CN116144910A

CN116144910A - 一种齿轮表面淬火装置及工艺

Info

Publication number: CN116144910A
Application number: CN202211681546.9A
Authority: CN
Inventors: 邱乾学; 常帅; 薛海燕
Original assignee: Aipu Parts Manufacturing Suzhou Co ltd
Current assignee: Aipu Parts Manufacturing Suzhou Co ltd
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2042-12-27
Also published as: CN116144910B

Abstract

本发明涉及工件淬火领域，具体涉及一种齿轮表面淬火装置和工艺。将待淬火的多个齿轮逐个向前输送，并逐个对齿轮进行预热处理；检测齿轮预热后的温度为T，并对预热后的齿轮进行再加热，预热处理能给予齿轮初始温度，给齿轮预热的同时，以使齿轮能够更快的加热到淬火所需温度，多个齿轮逐个被加热；对于同一批齿轮淬火所需温度都是相同的，因此当T不同时，需对加热的时长进行相应的调整，以保证齿轮能够达到淬火所需温度。多个齿轮经过逐个加热后，再对齿轮逐个进行淬火，进而实现对多个齿轮批量淬火的目的，从而提高齿轮淬火时的安全性和效率。

Description

一种齿轮表面淬火装置及工艺

技术领域

本发明涉及工件淬火领域，具体涉及一种齿轮表面淬火装置及工艺。

背景技术

齿轮表面淬火原理：将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时，周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小，这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。

但现有的淬火方式常采用人工一个一个的将齿轮放置在加热台上，因此齿轮淬火的效率非常低，且经过淬火后的齿轮仍然具有高温，操作人员如有操作不当极易造成伤害，因此人工操作危险性较高。

发明内容

本发明提供一种齿轮表面淬火工艺，以解决现有的人工对齿轮进行淬火效率低和缺乏安全性的问题。

本发明的一种齿轮表面淬火工艺采用如下技术方案：一种齿轮表面淬火工艺，包括以下步骤：

S100：将待淬火的多个齿轮逐个向前输送，并逐个对齿轮进行预热处理；

S200：检测齿轮预热后的温度为T，并对预热后的齿轮进行再加热；

S300：T等于预设温度时，对齿轮的加热时间保持不变；

或，T大于预设温度时，减小对齿轮的加热时间；

或，T小于预设温度时，增大对齿轮的加热时间；

S400：将淬火液对加热后的齿轮表面进行喷洒。

进一步地，在步骤S300中还包括以下步骤：

齿轮的加热时间保持不变，使齿轮输送的速度不变；

或，减小对齿轮的加热时间，使齿轮输送的速度增加；

或，增加对齿轮的加热时间，使齿轮输送的速度减小。

进一步地，在步骤S400中还包括以下步骤：

对淬火产生的热气体进行回收，并将热气体运用至步骤S100的预热处理中。

本发明的一种齿轮表面淬火装置采用如下技术方案：一种齿轮表面淬火装置，用于执行上述中任意一项所述的齿轮表面淬火工艺，包括：支架、输送组件、预热组件、测温组件、加热环和淬火组件；支架上端设有限位组件；输送组件包括输送柱和多个卡接件；输送柱竖直设置，上端能够拆卸的和限位组件连接；齿轮能够上下滑动地套设在输送柱；多个卡接件沿输送柱竖直方向均布，多个卡接件同步运行；每个卡接件用于对一个齿轮进行限位，以在卡接件解除对齿轮限位时，齿轮沿输送柱向下滑动，进而在卡接件再次打开时，对向下滑动地齿轮再次进行卡接；预热组件设置在支架上，用于对齿轮进行预热处理；测温组件设置在支架上，且位于预热组件的下方，用于检测齿轮经过预热处理后的温度T，以根据T的数值大小，对卡接件开闭时间进行调节；加热环和输送柱同轴设置，且位于测温组件下方，用于对滑动至加热环内的齿轮进行加热；淬火组件用于对加热完成的齿轮表面喷洒淬火液。

进一步地，卡接件包括多上卡柱和多个下卡柱；多个上卡柱沿输送柱的周向均布设置；上卡柱能够沿输送柱径向方向滑动地插装在输送柱上；多个卡接件上的上卡柱能够同步收缩；多个下卡柱沿输送柱的周向均布设置；下卡柱位于上卡柱下方，齿轮设置在两者之间；下卡柱能够沿输送柱径向方向滑动地插装在输送柱上；多个卡接件上的下卡柱能够同步收缩，上卡柱和下卡柱为交替伸缩，以在下卡柱收缩时，使齿轮向下滑动至下方的卡接件的上卡柱上，进而在上卡柱收缩时，使齿轮滑动至下方的上卡柱和下卡柱之间。

进一步地，预热组件包括预热环；预热环套设在输送柱上，且和支架连接；预热环内部限定出环形腔体结构，预热环的腔体内充有热气体，以对位于预热环内的齿轮进行预热。

进一步地，加热组件包括外加热环和内加热环；内加热环和外加热环同轴设置，且与支架连接，套设在输送柱上；外加热环位于内加热环的上方；外加热环用于对齿轮的外侧加热；内加热环用于对齿轮的内侧加热。

进一步地，淬火组件包括储液罐和喷液环；储液罐设置在支架上，内部填充有淬火液；喷液环呈环形管状，内壁周向均布有多个喷料孔；喷液环套设在输送柱上，且与储液罐连通，以对位于喷液环内的齿轮进行喷洒淬火液；喷液环上设有余热回收组件；余热回收组件用于将淬火产生的热气体导入至预热环内。

进一步地，余热回收组件包括多个回收喇叭、多个连接管和多个支撑杆；多个支撑杆沿喷液环周向均布设置；支撑杆的下端与喷液环连接；回收喇叭呈扩口状，每个回收喇叭与一个支撑杆的上端连接，且扩口端朝向喷液环的内侧；每个连接管的一端与回收喇叭连通，另一端与预热环连通。

进一步地，支架的下端设有回收板；回收板倾斜设置，且位于淬火组件的下方，以在卡接件关闭时，使最下方的齿轮落至回收板。

本发明的有益效果是：本发明的一种齿轮表面淬火工艺，将待淬火的多个齿轮逐个向前输送，并逐个对齿轮进行预热处理；检测齿轮预热后的温度为T，并对预热后的齿轮进行再加热，预热处理能给予齿轮初始温度，给齿轮预热的同时，以使齿轮能够更快的加热到淬火所需温度，多个齿轮逐个被加热；对于同一批齿轮淬火所需温度都是相同的，因此当T不同时，需对加热的时长进行相应的调整，以保证齿轮能够达到淬火所需温度；多个齿轮经过逐个加热后，再对齿轮逐个进行淬火，进而实现对多个齿轮批量淬火的目的，从而提高齿轮淬火的安全性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种齿轮表面淬火工艺的实施例的流程图；

图2为本发明的一种齿轮表面淬火装置的实施例的正视图；

图3为本发明的一种齿轮表面淬火装置的实施例的结构示意图；

图4为本发明的一种齿轮表面淬火装置的实施例的工作状态的剖视图；

图5为本发明的一种齿轮表面淬火装置的实施例的剖视图；

图6为本发明的一种齿轮表面淬火装置的实施例的输送组件的结构示意图。

图中：100、支架；110、限位组件；111、限位杆；112、限位环；120、回收板；130、支撑柱；140、水槽；200、输送组件；210、输送柱；211、环槽；220、上卡柱；230、下卡柱；300、预热环；400、测温环；500、加热环；510、外加热环；520、内加热环；600、淬火组件；610、储液罐；620、喷液环；621、喷料孔；631、回收喇叭；632、支撑杆；700、齿轮。

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。

本发明的一种齿轮表面淬火工艺的实施例，如图1至图6所示，一种齿轮700表面淬火工艺，包括以下步骤：

S100：将待淬火的多个齿轮700逐个向前输送，并逐个对齿轮700进行预热处理；

S200：检测齿轮700预热后的温度为T，并对预热后的齿轮700进行再加热，预热处理能给予齿轮700初始温度，给齿轮700预热的同时，以使齿轮700能够更快的加热到淬火所需温度，多个齿轮700逐个被加热；

S300：T等于预设温度时，对齿轮700的加热时间保持不变；

或，T大于预设温度时，减小对齿轮700的加热时间；

或，T小于预设温度时，增大对齿轮700的加热时间；对于同一批齿轮700淬火所需温度都是相同的，因此当T不同时，需对加热的时长进行相应的调整，以保证齿轮700能够达到淬火所需温度；

S400：将淬火液对加热后的齿轮700表面进行喷洒，特别的，淬火液选用水；多个齿轮700经过逐个加热后，再对齿轮700逐个进行淬火。

在本实施例中，如图1至图2所示，在步骤S300中还包括以下步骤：

齿轮700的加热时间保持不变，使齿轮700输送的速度不变；

或，减小对齿轮700的加热时间，使齿轮700输送的速度增加；

或，增加对齿轮700的加热时间，使齿轮700输送的速度减小。多个齿轮700间歇性向前输送，齿轮700经过加热装置时被加热装置进行加热处理，当齿轮700被输送的速度快时，加热装置对其加热时间短，故而齿轮700所能升的温度较低；当齿轮700被输送的速度慢时，加热装置对其加热时间长，故而齿轮700所能升的温度较高；因此需要根据预热温度T，调节多个齿轮700输送时的速度，从而防止齿轮700被加热后的温度过高或过低，进而保证淬火的效果。

在本实施例中，如图1至图2所示，在步骤S400中还包括以下步骤：

对淬火产生的热气体进行回收，并将热气体运用至步骤S100的预热处理中，齿轮700在淬火时产生大量具有高温的水蒸气，对这些高温水蒸气进行回收，并用于对齿轮700进行预热处理，将高温水蒸汽吸收并利用，减少了能量的浪费。

一种齿轮700表面淬火装置，如图2至图6所示，用于执行上述任意一项所述的齿轮700表面淬火工艺，包括支架100、输送组件200、预热组件、测温组件、加热环500和淬火组件600。支架100上端设有限位组件110；限位组件110包括两个限位杆111和两个限位环112；限位杆111为伸缩杆，水平设置在支架100的上端；限位环112为半圆环结构，且每个限位环112与一个限位杆111的一端固接；两个限位环112相互靠近时构成一个完整的圆环；限位杆111的伸缩变换带动两个限位环112相互靠近或远离。

输送组件200用于至S100中，输送组件200包括输送柱210和多个卡接件；输送柱210竖直设置，上端能够拆卸的和限位组件110连接，具体的，输送柱210上端设有环槽211，以在两个限位环112可卡接于输送柱210的环槽211上，以对输送柱210进行固定。齿轮700能够上下滑动地套设在输送柱210，多个卡接件沿输送柱210竖直方向均布，多个卡接件同步运行；每个卡接件用于对一个齿轮700进行限位，以在卡接件解除对齿轮700限位时，齿轮700沿输送柱210向下滑动，进而在卡接件再次打开时，对向下滑动地齿轮700再次进行卡接；卡接件的关闭时，齿轮700在重力的作用下沿输送柱210向下滑动，卡接件再次打开时，齿轮700向下滑落一个卡接件之间的间距，同时对上方向下落的齿轮700再次进行卡接，从而完成对齿轮700的输送。

预热组件设置在支架100上，用于对齿轮700进行预热处理；预热组件包括预热环300，预热环300套设在输送柱210上，且和支架100连接；预热环300内部限定出环形腔体结构，预热环300腔体内充有热气体，以对位于预热环300内的齿轮700进行预热。测温组件设置在支架100上，且位于预热组件的下方，用于检测齿轮700经过预热处理后的温度T，以根据T的数值大小，对卡接件开闭时间进行调节，卡紧件开闭的时间为齿轮700在一个卡接件上停留的时间长短，进而决定输送组件200的输送速度；测温组件为测温环400，测温环400套设在输送柱210上，且与支架100连接，以对经过的齿轮700表面进行测温。

加热装置即为加热环500，加热环500和输送柱210同轴设置，且位于测温组件下方，用于对滑动至加热环500内的齿轮700进行加热，加热环500为通电线圈，当加热环500中通入一定频率的交变电流时，周围即产生交变磁场，进而对位于加热环500内的齿轮700进行加热。淬火组件600用于对加热完成的齿轮700表面喷洒淬火液，特别的，淬火液采用水。

在本实施例中，如图6所示，卡接件包括多上卡柱220和多个下卡柱230；多个上卡柱220沿输送柱210的周向均布设置；上卡柱220能够沿输送柱210径向方向滑动地插装在输送柱210上，且上卡柱220沿输送柱210径向放延伸，上卡柱220能够缩入输送柱210内，多个卡接件上的上卡柱220能够同步收缩。多个下卡柱230沿输送柱210的周向均布设置；下卡柱230位于上卡柱220下方，齿轮700设置在两者之间，具体的，下卡柱230用于对齿轮700起到支撑作用，下卡柱230能够沿输送柱210径向方向滑动地插装在输送柱210上，且下卡柱230沿输送柱210径向放延伸，下卡柱230能够缩入输送柱210内，多个卡接件上的下卡柱230能够同步收缩。上卡柱220和下卡柱230为交替伸缩，以在下卡柱230收缩时，使齿轮700向下滑动至下方的卡接件的上卡柱220上，进而在上卡柱220收缩时，下卡柱230处于伸出的状态，使齿轮700滑动至下方的卡接件的上卡柱220和下卡柱230之间，从而完成齿轮700输送。具体的，齿轮700先被上卡柱220呈接的目的是为了防止齿轮700向下滑动地速度过快。特别的，卡接件还包括多个预紧柱。预紧柱沿输送柱210周向均布设置，且能够沿输送柱210的径向方向伸缩；预紧柱位于上卡柱220和下卡柱230之间，以在上卡柱220和下卡柱230任意一个处于收缩状态时，预紧柱均处于收缩状态，预紧柱用于和齿轮700内壁接触，以增加齿轮700在输送柱210上的稳定性。

在本实施例中，如图3至图5所示，加热组件包括外加热环510和内加热环520；内加热环520和外加热环510同轴设置，且与支架100连接，套设在输送柱210上；外加热环510位于内加热环520的上方，外加热环510用于对齿轮700的外侧加热，外加热环510采用高频电流加热齿轮700的表层；内加热环520用于对齿轮700的内侧加热，采用低频电流加热齿轮700的内层。外加热环510和内加热环520依次对齿轮700加热保证齿轮700加热的效率，且内加热环520和外加热环510对齿轮700加热的总时长为齿轮700的加热时长。

在本实施例中，如图2至图5所示，淬火组件600包括储液罐610和喷液环620；储液罐610设置在支架100上，内部填充有淬火液，具体为水；喷液环620呈环形管状，内壁周向均布有多个喷料孔621；喷液环620套设在输送柱210上，且与储液罐610连通，以对位于喷液环620内的齿轮700进行喷洒淬火液，储液罐610将水加压从喷液环620的喷料孔621向外喷出，水遇到加热后的齿轮700产生大量的高温水蒸气；喷液环620上设有余热回收组件；余热回收组件用于将淬火产生的热气体导入至预热环300内。余热回收组件包括多个回收喇叭631、多个连接管和多个支撑杆632；多个支撑杆632沿喷液环620周向均布设置；支撑杆632的下端与喷液环620连接；回收喇叭631呈扩口状，每个回收喇叭631与一个支撑杆632的上端连接，且扩口端朝向喷液环620的内侧；每个连接管的一端与回收喇叭631连通，另一端与预热环300连通，回收喇叭631用于将高温水蒸气吸收，并通过连接管导入预热环300内，用于对齿轮700进行预热。

在本实施例中，如图2至图5所示，支架100的下端设有回收板120；回收板120倾斜设置，且位于淬火组件600的下方，以在卡接件关闭时，使最下方的齿轮700落至回收板120，进而能够使齿轮700完成自动收集。特别的，回收板120呈筛网状，且下方设有水槽140，用于收集淬火液。进一步地，支架100下端设有支撑柱130，支撑柱130竖直设置，且为液压伸缩柱，贯穿回收板120。初始状态支撑柱130处于支撑状态，输送柱210的下端和支撑柱130的上端相接处，支撑柱130对输送柱210在被限位组件110卡接过程中起支撑作用，当限位环112对输送柱210卡接完成时，支撑柱130收缩至回收板120的下方。

工作时，将需要淬火的多个齿轮700安装在输送柱210上，且每个齿轮700位于每个卡接件的上卡柱220和下卡柱230之间。将带有齿轮700的输送柱210插装在支架100上，输送柱210的下端与支撑柱130的上端相抵接。使两个限位杆111伸长，带动两个限位环112闭合，并与输送柱210的环槽211卡接，进而使支撑柱130固定，同时支撑柱130收缩。

齿轮700初始状态位于卡接件的下卡柱230上。输送柱210上的齿轮700先位于预热环300内，预热环300对齿轮700进行预热处理，以使齿轮700有一个加热前的初始温度。齿轮700经过预设时间的预热后，多个卡接件的下卡柱230和预紧柱同步收缩，多个齿轮700同步沿输送柱210向下滑落。当齿轮700位于上卡柱220上时，上卡柱220收缩同时下卡柱230伸出，齿轮700沿输送柱210向下滑落至下卡柱230上，上卡柱220伸出，同时预紧柱伸出对齿轮700定位，进而完成齿轮700的向前输送。

齿轮700位于测温环400内，并对齿轮700表面进行测温，检测出齿轮700温度T。

T等于预设温度时，使下卡柱230收缩时间间隔不变；

或，T大于预设温度时，减小下卡柱230收缩时间间隔；

或，T小于预设温度时，增大下卡柱230收缩时间间隔。

下卡柱230和上卡柱220多次发生伸缩变化，不断的向下输送。齿轮700先进入外加热环510，外加热环510对齿轮700的外侧加热，再进入内加热环520内，内加热环520对内侧进行加热。齿轮700位于喷液环620内时，储液罐610将水加压从喷液环620的喷料孔621向外喷出，进而完成对齿轮700的淬火。同时，水遇到加热后的齿轮700产生大量的高温水蒸气，回收喇叭631将高温水蒸气吸收，并通过连接管导入预热环300内。

最下方的齿轮700落至回收板120，齿轮700沿着回收板120的斜面滑出，进而能够使齿轮700完成自动收集。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种齿轮表面淬火工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S300：T等于预设温度时，对齿轮的加热时间保持不变；

或，T大于预设温度时，减小对齿轮的加热时间；

或，T小于预设温度时，增大对齿轮的加热时间；

S400：将淬火液对加热后的齿轮表面进行喷洒，对淬火产生的热气体进行回收，并将热气体运用至步骤S100的预热处理中。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮表面淬火工艺，其特征在于：在步骤S300中还包括以下步骤：

齿轮的加热时间保持不变，使齿轮输送的速度不变；

或，减小对齿轮的加热时间，使齿轮输送的速度增加；

或，增加对齿轮的加热时间，使齿轮输送的速度减小。

3.一种齿轮表面淬火装置，用于执行权利要求1-2中任意一项所述的齿轮表面淬火工艺，其特征在于：包括：

支架，支架上端设有限位组件；

输送组件，输送组件包括输送柱和多个卡接件；输送柱竖直设置，上端能够拆卸的和限位组件连接；齿轮能够上下滑动地套设在输送柱；多个卡接件沿输送柱竖直方向均布，多个卡接件同步运行；每个卡接件用于对一个齿轮进行限位，以在卡接件解除对齿轮限位时，齿轮沿输送柱向下滑动，进而在卡接件再次打开时，对向下滑动地齿轮再次进行卡接；

预热组件，预热组件设置在支架上，用于对齿轮进行预热处理；预热组件包括预热环；预热环套设在输送柱上，且和支架连接；预热环内部限定出环形腔体结构，预热环的腔体内充有热气体，以对位于预热环内的齿轮进行预热；

测温组件，测温组件设置在支架上，且位于预热组件的下方，用于检测齿轮经过预热处理后的温度T，以根据T的数值大小，对卡接件开闭时间进行调节；

加热环，加热环和输送柱同轴设置，且位于测温组件下方，用于对滑动至加热环内的齿轮进行加热；

淬火组件，淬火组件用于对加热完成的齿轮表面喷洒淬火液；淬火组件包括储液罐和喷液环；储液罐设置在支架上，内部填充有淬火液；喷液环呈环形管状，内壁周向均布有多个喷料孔；喷液环套设在输送柱上，且与储液罐连通，以对位于喷液环内的齿轮进行喷洒淬火液；喷液环上设有余热回收组件；余热回收组件用于将淬火产生的热气体导入至预热环内。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮表面淬火装置，其特征在于：

卡接件包括多上卡柱和多个下卡柱；多个上卡柱沿输送柱的周向均布设置；上卡柱能够沿输送柱径向方向滑动地插装在输送柱上；多个卡接件上的上卡柱能够同步收缩；多个下卡柱沿输送柱的周向均布设置；下卡柱位于上卡柱下方，齿轮设置在两者之间；下卡柱能够沿输送柱径向方向滑动地插装在输送柱上；多个卡接件上的下卡柱能够同步收缩，上卡柱和下卡柱为交替伸缩，以在下卡柱收缩时，使齿轮向下滑动至下方的卡接件的上卡柱上，进而在上卡柱收缩时，使齿轮滑动至下方的上卡柱和下卡柱之间。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮表面淬火装置，其特征在于：

加热组件包括外加热环和内加热环；内加热环和外加热环同轴设置，且与支架连接，套设在输送柱上；外加热环位于内加热环的上方；外加热环用于对齿轮的外侧加热；内加热环用于对齿轮的内侧加热。

6.根据权利要求5所述的一种齿轮表面淬火装置，其特征在于：

余热回收组件包括多个回收喇叭、多个连接管和多个支撑杆；多个支撑杆沿喷液环周向均布设置；支撑杆的下端与喷液环连接；回收喇叭呈扩口状，每个回收喇叭与一个支撑杆的上端连接，且扩口端朝向喷液环的内侧；每个连接管的一端与回收喇叭连通，另一端与预热环连通。

7.根据权利要求3所述的一种齿轮表面淬火装置，其特征在于：

支架的下端设有回收板；回收板倾斜设置，且位于淬火组件的下方，以在卡接件关闭时，使最下方的齿轮落至回收板。