CN202744592U - 一种齿圈感应淬火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及齿轮热处理技术领域，公开了一种齿圈感应淬火装置，包括工作台、淬火加热感应器、淬火加热感应器支架、淬火冷却装置；工作台包括：底座、升降调节机构、齿圈立式支座。本实用新型通过升降方式将竖立齿圈的齿送至淬火加热感应器的工作范围内，通过带时间继电器的高频感应淬火变压器对齿圈进行加热时间控制，从调整齿圈位置、加热控制到冷却，整个操作过程仅需一人完成，省事省力、易于操控，间接的保证了齿圈的加工质量。整体结构简单、制作成本低、使用效果好，适于推广应用。

Description

一种齿圈感应淬火装置

技术领域

本实用新型涉及齿轮热处理技术领域，主要适用于对齿轮进行淬火处理。

背景技术

本单位从型号产品的试制到批生产，根据齿圈工作的特性为了满足设计要求，一直沿用加工流程为：粗机加+预备热处理(调质)+精机加+齿面高频感应热处理。最终通过高频感应加热齿面淬火保证零件齿面有足够的强度、硬度(50-55HRC)和尺寸精度要求(M＝321.2950+0.262mm)。

原齿圈感应加热淬火的加工过程为：齿圈平放在活动的简易支架上，由两人配合进行推、拉齿圈，将齿与专用齿形感应器(L形)啮合，随后由一人将冷却介质水管对准已淬火齿面进行喷液冷却，防止感应加热时将已淬火的相邻齿退火另一人准备好淬火用冷却水管，待全部调整完成后进行齿圈感应加热至淬火温度，由一人及时把齿圈拉离感应器(15-20)mm，然后两人迅速将冷却介质水管对准加热齿进行冷却淬火。

在加工过程中，由两人进行配合操作完成齿圈推、拉、感应加热、淬火冷却等复杂的过程，易出现以下问题：

1.在推、拉过程中齿圈与齿形感应器发生摩擦，缠绕在感应器上的绝缘体易破损，在感应加热时经常发生击伤齿圈齿面的现象，导致齿圈不合格。

2.由于操控性难度大，从而影响齿圈的加工质量，如：齿面裂纹、硬度不足、变形大、全齿淬火均匀(硬度、层深)性、M值超差等。

3.由于劳动强度大，在批量生产过程中操作人员易出现疲劳导致安全事故、质量无法保证，且生产效率极低(约4件/日)。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种齿圈感应淬火装置，它具有使整个齿圈感应淬火的操作过程只需一个操作人员就可轻松、快捷地完成操作，并且，由于被加工齿圈在加工过程中仅需做升、降运动，且淬火加热感应器始终位于被加工齿圈的内圆范围中，并不会受到碰撞，从而使得淬火加热感应器的绝缘层不会受到破坏的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种齿圈感应淬火装置，包括：工作台、淬火加热感应器、淬火加热感应器支架、淬火冷却装置；所述工作台包括：底座、升降调节机构、齿圈立式支座；

所述底座设置于感应加热热处理设备的立式淬火机床上，位于感应加热热处理设备的电源开关上方；

所述齿圈立式支座上与被加工齿圈的外壁相接触的一侧设置有滚轮；

所述升降调节机构设置于底座与齿圈立式支座之间；

所述淬火冷却装置包括冷却管，所述冷却管与齿圈立式支座相邻；

所述淬火加热感应器，通过所述淬火加热感应器支架架设于齿圈立式支座上被加工齿圈的内圆范围中，淬火加热感应器与感应加热热处理设备的电源设备中的带时间继电器的高频感应淬火变压器连接。

对上述基础机构进行优选的技术方案为，所述齿圈立式支座包括：底板、第一支架和第二支架；所述滚轮包括：主动轮与从动轮；

所述第一支架与所述第二支架呈倒八字型结构布置于所述底板上；

所述主动轮设置于第一支架上，主动轮的工作面朝向第二支架，主动轮的轴向朝向操作者的一侧设置有摇柄；所述从动轮设置于第二支架上，从动轮的工作面朝向第一支架。

对上述优选方案进行进一步优选的技术方案为，所述第一支架上朝向所述第二支架的一侧与所述底板之间形成第一夹角，所述第二支架上朝向所述第一支架的一侧与底板之间形成第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等，其取值范围为100度至130度。

对上述方案进行再进一步优选的技术方案为，所述主动轮的外表面设置有滚花；所述从动轮包括滚筒与销轴；所述滚筒通过所述销轴设置于所述第二支架上。

对上述方案做出更进一步优选的技术方案为，所述升降调节机构包括：导向柱、导向套、压力杆、压力杆限位块；

所述导向柱设置于所述底座上；

所述导向套设置于所述齿圈立式支座的底板底面，并且与导向柱对应；

所述限位块呈U型结构，所述U型结构的两个自由端呈竖直方向固定在底座上；

所述压力杆套在限位块的U型结构中。

对上述方案做出进一步改进的技术方案为，还包括：淬火冷却介质收集盒；

所述淬火冷却介质收集盒设置于所述底座的下方，淬火冷却介质收集盒的盒底设置有回流口；

所述淬火冷却装置还包括冷却介质储蓄箱；所述冷却介质储蓄箱与所述冷却管连接，冷却介质存储箱中设置有潜水水泵；

所述淬火冷却介质收集盒的盒底回流口通过管路与所述淬火冷却装置的冷却介质储蓄箱连接。

对上述方案做出再进一步改进的技术方案为，所述淬火加热感应器呈仿形直柱状结构，淬火加热感应器的工作部位缠绕有无碱玻璃纤维带。

对上述方案做出再又进一步改进的技术方案为，还包括：调整块；所述齿圈立式支座的宽度等于被加工齿圈厚度的两倍，所述调整块的宽度等于所述被加工齿圈厚度，调整块通过可拆方式设置在所述齿圈立式支座的宽度方向上。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型将工作台设置在立式淬火机床上，并且位于感应加热热处理设备的电源开关上方；通过齿圈立式支座将被加工齿圈以竖立方式架在工作台上，对齿圈上的齿进行加工时，通过滚轮转动被加工齿圈，使需要加工的齿位于淬火加热感应器的下方；然后通过操作升降调节机构的升降控制端将齿圈立式支座升起，使被加工齿圈的齿上升靠近淬火加热感应器；踩下位于工作台下方的感应加热热处理设备的电源开关，使与电源设备连接的带时间继电器的高频感应淬火变压器得电，从而使淬火加热感应器工作，通过高频感应淬火变压器内部的时间继电器控制加热时间；然后，操作人员一手通过操作升降调节机构的升降控制端将齿圈立式支座下降至底座上，另一手立即将冷却管移至加热此进行淬火冷却，待单齿淬火冷却结束后再对另一齿进行加热操作，整个操作过程只需一个操作人员就可轻松、快捷地完成。较现有技术相比，具有节省人力、降低操作难度、劳动强度、提高工作效率的特点。

2.由于本实用新型对齿圈进行加工时，被加工齿圈在加工过程中仅需做升、降运动，且淬火加热感应器始终位于被加工齿圈的内圆范围中，并不会受到碰撞，从而使得淬火加热感应器的绝缘层不会受到破坏，从而解决了采用现有技术对齿圈进行加工，必须对齿圈进行推、拉操作，极易使齿圈与齿形感应器发生摩擦，破坏缠绕在感应器上的绝缘体的问题。

3.当齿圈立式支座上的滚轮包括主动轮与从动轮时，操作人员只需通过操作摇柄即可使主动轮旋转，从而带动齿圈转动，这样的设置方式，能够进一步降低本实用新型的操控性，使操作人员在调整齿圈上代加工齿的位置时更加省力。

4.将本实用新型用于感应加热淬火齿圈，淬火质量能够得到有效控制；在操作过程中利用带时间继电器的高频感应淬火变压器对齿圈进行加热时间控制，能实现人机合一的操作模式，并且，通过本实用新型中的工作台，实现整个操作过程只需一名操作人员即可，省时省力简便易行。利用本实用新型生产加工公司型号产品以来，其加工工艺稳定可靠，操作装夹方便，由原来的两人配合操作，每日生产加工4件，现只需一人独立操作完成加工，每日生产加工16件，劳动强度大大降低，质量过程控制稳定，零件加工合格率达100％。

5.通过导向柱、导向套、压力杆、压力杆限位块构建本实用新型的升降调节机构，利用杠杆原理和物体在无作用力下自由坠落的方法，使得升降调节快捷便利。

6.将齿圈立式支座的宽度设置成被加工齿圈厚度的两倍，调整块的宽度等于被加工齿圈厚度，使得本装置可以对两件被加工齿圈同时竖立加工，当只需加工一件齿圈时，通过在齿圈立式支座的宽度方向上安装调整块即可。

本实用新型通过升降方式将竖立齿圈的齿送至淬火加热感应器的工作范围内，通过带时间继电器的高频感应淬火变压器对齿圈进行加热时间控制，从调整齿圈位置、加热控制到冷却，整个操作过程仅需一人完成，省事省力、易于操控，间接的保证了齿圈的加工质量。整体结构简单、制作成本低、使用效果好，适于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中底座及其与之连接的组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中齿圈立式支座及其与之连接的组件的结构示意图。

其中，1-冷却装置的阀门，2-冷却装置的软管，3-从动轮，4-第二调整块，5-齿圈立式支座的第二支架，6-导向柱，7-导向套，8-主动轮，9-齿圈立式支座的第一支架，10-第一调整块，11-齿圈立式支座的底板，12-摇柄，13-螺母，14-压力杆，15-压力杆限位块，16-螺栓，17-底座，18-底座下部设置的与立式淬火机床上旋转轴相连接的接口。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的齿圈感应淬火装置的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

如图所示，本实用新型所提供的齿圈感应淬火装置包括：包括：工作台、淬火加热感应器、淬火加热感应器支架、淬火冷却装置。

其中，工作台包括：底座17、升降调节机构和齿圈立式支座。底座17设置于感应加热热处理设备的立式淬火机床上，位于感应加热热处理设备的电源开关上方，目的是使操作人员能够通过脚踩控制热处理设备的开关。齿圈立式支座用于使被加工齿圈保持竖立状态，其上与被加工齿圈的外壁相接触的一侧设置有滚轮，使得操作人员可以通过滚轮旋转齿圈，使得被加工的齿位于待处理的工作位上。升降调节机构设置于底座17与齿圈立式支座之间，用于调整齿圈立式支座的高度。

淬火加热感应器通过淬火加热感应器支架架设在齿圈立式支座上被加工齿圈的内圆范围中，淬火加热感应器与感应加热热处理设备的电源设备中的带时间继电器的高频感应淬火变压器连接。这样能够通过滚轮将需要加工的齿转到淬火加热感应器的下方，然后通过升降调节机构调整调解齿圈立式支座的高度，使需要加工的齿上升至淬火加热感应器附近进行加热操作，加热的时间由高频感应淬火变压器中的时间继电器控制。

采用淬火冷却装置的目的是防止相邻的已淬火齿被感应加热退火，在加热过程中采用喷射冷却介质保护相邻已淬火的齿，从而达到不被感应加热退火的效果。将淬火冷却装置设置在齿圈立式支座旁，淬火冷却装置包括：阀门1、软管2、水泵和介质储蓄箱。淬火冷却装置的冷却管与齿圈立式支座相邻，使得操作人员能够在对齿完成加热操作后，一手控制齿圈立式支座下降，一手准备好冷却软管2对加热后的齿进行冷却淬火。

对于淬火加热感应器的结构，优选的，采用仿形直柱状结构，在淬火加热感应器的工作部位缠绕无碱玻璃纤维带，防止淬火加热感应器在加热过程中电击伤零件。其直形结构便于操作者观察齿圈与淬火加热感应器的对位状况，便于在加热时可直观目测齿圈的齿形的加热温度。

如图2所示，本实用新型实施例中的底座17的底面上设置有与立式淬火机床上旋转轴相连接的接口18，它的作用是将本装置固定在立式淬火机床上；淬火冷却装置的阀门1与软管2(进水软管、出水软管)布置在齿圈立式支座的左侧。

本实施例中所采用的齿圈立式支座的结构如图3所示，包括：底板11、第一支架9和第二支架5。第一支架9与第二支架5呈倒八字型结构布置在底板11上。本实施例中采用的滚轮包括主动轮8和从动轮3。主动轮8设置在第一支架9上，主动轮8的工作面朝向第二支架，在主动轮的轴向朝向操作者的一侧设置有摇柄12，为了增加主动轮8表面的摩擦系数，将其表面滚花。从动轮3设置在第二支架5上，从动轮3的工作面朝向第一支架9。本实施例中，将销轴和滚筒装在第二支架5上，构成从动轮3，在调整齿圈过程中，滚筒在外力作用下以销轴旋转可减少摩擦力，在操作时较为轻便。将齿圈放置在第一支架9与第二支架5之间，通过摇柄12左右旋转由主动轮8带动齿圈跟着旋转，起到齿圈调整对位作用。

对于第一支架9与第二支架5的设置角度，优选的：第一支架9上朝向9第二支架5的一侧与底板11之间形成第一夹角，第二支架5上朝向第一支架9的一侧与底板11之间形成第二夹角，第一夹角与第二夹角相等，其取值范围为100度至130度，如120度、115度、110度、100度均可，便于齿圈的装夹和竖立定位，同时在操作、调整过程的中较为稳定。本实施例中给出的是110度的结构示意图。

结合图1至图3可知，本实施例中所采用的升降调节机构包括：导向柱6、导向套7、压力杆14和限位块15。其中，导向柱6固定在底座17上；导向套7设置在齿圈立式支座的底板11的底面，并且与导向柱6对应。本实施例中采用了四根导向柱，各个导向柱垂直安装在底座17的上表面上，分布在底座17的四角对称处，在齿圈立式支座的底板11上与底座17上四个导向柱6的对应位置处钻四个定位孔，四个导向套7从底板11的下表面分别与四个定位孔焊接。其导向套7与底座17上的导向柱6配合，起导向作用，使齿圈立式支座上下移动。限位块15呈U型结构，U型结构的两个自由端呈竖直方向固定在底座17上，压力杆14套在限位块15的U型结构中，调节齿圈立式支座的升起和下降。为使得压力杆14不会从限位块15中脱出，本实施例中，在限位块15的两个侧壁上开设了横向的通孔，在压力杆14上也开设了横向的通孔，通过螺栓16由限位块的一侧穿过其侧壁上的通孔、压力杆14上的通孔、另一侧壁上的通孔后，与螺母13锁紧连接。齿圈立式支座的底板11上，与底座17上限位块15对应的位置处设置有开口，用以给压力杆14和限位块15留出工作空间。通过向下施压，压力杆14的操作端经底座17作为支点支撑至使压力杆的施力端抬起，此时推动齿圈立式支座沿导向柱6向上移动，松开压力杆时，齿圈立式支座加上齿圈的重量将自行回落。

为了使保护工作环境，节约淬火冷却介质，本装置还可以在底座17的下方增设淬火冷却介质收集盒。淬火冷却介质收集盒的盒底开回流口，该回流口通过管路与淬火冷却装置的冷却介质储蓄箱连接将淬火介质收集并回流到冷却介质储蓄箱内，冷却介质储蓄箱装有潜水水泵，通过水泵的开关实现控制淬火冷却，使淬火冷却介质形成了内循环，大大提高利用率，并降低了成本。

为了进一步提高本装置的工作效率，可以将齿圈立式支座的宽度设置成等于被加工齿圈厚度的两倍，增加宽度等于被加工齿圈厚度的调整块，调整块通过可拆方式设置在齿圈立式支座的宽度方向上。如图1、图3所示，在第一支架9上安装第一调整块10，第二支架5上安装第二调整块4。

加工前，可先通过下述方式对本装置进行调试：操作人员用一只手下压压力杆14使齿圈立式支座升起与淬火加热感应器对位，同时用另一只手调节摇柄12，使齿圈上的待处理齿位于淬火加热感应器下方，将齿面与淬火加热感应器的间距控制在1.5mm～2mm之间，待单齿两侧与淬火加热感应器之间的间距调整完成后即可松开压力杆，确认本装置运行正常。

使用本实施例提供的齿圈感应淬火装置时，操作人员通过摇柄12将待加工的齿转至淬火加热感应器的下方；左手下压压力杆14使代加工的齿与淬火加热感应器接触，右手准备好淬火冷却介质水管；通过脚踏开关开启加热设备对齿圈单齿进行加热，利用高频感应淬火变压器上的时间继电器控制加热时间从而控制淬火温度；当达到淬火温度(时间)后时间继电器断开加热，左手即松开压力杆，齿圈立式支座与齿圈立即下坠，随后立即用右手将准备好的冷却水管移至加热齿进行淬火冷却，待单齿淬火冷却结束后再进行另一齿加热操作。当对最后一个齿进行淬火操作时，在加热前，先用右手的淬火冷却水管对其相邻的齿进行冷却保护，然后再按照前述步骤完成该齿的加工，即可完成整个齿圈的齿部感应加热淬火。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种齿圈感应淬火装置，其特征在于，包括：工作台、淬火加热感应器、淬火加热感应器支架、淬火冷却装置；所述工作台包括：底座、升降调节机构、齿圈立式支座；

所述底座设置于感应加热热处理设备的立式淬火机床上，位于感应加热热处理设备的电源开关上方；

所述齿圈立式支座上与被加工齿圈的外壁相接触的一侧设置有滚轮；

所述升降调节机构设置于底座与齿圈立式支座之间；

所述淬火冷却装置包括冷却管，所述冷却管与齿圈立式支座相邻；

所述淬火加热感应器，通过所述淬火加热感应器支架架设于齿圈立式支座上被加工齿圈的内圆范围中，淬火加热感应器与感应加热热处理设备的电源设备中的带时间继电器的高频感应淬火变压器连接。

2.如权利要求1所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述齿圈立式支座包括：底板、第一支架和第二支架；所述滚轮包括：主动轮与从动轮；

所述第一支架与所述第二支架呈倒八字型结构布置于所述底板上；

所述主动轮设置于第一支架上，主动轮的工作面朝向第二支架，主动轮的轴向朝向操作者的一侧设置有摇柄；所述从动轮设置于第二支架上，从动轮的工作面朝向第一支架。

3.如权利要求2所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述第一支架上朝向所述第二支架的一侧与所述底板之间形成第一夹角，所述第二支架上朝向所述第一支架的一侧与底板之间形成第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等，其取值范围为100度至130度。

4.如权利要求3所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述主动轮的外表面设置有滚花；所述从动轮包括滚筒与销轴；所述滚筒通过所述销轴设置于所述第二支架上。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述升降调节机构包括：导向柱、导向套、压力杆、限位块；

所述导向柱设置于所述底座上；

所述导向套设置于所述齿圈立式支座的底板底面，并且与导向柱对应；

所述限位块呈U型结构，所述U型结构的两个自由端呈竖直方向固定在底座上； 

所述压力杆套在限位块的U型结构中。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，还包括：淬火冷却介质收集盒；

所述淬火冷却介质收集盒设置于所述底座的下方，淬火冷却介质收集盒的盒底设置有回流口；

所述淬火冷却装置还包括冷却介质储蓄箱；所述冷却介质储蓄箱与所述冷却管连接，冷却介质存储箱中设置有潜水水泵；

所述淬火冷却介质收集盒的盒底回流口通过管路与所述淬火冷却装置的冷却介质储蓄箱连接。

7.如权利要求5所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，还包括：淬火冷却介质收集盒；所述淬火冷却介质收集盒设置于所述底座的下方，淬火冷却介质收集盒的盒底设置有回流口，所述回流口通过管路与所述淬火冷却装置的冷却介质储蓄箱连接，所述冷却介质储蓄箱中设置有潜水水泵。

8.如权利要求6所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述淬火加热感应器呈仿形直柱状结构，淬火加热感应器的工作部位缠绕有无碱玻璃纤维带。

9.如权利要求7所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，所述淬火加热感应器呈仿形直柱状结构，淬火加热感应器的工作部位缠绕有无碱玻璃纤维带。

10.如权利要求9所述的齿圈感应淬火装置，其特征在于，还包括：调整块；所述齿圈立式支座的宽度等于被加工齿圈厚度的两倍，所述调整块的宽度等于所述被加工齿圈厚度，调整块通过可拆方式设置在所述齿圈立式支座的宽度方向上。 

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