸缩杆(4-1)，所述第一弹力伸缩杆(4-1)与支撑杆二(1-2)固定连接；所述楔形支撑板(4)端部转动连接有方形块(4-2)，且连接处设置有扭簧；

所述固定轴(2)两侧对应楔形支撑板(4)位置均开设有限位孔(2-1)，所述限位孔(2-1)形状为方形块(4-2)和楔形支撑板(4)端部的组合，所述限位孔(2-1)与楔形支撑板(4)卡接。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：所述转轴(6)上端与固定轴(2)连接处设置有电机，用于驱动转轴(6)转动；所述转轴(6)上开设有环形槽(6-2)，所述环形槽(6-2)在竖直方向上与高频磁感加热器(3)重合，且高度大于高频磁感加热器(3)；所述环形槽(6-2)上端在高于高频磁感加热器(3)位置上固定安装有电磁铁(7)，所述电磁铁(7)内开设有空腔(7-1)，所述空腔(7-1)中固定安装有基座(7-2)，所述有基座(7-2)上方设置有闸刀(7-3)，所述闸刀(7-3)上端固定连接有第二弹力伸缩杆(7-4)，所述第二弹力伸缩杆(7-4)与空腔(7-1)上端固定连接；

所述电磁铁(7)内设置有感应线圈，所述基座(7-2)和闸刀(7-3)用于控制感应线圈通断，所述感应线圈与转轴(6)内的电机连通，为其供电。

4.根据权利要求3所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：所述环形槽(6-2)和电磁铁(7)底端对应位置上均等角度开设有多个第三滑槽(9-1)，上下位置相同的所述第三滑槽(9-1)间共同水平方向上滑动安装有滑柱(9)，所述滑柱(9)表面水平方向上摩擦力较大，竖直方向上摩擦力很小。

5.根据权利要求3所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：所述环形槽(6-2)底面上开设有第二滑槽(8-1)，所述第二滑槽(8-1)内上下重叠弹性滑动安装有两个环形限位杆(8)，两个所述环形限位杆(8)水平安装方向完全相反，所述环形限位杆(8)有环状体和直杆组成，所述环状体与转轴(6)套装，所述直杆可伸出转轴(6)，且环状体在与直杆相对的位置上设置有配重块，所述环形限位杆(8)在自由状态下，伸出转轴(6)；

所述电磁铁(7)底端等角度开设有多个第一滑槽(7-5)，所述第一滑槽(7-5)内均弹性滑动安装有限位滑杆(7-6)，所述限位滑杆(7-6)远离电磁铁(7)轴心端设置有配重块，所述限位滑杆(7-6)自由状态下，整体皆位于转轴(6)内。

6.根据权利要求3所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：所述转轴(6)位于电磁铁(7)上方两侧均开设有避位槽(10-1)，所述避位槽(10-1)内均安装有限位连杆(10)，所述限位连杆(10)包括有固定杆(10-3)，所述固定杆(10-3)与转轴(6)固定连接，所述固定杆(10-3)转动连接有第一支杆(10-2)，所述第一支杆(10-2)下端转动连接有伸缩支杆(10-4)，所述伸缩支杆(10-4)下端固定连接有第三支杆(10-5)，所述第三支杆(10-5)与避位槽(10-1)底端面弹性滑动连接；所述限位连杆(10)自由状态下，第三支杆(10-5)伸出转轴(6)；所述第一支杆(10-2)上端设置有配重块。

7.根据权利要求3所述的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：所述转轴(6)中心由电磁铁(7)上方位置起始向下贯穿开设有两个冷却管(6-1)，两个所述冷却管(6-1)顶端连通，所述冷却管(6-1)内设置有水泵，用以将冷却池(1)中的冷却液由一个冷却管(6-1)抽入，再由另一个冷却管(6-1)排出，所述水泵外接有独立电源。

8.一种用于齿轮加工的淬火工艺，适用于权利要求1-7中的一种用于齿轮加工的淬火设备，其特征在于：其具体方法如下：

S1、工作时，将待加工的齿轮(5)由固定轴(2)上端放入设备中，再由固定轴(2)到达转轴(6)上的高频磁感加热器(3)位置进行加工；

S2、高频磁感加热器(3)处的齿轮(5)由于磁感效应和集肤效应，齿轮(5)外侧形成大电流，对齿轮(5)外侧加热；

S3、齿轮(5)外侧的大电流产生磁场，将闸刀(7-3)向下吸引，并与基座(7-2)触碰，使电磁铁(7)和转轴(6)内的电机启动；

S4、电磁铁(7)的磁场与齿轮(5)产生的磁场相互吸引，使电磁铁(7)吸附齿轮(5)；同时转轴(6)转动，在离心力的作用下，环形限位杆(8)缩回转轴(6)，限位滑杆(7-6)伸出转轴(6)；

S5、随齿轮(5)外侧温度上升，齿轮(5)外侧电阻上升，电流减小，磁场减弱，齿轮(5)与电磁铁(7)的磁力减小，待齿轮(5)外侧温度到达预定温度时，齿轮(5)掉落，进入冷却池(1)冷却；

S6、随齿轮(5)离开高频磁感加热器(3)，闸刀(7-3)不再向下吸引，闸刀(7-3)复位，转轴(6)停止转动，环形限位杆(8)和限位滑杆(7-6)复位，上方齿轮掉落在环形限位杆(8)上；而后设备循环上述动作。

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