JPH06346136A - Quenching apparatus in liquid - Google Patents

Quenching apparatus in liquid

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JPH06346136A
JPH06346136A JP5166102A JP16610293A JPH06346136A JP H06346136 A JPH06346136 A JP H06346136A JP 5166102 A JP5166102 A JP 5166102A JP 16610293 A JP16610293 A JP 16610293A JP H06346136 A JPH06346136 A JP H06346136A
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work
quenching
electric motor
cooling liquid
holder
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Mitsuaki Sugata
充陽 菅田
Norio Hashimoto
典男 橋本
Mikio Tomita
美喜雄 富田
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ONDO KOSAKUSHO KK
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Abstract

PURPOSE:To provide a quenching apparatus in liquid, by which the quenching can uniformly be applied so that the property of a work is uniformized. CONSTITUTION:To a work supporting table 8 arranged in a cooling liquid vessel 2 in the quenching apparatus into liquid, a work holding tool 13 for holding the work M is hinged so as to be freely rotatable. A DC electric motor 31 is connected with the work holding tool 13, and high-frequency induction quenching is applied with a heating heater 7 while rotating the work M in the condition of dipping into the cooling liquid W with the DC electric motor 31. The work M does not develop uneven quenching because of the rotation- driving with the DC electric motor 31, and since the revolutional speed of the Dc electric motor 31 is controlled through revolutional speed controlling mechanism, the cooling speed of the work M can be controlled, and the flow speed of convection developed in the cooling liquid can be adjusted, and the quenching hardened layer at the prescribed depth to the work M can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波焼入れ加工に用
いられる液中焼入れ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a submerged quenching apparatus used for induction hardening.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、焼入れコイルに高周波電流を通電
し、これに隣接させたワーク表面に発生する高周波誘導
熱を利用して、ワーク表面に焼入れ加工を施す高周波焼
入れ加工が実用に供されている。この高周波焼入れ加工
は、ワークの所望の箇所に集中的に焼入れするためや、
焼入れ歪みを防止したりするために、ワークを冷却液に
浸漬した状態で行われることがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, induction hardening is carried out by applying a high-frequency current to a hardening coil and utilizing induction heating generated on the surface of the work adjacent to the hardening coil to perform hardening on the work surface. There is. This induction hardening is for intensive hardening at the desired location on the work,
In order to prevent quenching distortion, the work may be performed while being immersed in a cooling liquid.

【0003】上記のように冷却液中でワークに高周波焼
入れ加工を施す装置としては、特開昭62ー10702
0号公報に記載の液中焼入れ装置がある。この装置は、
冷却液を貯留する冷却液槽内に配設された部品支持台に
回転可能に枢支される部品受け具にワークを保持させ、
部品受け具の枢支軸に設けたファンに液流噴出ノズルか
ら液流を噴出して、部品受け具に保持されるワークを回
転させながら加熱コイルでワークに高周波焼入れ加工を
施すものである。
As an apparatus for subjecting a work to induction hardening in a cooling liquid as described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-10702 is disclosed.
There is a submerged quenching apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. This device
A workpiece is held by a component holder that is rotatably supported by a component support table arranged in a coolant tank that stores the coolant,
The workpiece is held by the component receiver while rotating the workpiece by injecting a liquid flow to a fan provided on the pivot of the component receiver to perform induction hardening on the workpiece with a heating coil.

【0004】そのため、この装置においては、液流噴出
ノズルからの液流噴出によって、冷却液に強制的に対流
を起こさせて焼入れ熱によって液温の上昇した冷却液の
攪拌を図ると共に、ワークを回転させて通常の平面視欠
円形状を呈する加熱コイルを用いることに起因する焼入
れむらの発生防止を図っている。
Therefore, in this apparatus, by jetting the liquid flow from the liquid jet nozzle, a convection is forcibly caused in the cooling liquid to stir the cooling liquid whose liquid temperature has risen due to the heat of quenching, and the work is It is intended to prevent the occurrence of quenching unevenness caused by using a heating coil which is rotated to have a normal plan view circular shape.

【0005】[0005]

【発明が解決しょうとする課題】ところが、この装置で
は、液流噴出ノズルからの液流噴出を利用して、ワーク
を回転させているので、冷却液の対流速度やワークの回
転速度が安定しないために、冷却液によるワークの冷却
速度が不安定になり、ワークに所望の一定深度で焼入れ
硬化層が形成できず、また、焼入れむらの発生も完全に
防止できないために、焼入れされたワークの物性にバラ
ツキが生じるという問題がある。そこで、この発明の目
的は、焼入れされたワークの物性が均一になるように焼
入れ加工を施すことができる液中焼入れ装置を提供する
ことである。
However, in this apparatus, since the work is rotated by utilizing the liquid jet from the liquid jet nozzle, the convection speed of the cooling liquid and the rotation speed of the work are not stable. Therefore, the cooling rate of the work by the cooling liquid becomes unstable, the quench-hardened layer cannot be formed on the work at a desired constant depth, and the occurrence of quenching unevenness cannot be completely prevented. There is a problem that the physical properties vary. Therefore, an object of the present invention is to provide an in-liquid quenching apparatus that can perform quenching processing so that the physical properties of a quenched workpiece are uniform.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の液中焼入れ装
置は、冷却液中に浸漬したワークを、加熱コイルでもっ
て焼入れする液中焼入れ装置において、前記冷却液を貯
留する冷却液槽内に配設されたワーク支持台と、前記ワ
ーク支持台に回動自在に枢支されて、前記ワークを保持
するワーク保持具と、このワーク保持具を回転駆動させ
る電動モータと、前記電動モータの回転速度を制御する
回転速度制御手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a submerged quenching apparatus for quenching a work immersed in a cooling fluid with a heating coil in a cooling fluid tank for storing the cooling fluid. A work support table disposed on the work support table, a work support tool pivotally supported by the work support table to hold the work, an electric motor for rotationally driving the work support tool, and an electric motor of the electric motor. And a rotation speed control means for controlling the rotation speed.

【0007】[0007]

【作用】請求項1の液中焼入れ装置においては、ワーク
保持具に保持されるワークが、電動モータによって回転
駆動されるので、電動モータの回転速度を回転速度制御
手段を介して制御することにより、冷却液に起こる対流
の流速が調整されるので、ワークの冷却速度が制御可能
となるために、ワークに対して所望の一定深度の焼入れ
硬化層を形成できるようになる。また、ワークは回転む
らなく回転されるので、焼入れむらが生じない。
In the submerged quenching apparatus of the present invention, since the work held by the work holder is driven to rotate by the electric motor, the rotation speed of the electric motor is controlled by the rotation speed control means. Since the flow velocity of convection that occurs in the cooling liquid is adjusted, the cooling rate of the work can be controlled, so that it becomes possible to form a quench hardening layer of a desired constant depth on the work. Moreover, since the work is rotated without uneven rotation, uneven hardening does not occur.

【0008】[0008]

【発明の効果】請求項1の液中焼入れ装置によれば、以
上説明したように、ワークを保持するワーク保持具が、
電動モータにより回転駆動され、且つ、その回転速度
が、回転速度制御機構によって調整可能に構成されてい
るので、ワークが回転むらなく回転されると共に、モー
タの回転速度を制御することにより冷却液に起こる対流
の流速の調整が可能となる。従って、ワークに焼入れむ
らを生じることなく均等に焼入れ加工が施されること、
ワークの冷却速度が制御可能となって、ワークの表面に
所期の深度の焼入れ硬化層が形成できるようになるこ
と、等の効果が得られる。
As described above, according to the submerged quenching apparatus of the present invention, the work holder for holding the work is
It is driven to rotate by an electric motor, and its rotation speed is adjustable by a rotation speed control mechanism. Therefore, the workpiece is rotated evenly, and the rotation speed of the motor is controlled so that the cooling liquid is generated. It is possible to adjust the flow velocity of convection that occurs. Therefore, the work is uniformly hardened without causing uneven hardening,
The cooling rate of the work can be controlled, and a quench hardening layer having a desired depth can be formed on the surface of the work.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面に基いて実施例の液中焼入れ装置
について説明する本実施例は、ギヤやリング等の貫通孔
aを有するワークMの貫通孔aの内表面に高周波焼入れ
を施す液中焼入れ装置に本発明を適応した場合のもので
ある。この液中焼入れ装置は、図1、図2に示すよう
に、ベースフレーム1上に固定された冷却液槽2と、こ
の冷却液槽2に隣接させた機台3に、エアーシリンダ4
を介して昇降自在に配設された高周波加熱装置5とを備
えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following, a liquid quenching apparatus of the embodiment will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a liquid for induction hardening the inner surface of a through hole a of a work M having through holes a such as gears and rings. This is a case where the present invention is applied to a medium quenching device. As shown in FIGS. 1 and 2, this submerged quenching apparatus includes a cooling liquid tank 2 fixed on a base frame 1, a machine base 3 adjacent to the cooling liquid tank 2, and an air cylinder 4
And a high-frequency heating device 5 which is arranged so as to be movable up and down.

【0010】前記高周波加熱装置5は、高周波電流を供
給する電源6と、この電源6から供給される高周波電流
によりワークMに高周波誘導加熱による焼入れを施すた
めの平面視欠円形状を呈する加熱コイル7とで構成され
ている。前記冷却液槽2内には、エチレングリコールあ
るいはポリビニルアルコール水溶液からなる冷却液Wが
貯留され、この冷却液W中に浸漬された状態で円盤状の
ワーク支持台8が配設されている。
The high-frequency heating device 5 includes a power supply 6 for supplying a high-frequency current, and a heating coil having a circular shape in plan view for quenching the work M by high-frequency induction heating with the high-frequency current supplied from the power supply 6. 7 and 7. A cooling liquid W made of an aqueous solution of ethylene glycol or polyvinyl alcohol is stored in the cooling liquid tank 2, and a disk-shaped work support 8 is arranged in a state of being immersed in the cooling liquid W.

【0011】前記ワーク支持台8は、冷却液槽2の底部
に設けられた軸受9に回動可能に支持軸10を介して軸
支され、その支持軸10の下端部には連結具12が設け
られ、この連結具12の下端部には、インデックスモー
タ11にチェーン13を介して連結されたギヤ機構14
が連結され、インデックスモータ11の回転によりワー
ク支持台8が45度の回転角毎に割り出し回転されるよ
うに構成されている。また、前記ワーク支持台8の周縁
部には、8個のワーク保持具13が昇降・回転可能に4
5度の割り出し角度位置、つまり円周8等分位置に支持
されている。
The work support base 8 is rotatably supported by a bearing 9 provided at the bottom of the cooling liquid tank 2 via a support shaft 10, and a connecting tool 12 is provided at the lower end of the support shaft 10. A gear mechanism 14 that is provided and is connected to the index motor 11 via a chain 13 is provided at a lower end portion of the connecting tool 12.
Are connected to each other, and the work support base 8 is indexed and rotated at every rotation angle of 45 degrees by the rotation of the index motor 11. Further, eight work holders 13 are vertically movable on the peripheral portion of the work support base 8 so that they can be moved up and down.
It is supported at an indexing angle position of 5 degrees, that is, a position at which the circumference is divided into eight.

【0012】前記ワーク保持具13は、図3に示すよう
に、ワークMを保持するものであり、有底筒状の保持具
本体の周壁13aの上面にワークMを嵌合させるワーク
保持部14が形成され、底壁13bから下方に軸部15
が垂設され、この軸部15は、前記ワーク支持台8に付
設した軸受16内に昇降自在に挿通された軸受筒17内
にベアリング18を介して回転自在に軸支されている。
As shown in FIG. 3, the work holder 13 holds the work M, and a work holding portion 14 for fitting the work M on the upper surface of the peripheral wall 13a of the holder main body having a cylindrical shape with a bottom. Is formed, the shaft portion 15 is formed downward from the bottom wall 13b.
The shaft portion 15 is rotatably supported via a bearing 18 in a bearing cylinder 17 that is vertically inserted through a bearing 16 attached to the work support 8.

【0013】また、ワーク保持具13の軸部15は、冷
却液槽2の底部に前記高周波加熱装置5側に向かって下
方に傾斜させて配設された平面視環状の傾斜軌道板19
上に支持され、インデックスモータ11の回転駆動に伴
い、ワーク保持具13が割り出し回転されると、軸部1
5の下端部が傾斜軌道板19の傾斜面に沿って移動され
て、軸部15が軸受筒17内を昇降して、ワーク保持具
13が昇降されるように構成されている。
Further, the shaft portion 15 of the work holder 13 is disposed on the bottom portion of the cooling liquid tank 2 so as to be inclined downward toward the high-frequency heating device 5 side and has an annular inclined track plate 19 in plan view.
When the work holder 13 is indexed and rotated by being supported above and the index motor 11 being rotationally driven, the shaft portion 1 is rotated.
The lower end of 5 is moved along the inclined surface of the inclined track plate 19, the shaft portion 15 moves up and down in the bearing cylinder 17, and the work holder 13 is moved up and down.

【0014】また、ワーク保持具13の周壁13aに
は、前記軸部15の延長線に対して直交する向きに排液
孔20が形成され、ワーク保持具13が軸部15を回転
中心として回転駆動されると、これに保持されるワーク
Mの貫通孔a周辺部の冷却液に遠心力が作用して対流が
起こされ、図3中矢印で示すように、この対流が排出孔
20から外部に排出されるように構成されている。
A drainage hole 20 is formed in the peripheral wall 13a of the work holder 13 in a direction orthogonal to the extension line of the shaft portion 15, and the work holder 13 rotates about the shaft portion 15 as a rotation center. When driven, centrifugal force acts on the cooling liquid around the through hole a of the work M held therein to cause convection, and as shown by the arrow in FIG. It is configured to be discharged to.

【0015】前記ワーク保持具13の軸部15の下端部
には、タイミングプーリ21が設けられ、このタイミン
グプーリ21が、インデックスモータ11の割り出し回
転により加熱コイル7の直下の処理位置(後述する第5
ステージS5位置)に達すると、ワーク回転駆動機構3
0に連動連結され、ワーク保持具13が回転駆動され、
これに保持されたワークMを回転させるように構成され
ている。
A timing pulley 21 is provided at the lower end portion of the shaft portion 15 of the work holder 13, and the timing pulley 21 is positioned immediately below the heating coil 7 by the indexing rotation of the index motor 11 (see a later-described processing position). 5
When the stage S5 position is reached, the work rotation drive mechanism 3
0, the work holder 13 is driven to rotate,
The work M held by this is configured to rotate.

【0016】前記ワーク回転駆動機構30について説明
すると、図1〜図4に示すように、冷却液槽2上に配設
された直流電動モータ31と、ワーク保持具13の軸部
15の下端部に設けられたタイミングプーリ21とが連
動連結され、直流電動モータ31に付設された変速機3
2から下方に垂設される駆動軸33の下端部に駆動プー
リ34が設けられ、この駆動プーリ34に対して所定の
間隔をおいて従動プーリ35が配設され、これらプーリ
34,35に両面シンクロベルト36が巻回され、この
両面シンクロベルト36にワーク保持具13の軸部15
に設けたタイミングプーリ21が係合され、直流電動モ
ータ31の回転駆動に伴って、ワーク保持具13が回転
駆動されるように構成されている。
The work rotation drive mechanism 30 will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, a DC electric motor 31 disposed on the cooling liquid tank 2 and a lower end portion of the shaft portion 15 of the work holder 13 are provided. The transmission 3 attached to the DC electric motor 31 is interlocked with the timing pulley 21 provided in the
A drive pulley 34 is provided at the lower end of a drive shaft 33 that extends downward from 2, and a driven pulley 35 is disposed at a predetermined distance from the drive pulley 34. The synchro belt 36 is wound, and the shaft portion 15 of the work holder 13 is attached to the double-sided synchro belt 36.
Is engaged with the timing pulley 21 and the work holder 13 is driven to rotate as the DC electric motor 31 rotates.

【0017】直流電動モータ31には、図5に示すよう
に、回転速度制御装置40が接続され、この回転速度制
御装置40により直流電動モータ31の回転速度が制御
可能に構成されている。前記回転速度制御装置40は、
冷却液の液温を検出する液温センサ41と、加熱コイル
7のサイズ、ワークMの焼入れ性及び焼入れ硬化層の深
度を入力するキーボード42と、これらの入力されたデ
ータを演算するマイクロコンピュターと入出力インター
フェイスを主体とするコントロールボックス43と、こ
のコントロールボックス43内に組込まれるマイクロコ
ンピュターからの制御信号により設定される回転速度で
直流電動モータ31を回転駆動させるモ−タ駆動回路4
4とからなり、冷却液の液温、加熱コイルのサイズ、ワ
ークの焼入れ特性及びワークの焼入れ硬化層深度等から
なる焼入れ条件の変化に対応して、直流電動モータ31
の回転速度が制御されて、ワークMの冷却速度が制御可
能となり、ワークMに所望深度の焼入れ硬化層が形成で
きるように構成されている。
As shown in FIG. 5, a rotation speed control device 40 is connected to the DC electric motor 31, and the rotation speed of the DC electric motor 31 can be controlled by the rotation speed control device 40. The rotation speed control device 40 is
A liquid temperature sensor 41 for detecting the liquid temperature of the cooling liquid, a keyboard 42 for inputting the size of the heating coil 7, the hardenability of the work M and the depth of the quench hardened layer, and a micro computer for calculating these input data. A control box 43 mainly composed of an input / output interface, and a motor drive circuit 4 for rotationally driving the DC electric motor 31 at a rotational speed set by a control signal from a micro computer incorporated in the control box 43.
The DC electric motor 31 corresponds to the change of the quenching condition including the liquid temperature of the cooling fluid, the size of the heating coil, the quenching characteristics of the workpiece, the quench hardening layer depth of the workpiece, and the like.
Is controlled so that the cooling rate of the work M can be controlled, and a quench hardened layer having a desired depth can be formed on the work M.

【0018】さらに、加熱コイル7の下方には、前記ワ
ーク保持具13の軸部15を保持して上下に昇降させる
焼入れ位置切り換え機構50が配設されている。この焼
入れ位置切り換え機構50は、図1及び図3に示すよう
に、加熱コイル7の下方に相当する冷却液槽2の底部に
配設された軸受51に昇降杆52が昇降自在に支持さ
れ、この昇降杆52の上端部にはワーク保持具13の軸
部15に設けれた円盤状の保持板53を挟持する挟持部
材54が設けられ、下端部にはローラ55が回転自在に
設けられている。
Further, below the heating coil 7, a quenching position switching mechanism 50 for holding the shaft portion 15 of the work holder 13 and moving it up and down is arranged. In this quenching position switching mechanism 50, as shown in FIGS. 1 and 3, an elevating rod 52 is movably supported by a bearing 51 arranged at the bottom of the cooling liquid tank 2 below the heating coil 7. A holding member 54 for holding a disk-shaped holding plate 53 provided on the shaft portion 15 of the work holder 13 is provided at the upper end of the elevating rod 52, and a roller 55 is rotatably provided at the lower end. There is.

【0019】前記ローラ55は、ベースフレーム1に立
設されたカム支持部材56に回転自在に支持されるカム
部材57のカム面57a上に支持され、カム部材57が
回転されることにより、昇降杆52がカム面57a形状
に対応して上下に昇降され、これに挟持される保持板5
5が昇降されてワーク保持具13が昇降されるように構
成されている。また、昇降杆52はバネ部材58により
下向きに付勢されており、ワーク保持具13が確実に保
持されるように構成されている。従って、この焼入れ位
置切り換え機構50によりワークMには、上下方向に焼
き入れ位置を切り換えて焼入れ加工を施すことができ
る。
The roller 55 is supported on a cam surface 57a of a cam member 57 which is rotatably supported by a cam support member 56 provided upright on the base frame 1. As the cam member 57 is rotated, the roller 55 moves up and down. The holding plate 5 in which the rod 52 is moved up and down corresponding to the shape of the cam surface 57a and is clamped by this.
5 is moved up and down, and the work holder 13 is moved up and down. Further, the elevating rod 52 is biased downward by a spring member 58 so that the work holder 13 is securely held. Therefore, the quenching position switching mechanism 50 can be used to quench the workpiece M by switching the quenching position in the vertical direction.

【0020】前記ワーク支持台8は、図1及び図2に示
すように、ワーク保持具13が第1ステージS1から第
8ステージS8に向かって順次移動されるように割り出
し回転され、その間に、ワークの取付け、焼入れ、冷却
及びワークの取出しが行なわれる。第1ステージS1に
おいては、ワーク保持具13が上昇位置にあり、ワーク
保持具13へのワークMの取付けが行なわれ、第2ステ
ージS2に向かってワーク保持具Mが移動されると、そ
の軸部15を傾斜軌道板19の傾斜面に沿って下降され
て、ワークMが冷却液W中に浸漬される。その後、第5
ステージS5(前述した加熱コイルの直下の処理位置に
相当する)で加熱コイル7によって高周波焼入れが行わ
れ、第6、第7ステージS6,S7にてワークMが冷却
液Wに浸漬された状態で冷却された後、ワーク保持具1
3が傾斜軌道板19により上昇され、第8ステージS8
において、ワークMの取出しが行なわれるように構成さ
れている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the work support base 8 is indexed and rotated so that the work holder 13 is sequentially moved from the first stage S1 to the eighth stage S8. Work attachment, quenching, cooling and work removal are performed. In the first stage S1, the workpiece holder 13 is in the raised position, the workpiece M is attached to the workpiece holder 13, and when the workpiece holder M is moved toward the second stage S2, the axis of the workpiece holder M moves. The part M is lowered along the inclined surface of the inclined track plate 19, and the work M is immersed in the cooling liquid W. Then the fifth
Induction hardening is performed by the heating coil 7 at the stage S5 (corresponding to the processing position immediately below the heating coil), and the work M is immersed in the cooling liquid W at the sixth and seventh stages S6, S7. After cooled, the work holder 1
3 is lifted by the inclined track plate 19, and the eighth stage S8
In, the work M is taken out.

【0021】ここで、上記した液中焼入れ装置の作用に
ついて説明する。第1ステージS1において、ワーク保
持具13は上昇位置にあり、この上昇位置でワークMを
ワーク保持具13のワーク保持部14に嵌合させて取付
けが行われ、インデックスモータ11の回転駆動によっ
てワーク保持具13が第2ステージに移動されるのに伴
って、ワーク保持具13の軸部15の下端部が傾斜軌道
板19の傾斜面に沿って移動されて、ワーク保持具13
が徐々に下降され、ワークMが冷却液W中に浸漬され
る。
The operation of the above-described submerged hardening apparatus will be described below. In the first stage S1, the workpiece holder 13 is in the raised position, and the workpiece M is fitted and attached to the workpiece holder 14 of the workpiece holder 13 at the raised position, and the workpiece is driven by the rotation drive of the index motor 11. As the holder 13 is moved to the second stage, the lower end of the shaft portion 15 of the workpiece holder 13 is moved along the inclined surface of the inclined track plate 19, and the workpiece holder 13 is moved.
Is gradually lowered, and the work M is immersed in the cooling liquid W.

【0022】さらに、ワーク支持台8が回転してワーク
保持具13が第5ステージS5に至ると、高周波焼入れ
装置5がエアシリンダ4の駆動により下降され、コイル
7がワークMの貫通孔a内に位置されるようになる。こ
の位置で加熱コイル7に高周波電流を供給してワークM
の貫通孔aの表面に高周波焼入れが施される。この際、
ワーク保持具13の軸部15の下端部に設けられたタイ
ミングプーリ34が、ワーク回転駆動機構30の両面シ
ンクロベルト36に係合され、直流電動モータ31の回
転駆動によりワーク保持具13が等速回転される。ワー
クMは、直流電動モータ31によって回転されるため
に、ワークMに焼入れむらを生じることなく高周波焼入
れが行われる。
Further, when the work support base 8 rotates and the work holder 13 reaches the fifth stage S5, the induction hardening apparatus 5 is lowered by the drive of the air cylinder 4, and the coil 7 is placed in the through hole a of the work M. Will be located in. At this position, a high-frequency current is supplied to the heating coil 7 and the work M
Induction hardening is applied to the surface of the through hole a. On this occasion,
The timing pulley 34 provided at the lower end of the shaft portion 15 of the work holder 13 is engaged with the double-sided synchro belt 36 of the work rotation drive mechanism 30, and the work holder 13 is driven at a constant speed by the rotation drive of the DC electric motor 31. Is rotated. Since the work M is rotated by the DC electric motor 31, the work M is induction hardened without causing uneven hardening.

【0023】同時に、ワーク保持具13の回転に伴って
冷却液Wに遠心力が働き、ワークMの貫通孔a周辺部の
焼入れ熱によって液温の上昇した冷却液には、図3の矢
印で示す向きの対流が起こされ、ワークMの上部の比較
的に液温の上昇していない冷却液WがワークMの貫通孔
aに流入され、ワーク保持具13の周壁13aに形成し
た排液孔19からワーク保持具13外に排出されるよう
になる。この対流の流速は、回転速度制御装置40によ
り直流電動モータ31の回転速度を制御することによっ
て調整できるので、ワークMの冷却速度が制御可能とな
るために、ワークMに所望の一定深度の焼入れ硬化層が
形成できるようになり、焼入れされたワークMの物性が
均一になるように焼入れ加工が施される。
At the same time, a centrifugal force acts on the cooling liquid W as the work holder 13 rotates, and the cooling liquid whose temperature has risen due to the heat of quenching around the through hole a of the work M is indicated by the arrow in FIG. The convection in the direction shown occurs, and the cooling liquid W in the upper part of the work M in which the liquid temperature is not relatively increased flows into the through hole a of the work M, and the drain hole formed in the peripheral wall 13a of the work holder 13. It comes to be discharged from the work holder 13 from 19. Since the convection flow velocity can be adjusted by controlling the rotation speed of the DC electric motor 31 by the rotation speed control device 40, the cooling speed of the work M can be controlled, so that the work M is quenched at a desired constant depth. A hardened layer can be formed, and quenching is performed so that the hardened work M has uniform physical properties.

【0024】ここで、直流電動モータ31の回転速度制
御装置40について、図5に基いて説明する。ワークM
の焼入れ硬化層の深度Dを所望の深度に形成するため
に、ワークMの冷却速度を制御する直流電動モータ31
の回転速度を設定するパラメータは、加熱コイルサイズ
S、ワークの材質の金属組成による焼入れ性U及び冷却
液の液温Tである。 これらのパラメータから直流電動
モータ31の回転速度Nが下記演算式により設定され
る。 N=a×T+b×S+c×U+d×D(a>0、b<
0、c<0,d<0) 上記の演算式において、冷却液の液温Tの係数a,加熱
コイルのサイズSの係数b、ワークの焼入れ性Uの係数
c及びワークの焼入れ深度Dの係数dであり、これらの
係数は、多数の試験データに基いて設定されたものであ
る。
The rotation speed control device 40 for the DC electric motor 31 will be described with reference to FIG. Work M
DC electric motor 31 for controlling the cooling rate of the work M in order to form the depth D of the quench hardened layer of
The parameters for setting the rotation speed are the heating coil size S, the hardenability U depending on the metal composition of the work material, and the liquid temperature T of the cooling liquid. From these parameters, the rotation speed N of the DC electric motor 31 is set by the following arithmetic expression. N = a × T + b × S + c × U + d × D (a> 0, b <
0, c <0, d <0) In the above equation, the coefficient a of the liquid temperature T of the cooling liquid, the coefficient b of the size S of the heating coil, the coefficient c of the hardenability U of the work, and the quenching depth D of the work Coefficients d, which are set based on a large number of test data.

【0025】冷却液の液温Tの係数aは正の所定の値に
設定され、冷却液の液温が高くなるのに応じて、電動モ
ータ31の回転速度Nが速くなるように設定されてい
る。また、高周波焼入れ加工においては、加熱コイル7
とワークMとが所定範囲の間隔を開けて焼入れ加工が施
されるために、加熱コイルサイズSが大きくなる、つま
り、ワークのサイズが大きくなるのに応じて、ワークM
は、その周速度が速くなると共に、熱伝導性が低下する
ために、ワークMの焼入れ性が低下するので、加熱コイ
ルサイズSの係数bは負の所定の値に設定され、加熱コ
イルサイズSが大きくなるのに応じて、ワークの冷却速
度が遅くなるように、電動モータ31の回転速度Nが遅
くなるように設定されている。
The coefficient a of the liquid temperature T of the cooling liquid is set to a positive predetermined value, and the rotation speed N of the electric motor 31 is set to increase as the liquid temperature of the cooling liquid increases. There is. In induction hardening, the heating coil 7
And the work M are subjected to quenching with a predetermined range of space therebetween, so that the heating coil size S increases, that is, as the work size increases, the work M increases.
Of the heating coil size S, the coefficient b of the heating coil size S is set to a negative predetermined value because the peripheral speed increases and the thermal conductivity decreases, so the hardenability of the work M decreases. Is set so that the rotation speed N of the electric motor 31 becomes slower so that the cooling rate of the work becomes slower in accordance with the increase of the.

【0026】さらに、ワークの焼入れ性Uの係数cは所
定の負の値に設定され、ワークの焼入れ性が大きくなる
(優れた焼き入れ性を示す)のに応じて、冷却速度を低
下させるように、電動モータの回転速度が遅くなるよう
に設定されている。そして、焼入れ硬化層の深度Dの係
数dは所定の負の値に設定され、焼入れ硬層の深度Dが
大きくなるのに応じて、ワークの冷却速度が遅くなるよ
うに、電動モータ31の回転速度Nが遅くなるように設
定されている。
Further, the coefficient c of the hardenability U of the work is set to a predetermined negative value, and the cooling rate is lowered as the hardenability of the work increases (exhibits excellent hardenability). In addition, the rotation speed of the electric motor is set to be slow. Then, the coefficient d of the depth D of the quench hardened layer is set to a predetermined negative value, and the rotation of the electric motor 31 is reduced so that the cooling rate of the work becomes slower as the depth D of the quench hardened layer increases. The speed N is set to be slow.

【0027】冷却液温度Tが液温センサ41によりコン
トロールボックス43に入力され、且つ、加熱コイルサ
イズS、ワークの焼入れ性U及び焼入れ硬化層の深度D
が、キーボード42を介して入力され、これらのデータ
夫々を、上記の演算式に当てはめてコントロールボック
ス43で演算し、得られた回転速度Nになるようにモー
タ駆動回路44へコントロールボックス43から制御信
号が送られ、この制御信号に基いてモータ駆動回路44
で設定された制御電流が直流電動モータ31に供給さ
れ、直流電動モータ31が演算式で設定された回転速度
Nで回転駆動される。尚、上記した演算式により直流電
動モータ31の回転速度を設定する方法に変えて、上記
した焼入れ条件のパラメータからなるマップを作成し、
このマップに基いて電動モータ31の回転速度を制御す
るようにしても良い。
The cooling liquid temperature T is input to the control box 43 by the liquid temperature sensor 41, and the heating coil size S, the hardenability U of the work and the depth D of the hardened layer are set.
Is input through the keyboard 42, each of these data is applied to the above-mentioned arithmetic expression to be calculated by the control box 43, and the motor drive circuit 44 is controlled from the control box 43 so as to obtain the obtained rotation speed N. A signal is sent to the motor drive circuit 44 based on this control signal.
The control current set in 1 is supplied to the DC electric motor 31, and the DC electric motor 31 is rotationally driven at the rotation speed N set by the arithmetic expression. In addition, instead of the method of setting the rotation speed of the DC electric motor 31 by the above-described arithmetic expression, a map made up of the parameters of the above-mentioned quenching condition is created,
The rotation speed of the electric motor 31 may be controlled based on this map.

【0028】従って、冷却液の液温、加熱コイルのサイ
ズ,ワークの焼入れ性、ワークの焼入れ硬化層の深度等
の焼入れ条件の変化に対応して、電動モータの回転速度
Nが制御されて、ワークMの冷却速度が制御されるよう
に構成されているので、この液中焼入れ装置により施さ
れる高周波焼入れ加工においては、焼入れ条件が変化し
ても、ワークMに対して焼入れ硬化層を所望の一定深度
に形成することができる。
Therefore, the rotation speed N of the electric motor is controlled in response to changes in quenching conditions such as the temperature of the cooling fluid, the size of the heating coil, the quenchability of the workpiece, the depth of the quench hardened layer of the workpiece, and the like. Since the cooling rate of the work M is controlled, in the induction hardening process performed by this submerged quenching apparatus, even if the hardening conditions are changed, a hardened layer is desired for the work M. Can be formed at a certain depth.

【0029】そして、ワークMに対する高周波焼入れ加
工が完了すると、高周波焼入れ装置5がシリンダ4によ
って上昇され、コイル7が冷却液槽2の上部開口まで上
昇される。一方、ワーク保持具13は、第7ステージS
7に至るまでの間、ワークMが冷却液W中で冷却され、
その後、第8ステージS8において、ワーク保持具13
が傾斜軌道板19に沿って徐々に上昇され、焼入れの完
了したワークMが取り出される。上記したように、この
液中焼入れ装置では、ワークMに連続的に高周波焼入れ
加工が施されるので、作業性が向上し、且つ、ワークM
の冷却速度が制御可能となるので、ワークに対して所期
の深度の焼入れ硬化層が形成できる。
When the induction hardening process for the work M is completed, the induction hardening device 5 is moved up by the cylinder 4, and the coil 7 is moved up to the upper opening of the cooling liquid tank 2. On the other hand, the work holder 13 has a seventh stage S.
The work M is cooled in the cooling liquid W until the temperature reaches 7.
Then, in the eighth stage S8, the work holder 13
Is gradually raised along the inclined track plate 19, and the work M for which quenching has been completed is taken out. As described above, in this submerged quenching apparatus, the work M is continuously subjected to induction hardening, so that the workability is improved and the work M is processed.
Since the cooling rate can be controlled, it is possible to form a quench-hardened layer with a desired depth on the work.

【0030】次に、別の実施例の液中焼入れ装置を説明
する。この液中焼入れ装置は、図6〜図9に示すよう
に、上述した実施例の液中焼入れ装置のワーク保持具1
3の昇降機構とワーク回転機構30との構成が異なる以
外には略同一の構成からなり、同一の部品には同一の番
号を施し、その説明を省略した。
Next, an in-liquid quenching apparatus of another embodiment will be described. This submerged quenching apparatus, as shown in FIGS. 6 to 9, is a work holder 1 of the submerged quenching apparatus of the above-described embodiment.
3 has substantially the same configuration except that the lifting mechanism of 3 and the work rotating mechanism 30 have different configurations, and the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0031】この液中焼入れ装置のワーク保持具13A
は、図8に示すように、その軸部15が、ワーク支持台
8に付設したシリンダ60内に昇降自在に挿通された軸
受筒62内にベアリング63を介して回転自在に軸支さ
れている。前記軸受筒62は、前記シリンダ60内を昇
降するピストン64によって仕切られた上下シリンダ内
室65,66に供給されたエアーによって昇降されよう
に構成されている。この上下シリンダ内室65,66の
夫々にエアー通路67,68が連通され、これらエアー
通路67,68にはエアーの供給を切り換え制御するロ
ータリバルブ69が連結されている。そのため、インデ
ックスモータ11の割り出し回転に伴ってワークMを保
持するワーク保持具13Aが第1ステージから第8ステ
ージ割り出し回転されるのに応じて、ロータリバルブ6
9が順次切り換えられ、ワーク保持具13Aが昇降され
る。
Work holder 13A of this submerged hardening apparatus
As shown in FIG. 8, the shaft portion 15 is rotatably supported by a bearing 63 in a bearing cylinder 62 that is vertically inserted in a cylinder 60 attached to the work support 8. . The bearing cylinder 62 is configured to be moved up and down by the air supplied to the upper and lower cylinder inner chambers 65 and 66 partitioned by the piston 64 that moves up and down in the cylinder 60. Air passages 67 and 68 are connected to the upper and lower cylinder chambers 65 and 66, respectively, and a rotary valve 69 for switching and controlling the supply of air is connected to the air passages 67 and 68. Therefore, as the work holder 13A that holds the work M is index-rotated by the index motor 11, the rotary valve 6 is rotated in response to the index rotation from the first stage to the eighth stage.
9 is sequentially switched, and the work holder 13A is moved up and down.

【0032】また、前記ワーク保持具13の軸部15の
下端部に、スプライン部15aが形成され、このスプラ
イン部15aが、ワーク回転駆動機構30Aに連動連結
され、ワーク保持具13Aが回転されるように構成され
ている。前記ワーク回転駆動機構30Aは、第5ステー
ジの下方位置に相当する冷却液槽2の底部位置に設けら
れた軸受70に回転自在に枢支されたワーク回転軸71
の上端に連結部72が設けられ、この連結部72に形成
されたスプライン穴72aにワーク保持具13の軸部1
5に設けたスプライン部15aが着脱自在に嵌入され、
嵌入時、ワーク保持具13とワーク回転軸71とが連動
連結されるように構成されている。
A spline portion 15a is formed at the lower end of the shaft portion 15 of the work holder 13, and the spline portion 15a is interlocked with the work rotation drive mechanism 30A to rotate the work holder 13A. Is configured. The work rotation drive mechanism 30A is rotatably supported by a bearing 70 provided at a bottom position of the cooling liquid tank 2 corresponding to a position below the fifth stage.
Is provided with a connecting portion 72 at the upper end thereof, and the shaft portion 1 of the work holder 13 is inserted into the spline hole 72a formed in the connecting portion 72.
5, the spline portion 15a is detachably inserted,
At the time of fitting, the work holder 13 and the work rotation shaft 71 are configured to be interlocked and connected.

【0033】ワーク回転軸71の下端部にタイミングプ
ーリ73が設けられ、このタイミングプーリ73が駆動
プーリ74と従動プーリ75とに巻回される両面シンク
ロベルト76に係合され、駆動プーリ74の下端部に設
けた直流電動モータ31の回転駆動によってワーク保持
具13が回転駆動される。この液中焼入れ装置は、上述
した実施例の液中焼入れ装置と同様に、ワーク保持具1
3Aが直流電動モータ31により回転駆動されるため
に、焼入れむらを生じることがなく。また、直流電動モ
ータ31の回転速度を回転速度制御装置を介して制御す
ることにより、ワークMの冷却速度が制御され、ワーク
Mに所期の深度の焼入れ硬化層が形成できるようにな
る。
A timing pulley 73 is provided at the lower end of the work rotating shaft 71. The timing pulley 73 is engaged with a double-sided synchro belt 76 wound around a drive pulley 74 and a driven pulley 75, and the lower end of the drive pulley 74 is engaged. The work holder 13 is rotationally driven by rotationally driving the DC electric motor 31 provided in the section. This submerged quenching apparatus is similar to the submerged quenching apparatus of the above-described embodiment in that the work holder 1
Since 3A is driven to rotate by the DC electric motor 31, uneven quenching does not occur. Further, by controlling the rotation speed of the DC electric motor 31 via the rotation speed control device, the cooling speed of the work M is controlled, and the quench hardening layer having a desired depth can be formed on the work M.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例に係る液中焼入れ装置の一部縦断正面図
である。
FIG. 1 is a partially longitudinal front view of an in-liquid quenching apparatus according to an embodiment.

【図2】図1の液中焼入れ装置の平面図である。2 is a plan view of the submerged quenching apparatus of FIG. 1. FIG.

【図3】図1の液中焼入れ装置の要部の縦断正面図であ
る。
FIG. 3 is a vertical sectional front view of a main part of the submerged quenching apparatus of FIG.

【図4】図1の液中焼入れ装置のワーク回転駆動機構の
概略を示す斜視図である。
4 is a perspective view showing an outline of a work rotation drive mechanism of the submerged quenching apparatus of FIG. 1. FIG.

【図5】図1の液中焼入れ装置の回転速度制御機構の構
成図である。
5 is a configuration diagram of a rotation speed control mechanism of the liquid quenching apparatus of FIG.

【図6】別実施例に係る液中焼入れ装置の一部縦断正面
図である
FIG. 6 is a partially longitudinal front view of a submerged quenching apparatus according to another embodiment.

【図7】図6の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG.

【図8】図6の液中焼入れ装置の要部の縦断正面図であ
る。
8 is a vertical cross-sectional front view of a main part of the submerged quenching apparatus of FIG.

【図9】図6の液中焼入れ装置のワーク回転駆動機構の
概略を示す斜視図である。
9 is a perspective view schematically showing a work rotation drive mechanism of the submerged quenching apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 冷却液槽 7 加熱コイル 8 ワーク支持台 13、13A ワーク保持具 31 直流電動モータ 40 回転速度制御機構 M ワーク W 冷却液 2 Coolant tank 7 Heating coil 8 Work support 13, 13A Work holder 31 DC electric motor 40 Rotation speed control mechanism M Work W Coolant

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷却液中に浸漬したワークを、加熱コイ
ルでもって焼入れする液中焼入れ装置において、 前記冷却液を貯留する冷却液槽内に配設されたワーク支
持台と、 前記ワーク支持台に回動自在に枢支されて、ワークを保
持するワーク保持具と、 前記ワーク保持具を回転駆動させる電動モータと、 前記電動モータの回転速度を制御する回転速度制御手段
と、を備えたことを特徴とする液中焼入れ装置。
1. A submerged quenching apparatus for quenching a work immersed in a cooling liquid with a heating coil, wherein the work support is disposed in a cooling liquid tank for storing the cooling liquid, and the work support is provided. A work holder that is rotatably pivoted to and holds a work; an electric motor that rotationally drives the work holder; and a rotation speed control unit that controls the rotation speed of the electric motor. Submerged quenching device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6479141B1 (en) * 2017-11-14 2019-03-06 中外炉工業株式会社 Work hardening processing equipment
CN112094994A (en) * 2020-11-08 2020-12-18 株洲市湘宁高中频设备有限责任公司 Quenching device convenient for clamping and quenching hardware material
CN113201637A (en) * 2021-03-08 2021-08-03 嘉兴市佳伟机械科技有限公司 Screw with ultra-large deformation and automatic production device thereof

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