JP5584935B2 - Induction hardening jig - Google Patents
Induction hardening jig Download PDFInfo
- Publication number
- JP5584935B2 JP5584935B2 JP2010251703A JP2010251703A JP5584935B2 JP 5584935 B2 JP5584935 B2 JP 5584935B2 JP 2010251703 A JP2010251703 A JP 2010251703A JP 2010251703 A JP2010251703 A JP 2010251703A JP 5584935 B2 JP5584935 B2 JP 5584935B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quenching
- heating coil
- coil
- shield ring
- induction hardening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 26
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 80
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 79
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 67
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 11
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
この発明は、焼入れを行う領域(以下、焼入れ領域と言う)と焼入れ不要領域が近接した位置にあるワークの高周波焼入れを、焼入れ不要領域が焼き入れされることを防止しながら焼入れ領域が良好に焼き入れされるように行うための高周波焼き入れ用治具に関する。 According to the present invention, induction hardening of a work in a position where a quenching area (hereinafter referred to as a quenching area) and a quenching unnecessary area are close to each other is prevented, and the quenching area is improved while preventing the quenching unnecessary area from being quenched. The present invention relates to a high-frequency quenching jig for performing quenching.
鉄系材料で形成される機械部品の中には、製造の過程で焼入れ工程を経るものがある。例えば、鉄系粉末で製造される焼結歯車などの機械部品については、焼結後に、また、機械加工して製造される鉄製機械部品については機械加工の前後に、必要領域を高周波焼入れして強化することがなされている。 Some mechanical parts formed of iron-based materials undergo a quenching process during the manufacturing process. For example, for machine parts such as sintered gears manufactured with iron-based powder, the necessary area is induction-hardened after sintering and before and after machining for iron machine parts manufactured by machining. Strengthening has been done.
その高周波焼入れは、例えば、下記特許文献1に開示された方法で行える。同文献に開示された方法は、誘導加熱用コイル(以下では単に加熱用コイルと言う)の内側にワークを配置する。そのワークは歯車であり、その歯車と加熱用コイルを相対回転させながら加熱用コイルに通電して歯車の歯部を所定の温度になるまで加熱し、その後、加熱用コイルの内側に配置した冷却ジャケットの噴射孔から冷却液を噴射して歯部を適切な速度で冷却する。 The induction hardening can be performed by, for example, the method disclosed in Patent Document 1 below. In the method disclosed in this document, a work is disposed inside an induction heating coil (hereinafter simply referred to as a heating coil). The work is a gear, and while the gear and the heating coil are relatively rotated, the heating coil is energized to heat the gear teeth until a predetermined temperature is reached, and then the cooling disposed inside the heating coil. Cooling liquid is injected from the injection hole of the jacket to cool the teeth at an appropriate speed.
なお、一部に焼入れしたくない箇所(焼入れ不要領域)があるワークの高周波焼入れ用として、下記特許文献2に示される高周波加熱装置が提案されている。その特許文献2の加熱装置は、加熱用コイルの内部空間にワークを挿入し、そのワークの焼入れ不要領域と対応した位置に非鉄金属のシールドリングを配置する。
In addition, a high-frequency heating device shown in
この状態で高周波コイルに通電すると、シールドリングに渦電流が誘起されてコイルによって発生させた磁束とは逆向きの磁束が発生する。これにより、ワークに誘起される渦電流が焼入れ不要領域で弱められ、当該領域が焼入れされることが防止される。 When the high frequency coil is energized in this state, an eddy current is induced in the shield ring, and a magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux generated by the coil is generated. Thereby, the eddy current induced in the workpiece is weakened in the quenching unnecessary region, and the region is prevented from being quenched.
特許文献1に開示された方法では、焼入れ領域の近くに焼入れ不要領域があるワークの場合、焼入れ不要領域も同時に加熱されて焼入れされる。例えば、図11に示すように、歯部21の近くに鍔22を有するワーク(図のそれは歯車20)については、歯部21が万遍なく加熱されるように歯車をコイルの内側に配置すると、歯部だけなく、焼入れしたくない鍔22も同時に高温に加熱されて硬化し(焼きが入り)、鍔部の割れや加工性低下の問題が起こる。
In the method disclosed in Patent Document 1, in the case of a workpiece having a quenching unnecessary area near the quenching area, the quenching unnecessary area is simultaneously heated and quenched. For example, as shown in FIG. 11, for a work having a
特許文献2の高周波加熱装置は、上記の不具合を解消するために提案されたものであるが、同文献が示しているように、シールドリングをワークの焼入れ不要領域と対応した位置に配置すると、焼入れ領域の焼入れが不安定になることがある。
The high-frequency heating device of
例えば、ワークが図11の歯車20の場合、歯部21の各域の均一加熱がなされず、焼入れにムラが出る。
For example, when the workpiece is the
加熱用コイルの位置を、鍔から離反する方向にずらして(歯部側に偏らせて)焼入れを行った歯車の歯底部の断面を図12に示す。同図のハッチングを入れた領域が焼入れされた領域であって変色している。この図からわかるように、加熱用コイルを歯部側に偏らせて配置すると鍔の焼入れは防止されるが、歯部21の焼入れの深さ(歯底での焼入れ深さ)が歯部の各部で不均一になり、歯車が要求品質を満たさないものになる。 FIG. 12 shows a cross section of the tooth bottom portion of the gear that has been hardened by shifting the position of the heating coil in a direction away from the collar (biased toward the tooth portion side). The hatched area in the figure is a hardened area and is discolored. As can be seen from this figure, when the heating coil is arranged to be biased toward the tooth part side, the quenching of the tooth is prevented, but the quenching depth of the tooth part 21 (the quenching depth at the bottom of the tooth) is Each part becomes uneven, and the gear does not satisfy the required quality.
特許文献2が開示している装置も、同文献が述べているように、シールドリングを歯車の焼入れ不要領域(鍔)と対応した位置に配置すると、歯部21の焼入れの深さが図12の状況と同様に歯部の各部で不均一になり(鍔に近い側が浅くなる)、歯車が要求品質を満たさないものになることを実験で確認した。
In the apparatus disclosed in
なお、上述したように、歯部の焼入れが不均一になることで、歯車の歪が増加することも懸念される。 As described above, there is a concern that the distortion of the gears may increase due to uneven quenching of the teeth.
この発明は、焼入れ領域の近辺に焼入れ不要領域がある歯車などのワークの高周波焼入れを、焼入れ不要領域に焼きが入らないようにしながら焼入れ領域の焼入れが均一になされるようにすることを可能となす焼入れ用治具を提供することを課題としている。 This invention enables induction hardening of a work such as a gear having a quenching unnecessary region in the vicinity of the quenching region so that the quenching region is uniformly quenched while preventing quenching in the quenching unnecessary region. An object is to provide a quenching jig.
上記の課題を解決するため、この発明においては、下記の方法、即ち、焼入れ領域とそれに近接した焼入れ不要領域を外周に有するワークを、加熱用コイルの内側に配置し、さらに、前記加熱用コイルの近傍に、その加熱用コイルが発生させる磁場に晒されて加熱用コイルが発生させた磁束とは反対向きの磁束を発生させ、前記焼入れ不要領域に流れる誘導電流を減衰させる導電性材料で形成されたシールドリングを配置し、この状態で前記加熱用コイルに通電して前記ワークの焼入れ領域を所定温度まで加熱し、その後に急冷を行う方法でワークの高周波焼き入れを行うときに優れた効果を期待できる高周波焼き入れ用治具を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a work having the following method, that is, a quenching region and a quenching unnecessary region adjacent to the quenching region, is disposed inside the heating coil, and the heating coil is further provided. Is formed of a conductive material that generates a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux generated by the heating coil by being exposed to the magnetic field generated by the heating coil and attenuates the induced current flowing in the quenching unnecessary area. In this state, an excellent effect is obtained when high-frequency quenching of the workpiece is performed by energizing the heating coil in this state to heat the quenching region of the workpiece to a predetermined temperature and then rapidly cooling the workpiece. We provide a jig for induction hardening that can be expected.
その高周波焼入れ用治具は、導電性材料で形成されたシールドリングと、このシールドリングを電気絶縁状態で加熱用コイルに取付ける取付け具を有し、
前記取付け具に、シールドリングの加熱用コイルとの相対位置をコイル軸方向とコイル径方向にそれぞれ調整する、軸方向位置調整機構と径方向位置調整機構が含まれたものにしている。
The induction hardening jig has a shield ring formed of a conductive material and an attachment for attaching the shield ring to the heating coil in an electrically insulated state.
The fixture includes an axial position adjusting mechanism and a radial position adjusting mechanism for adjusting the relative position of the shield ring to the heating coil in the coil axial direction and the coil radial direction, respectively.
シールドリングは、加熱用コイルと相似形とし、焼入れを行うワークよりも内径を大きくする。このシールドリングを形成する導電性材料は、銅、銅合金、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。その導電性材料は、非磁性材が、シールドリングの発熱が抑えられて好ましい。 The shield ring is similar in shape to the heating coil and has a larger inner diameter than the workpiece to be quenched. Examples of the conductive material forming the shield ring include copper, copper alloy, aluminum, and nickel. The conductive material is preferably a non-magnetic material because heat generation of the shield ring is suppressed.
必要があれば、内部に冷媒を通す冷却パイプを設けて、シールドリングを強制冷却することができる。 If necessary, the shield ring can be forcibly cooled by providing a cooling pipe through which the coolant passes.
前記取付け具は、シールドリングを保持する複数の支持アームと、その支持アームを加熱用コイルに固定するクランプねじとで構成されるものが、構造が簡素で好ましい。その好ましい形態の取付け具については、後に詳しく述べる。 It is preferable that the attachment is composed of a plurality of support arms that hold the shield ring and a clamp screw that fixes the support arms to the heating coil. The preferred form of fixture will be described in detail later.
この発明の治具は、前掲の特許文献2が開示している加熱装置と同じ原理で焼入れ不要領域が焼入れされることを防止する。この治具を使用すると、加熱用コイルが発生させる磁場にシールドリングが晒され、そのシールドリングに対して加熱用コイルに流れる誘導電流とは反対向きの電流が誘起される。そのために、加熱用コイルによって発生させた磁束とは逆向きの磁束が生じ、その磁束と加熱用コイルによって発生させた磁束が互いに打ち消しあう。その結果、ワークに誘起される電流が焼入れ不要領域で弱められ、当該領域が焼入れされることが防止される。
The jig of the present invention prevents the quenching unnecessary region from being quenched on the same principle as the heating device disclosed in the above-mentioned
この治具は、加熱用コイルとシールドリングの相対位置を調整する軸方向位置調整機構と径方向位置調整機構を備えているので、シールドリングを適切な箇所に位置決めしてシールドリングによる磁束打消しの効果が焼入れ領域にまで及ぶことを回避することができる。そのために、ワークの高周波焼入れを、焼入れ不要領域には焼きが入らないようにしながら焼入れ領域の焼入れが均一になされるように行うことが可能になる。 This jig is equipped with an axial position adjustment mechanism and a radial position adjustment mechanism that adjust the relative position of the heating coil and the shield ring, so that the shield ring is positioned at an appropriate location to cancel the magnetic flux by the shield ring. It is possible to avoid that the effect of this extends to the quenching region. Therefore, induction hardening of the work can be performed so that the quenching region is uniformly quenched while preventing the quenching from being performed in the quenching unnecessary region.
この治具は、加熱用コイルに対するシールドリングの取付け位置をコイル軸方向に変化させることができるので、ワークの焼入れ領域と焼入れ不要領域間の距離の変動にも対応することができる。 Since this jig can change the attachment position of the shield ring with respect to the heating coil in the coil axis direction, it can cope with the variation in the distance between the quenching area and the quenching unnecessary area of the workpiece.
以下、添付図面の図1〜図7に基づいてこの発明の高周波焼入れ用治具の実施の形態を説明する。図1及び図2に示す高周波焼入れ用治具1は、シールドリング2と、このシールドリングを電気絶縁状態で加熱用コイルC(図3参照)に取付ける取付け具3とからなる。
Hereinafter, an embodiment of an induction hardening jig according to the present invention will be described with reference to FIGS. An induction hardening jig 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a
取付け具3には、治具1を加熱用コイルCに取付ける複数個の支持アーム4と、シールドリング2の加熱用コイルとの相対位置をコイル軸方向とコイル径方向にそれぞれ調整する軸方向位置調整機構5及び径方向位置調整機構6が含まれている。
The
図示の治具のシールドリング2は、銅で形成されている。このシールドリング2の材料は、導電性材料であればよく、銅以外に、銅合金、アルミニウム、ニッケルと言ったものも考えられる。これ等は、いずれも非磁性材であり、発熱が抑制される。
The
取付け具3の支持アーム4は、径方向外側に延びだす延出部4a、その延出部の外端に連設した垂下部4b、および垂下部の下端からコイル径方向内側に向わせた曲げ戻し部4cを備える。
The
側面視が略コの字状になったその支持アーム4を、周方向に少なくとも3個配置し、各支持アームの延出部4aの内端でシールドリング2を保持する。その保持は、図のようにシールドリング2を支持アーム4の内端に直接固定して行なってもよいし、何らかの介在物を介して間接的に固定することでも行える。
At least three support
延出部4aには第1のクランプねじ7を、曲げ戻し部4cには第2のクランプねじ8をそれぞれコイル軸方向に向けてねじ込んでおり、先端を加熱用コイルCの上下面に突き当てるその第1のクランプねじ7と第2のクランプねじ8で固定具を兼用した軸方向位置調整機構5を構成している。
A
また、支持アームの垂下部4bに第3のクランプねじ9を径方向内側に向けてねじ込み、先端を加熱用コイルCの外周に突き当てるその第3のクランプねじ9で固定具を兼用した径方向位置調整機構6を構成している。
Further, the
軸方向位置調整機構5は、第1のクランプねじ7と第2のクランプねじ8で加熱用コイルCを上下から挟む。このとき、第1のクランプねじ7と第2のクランプねじ8の支持アーム4に対するねじ込み量を調整することで、定位置にセットされる加熱用コイルCに対してシールドリング2の位置を軸方向に変化させることができる。
The axial
第2のクランプねじ8とそれをねじ込む支持アームの曲げ戻し部4cは、必須の要素ではないが、焼入れによって治具が加熱されると、第3のクランプねじ9による締め付けが緩む可能性がある。第2のクランプねじ8と曲げ戻し部4cがあればそのときにも焼入れ用治具1と加熱用コイルCの軸方向相対位置を安定して維持することができる。
The
また、各支持アーム4に螺合させた第3のクランプねじ9のねじ込み量を調整することで、シールドリング2の位置を径方向に変化させてシールドリング2を加熱用コイルCと同心位置に位置決めすることができる。
Further, by adjusting the screwing amount of the
各クランプねじ7,8,9は、電気絶縁性を有するもの、電気絶縁処理を施したもの、先端に電気絶縁材を装着したもののいずれかを用いる。ここでは、セラミックなどの絶縁材で形成された絶縁キャップ10をクランプねじの先端に装着して加熱用コイルCとの間を電気的に絶縁したが、表面に絶縁被膜を施したねじや絶縁性樹脂で形成されたねじなどであってもよい。これ等のクランプねじの支持アーム1個当たりの設置本数は、各1本に限定されない。
Each of the clamp screws 7, 8, 9 is one having an electrical insulation property, one subjected to an electrical insulation treatment, or one having an electrical insulation material attached to the tip. Here, an insulating
支持アーム4は、これを3個以上設けることで、シールドリング2を加熱用コイルCと同心上に保持することができる。この支持アームの曲げ戻し部4cの内端に内接する円の直径は加熱用コイルCの外径よりも小さい。従って、この発明の焼入れ用治具1は、以下のような手順で加熱用コイルCに装着する。
By providing three or
まず、第3のクランプねじ9を十分に緩めておき、この状態で加熱用コイルCに対して図4に示すように治具1を傾け、2個の支持アーム4の内側に加熱用コイルCの一部を挿入する(手順1)。その挿入を、コイルの反対側が他の1個の支持アーム4に干渉しなくなるところまで行い、その後に治具1を傾きのない姿勢に戻し(手順2)、さらに、図4において図中右方に必要量引き戻す(手順3)ことで、他の1個の支持アーム4の内側へも加熱用コイルCを挿入することができる。
First, the
このような方法で焼入れ用治具1を加熱用コイルCに装着するので、支持アーム4は、その数を多くても4,5個程度に制限するのがよい。その数が多過ぎると、図4の方法での装着に支障をきたす。
Since the quenching jig 1 is attached to the heating coil C in this manner, the number of
図示の焼入れ治具1は、第1、第2のクランプねじ7、8を軸方向位置調整機構5として働かせ、さらに、第3のクランプねじ9を径方向位置調整機構6として働かせるようにしており、シールドリング2と、加熱用コイルCと、ワークの位置関係を適切に設定してワークの焼入れ不要領域が焼入れされることを確実に防止しながら、焼入れ領域を均一に加熱することができる。
The illustrated quenching jig 1 uses the first and second clamp screws 7 and 8 as the axial
焼入れ領域の加熱は、焼入れ用治具1を装着した加熱用コイルCの内側に図5に示すようにワーク(図のそれは歯車20)を配置する。焼入れ用治具1のシールドリング2は、ワークの焼入れ領域と焼入れ不要領域に対して最良の設置点を求めて予めそこに位置決めしておく。
As shown in FIG. 5, a work (that is, the
加熱用コイルCの内側にワークを配置したら加熱用コイルCに通電してワークの焼入れ領域を所定の温度に加熱する。このとき、ワークは、前掲の特許文献1が開示している回転テーブルなどで支えて所定の速度で回転させても構わない。なお、加熱後のワークの冷却は、油槽や水槽にワークを浸漬し、場合によっては処理槽から取出したワークにさらに油などの冷媒を噴射する方法でなされる。 When the workpiece is placed inside the heating coil C, the heating coil C is energized to heat the quenching area of the workpiece to a predetermined temperature. At this time, the work may be rotated at a predetermined speed while being supported by a rotary table or the like disclosed in Patent Document 1 described above. In addition, the workpiece | work after heating is made | formed by the method of injecting refrigerant | coolants, such as oil, further to the workpiece | work taken out from the processing tank by immersing a workpiece | work in an oil tank or a water tank.
図6、図7はこの発明の高周波焼入れ用治具の他の実施の形態を表している。この高周波焼入れ用治具1は、シールドリング2の上部にほぼ全周にわたって冷却パイプ11を固定し、支持アーム4の延出部4aの内端近くの下面を冷却パイプ11に接合し、その冷却パイプ11にシールドリング2を取付けたものであって、延出部4aの内端に冷却パイプ11を介して間接的にシールドリング2が固定された構造になっている。その他の構造は、図1の高周波焼入れ用治具1と同一であるので説明を省く。
6 and 7 show another embodiment of the induction hardening jig according to the present invention. The induction hardening jig 1 fixes the cooling
冷却パイプ11の一端には冷却水の供給管(図示せず)に接続され、他端には排水管(これも図示せず)が接続される。この冷却パイプ11を設けた治具は、シールドリング2の強制冷却が行なえる。高周波焼入れでは一般的にワークが900〜1000℃程度に加熱されるので、量産品を連続的に処理する場合には特に、シールドリング2も高温になりやすい。従って、冷却パイプ11の設置が設備の耐久性向上や安全性確保の面で有効になることがある。
One end of the cooling
冷却パイプ11は、シールドリング2の下部や外周に取付けてもよい。図7の12は第3のクランプねじ9に螺合させたロックナットである。このロックナット12は、第1、第2のクランプねじ7,8にも備えさせることができる。
The cooling
外径:φ91mm、内径:φ87mm、コイル径方向厚み:2.0mm、コイル軸方向高さ:5mmのシールドリング2を有する図1の焼入れ用治具1を試作し、この焼入れ用治具1を加熱用コイルCの上部に装着した。このときの加熱用コイルCとシールドリング2とワークの位置関係を図5に示す。
A prototype of the quenching jig 1 shown in FIG. 1 having a
加熱用コイルCは、外径:φ126mm、内径:φ87.5mm、軸方向高さ:8.0mmである。また、ワークは、鍔径:φ83mm、歯先円径:φ83mm、歯底円径:φ75mm、軸方向寸法L:17.75mm、歯幅w:8.4mm、鍔厚みt:3.75mmの図5に示した鉄系焼結合金製の鍔付き歯車20である。
The heating coil C has an outer diameter: φ126 mm, an inner diameter: φ87.5 mm, and an axial height: 8.0 mm. In addition, the workpiece has a ridge diameter: φ83 mm, a tooth tip circle diameter: φ83 mm, a root circle diameter: φ75 mm, an axial dimension L: 17.75 mm, a tooth width w: 8.4 mm, and a heel thickness t: 3.75 mm. 5 is a
焼入れの条件は、コイル出力:920W、印加電流:172A、加熱時間:2.1秒、
冷却時間:3.0秒とした。加熱後の冷却はワークを油槽に浸漬し、さらに、油槽からの取出し後に油を噴射する方法で行った。
The quenching conditions were as follows: coil output: 920 W, applied current: 172 A, heating time: 2.1 seconds,
Cooling time: 3.0 seconds. Cooling after heating was performed by a method in which the work was immersed in an oil tank, and oil was jetted after removal from the oil tank.
その結果、図5において歯車20の歯部中心から加熱用コイルCの高さ方向中心までの距離Lc/wを3.0mm、加熱用コイルCの上面からシールドリング2までの距離Lc/sを8.0mmにしたとき(テストケース1)に最良の結果が得られた。
As a result, in FIG. 5, the distance Lc / w from the tooth center of the
焼き入れ後の鍔付き焼結歯車を切断して焼きのはいり具合を観察した。その結果、図8に示すように、鍔22の部分には全く焼きが入っておらず、歯部21は、全域がほぼ均一深さに焼入れされていた。なお、焼きが入っているか否かは、断面の組織の色の違いで判断した。
The quenched sintered gears after quenching were cut and observed for cracking. As a result, as shown in FIG. 8, the portion of the
また、距離Lc/wとLc/sを逐次変化させて上記の焼入れ条件で焼入れを行ったところ、以下の結果が得られた。 Moreover, when the distance Lc / w and Lc / s were sequentially changed and quenching was performed under the above quenching conditions, the following results were obtained.
Lc/s:8.0mm、Lc/w:2.7mm・・・テストケース2
Lc/s:8.0mm、Lc/w:3.2mm・・・テストケース3
Lc/s:7.0mm、Lc/w:2.7mm・・・テストケース4
Lc/s:7.0mm、Lc/w:3.2mm・・・テストケース5
Lc/s:7.0mm、Lc/w:3.7mm・・・テストケース6
Lc/s:6.0mm、Lc/w:2.7mm・・・テストケース7
Lc / s: 8.0 mm, Lc / w: 2.7 mm ...
Lc / s: 8.0 mm, Lc / w: 3.2 mm...
Lc / s: 7.0 mm, Lc / w: 2.7
Lc / s: 7.0 mm, Lc / w: 3.2 mm ...
Lc / s: 7.0 mm, Lc / w: 3.7 mm ...
Lc / s: 6.0 mm, Lc / w: 2.7
総評
テストケース1:鍔22の焼入れなしで、歯部21が図8のように良好に焼入れされた。
テストケース2:鍔22は焼入れされず。ただし、歯部21の焼入れ深さが鍔22に近い側でやや深くなる傾向が見られた(図9参照)。
テストケース3:鍔22は焼入れされず。ただし、歯部21の焼入れ深さに勾配が生じ、鍔22に近い側の焼入れ深さが浅くなった(図10参照)。
テストケース4:鍔22は焼入れされず。歯部21の焼入れ深さが全体的に浅かった。
テストケース5:テストケース3の結果とほぼ同様。
テストケース6:歯部21の焼入れ深さに勾配が生じ、その勾配がテストケース3よりもきつかった。
テストケース7:歯部21の焼入れ深さが全体的に浅かった。
General Review Test Case 1: The
Test case 2: The
Test case 3: The
Test case 4: The
Test case 5: almost the same as the result of
Test case 6: A gradient occurred in the quenching depth of the
Test case 7: The quenching depth of the
このように、シールドリングと加熱用コイルとワークの位置関係が適切でないと歯部の焼入れ状態が悪くなって品質面で満足できる製品が得られない。 As described above, if the positional relationship among the shield ring, the heating coil, and the work is not appropriate, the quenching state of the tooth portion is deteriorated and a product satisfying in quality cannot be obtained.
この発明の焼入れ用治具は、シールドリングの位置設定に自由度があるため、ワークの形状、寸法などに応じた最適位置にシールドリングを配置して焼入れ不要領域が焼き入れされるのを確実に防止しながら焼入れ領域を均一に焼入れすることが可能になる。 Since the quenching jig of the present invention has a degree of freedom in setting the position of the shield ring, it is ensured that the quenching unnecessary area is quenched by arranging the shield ring at the optimum position according to the shape and dimensions of the workpiece. Thus, it is possible to uniformly quench the quenching area.
1 高周波焼入れ用治具
2 シールドリング
3 取付け具
4 支持アーム
5 軸方向位置調整機構
6 径方向位置調整機構
7 第1のクランプねじ
8 第2のクランプねじ
9 第3のクランプねじ
10 絶縁キャップ
11 冷却パイプ
12 ロックナット
C 加熱用コイル
20 鍔付き歯車
21 歯部
22 鍔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Induction hardening jig |
Claims (3)
加熱用コイルと相似形の前記シールドリング(2)と、このシールドリング(2)を電気絶縁状態で加熱用コイル(C)に取付ける取付け具(3)を有し、
前記取付け具(3)に、シールドリング(2)と加熱用コイル(C)との相対位置をコイル軸方向とコイル径方向にそれぞれ調整する、軸方向位置調整機構(5)と径方向位置調整機構(6)が含まれた高周波焼入れ用治具。 A workpiece having a quenching region and a quenching unnecessary region adjacent to the quenching region is arranged inside the heating coil (C). In this state, the heating coil (C) is energized to generate the heating coil (C). Induction hardening that heats the quenching area of the workpiece to the specified temperature with the induced current while attenuating the induced current flowing in the quenching unnecessary area of the workpiece by generating a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux to be generated. A jig for
The shield ring (2) similar in shape to the heating coil, and a fixture (3) for attaching the shield ring (2) to the heating coil (C) in an electrically insulated state,
An axial position adjusting mechanism (5) and a radial position adjustment for adjusting the relative positions of the shield ring (2) and the heating coil (C) in the coil axial direction and the coil radial direction on the fixture (3), respectively. Induction hardening jig including mechanism (6).
前記第1のクランプねじ(7)と第2のクランプねじ(8)で前記軸方向位置調整機構(5)を構成し、前記第3のクランプねじ(9)で前記径方向位置調整機構(6)を構成した請求項1に記載の高周波焼入れ用治具。 A support arm (4) in which three or more of the fixtures (3) are provided at a constant pitch in the circumferential direction of the shield ring, and a coil shaft on a radially extending portion (4a) of the support arm (4) A first clamp screw (7) screwed in the direction and a hanging part (4b) connected to the outer end of the extension part (4a) of the support arm (4) toward the inner side in the coil radial direction A third clamp screw (9) to be screwed, and a second return screw (4c) directed from the lower end of the hanging portion (4b) of the support arm (4) toward the inner side in the coil radial direction, are screwed toward the coil axial direction. 2 clamp screws (8)
The first clamp screw (7) and the second clamp screw (8) constitute the axial position adjustment mechanism (5), and the third clamp screw (9) constitutes the radial position adjustment mechanism (6). The induction hardening jig according to claim 1, which is configured as follows.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010251703A JP5584935B2 (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Induction hardening jig |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010251703A JP5584935B2 (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Induction hardening jig |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012102364A JP2012102364A (en) | 2012-05-31 |
JP5584935B2 true JP5584935B2 (en) | 2014-09-10 |
Family
ID=46393098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010251703A Active JP5584935B2 (en) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Induction hardening jig |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5584935B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108251605B (en) * | 2018-03-29 | 2023-08-01 | 洛阳升华感应加热股份有限公司 | I-shaped one-to-two conductive connector suitable for quenching equipment |
CN111850259A (en) * | 2020-07-02 | 2020-10-30 | 常熟市惠海机械设备有限责任公司 | Large-scale rotary workpiece surface quenching system |
KR102384757B1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 김미선 | Track bush end face induction heat treatment device and track bush end face induction heat treatment method using the same |
CN114622068B (en) * | 2022-03-10 | 2023-11-21 | 重庆泰沃机械制造有限公司 | Local automatic shielding device for induction quenching |
CN115418468B (en) * | 2022-10-20 | 2023-09-26 | 安徽福艾瑞金属科技有限公司 | Heat treatment device and process for machining metal workpiece |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59145560U (en) * | 1983-03-18 | 1984-09-28 | トピ−工業株式会社 | Mist cooling jig device for surface hardening |
JPH07161785A (en) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor wafer fixing jig |
JP2827089B2 (en) * | 1994-12-27 | 1998-11-18 | 富士電子工業株式会社 | High frequency heating coil |
JP3836188B2 (en) * | 1996-07-12 | 2006-10-18 | 高周波熱錬株式会社 | Ring gear induction heating quenching and tempering equipment |
JP2005330545A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Ntn Corp | High frequency induction hardening method and its apparatus |
-
2010
- 2010-11-10 JP JP2010251703A patent/JP5584935B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012102364A (en) | 2012-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5584935B2 (en) | Induction hardening jig | |
US8475610B2 (en) | Induction hardening system and method | |
US6576877B2 (en) | Induction processing with the aid of a conductive shield | |
JP5410726B2 (en) | High frequency induction heating coil, manufacturing method thereof, and power transmission component for automobile | |
US4808779A (en) | Single cycle, single frequency induction contour hardening process | |
US5428208A (en) | Method of induction case hardening a rack bar | |
JP5553440B2 (en) | Heat treatment method and heat treatment apparatus | |
CN103443300B (en) | Method for processing component such as gear | |
JP2008150661A (en) | Heating coil for tempering | |
JP5390868B2 (en) | Induction heating coil | |
JP6519282B2 (en) | Ring gear manufacturing method and ring gear | |
JP4643614B2 (en) | Induction gear quenching method for gears | |
CN110722307B (en) | Welding tool and welding method for martensite heat-resistant steel gland | |
JP5446002B2 (en) | Induction hardening equipment | |
JP7121549B2 (en) | Manufacturing method of torque sensor shaft | |
JP5274762B2 (en) | Heat treatment method | |
JP4137435B2 (en) | Heat treatment apparatus and heat treatment method | |
JP5089109B2 (en) | Induction tempering method of crankshaft and induction induction apparatus used in this method | |
JP2009035779A (en) | High-frequency induction heating coil and high-frequency induction heating method | |
Rudnev et al. | Keys to long-lasting hardening inductors: Experience, materials, and precision | |
US7645964B2 (en) | High frequency heat treatment method for fine bottom-closed hole | |
JP2022090445A (en) | Induction heating coil and induction heating device | |
JP3976178B2 (en) | Quenching method | |
JP2008075109A (en) | Supporting tool for tempering-heating cylindrical member having variation of wall thickness | |
JP2016167397A (en) | Induction heating device and induction heating method for rotary component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20130619 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140501 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140624 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140704 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5584935 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |