CN113584277A - 一种转向机齿条淬火装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转向机齿条淬火装置及方法，装置包括感应线圈(1)和喷淋机构(2)，齿条(3)设置在感应线圈(1)内侧，所述的喷淋机构(2)上设有多个喷淋孔(21)，喷淋孔呈螺旋状排布，具有与齿条(3)齿部相同的螺旋角。与现有技术相比，本发明降低了因材料热变形对齿条螺旋角的影响，提高了转向机的装配一次合格率。
Description
技术领域
本发明涉及齿条加工技术领域，具体涉及一种转向机齿条淬火装置及方法。
背景技术
齿轮齿条转向机中，油缸内的转向机齿条和齿轮配合实现转向运动需求。为保证转向机工作的可靠性，转向机齿条的表面强度需满足长期使用的需求，目前通常采用对转向机齿条表面淬火的方式增加其表面强度，以保证转向机的工作可靠性。常用的表面淬火方式为，将转向机齿条置于线圈中，通过加热线圈，线圈产生的感应电流使得齿条表面受热，达到淬火温度，实现齿条的表面淬火。
随着转向机市场发展，转向机企业对自身产品质量要求的不断提高以及装配高要求的一次合格率指标，在转向机装配时齿条螺旋角精度要求也越来越高(直接影响移动力、配合间隙等)，但是，由于齿条齿部螺旋角受热处理变形(感应淬火)影响，螺旋角的变形无法有效的得到控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种转向机齿条淬火装置及方法，降低因材料热变形对齿条螺旋角的影响，提高转向机的装配一次合格率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种转向机齿条淬火装置，包括感应线圈和喷淋机构，齿条设置在感应线圈内侧，所述的喷淋机构上设有多个喷淋孔，喷淋孔呈螺旋状排布，且具有与齿条齿部相同的螺旋角。喷淋孔螺旋状分布构成的螺旋线的螺旋角与齿条齿部的螺旋角相同，喷淋孔的此种排布设计，使得喷淋孔角度与工件β角角度一致，可使斜齿的齿面齿根能够有效的同时和及时冷却，从而减少齿条本身感应淬火产生的变形。
优选地，所述的喷淋机构呈圆环状，齿条设置在喷淋机构内侧。
优选地，所述的喷淋孔在喷淋机构内侧均匀分布。
优选地，所述的喷淋孔为孔径1.5～1.8mm的圆孔。
优选地，沿所述的齿条轴线方向，相邻两个喷淋孔中心之间的距离根据齿条的齿型节距及角度进行设计。
优选地，沿所述的螺旋线方向，相邻两个喷淋孔中心之间的距离根据齿条的齿型节距及角度进行设计。
优选地，所述的感应线圈端部设有感应头，感应头上固定有导磁体。
进一步优选地，所述的感应线圈呈“D”字形，包括平直段和弧形段，平直段与齿条齿部对应。
更进一步优选地，所述的感应头和导磁体设置在平直段，弧形段连接有传动组件。齿条齿部的齿顶平面平行于感应头。
一种转向机齿条淬火方法，使用上述的转向机齿条淬火装置进行，具体包括：
S1：将齿条放置在感应线圈内侧；
S2：通过中频或高频交流电后，在齿条表面形成同频率的感应电流，使齿条表面加热；
S3：通过喷淋机构向齿条喷淋冷却液。
更为具体地，该淬火装置设置在立式数控淬火机床上，工作时，将齿条放在感应线圈内侧，齿条两端固定，传动组件带动感应线圈沿齿条轴线方向运行，进行扫描式感应加热，喷淋机构设置在感应线圈后方，跟随感应线圈沿齿条轴线方向运行，通过喷淋孔向齿条喷淋冷却液。喷淋孔的喷淋角度与齿条齿部的螺旋角角度一致，使其齿根同时充分急速冷却，解决了冷却时由螺旋角角度产生齿根的先后冷却产生的应力变差，从而降低螺旋角的热变形。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明通过喷淋机构上喷淋孔的排布设计，使得感应淬火时齿牙根部冷却充分，降低了因材料热变形对齿条齿部螺旋角的影响，提高了转向机的装配一次合格率；
2.本发明通过喷淋孔角度与工件β角角度一致，感应淬火时，齿面与齿根能够同时充分的冷却，从而有效减小因热变形引起的跳动，降低后道序校直的加工节拍；
3.本发明淬火装置上设有感应头，待淬火齿条经感应头扫描后再加热淬火，通用性强，只要齿条杆径及齿部旋向相同，即可使用同一感应器进行感应加热淬火；
4.本发明淬火方法得到的齿条齿部结构稳定，可满足各种啮合高精度的要求；
5.本发明可实现在同一台数控淬火机床上，在不停机的条件下实现齿部、齿条背部及齿条杆部的感应加热淬火，大大提高了工作效率，适合大批量生产。
附图说明
图1为本发明淬火装置的结构示意图；
图2为本发明喷淋机构的立体示意图；
图3为本发明喷淋机构的平面示意图；
图中：1-感应线圈，2-喷淋机构，21-喷淋孔，3-齿条，4-感应头，5-导磁体，6-传动组件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种转向机齿条淬火装置，如图1～3所示，包括空心铜管绕成的感应线圈1、喷淋机构2、感应头4、导磁体5和传动组件6，感应线圈1一端设有感应头4和导磁体5，另一端连接有传动组件6，在感应线圈1内侧放置齿条3。喷淋机构2呈圆环状，环形设置在齿条3外侧，在喷淋机构2内侧呈螺旋状分布有多个喷淋孔21，喷淋孔21分布的螺旋角与齿条3齿部螺旋角角度一致。喷淋孔21为内径1.5mm的圆孔。
一种转向机齿条淬火方法，使用上述装置进行，具体包括以下步骤：
将齿条3放置在感应线圈1和喷淋机构2内侧，且两端固定，传动组件6带动感应线圈1沿齿条3轴线方向匀速运行，感应线圈1由空心铜管绕制而成，感应线圈1通入高频交流电，使齿条3表面温度升高，喷淋机构2设置在感应线圈1后方，运行速度与感应线圈1相同，喷淋机构2内侧的喷淋孔21向齿条3的齿部喷淋冷却液。
实施例2
一种转向机齿条淬火装置，包括空心铜管绕成的感应线圈1、喷淋机构2、感应头4、导磁体5和传动组件6，感应线圈1一端设有感应头4和导磁体5，另一端连接有传动组件6，在感应线圈1内侧放置齿条3，齿条3齿部的齿顶平面平行于感应头4。喷淋机构2呈圆环状，环形设置在齿条3外侧，在喷淋机构2内侧呈螺旋状分布有多个喷淋孔21，喷淋孔21分布的螺旋角与齿条3齿部螺旋角角度一致。喷淋孔21为内径1.8mm的圆孔。
一种转向机齿条淬火方法，使用上述装置进行，具体包括以下步骤：
将齿条3放置在感应线圈1和喷淋机构2内侧，且两端固定，传动组件6带动感应线圈1沿齿条3轴线方向匀速运行，感应线圈1由空心铜管绕制而成，感应线圈1通入中频交流电，使齿条3表面温度升高，喷淋机构2设置在感应线圈1后方，运行速度与感应线圈1相同，喷淋机构2内侧的喷淋孔21向齿条3的齿部喷淋冷却液。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种转向机齿条淬火装置，其特征在于，包括感应线圈(1)和喷淋机构(2)，齿条(3)设置在感应线圈(1)内侧，所述的喷淋机构(2)上设有多个喷淋孔(21)，喷淋孔呈螺旋状排布，且具有与齿条(3)齿部相同的螺旋角。
2.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的喷淋机构(2)呈圆环状，齿条(3)设置在喷淋机构(2)内侧。
3.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的喷淋孔(21)在喷淋机构(2)内侧均匀分布。
4.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的喷淋孔(21)为孔径1.5～1.8mm的圆孔。
5.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，沿所述的齿条(3)轴线方向，相邻两个喷淋孔(21)中心之间的距离根据齿条(3)的齿型节距及角度进行设计。
6.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，沿所述的螺旋线方向，相邻两个喷淋孔(21)中心之间的距离根据齿条(3)的齿型节距及角度进行设计。
7.根据权利要求1所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的感应线圈(1)端部设有感应头(4)，感应头(4)上固定有导磁体(5)。
8.根据权利要求7所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的感应线圈(1)呈“D”字形，包括平直段和弧形段，平直段与齿条(3)齿部对应。
9.根据权利要求8所述的转向机齿条淬火装置，其特征在于，所述的感应头(4)和导磁体(5)设置在平直段，弧形段连接有传动组件(6)。
10.一种转向机齿条淬火方法，其特征在于，使用如权利要求1～9任一项所述的转向机齿条淬火装置进行，具体包括：
S1：将齿条(3)放置在感应线圈(1)内侧；
S2：通过中频或高频交流电后，在齿条表面形成同频率的感应电流，使齿条表面加热；
S3：通过喷淋机构(2)向齿条(3)喷淋冷却液。
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