JPS61106724A - 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 - Google Patents
高周波誘導加熱焼入装置とその方法Info
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- JPS61106724A JPS61106724A JP59228451A JP22845184A JPS61106724A JP S61106724 A JPS61106724 A JP S61106724A JP 59228451 A JP59228451 A JP 59228451A JP 22845184 A JP22845184 A JP 22845184A JP S61106724 A JPS61106724 A JP S61106724A
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- Japan
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- frequency
- heating
- temp
- temperature
- gear
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- Pending
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-
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- 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 Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は歯車等の凹凸状の部材を高周波誘導加熱によ
る焼入装置とその方法(こ関する。
る焼入装置とその方法(こ関する。
従来技術
品用波誘導加熱焼入装置を用いて、例えば歯車のような
凹凸のある部材を表面焼入する際、焼入品質にバラツキ
があると不良品になってしまうの71、、(’Q′=o
、g−f>fx:&°−xmn;ba’ibs“6・1
1−熱焼入装装置は加熱コイルと、このコイルに高局波
或力・訃供給する電源装置から構成され、前記歯車の外
周囲に前記加熱コイルを配役して歯止を焼入する手段で
ある。
凹凸のある部材を表面焼入する際、焼入品質にバラツキ
があると不良品になってしまうの71、、(’Q′=o
、g−f>fx:&°−xmn;ba’ibs“6・1
1−熱焼入装装置は加熱コイルと、このコイルに高局波
或力・訃供給する電源装置から構成され、前記歯車の外
周囲に前記加熱コイルを配役して歯止を焼入する手段で
ある。
発明が解決しようとする問題点
上記手段により歯車の全歯−発焼入れを行う場合、焼入
品質の重要な決め手になるのが歯部の温度である。この
温度は歯車の歯先、歯面、画成で正弦波状となり、各位
置で異なるため、高周波誘導加熱において測定した上記
温度を制1IXIlこ用いるのが極めてむずかしいとい
う問題点がある。このように歯車の歯先、歯面、歯底で
温度に差異が生ずるのは加熱コイルからのギャップがそ
れぞれ異なるためであって、歯部の良好な焼入れを行う
ためにはこの温度差を極力小さくしなければならな 1
い。歯先と歯底を均一に加熱させるには電源装置の周波
数を低く設定する必要がある。ところが−万で低い周波
数を用いて・焼入を行うと焼入深さが深くなりすぎて歯
部全体が焼入されてしまう。従って所定の1焼入深さで
歯部の焼入れを行うためには誘起凧流の浸透深さが・焼
入深さとほぼ一致するような高い周波数を設定下る必要
がある。
品質の重要な決め手になるのが歯部の温度である。この
温度は歯車の歯先、歯面、画成で正弦波状となり、各位
置で異なるため、高周波誘導加熱において測定した上記
温度を制1IXIlこ用いるのが極めてむずかしいとい
う問題点がある。このように歯車の歯先、歯面、歯底で
温度に差異が生ずるのは加熱コイルからのギャップがそ
れぞれ異なるためであって、歯部の良好な焼入れを行う
ためにはこの温度差を極力小さくしなければならな 1
い。歯先と歯底を均一に加熱させるには電源装置の周波
数を低く設定する必要がある。ところが−万で低い周波
数を用いて・焼入を行うと焼入深さが深くなりすぎて歯
部全体が焼入されてしまう。従って所定の1焼入深さで
歯部の焼入れを行うためには誘起凧流の浸透深さが・焼
入深さとほぼ一致するような高い周波数を設定下る必要
がある。
間印点を解決するための手段及び作用
この発明は高周波t11.m、≠1・11こ1!iい周
波厳と高い周波数を切孕えif ++ヒとし、被焼入部
拐の歯部の特定のtW分の7晶度を正6イに↑芙出して
その空出々力により前記颯諒装隨の高低の周波数の切換
え、加熱電力の制御および冷却JgVt7)噴出等の焼
入のための操作を自動的に行うようにしたことにある。
波厳と高い周波数を切孕えif ++ヒとし、被焼入部
拐の歯部の特定のtW分の7晶度を正6イに↑芙出して
その空出々力により前記颯諒装隨の高低の周波数の切換
え、加熱電力の制御および冷却JgVt7)噴出等の焼
入のための操作を自動的に行うようにしたことにある。
実施例
以丁図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。肩
シ】図A、Bにおいて、1は厄11山観で、この電動機
Iは被焼入部材となる歯止2を載置した回転台3を駆動
させるものである。4は歯M2の外周囲を囲繞するよう
に配設された加熱コイルで、このコイル4はタンク回路
等を含む切換装置5に接続される。この切換装置佑5は
周波fItこ応じてタンク回路定数を切換えるため例え
ばインバータ回路及びインバータを構成するせイリスタ
の制御回路からなる高周波電源装置6の出力端に接続さ
れる67は詳細を第2図1こ丞すシーケン7ヤルな運転
パターン制御とPより制御が可能な、例えはマイクロコ
ンピュータからなる制御装置で、この制御装置7には第
1図Bに示すように光セン+8a。
シ】図A、Bにおいて、1は厄11山観で、この電動機
Iは被焼入部材となる歯止2を載置した回転台3を駆動
させるものである。4は歯M2の外周囲を囲繞するよう
に配設された加熱コイルで、このコイル4はタンク回路
等を含む切換装置5に接続される。この切換装置佑5は
周波fItこ応じてタンク回路定数を切換えるため例え
ばインバータ回路及びインバータを構成するせイリスタ
の制御回路からなる高周波電源装置6の出力端に接続さ
れる67は詳細を第2図1こ丞すシーケン7ヤルな運転
パターン制御とPより制御が可能な、例えはマイクロコ
ンピュータからなる制御装置で、この制御装置7には第
1図Bに示すように光セン+8a。
Hb(受光と発光)と温度セン+9からなる温度検出装
置10の噴出信号が電力される。なお、光センe3aと
8bはその光軸がmH2の軸と平行になるように歯部の
近傍に配設される。制御≠1・f7は電力された検出信
号に基づいてQ’r(”4し、その結果により高周波色
源装置r’ffi 6へ加熱、斥力設定信号と周波数切
換信号を与える。また、制fMJ装峻7は切換搏!l¥
5へも前iic: i :i結果に応じて切換信号を与
えるほかI′品度棟出−!At?1.10の退)ft指
令、冷却赦の噴出指令等の焼入れのための一連の操作の
自動制御を行う。
置10の噴出信号が電力される。なお、光センe3aと
8bはその光軸がmH2の軸と平行になるように歯部の
近傍に配設される。制御≠1・f7は電力された検出信
号に基づいてQ’r(”4し、その結果により高周波色
源装置r’ffi 6へ加熱、斥力設定信号と周波数切
換信号を与える。また、制fMJ装峻7は切換搏!l¥
5へも前iic: i :i結果に応じて切換信号を与
えるほかI′品度棟出−!At?1.10の退)ft指
令、冷却赦の噴出指令等の焼入れのための一連の操作の
自動制御を行う。
第2図は制御装置7の詳細を示すブロック図で。
21は詳細を@3図に示すサンプリングコントローラ部
である。このせンプリンタコントローラ剖21には光セ
ン−1−8aとτ晶度七ン+9の検出i号が入)1 力
される。サンプリングコントローラ部21は電力された
信号を演算して出力信号θa(全歯についての温岐の平
均fil、 )を送出する。この信号θ1は加熱′ポカ
設定コントローラ部221周波数切換コンパレータM2
3.加熱停止コンパレータ部24及び冷却水弁開放コン
パレータ部25にそれぞれg!給さね、る。
である。このせンプリンタコントローラ剖21には光セ
ン−1−8aとτ晶度七ン+9の検出i号が入)1 力
される。サンプリングコントローラ部21は電力された
信号を演算して出力信号θa(全歯についての温岐の平
均fil、 )を送出する。この信号θ1は加熱′ポカ
設定コントローラ部221周波数切換コンパレータM2
3.加熱停止コンパレータ部24及び冷却水弁開放コン
パレータ部25にそれぞれg!給さね、る。
2fi !i 定数発生部で・この定数発生部26には
南東2の基準@径か異なるものを焼入するときに変更さ
れるディグスイッチ27 aの径設定f更信号と、ディ
グスイッチ2′lbの歯車の前記池径を歯Vで除重した
信号とが電力される。この定数発生部26て設定される
定数は電力設定P。9周波数切換設定Fc、、。
南東2の基準@径か異なるものを焼入するときに変更さ
れるディグスイッチ27 aの径設定f更信号と、ディ
グスイッチ2′lbの歯車の前記池径を歯Vで除重した
信号とが電力される。この定数発生部26て設定される
定数は電力設定P。9周波数切換設定Fc、、。
加1h停止設定HOF。及び冷却水弁關放設定。Woで
ある。これら設定信号は電力設定コントローラ部22と
各コンパレータ@23〜25に与えられる。
ある。これら設定信号は電力設定コントローラ部22と
各コンパレータ@23〜25に与えられる。
fg 3図は第2図に示したサンプIlングコントc1
:−ラ部21の詳細を示すブロック図で、この第3図に
おいて、31は光セン廿8aの出力信号の波形を変換す
る第1波形変換部で、この第1波形変換部31は広いパ
ルス幅を持つ信号INを短いパルス幅の信号OUTに変
烟するものである。第1彼形没換部31の出力信号c:
t 4< 2波形変換部32に電力される。
:−ラ部21の詳細を示すブロック図で、この第3図に
おいて、31は光セン廿8aの出力信号の波形を変換す
る第1波形変換部で、この第1波形変換部31は広いパ
ルス幅を持つ信号INを短いパルス幅の信号OUTに変
烟するものである。第1彼形没換部31の出力信号c:
t 4< 2波形変換部32に電力される。
このd!、2波形変換部32は電力さねた短いパルス幅
の信号から鋸歯状波信号OUTを倚るものである。
の信号から鋸歯状波信号OUTを倚るものである。
鳩2波杉変換剖32の出力信号は泣相定破股定部、33
に電力され、この設定部33の出力に泣相定敬、役定信
号OUTを得る。この6号はr、ii43波形変換部;
34でトリ力(8号に斐、めさね、て第4波形変換部3
5にトリガ信号としで洪鞄される。NS 4 a形斐殉
部35には貌イ撞増°隔1u :36の出力信号が与え
られる。絶・栗増:[a器36の人力もこけIf+%
成セン+9の演出信号カベフィルタ、37を介して与え
られる。なお、;38はイ突出点、:39は指示、、!
≦である。
に電力され、この設定部33の出力に泣相定敬、役定信
号OUTを得る。この6号はr、ii43波形変換部;
34でトリ力(8号に斐、めさね、て第4波形変換部3
5にトリガ信号としで洪鞄される。NS 4 a形斐殉
部35には貌イ撞増°隔1u :36の出力信号が与え
られる。絶・栗増:[a器36の人力もこけIf+%
成セン+9の演出信号カベフィルタ、37を介して与え
られる。なお、;38はイ突出点、:39は指示、、!
≦である。
前記第4彼形に俣器35の出力信号は温歳平均値検出部
4()に人力される。この温度平均+1[検出部4゜・
は■甫の歯むnと第4波形変換部35から出力される編
度検出仙θ1から全両数についての編梗の平均11t+
、 I 、;’i次式により捜出するものである。
4()に人力される。この温度平均+1[検出部4゜・
は■甫の歯むnと第4波形変換部35から出力される編
度検出仙θ1から全両数についての編梗の平均11t+
、 I 、;’i次式により捜出するものである。
θ 8二Σθ1
an1=1
次に上記実施例の動作を述べる。まず、回転台3に被焼
入両車2を載置させ、その歯止2の外周囲に加熱コイル
4を配置する。その後、光センせ3a、8bとr黒度セ
ンチ9を第1図に示すように位置決めする。ここで奄#
?Jmlを第4図に示す時刻t、で@APAさせると謁
車2が回転を始める。電動機1が所定の回転融に到達し
たとき、時刻t、で制御装置7から高周波電源装置6お
よび切換装置5へ加熱電力設定信号を供帽する。このと
きの加熱周を度数は低く選ばれる。11源装ず1ツ6の
出力1ルカCま高周波ン1源装置46によって規制され
た周波数にて切換装置5を介して加熱コイル4に供給さ
れる。
入両車2を載置させ、その歯止2の外周囲に加熱コイル
4を配置する。その後、光センせ3a、8bとr黒度セ
ンチ9を第1図に示すように位置決めする。ここで奄#
?Jmlを第4図に示す時刻t、で@APAさせると謁
車2が回転を始める。電動機1が所定の回転融に到達し
たとき、時刻t、で制御装置7から高周波電源装置6お
よび切換装置5へ加熱電力設定信号を供帽する。このと
きの加熱周を度数は低く選ばれる。11源装ず1ツ6の
出力1ルカCま高周波ン1源装置46によって規制され
た周波数にて切換装置5を介して加熱コイル4に供給さ
れる。
コイル4に′成力が供給されると歯車2の歯部の温度は
余々に上昇し始める。この温厚上昇の状態は制御装置7
に人力される。制御装置7は光センサ8aと感度セン+
9から上記感度上昇の状・川を得て1、制御装置I′ダ
イア廿ンプリングコントローラ部21で処理演く下して
その出力に゛山部の特定位置における全山数についての
温度の平均1師θaを送出する。
余々に上昇し始める。この温厚上昇の状態は制御装置7
に人力される。制御装置7は光センサ8aと感度セン+
9から上記感度上昇の状・川を得て1、制御装置I′ダ
イア廿ンプリングコントローラ部21で処理演く下して
その出力に゛山部の特定位置における全山数についての
温度の平均1師θaを送出する。
即ち、光センサ−8aが検出する歯部の通温による光1
言号の有無をrii!出し、この検出信号が例えば1.
:1 無になった瞬間或は無となった後一定時間後
の歯面のMINをコントローラ部21で処理演算する。
言号の有無をrii!出し、この検出信号が例えば1.
:1 無になった瞬間或は無となった後一定時間後
の歯面のMINをコントローラ部21で処理演算する。
従って歯部の任意位置温度を測定することができる。
または光セン+−8a、3bの対向位置(歯底から歯先
の位置に)をずらしても表面の任意位置温度を測定する
ことができる。このようにして測定された検出温度の平
均イぼθaが例えば鋼における変か―点の如き所定温度
に達した時点で制御装置7の第2図に示すコントローラ
部22の出力と第1コンパレータ部23の出力とから電
力設定信号と周波数切換信号とが高周波電源装v、6に
供給される。なお、切換信号は切換@rIt5にも与え
られる。この信号により高周波1源装置6は低い周波数
から高い周波数に切換えられる。なお、実験lこよると
低い周波数に対し高い周波数は1.5〜3倍程度高くす
ればよい。周波数は歯車2の材質やサイズにょ ;り選
定するが1例えば低い周波数が1〜2kHzの場合には
、病い周波数は3 kHz程度でよく、また低い周波数
を2〜4 kHzとした場合には高い周波数は6 KH
z程度となる。これとともに切萌装置5も高い周波数に
対応する定数に切換られる。この時刻が第4図のt、で
ある。前記高い周波数に切換られると、加p4力は徐々
に降下される。この状態を加熱終了温度になるまで制+
111萼置7により温度制御を行う。南部の温度が時刻
t、で所定1;6になったとき制御装置47の第2コン
パレータ部24から加熱停止指令が11周波亀詠≠噌6
に与えられるため。
の位置に)をずらしても表面の任意位置温度を測定する
ことができる。このようにして測定された検出温度の平
均イぼθaが例えば鋼における変か―点の如き所定温度
に達した時点で制御装置7の第2図に示すコントローラ
部22の出力と第1コンパレータ部23の出力とから電
力設定信号と周波数切換信号とが高周波電源装v、6に
供給される。なお、切換信号は切換@rIt5にも与え
られる。この信号により高周波1源装置6は低い周波数
から高い周波数に切換えられる。なお、実験lこよると
低い周波数に対し高い周波数は1.5〜3倍程度高くす
ればよい。周波数は歯車2の材質やサイズにょ ;り選
定するが1例えば低い周波数が1〜2kHzの場合には
、病い周波数は3 kHz程度でよく、また低い周波数
を2〜4 kHzとした場合には高い周波数は6 KH
z程度となる。これとともに切萌装置5も高い周波数に
対応する定数に切換られる。この時刻が第4図のt、で
ある。前記高い周波数に切換られると、加p4力は徐々
に降下される。この状態を加熱終了温度になるまで制+
111萼置7により温度制御を行う。南部の温度が時刻
t、で所定1;6になったとき制御装置47の第2コン
パレータ部24から加熱停止指令が11周波亀詠≠噌6
に与えられるため。
「に源装置6の動作は停止して歯車2の加熱を停止させ
る。加熱終了後、歯82の均熱化をはかりなZノ3ら焼
入温度になった時刻1.で光セン+8a、8bと4度七
ンサ9を退避させて時刻t6で第3コンパレータM25
から信号が送出され冷却水弁が開放となって冷却水を歯
車2に放水してこれを冷却させる。冷却水は時刻1丁ま
で流す。その後、電1171の駆動を停止させる。
る。加熱終了後、歯82の均熱化をはかりなZノ3ら焼
入温度になった時刻1.で光セン+8a、8bと4度七
ンサ9を退避させて時刻t6で第3コンパレータM25
から信号が送出され冷却水弁が開放となって冷却水を歯
車2に放水してこれを冷却させる。冷却水は時刻1丁ま
で流す。その後、電1171の駆動を停止させる。
上述のようにして歯車の焼入を終了する。なお、歯車2
を回転台3に載置して回転させるのは歯■全周における
均熱化を図るためである。
を回転台3に載置して回転させるのは歯■全周における
均熱化を図るためである。
発明の効果
以上述べたように、この発明によれば、破焼入部材9例
えば歯車の歯先、歯面、歯底のいずれか最も重要な開所
の温度をセンナにより検出して、加熱時における高低周
波数の切換えおよび焼入に最も大ボな冷却開始のコ丙正
な温度値をとらえて急冷するようにしたもので、部材に
要求される硬度、耐力、耐摩耗性を確実に形成できる。
えば歯車の歯先、歯面、歯底のいずれか最も重要な開所
の温度をセンナにより検出して、加熱時における高低周
波数の切換えおよび焼入に最も大ボな冷却開始のコ丙正
な温度値をとらえて急冷するようにしたもので、部材に
要求される硬度、耐力、耐摩耗性を確実に形成できる。
また、この発明によれば、最初は低い周波数により加熱
し、その後高い周波数で加熱させて部材を焼入したので
、rwit部の全体にわたって焼入深さのイ[1城がト
を好になる等の効果がある。
し、その後高い周波数で加熱させて部材を焼入したので
、rwit部の全体にわたって焼入深さのイ[1城がト
を好になる等の効果がある。
4、図面のI aな、&(1月
第1図A、 Bはこの発明の一43画例を示す概略構
成図および光七ンせ、温度センサーのHtJJ係ヲ示す
構成図、第2図は制#装置の詳細を示すブロック図、第
3図はせンプリングコントローラi% (7) p縄を
示すブロック図、第4図は上記実施例の動作を述べるた
めのタイムチャートでアル。
成図および光七ンせ、温度センサーのHtJJ係ヲ示す
構成図、第2図は制#装置の詳細を示すブロック図、第
3図はせンプリングコントローラi% (7) p縄を
示すブロック図、第4図は上記実施例の動作を述べるた
めのタイムチャートでアル。
1・冒)1動機、2・・・歯車、3・・・回転台%4・
・・加熱コイル、5・・・切換装置、6・・茜周波II
j源装置、7・・・制−装置、8a、8b・・・光セン
ナ、9・・・温度セし 。
・・加熱コイル、5・・・切換装置、6・・茜周波II
j源装置、7・・・制−装置、8a、8b・・・光セン
ナ、9・・・温度セし 。
1]、、 ノ→)。
第1 図(A)
1−−−−を動増゛
2−−−−*拳
:3−−−−rfJh4e
4−−−−h灼コイjし
8a+8b−−−icンザ<sb、at+>9−−−一
温度でゾサ
温度でゾサ
Claims (2)
- (1)回転テーブルにより回転される被焼入部材である
歯車と、この被焼入部材の周囲に配設され、その歯部を
加熱するための加熱コイルと、この加熱コイルに電力を
供給する周波数切換可能な高周波電源装置と、この電源
装置に周波数切換え指令、供給電力の制御指令を送出す
る制御装置と、前記被焼入部材の軸と光軸が平行になる
ようにして被焼入部材の歯部に配置された光センサーと
、被焼入部材の歯部の近傍に配設され、前記光センサー
と連動して歯部の特定位置の温度を検出して前記制御装
置に供給する温度検出装置とを備えてなることを特徴と
する高周波誘導加熱焼入装置。 - (2)回転テーブルにより回転される被焼入部材である
歯車と、この被焼入部材の周囲に配設され、その歯部を
加熱するための加熱コイルと、この加熱コイルに電力を
供給する周波数切換可能な高周波電源装置と、この電源
装置に周波数切換え指令、供給電力の制御指令を送出す
る制御装置と、前記被焼入部材の軸と光軸が平行になる
ようにして被焼入部材の歯部に配置された光センサーと
、被焼入部材の歯部の近傍に配設され、前記光センサー
と連動して歯部の特定位置の温度を検出して前記制御装
置に供給する温度検出装置とを備え、前記被焼入部材の
歯部の特定位置が所定温度以下時には前記加熱コイルに
供給する周波数を焼入周波数範囲における比較的低い周
波数とし、所定温度以上時には比較的高い周波数の電力
に切換えるようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱
焼入方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59228451A JPS61106724A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59228451A JPS61106724A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61106724A true JPS61106724A (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=16876696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59228451A Pending JPS61106724A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61106724A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4886952A (en) * | 1987-06-10 | 1989-12-12 | Yasushi Horiuchi | Power source device for high-frequency induction heating |
JP2008073702A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Benda Sunkwang Industrial Co Ltd | オートマティック自動車用ドライブプレート及びセンサリングの製造方法 |
US10753893B2 (en) * | 2018-01-26 | 2020-08-25 | Hamilton Sunstrand Corporation | Gear set health monitoring system |
-
1984
- 1984-10-30 JP JP59228451A patent/JPS61106724A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4886952A (en) * | 1987-06-10 | 1989-12-12 | Yasushi Horiuchi | Power source device for high-frequency induction heating |
JP2008073702A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Benda Sunkwang Industrial Co Ltd | オートマティック自動車用ドライブプレート及びセンサリングの製造方法 |
US10753893B2 (en) * | 2018-01-26 | 2020-08-25 | Hamilton Sunstrand Corporation | Gear set health monitoring system |
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