JP2008274363A - Method and apparatus for hardening peripheral surface of material to be hardened - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被焼入物の周面焼入方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a peripheral quenching method and apparatus for an object to be quenched.
従来、例えば、図5(a)に示される如く、大型のカム等の被焼入物1の外周面2の焼入をする場合、該被焼入物1の対象となる外周面2の周方向一部分に対して所要間隔を保持するよう、加熱源として誘導加熱コイル3を配置し、該誘導加熱コイル3に高周波電源(図示せず)から高周波電流を供給しつつ、該誘導加熱コイル3又は被焼入物1のいずれか一方を固定し、他方を回動させて、順次連続的に被焼入物1の外周面2を誘導加熱することにより、焼入するという方法(いわゆる平面移動焼入)が行われていた。尚、前記加熱後の被焼入物1は、必要に応じて、図示していない冷却水装置から供給される冷却水等が噴射ノズルから吹き付けられて冷却されることにより、焼入処理が行われるようになっている。
Conventionally, for example, as shown in FIG. 5 (a), when the outer
因みに、中小型のカム等の被焼入物1に対しては、図5(b)に示される如く、被焼入物1の外周面2に倣うようリング状に形成された加熱源としての誘導加熱コイル3を配置し、該誘導加熱コイル3及び被焼入物1をいずれも固定した状態で、前記誘導加熱コイル3に高周波電源(図示せず)から高周波電流を供給し、被焼入物1の外周面2を一度に誘導加熱することにより、焼入するという方法(いわゆる定置一発焼入)が行われたり、或いは、図5(c)に示される如く、被焼入物1の外周面2に倣うようリング状に形成された加熱源としての誘導加熱コイル3を配置し、該誘導加熱コイル3に高周波電源(図示せず)から高周波電流を供給しつつ、該誘導加熱コイル3又は被焼入物1のいずれか一方を固定し、他方を昇降させて、上下方向へ順次連続的に被焼入物1の外周面2を誘導加熱することにより、焼入するという方法(いわゆる縦移動焼入)が行われることもある。
Incidentally, as shown in FIG. 5 (b), the
尚、前記平面移動焼入に関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
しかしながら、前述のような被焼入物1の周方向への平面移動焼入方法では、誘導加熱コイル3による加熱開始後、一回転して焼入対象となる外周面2の焼入が終わると、誘導加熱コイル3は加熱開始点に循環復帰する構成となっているので、該加熱開始点まで高周波電流が供給されたまま誘導加熱コイル3が循環復帰すると、加熱開始点付近の既に焼入され硬化層が形成されている部分が、循環復帰してきた前記誘導加熱コイル3の熱によって「焼戻し」される形となり、軟化され強度上の弱点となったり、或いは焼割れが生じる虞があった。
However, in the planar moving quenching method in the circumferential direction of the
このような不具合が生じることを防ぐためには、加熱開始点と加熱終了点との間を広く取ることが考えられるが、この場合、加熱開始点と加熱終了点との間が焼入されないため、硬化層の形成されない、いわゆるソフトゾーン(未硬化層)が幅広くでき、やはりその部分が強度上の弱点となることは避けられなかった。因みに、中小型のカム等の被焼入物1であれば、前述の定置一発焼入(図5(b)参照)、或いは縦移動焼入(図5(c)参照)によりソフトゾーンをなくすことは可能であるが、特に大型の被焼入物1には、加熱源として専用の大型コイルの製作や大容量の高周波電源等が必要となり、採算が取れず適用が困難であった。
In order to prevent such a problem from occurring, it is conceivable to take a wide space between the heating start point and the heating end point, but in this case, the heating start point and the heating end point are not quenched, It was inevitable that a so-called soft zone (uncured layer) in which a hardened layer was not formed could be widened, and that part would also be a weak point in strength. Incidentally, in the case of the object to be hardened 1 such as a small and medium-sized cam, the soft zone is set by the above-mentioned fixed one-time quenching (see FIG. 5B) or the vertical movement quenching (see FIG. 5C). Although it is possible to eliminate, especially for the large-sized to-be-quenched
尚、図6に示される如く、前記被焼入物1の外周面2にソフトゾーンをあえて斜めに形成することにより、該ソフトゾーンの部分にカムフォロワ等の転動部材4が接触した際に、必ず硬化層にも接触するようにして、ソフトゾーンにおける負担を減らし摩擦等を軽減する対策も講じられているが、根本的な解決策とはなり得なかった。
In addition, as shown in FIG. 6, by forming a soft zone on the outer
本発明は、斯かる実情に鑑み、大型の被焼入物毎に専用の加熱冷却源を製作したりすることなく、被焼入物の既に焼入硬化層が形成されている部分の焼戻しによる未硬化層或いは焼割れの発生を防止し得、強度向上を図り得る被焼入物の周面焼入方法及び装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention is based on tempering of a portion where a hardened and hardened layer of the object to be hardened is already formed without producing a dedicated heating and cooling source for each large object to be hardened. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for quenching the peripheral surface of an object to be hardened which can prevent the occurrence of an uncured layer or a crack and can improve the strength.
本発明は、被焼入物の周面における周方向所要箇所を開始点として設定し、
該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所を終了点として設定し、
焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源の一方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って移動させると同時に、前記加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法にかかるものである。
The present invention sets a circumferential required place on the peripheral surface of the object to be hardened as a starting point,
Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened away from the start point as the end point,
While moving one of a pair of separable heating / cooling sources for quenching from the start point to the end point along one path following the peripheral surface of the workpiece, the other of the heating / cooling sources is moved. By moving along the other path following the peripheral surface of the object to be hardened from the start point to the end point, the heating and cooling source is integrated at the end point, thereby quenching the peripheral surface of the material to be hardened. The present invention relates to a circumferential quenching method for a workpiece to be hardened.
又、本発明は、被焼入物の周面における周方向所要箇所を開始点として設定し、
該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所を終了点として設定し、
焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源の一方を前記開始点と対向する位置に固定した状態で、被焼入物をその周面移動速度がVとなるように回転させることにより、前記加熱冷却源の一方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って相対的に移動させると同時に、前記加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って前記被焼入物の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法にかかるものである。
In addition, the present invention sets the circumferential required place on the peripheral surface of the object to be hardened as a starting point,
Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened away from the start point as the end point,
In a state where one of a pair of separable heating / cooling sources for quenching is fixed at a position facing the starting point, the workpiece is rotated so that its peripheral surface moving speed becomes V, While moving one of the heating / cooling sources from the start point to the end point relatively along one path following the peripheral surface of the workpiece, the other of the heating / cooling source is moved from the start point to the end point. Move along the other path following the peripheral surface of the object to be hardened at a moving speed of 2 V that is twice the peripheral surface moving speed of the object to be hardened, and integrate the heating and cooling source at the end point. Thus, the peripheral surface quenching method of the object to be hardened is characterized by quenching the peripheral surface of the object to be hardened.
更に又、本発明は、被焼入物の周面をその周方向へ複数分割し、
該分割周面の両端を開始点として設定し、
該各開始点から離反した被焼入物の分割周面における周方向中間部所要箇所を終了点として設定し、
前記各分割周面毎に、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源を前記分割周面両端の開始点より対応する終了点へ向け該分割周面に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法にかかるものである。
Furthermore, the present invention divides the circumferential surface of the object to be hardened into a plurality of circumferential directions,
Set both ends of the divided peripheral surface as starting points,
Set a required portion in the circumferential intermediate portion on the divided peripheral surface of the material to be hardened away from each start point as an end point,
For each of the divided peripheral surfaces, move a pair of separable heating / cooling sources for quenching from a start point at both ends of the divided peripheral surface to a corresponding end point along a path following the divided peripheral surface, The present invention relates to a method for quenching the peripheral surface of an object to be hardened, wherein the peripheral surface of the object to be quenched is hardened by integrating the heating and cooling source at the end point.
一方、本発明は、被焼入物の周面焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源と、
該一対の加熱冷却源の一方を、被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された開始点より、該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って移動させると同時に、焼入用の一対の加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置にかかるものである。
On the other hand, the present invention comprises a pair of separable heating and cooling sources for peripheral quenching of the object to be quenched,
One of the pair of heating / cooling sources is set to a required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the object to be hardened away from the start point set at a required position in the peripheral direction on the peripheral surface of the object to be hardened. The workpiece is moved along one path following the peripheral surface of the object to be hardened toward the finished point, and at the same time, the other of the pair of heating and cooling sources for hardening is hardened from the start point to the end point. And a moving means for integrating the heating and cooling source at the end point. is there.
又、本発明は、被焼入物の周面焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源と、
該一対の加熱冷却源の一方を被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された開始点と対向する位置に固定した状態で、被焼入物をその周面移動速度がVとなるように回転させ、前記一対の加熱冷却源の一方を、前記開始点より、該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って相対的に移動させると同時に、焼入用の一対の加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って前記被焼入物の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置にかかるものである。
The present invention also includes a pair of separable heating / cooling sources for quenching the peripheral surface of the workpiece,
In a state where one of the pair of heating and cooling sources is fixed at a position facing a starting point set in a circumferential direction required place on the peripheral surface of the object to be quenched, the peripheral surface moving speed is V and The one of the pair of heating and cooling sources is quenched from the start point toward the end point set in the circumferential direction on the peripheral surface of the object to be hardened away from the start point. While moving relatively along one path that follows the peripheral surface of the object, the other of the pair of heating and cooling sources for quenching that follows the peripheral surface of the object to be hardened from the start point to the end point And a moving means for moving the heating / cooling source integrally at the end point. It is applied to the peripheral surface quenching apparatus.
更に又、本発明は、被焼入物の周面をその周方向へ複数分割した分割周面毎に配設される焼入用の各々分割可能な複数対の加熱冷却源と、
該複数対の加熱冷却源をそれぞれ、前記分割周面毎に、該分割周面の両端に設定された開始点より、該開始点から離反した分割周面における周方向中間部所要箇所に設定された終了点へ向け該分割周面に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置にかかるものである。
Furthermore, the present invention provides a plurality of pairs of heating / cooling sources each of which can be divided for quenching and arranged for each divided peripheral surface obtained by dividing the peripheral surface of the object to be hardened into a plurality of circumferential directions thereof,
Each of the plurality of pairs of heating / cooling sources is set for each of the divided peripheral surfaces at a required position in the middle in the circumferential direction on the divided peripheral surface separated from the start point from the start points set at both ends of the divided peripheral surface. And a moving means for moving the heating / cooling source together at the end point to move to a finish point along the path following the divided peripheral surface. It depends on.
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。 According to the above means, the following operation can be obtained.
前述の如く構成すると、従来のような被焼入物の周方向への平面移動焼入方法とは異なり、開始点付近の既に焼入され硬化層が形成されている部分が「焼戻し」されることがなくなり、軟化による強度低下や焼割れが生じる心配がなくなり、しかも、大型の被焼入物であっても、加熱源として専用の大型コイルを製作したり大容量の高周波電源等を設ける必要がないため、採算が取れなくなる心配もない。 When configured as described above, unlike the conventional plane transfer quenching method in the circumferential direction of the object to be hardened, the portion where the hardened layer is already hardened near the start point is “tempered”. No need to worry about strength reduction due to softening or quench cracking, and even for large objects to be hardened, it is necessary to produce a dedicated large coil as a heating source or provide a large-capacity high-frequency power supply. Because there is no, there is no worry that it will not be profitable.
本発明の被焼入物の周面焼入方法及び装置によれば、大型の被焼入物毎に専用の加熱冷却源を製作したりすることなく、被焼入物の既に焼入硬化層が形成されている部分の焼戻しによる未硬化層或いは焼割れの発生を防止し得、強度向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。 According to the method and apparatus for circumferential quenching of the object to be hardened according to the present invention, an already quenched and hardened layer of the object to be hardened without producing a dedicated heating / cooling source for each large object to be hardened. It is possible to prevent the occurrence of an uncured layer or burning cracks due to tempering of the portion where the is formed, and to achieve an excellent effect that the strength can be improved.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は本発明を実施する形態の第一例であって、大型のカム等の被焼入物1の外周面2における周方向所要箇所を開始点Sとして設定し、
該開始点Sから離反した被焼入物1の外周面2における周方向所要箇所(図1の例では、前記カム等の被焼入物1の軸心Oを中心として前記開始点Sから180°位相のずれた点)を終了点Eとして設定し、
焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A,3Bの一方(加熱冷却源3A)を前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の外周面2に倣う一方の経路(図1の例では、前記軸心Oを中心として時計回りとなる経路)に沿って移動させると同時に、前記加熱冷却源3A,3Bの他方(加熱冷却源3B)を前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の外周面2に倣う他方の経路(図1の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って移動させ、前記加熱冷却源3A,3Bを終了点Eで一体とすることにより、被焼入物1の外周面2の焼入を行うよう構成したものである。
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention, in which a circumferential required place on the outer
A required portion in the circumferential direction on the outer
One path following the outer
本図示例の場合、前記加熱冷却源3A,3Bは、図2に示す如く、高周波電源5に接続され且つ該高周波電源5から高周波電流が供給される誘導加熱コイル6と、冷却水装置7に接続され且つ該冷却水装置7から供給される冷却水等を被焼入物1の外周面2に噴射可能な噴射ノズル8とを備え、移動手段9の作動により被焼入物1の外周面2に倣う経路に沿って移動できるようにしてある。
In the case of the illustrated example, the heating and
又、前記加熱冷却源3A,3Bを被焼入物1の外周面2に倣う経路に沿って移動させる移動手段9は、図2に示す如く、多軸ロボット制御装置10に接続され且つ図示していないテーブル或いはレールに沿って移動可能に配設されたベースユニット11と、該ベースユニット11に枢着されたロボットアーム12とを備え、該ロボットアーム12の先端に、前記加熱冷却源3A,3Bを取り付けるようにしてある。尚、図2中、13は被焼入物1を載置するテーブルである。
The moving means 9 for moving the heating /
次に、上記図示例の作用を説明する。 Next, the operation of the illustrated example will be described.
前述の如く構成すると、先ず、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A,3Bが、図1の実線で示す如く、被焼入物1の外周面2における開始点Sで一体化された状態から、誘導加熱コイル6に高周波電源5から高周波電流が供給され、被焼入物1の外周面2が加熱され、必要に応じて冷却水装置7から供給される冷却水等が噴射ノズル8から被焼入物1の外周面2に噴射され、開始点Sにおける焼入が行われる。
If comprised as mentioned above, first, a pair of separable heating /
続いて、移動手段9のロボットアーム12先端に取り付けられた加熱冷却源3A,3Bの一方(加熱冷却源3A)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の外周面2に倣う一方の経路(図1の例では、前記軸心Oを中心として時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点Sから終了点Eへ向かう一方の経路における被焼入物1の外周面2の焼入が行われ、同時に、前記加熱冷却源3A,3Bの他方(加熱冷却源3B)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の外周面2に倣う他方の経路(図1の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点Sから終了点Eへ向かう他方の経路における被焼入物1の外周面2の焼入が行われる。
Subsequently, one of the heating /
そして、最終的に、前記加熱冷却源3A,3Bは終了点Eで一体となった状態で、前述と同様の加熱冷却により、終了点Eにおける焼入が行われ、被焼入物1の外周面2全体の焼入が完了する。
Finally, the heating and
この結果、従来のような被焼入物1の周方向への平面移動焼入方法(図5(a)参照)とは異なり、開始点S付近の既に焼入され硬化層が形成されている部分が「焼戻し」されることがなくなり、軟化による強度低下や焼割れが生じる心配がなくなる。
As a result, unlike the conventional plane transfer quenching method (refer to FIG. 5A) in the circumferential direction of the
しかも、大型の被焼入物1であっても、加熱源として専用の大型コイルを製作したり大容量の高周波電源等を設ける必要がないため、採算が取れなくなる心配もない。
In addition, even for a
こうして、大型の被焼入物1毎に専用の加熱冷却源3A,3Bを製作したりすることなく、被焼入物1の既に焼入硬化層が形成されている部分の焼戻しによる未硬化層或いは焼割れの発生を防止し得、強度向上を図り得る。
Thus, an uncured layer formed by tempering a portion of the material to be hardened 1 which has already been hardened and hardened without producing dedicated heating and
図3は本発明を実施する形態の第二例であって、図中、図1及び図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図1及び図2に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図3に示す如く、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A,3Bの一方(加熱冷却源3A)を前記開始点Sと対向する位置に固定した状態で、被焼入物1をその周面移動速度がVとなるように回転(図3の例では、反時計回りとなる方向へ回転)させることにより、前記加熱冷却源3A,3Bの一方(加熱冷却源3A)を前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の周面に倣う一方の経路(図3の例では、前記軸心Oを中心として相対的に時計回りとなる経路)に沿って相対的に移動させると同時に、前記加熱冷却源3A,3Bの他方(加熱冷却源3B)を前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の周面に倣う他方の経路(図3の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って前記被焼入物1の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動させ、前記加熱冷却源3A,3Bを終了点Eで一体とすることにより、被焼入物1の周面の焼入を行うよう構成した点にある。
FIG. 3 is a second example of an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same components, and the basic configuration is shown in FIGS. 2 is the same as that shown in FIG. 2, but the feature of this example is that one of a pair of heating and
本図示例の場合、図2に示す被焼入物1が載置されるテーブル13を回転駆動可能なものとすれば良い。 In the case of this illustrated example, the table 13 on which the object to be hardened 1 shown in FIG.
前述の如く構成すると、先ず、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A,3Bが、図3の実線で示す如く、被焼入物1の外周面2における開始点Sで一体化された状態から、図2に示す誘導加熱コイル6に高周波電源5から高周波電流が供給され、被焼入物1の外周面2が加熱され、必要に応じて冷却水装置7から供給される冷却水等が噴射ノズル8から被焼入物1の外周面2に噴射され、開始点Sにおける焼入が行われる。
If comprised as mentioned above, first, a pair of separable heating /
続いて、移動手段9のロボットアーム12先端に取り付けられた加熱冷却源3A,3Bの一方(加熱冷却源3A)は、前記開始点Sと対向する位置に固定された状態で、テーブル13の回転駆動によって被焼入物1がその周面移動速度がVとなるように回転(図3の例では、反時計回りとなる方向へ回転)することにより、前記加熱冷却源3Aが前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の周面に倣う一方の経路(図3の例では、前記軸心Oを中心として相対的に時計回りとなる経路)に沿って相対的に移動する形となり、前述と同様の加熱冷却により前記開始点Sから終了点Eへ向かう一方の経路における被焼入物1の外周面2の焼入が相対的に行われ、同時に、前記加熱冷却源3A,3Bの他方(加熱冷却源3B)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点Sより終了点Eへ向け被焼入物1の外周面2に倣う他方の経路(図1の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って前記被焼入物1の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点Sから終了点Eへ向かう他方の経路における被焼入物1の外周面2の焼入が行われる。尚、前記加熱冷却源3Aは、被焼入物1の当初の開始点Sと対向する位置に固定されるため、ベースユニット11の移動は行われないが、カム等のように軸心Oからの径が周方向位置によって異なる被焼入物1の場合には、該被焼入物1の回転に伴う径の変化に追従して、ロボットアーム12の屈曲動作により、前記加熱冷却源3Aは被焼入物1の径方向へ動き、該加熱冷却源3Aと被焼入物1の周面との間隔が一定に保持される。
Subsequently, one of the heating /
そして、最終的に、前記被焼入物1の終了点Eが前記加熱冷却源3Aの位置に到達すると、前記加熱冷却源3A,3Bは終了点Eで一体となり、この状態で、前述と同様の加熱冷却により、終了点Eにおける焼入が行われ、被焼入物1の外周面2全体の焼入が完了する。
Finally, when the end point E of the object to be hardened 1 reaches the position of the heating /
この結果、図3に示す例の場合、図1に示す例の場合と同様、従来のような被焼入物1の周方向への平面移動焼入方法(図5(a)参照)とは異なり、開始点S付近の既に焼入され硬化層が形成されている部分が「焼戻し」されることがなくなり、軟化による強度低下や焼割れが生じる心配がなくなり、しかも、大型の被焼入物1であっても、加熱源として専用の大型コイルを製作したり大容量の高周波電源等を設ける必要がないため、採算が取れなくなる心配もない。 As a result, in the case of the example shown in FIG. 3, as in the case of the example shown in FIG. 1, the conventional planar moving quenching method (see FIG. 5A) in the circumferential direction of the object to be quenched 1. In contrast, the portion that has already been hardened and formed with a hardened layer in the vicinity of the start point S is no longer tempered, and there is no concern about strength reduction or cracking due to softening. Even if it is 1, there is no need to produce a large dedicated coil as a heating source or to provide a large-capacity high-frequency power source or the like, so there is no concern that it will not be profitable.
こうして、図3に示す例の場合、図1に示す例の場合と同様、大型の被焼入物1毎に専用の加熱冷却源3A,3Bを製作したりすることなく、被焼入物1の既に焼入硬化層が形成されている部分の焼戻しによる未硬化層或いは焼割れの発生を防止し得、強度向上を図り得る。
Thus, in the case of the example shown in FIG. 3, as in the case of the example shown in FIG. 1, the to-
図4は本発明を実施する形態の第三例であって、図中、図1及び図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図1及び図2に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図4に示す如く、被焼入物1の外周面2をその周方向へ複数分割(図4の例では二分割)し、
該分割外周面2A1,2A2の両端を開始点S1,S2(図4の例では、前記カム等の被焼入物1の軸心Oを中心として互いに180°位相のずれた点)として設定し、
該各開始点S1,S2から離反した被焼入物1の分割外周面2A1,2A2における周方向中間部所要箇所を終了点E1,E2(図4の例では、前記軸心Oを中心として前記開始点S1,S2から90°位相のずれた点)として設定し、
前記分割外周面2A1側では、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A1,3B1を前記分割外周面2A1両端の開始点S1,S2より対応する終了点E1へ向け該分割外周面2A1に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源3A1,3B1を終了点E1で一体とすると同時に、
前記分割外周面2A2側では、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源3A2,3B2を前記分割外周面2A2両端の開始点S1,S2より対応する終了点E2へ向け該分割外周面2A2に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源3A2,3B2を終了点E2で一体とすることにより、被焼入物1の外周面2の焼入を行うよう構成した点にある。
FIG. 4 shows a third example of the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same components, and the basic configuration is shown in FIGS. 2 is the same as that shown in FIG. 2, but the feature of this example is that, as shown in FIG. 4, the outer
Both ends of the divided outer peripheral surfaces 2A1 and 2A2 are set as start points S1 and S2 (in the example of FIG. 4, points that are 180 ° out of phase with respect to the axis O of the
Necessary locations in the circumferential direction in the divided outer peripheral surfaces 2A1 and 2A2 of the
On the divided outer peripheral surface 2A1 side, a pair of separable heating / cooling sources 3A1 and 3B1 for quenching are formed on the divided outer peripheral surface 2A1 from the start points S1 and S2 at both ends of the divided outer peripheral surface 2A1 toward the corresponding end points E1. At the same time, the heating / cooling sources 3A1, 3B1 are integrated at the end point E1.
On the divided outer peripheral surface 2A2 side, a pair of heat-cooling sources 3A2 and 3B2 that can be divided for quenching are moved from the start points S1 and S2 at both ends of the divided outer peripheral surface 2A2 toward the corresponding end points E2 to the divided outer peripheral surface 2A2. By moving along the path to be copied and integrating the heating and cooling sources 3A2 and 3B2 at the end point E2, the outer
前記加熱冷却源3A1,3B1及び加熱冷却源3A2,3B2は、前記加熱冷却源3A,3Bと同様、図2に示す如く、高周波電源5に接続され且つ該高周波電源5から高周波電流が供給される誘導加熱コイル6と、冷却水装置7に接続され且つ該冷却水装置7から供給される冷却水等を被焼入物1の外周面2に噴射可能な噴射ノズル8とを備え、移動手段9のロボットアーム12の先端に取り付けるようにすれば良い。
The heating / cooling sources 3A1, 3B1 and the heating / cooling sources 3A2, 3B2 are connected to a high-
前述の如く構成すると、先ず、加熱冷却源3A1,3A2が、図4の実線で示す如く、被焼入物1の分割外周面2A1,2A2における開始点S1で一体化された状態から、図2に示す誘導加熱コイル6に高周波電源5から高周波電流が供給され、被焼入物1の分割外周面2A1,2A2が加熱され、必要に応じて冷却水装置7から供給される冷却水等が噴射ノズル8から被焼入物1の分割外周面2A1,2A2に噴射され、開始点S1における焼入が行われると共に、加熱冷却源3B1,3B2が、図4の実線で示す如く、被焼入物1の分割外周面2A1,2A2における開始点S2で一体化された状態から、図2に示す誘導加熱コイル6に高周波電源5から高周波電流が供給され、被焼入物1の分割外周面2A1,2A2が加熱され、必要に応じて冷却水装置7から供給される冷却水等が噴射ノズル8から被焼入物1の分割外周面2A1,2A2に噴射され、開始点S2における焼入が行われる。
When configured as described above, first, the heating / cooling sources 3A1 and 3A2 are integrated at the starting point S1 on the divided outer peripheral surfaces 2A1 and 2A2 of the object to be hardened 1 as shown by the solid line in FIG. A high-frequency current is supplied from the high-
続いて、移動手段9のロボットアーム12先端に取り付けられた加熱冷却源3A1,3B1の一方(加熱冷却源3A1)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点S1より終了点E1へ向け被焼入物1の分割外周面2A1に倣う一方の経路(図4の例では、前記軸心Oを中心として時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点S1から終了点E1へ向かう一方の経路における被焼入物1の分割外周面2A1の焼入が行われ、同時に、前記加熱冷却源3A1,3B1の他方(加熱冷却源3B1)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点S2より終了点E1へ向け被焼入物1の分割外周面2A1に倣う他方の経路(図4の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点S2から終了点E1へ向かう他方の経路における被焼入物1の分割外周面2A1の焼入が行われる。
Subsequently, one of the heating / cooling sources 3A1 and 3B1 (heating / cooling source 3A1) attached to the tip of the
又、移動手段9のロボットアーム12先端に取り付けられた加熱冷却源3A2,3B2の一方(加熱冷却源3A2)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点S1より終了点E2へ向け被焼入物1の分割外周面2A2に倣う一方の経路(図4の例では、前記軸心Oを中心として反時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点S1から終了点E2へ向かう一方の経路における被焼入物1の分割外周面2A2の焼入が行われ、同時に、前記加熱冷却源3A2,3B2の他方(加熱冷却源3B2)は、ベースユニット11の移動とロボットアーム12の屈曲動作により、前記開始点S2より終了点E2へ向け被焼入物1の分割外周面2A2に倣う他方の経路(図4の例では、前記軸心Oを中心として時計回りとなる経路)に沿って移動して行き、前述と同様の加熱冷却により前記開始点S2から終了点E2へ向かう他方の経路における被焼入物1の分割外周面2A2の焼入が行われる。
One of the heating / cooling sources 3A2 and 3B2 (heating / cooling source 3A2) attached to the tip of the
そして、最終的に、前記加熱冷却源3A1,3B1は終了点E1で一体となった状態で、前述と同様の加熱冷却により、終了点E1における焼入が行われ、被焼入物1の分割外周面2A1全体の焼入が完了すると共に、前記加熱冷却源3A2,3B2は終了点E2で一体となった状態で、前述と同様の加熱冷却により、終了点E2における焼入が行われ、被焼入物1の分割外周面2A2全体の焼入が完了する。
Finally, the heating and cooling sources 3A1 and 3B1 are integrated at the end point E1, and quenching is performed at the end point E1 by the same heating and cooling as described above. While quenching of the entire outer peripheral surface 2A1 is completed, the heating and cooling sources 3A2 and 3B2 are integrated at the end point E2, and quenching is performed at the end point E2 by the same heating and cooling as described above. Quenching of the entire divided outer peripheral surface 2A2 of the quenched
この結果、図4に示す例の場合、従来のような被焼入物1の周方向への平面移動焼入方法(図5(a)参照)とは異なり、開始点S1,S2付近の既に焼入され硬化層が形成されている部分が「焼戻し」されることがなくなり、軟化による強度低下や焼割れが生じる心配がなくなり、しかも、大型の被焼入物1であっても、加熱源として専用の大型コイルを製作したり大容量の高周波電源等を設ける必要がないため、採算が取れなくなる心配もない。
As a result, in the case of the example shown in FIG. 4, unlike the conventional planar moving quenching method (see FIG. 5A) in the circumferential direction of the
更に、図4に示す例の場合、図1に示す例の場合に比べ、被焼入物1の外周面2全体の焼入時間を短縮することが可能となる。
Further, in the case of the example shown in FIG. 4, it is possible to shorten the quenching time of the entire outer
こうして、図4に示す例の場合、図1に示す例の場合と同様、大型の被焼入物1毎に専用の加熱冷却源3A,3Bを製作したりすることなく、被焼入物1の既に焼入硬化層が形成されている部分の焼戻しによる未硬化層或いは焼割れの発生を防止し得、強度向上を図り得る。
Thus, in the case of the example shown in FIG. 4, as in the case of the example shown in FIG. 1, the to-
尚、本発明の被焼入物の周面焼入方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、被焼入物としてのカムの外周面をその周方向へ三分割或いはそれ以上に分割することも可能なこと、又、カムに限らず、ギアや車輪等にも適用可能なこと、更に又、カムの外周面に限らず、リング状部材の内周面等にも適用可能なこと、又、高周波誘導加熱に限らず、レーザや電子ビームによる加熱を採用することも可能なこと、又、焼入処理としては、被焼入物の材質によって加熱後の冷却が遅くても可能な場合もあるため、必ずしも水等による冷却が必要でない場合もあり、水以外の液体冷却(例えば、油、ポリマー溶液等)、或いはガス冷却(例えば、空気、窒素、ヘリウム、二酸化炭素、水素等)も可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The method and apparatus for quenching the peripheral surface of the object to be hardened according to the present invention is not limited to the above-described example, and the outer peripheral surface of the cam as the object to be hardened is divided into three in the circumferential direction. It is possible to divide more than that, and it can be applied not only to cams but also to gears and wheels, and also to not only the outer peripheral surface of cams but also the inner peripheral surface of ring-shaped members, etc. Applicable and not limited to high frequency induction heating, it is also possible to employ heating by a laser or an electron beam, and as a quenching process, cooling after heating is slow depending on the material of the object to be quenched. However, since it may be possible, cooling with water or the like may not be necessary. Liquid cooling other than water (for example, oil, polymer solution, etc.) or gas cooling (for example, air, nitrogen, helium, carbon dioxide) , Hydrogen, etc.) are also possible, etc. It is needless to say that various changes and modifications may be made without departing from the scope and.
1 被焼入物
2 外周面
2A1 分割外周面
2A2 分割外周面
3A 加熱冷却源
3A1 加熱冷却源
3A2 加熱冷却源
3B 加熱冷却源
3B1 加熱冷却源
3B2 加熱冷却源
5 高周波電源
6 誘導加熱コイル
7 冷却水装置
8 噴射ノズル
9 移動手段
10 多軸ロボット制御装置
11 ベースユニット
12 ロボットアーム
S 開始点
S1 開始点
S2 開始点
E 終了点
E1 終了点
E2 終了点
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所を終了点として設定し、
焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源の一方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って移動させると同時に、前記加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法。 Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened as the starting point,
Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened away from the start point as the end point,
While moving one of a pair of separable heating / cooling sources for quenching from the start point to the end point along one path following the peripheral surface of the workpiece, the other of the heating / cooling sources is moved. By moving along the other path following the peripheral surface of the object to be hardened from the start point to the end point, the heating and cooling source is integrated at the end point, thereby quenching the peripheral surface of the material to be hardened. A method for quenching the peripheral surface of the object to be hardened.
該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所を終了点として設定し、
焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源の一方を前記開始点と対向する位置に固定した状態で、被焼入物をその周面移動速度がVとなるように回転させることにより、前記加熱冷却源の一方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って相対的に移動させると同時に、前記加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って前記被焼入物の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法。 Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened as the starting point,
Set the required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the material to be hardened away from the start point as the end point,
In a state where one of a pair of separable heating / cooling sources for quenching is fixed at a position facing the starting point, the workpiece is rotated so that its peripheral surface moving speed becomes V, While moving one of the heating / cooling sources from the start point to the end point relatively along one path following the peripheral surface of the workpiece, the other of the heating / cooling source is moved from the start point to the end point. Move along the other path following the peripheral surface of the object to be hardened at a moving speed of 2 V that is twice the peripheral surface moving speed of the object to be hardened, and integrate the heating and cooling source at the end point. The method of quenching the peripheral surface of the object to be hardened is characterized by quenching the peripheral surface of the object to be quenched.
該分割周面の両端を開始点として設定し、
該各開始点から離反した被焼入物の分割周面における周方向中間部所要箇所を終了点として設定し、
前記各分割周面毎に、焼入用の分割可能な一対の加熱冷却源を前記分割周面両端の開始点より対応する終了点へ向け該分割周面に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とすることにより、被焼入物の周面の焼入を行うことを特徴とする被焼入物の周面焼入方法。 Divide the peripheral surface of the object to be hardened into multiple parts in the circumferential direction,
Set both ends of the divided peripheral surface as starting points,
Set a required portion in the circumferential intermediate portion on the divided peripheral surface of the material to be hardened away from each start point as an end point,
For each of the divided peripheral surfaces, move a pair of separable heating / cooling sources for quenching from a start point at both ends of the divided peripheral surface to a corresponding end point along a path following the divided peripheral surface, A peripheral surface quenching method for a quenching object, wherein the peripheral surface of the quenching object is quenched by integrating the heating and cooling source at an end point.
該一対の加熱冷却源の一方を、被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された開始点より、該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って移動させると同時に、焼入用の一対の加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置。 A pair of separable heating and cooling sources for quenching the periphery of the workpiece;
One of the pair of heating / cooling sources is set to a required position in the circumferential direction on the peripheral surface of the object to be hardened away from the start point set at a required position in the peripheral direction on the peripheral surface of the object to be hardened. The workpiece is moved along one path following the peripheral surface of the object to be hardened toward the finished point, and at the same time, the other of the pair of heating and cooling sources for hardening is hardened from the start point to the end point. And a moving means that moves the heating / cooling source along the other path following the peripheral surface, and integrates the heating / cooling source at an end point.
該一対の加熱冷却源の一方を被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された開始点と対向する位置に固定した状態で、被焼入物をその周面移動速度がVとなるように回転させ、前記一対の加熱冷却源の一方を、前記開始点より、該開始点から離反した被焼入物の周面における周方向所要箇所に設定された終了点へ向け被焼入物の周面に倣う一方の経路に沿って相対的に移動させると同時に、焼入用の一対の加熱冷却源の他方を前記開始点より終了点へ向け被焼入物の周面に倣う他方の経路に沿って前記被焼入物の周面移動速度の二倍の移動速度2Vで移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置。 A pair of separable heating and cooling sources for quenching the periphery of the workpiece;
In a state where one of the pair of heating and cooling sources is fixed at a position facing a starting point set in a circumferential direction required place on the peripheral surface of the object to be quenched, the peripheral surface moving speed is V and The one of the pair of heating and cooling sources is quenched from the start point toward the end point set in the circumferential direction on the peripheral surface of the object to be hardened away from the start point. While moving relatively along one path that follows the peripheral surface of the object, the other of the pair of heating and cooling sources for quenching that follows the peripheral surface of the object to be hardened from the start point to the end point And a moving means for moving the heating / cooling source integrally at the end point. Peripheral quenching equipment.
該複数対の加熱冷却源をそれぞれ、前記分割周面毎に、該分割周面の両端に設定された開始点より、該開始点から離反した分割周面における周方向中間部所要箇所に設定された終了点へ向け該分割周面に倣う経路に沿って移動させ、前記加熱冷却源を終了点で一体とする移動手段と
を備えたことを特徴とする被焼入物の周面焼入装置。
A plurality of pairs of heating and cooling sources that can be divided for quenching and arranged for each divided peripheral surface obtained by dividing the peripheral surface of the object to be hardened into a plurality of circumferential directions,
Each of the plurality of pairs of heating / cooling sources is set for each of the divided peripheral surfaces at a required position in the middle in the circumferential direction on the divided peripheral surface separated from the start point from the start points set at both ends of the divided peripheral surface. And a moving means for moving the heating / cooling source together at the end point to move to a finish point along the path following the divided peripheral surface. .
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