臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器制造技術

一種臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器，由有效圈、連接管、接觸板、主噴水箱、輔噴水箱幾部分組成，連接管與有效圈相連，主噴水箱、輔噴水箱分別設置固定在有效圈面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板與中頻機床變壓器連接，其有效圈是由下半環、上半環及加熱柱組合而成的半環式中空狀組件。本實用新型專利技術加熱效果好，可得到理想的淬火后硬化層分布，同時還具有制作精度要求低、可調整性好、工作性能穩定可靠等優點。適用于臺階軸類零件中頻淬火熱處理時使用。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于臺階軸類零件中頻淬火的感應加 熱器，屬于表面感應熱處理
二
技術介紹
表面感應熱處理是利用電磁感應的原理，在金屬表面產生渦 流使零件快速加熱到相變溫度以上而實現表面淬火的工藝方 法、具有高效、節能等特點。經表面感應淬火的零件不僅提高 了表面硬度，而且通過與表面的壓應力狀態及預先熱處理的心 部調質組織相配合，可獲得很高的疲勞強度及耐磨性，顯著提 高零件的使用壽命。表面感應熱處理根據頻率的高低可分為高 頻、中頻、工頻等三種，由于中頻表面感應熱處理能夠提供理 想的淬硬層深度，因此運用最為廣泛。其中中頻感應器是表面 中頻感應熱處理設備的能量輸出終端，直接關系到零件的加熱 效果，是中頻感應熱處理設備的關鍵、重要器件。中頻感應器 一般又可分為單匝感應器和多匝感應器，其中單匝感應器設計、 制作簡便，使用較普遍。如附圖l所示的臺階軸類零件1淬火部位一般包括圓柱段4、 圓弧R過渡段2及平臺段3三部分，要求淬硬層在三部位平滑 過渡。在現有的技術中，主要采用環狀感應器進行連續式加熱， 其加熱原理以環狀效應為主，具有所需功率小的特點。但環狀 感應器有其不足之處存在尖角效應及對零件截面變化敏感等。在加熱臺階軸類零件時，圓弧K過渡段附近溫度較高，容易產 生過熱、過燒，而平臺段加熱效果卻不佳。淬火后，易產生裂紋，硬化層分布不均勻，圓弧R過渡段易形成鼓包畸變，嚴重時有可能將零件管壁淬穿。由于圓弧R過渡段及平臺段部位面 積較大，該部位的加熱延時會很長，有燒毀感應器的危險，因 而對感應器的制作要求較高。 三、
技術實現思路
本技術的目的是克服上述技術的不足，提供一種加工精 度高、制造成本較低、調試簡便、工作性能安全可靠的臺階軸 類零件單匝半環式中頻感應器，以用于臺階軸類零件的熱處理 加工。本技術的目的是通過以下途徑實現的本技術的臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器由有效 圈、連接管、接觸板、主噴水箱、輔噴水箱幾部分組成，連接 管與有效圈相連，主噴水箱、輔噴水箱分別設置固定在有效圈 面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板最終與中頻機床變壓 器連接，其中主要部件有效圈由下半環、上半環及加熱柱組合 而成，下半環及加熱柱上加裝有導磁體，整個有效圈呈半環式 中空狀。有效圈高度的選取根據零件的硬化層分布設計要求來定，一般為硬化層分布長度L的120%左右，有效圈上、下半環直徑 為半軸套管圓柱段直徑+ 6mm，下半環(51)長度取圓周長的50 60%，上半環(52)長度取圓周長的40 50% 。采用了上述技術方案的本技術，其加熱原理是以臨近效 應為主，既不存在尖角效應，對零件截面變化也不敏感，加熱 臺階軸類零件時，各部位溫度均勻，平臺段部位加熱狀況良好， 淬火后可滿足2 8mm的硬化層深度要求，硬化層分布均勻，解決了圓弧R過渡段淬火裂紋及易形成鼓包畸變的問題。由于本 技術的加熱原理以臨近效應為主，因此其調試主要是調整感應器有效圈與臺階軸類零件相對間隙，間隙越小，加熱效率 越高。本技術的半環型開放式設計可提供很大的間隙調整 空間， 一方面可通過調試得到各種所需的加熱效果，滿足不同 的硬化層分布設計要求，另一方面當感應器制作出現誤差時， 可通過適當調試加以補償，這就降低了本技術的制作精度 要求。因此，本技術完全解決了現有技術的不足之處，可 得到理想的淬火后硬化層分布，同時還具有制作精度要求低、 可調整性好、工作性能穩定可靠等優點。四附圖說明圖1為臺階軸類零件結構示意圖中1-臺階軸類零件、2-平臺段、3-圓弧R過渡段、4-圓柱段。圖2為本技術臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器結構 示意圖中5-有效圈、6、 7-輔噴水箱、8-主噴水箱、9-連接管、 IO-水管、11-接觸板。圖3為本技術臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器中有 效圈結構示意圖中5-有效圈、51-下半環、52-上半環、53、 54-加熱柱、 55-導磁體。五具體實施方式如圖2所示，本技術的臺階軸類零件單匝半環式中頻感 應器由有效圈5、連接管9、接觸板11、主噴水箱8、輔噴水箱 6、 7幾部分組成，連接管9與有效圈5相連，主噴水箱8、輔 噴水箱6、 7分別設置固定在有效圈5面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板11最終與中頻機床變壓器連接，其中的主要部 件有效圈由下半環51、上半環52及加熱柱53、 54組合而成，整個有效圈部件呈中空狀。為了提高加熱效率，在有效圈下半環、加熱柱上加裝導磁體55，其中下半環51加裝的是外周設有 斜邊的異形導磁體，即該導磁體的外周形狀與熱處理的軸類零 件相適應，以保證導磁體與下半環51配合后不與零件圓柱段發 生干涉，并且能兼顧零件圓弧R過渡段及平臺兩部位的加熱效果。制作加工時，采用紫銅棒料加工有效圈下半環，有效圈上 半環、加熱柱、連接管采用壁厚1.5 2.0的紫銅管料加工成型； 接觸板11采用厚度6 8mm的紫銅板加工；然后采用銅焊組焊 上述部件得到感應器主體。主噴水箱、輔噴水箱采用銅合金板 材經鉗、冷作加工后，組焊成型并與水管10配焊。主噴水箱、 輔噴水箱上噴水孔的排列方式為間距3mm、均勻交錯排列，輔噴 水箱鉆孔角度應保證裝配后指向零件加熱部位。主噴水箱通過 兩塊絕緣扳與接觸板螺釘連接，兩只輔噴水箱與主噴水箱通過 螺釘連接。裝配后，確保噴水箱組件與感應器主體絕緣。導磁 體采用0. 2 0. 5mm硅鋼片沖裁而成，安裝前先進行磷化處理，安裝后用環氧樹脂或絕緣漆固化。本技術采用同時加熱模式，因此對機床輸出功率有一 定要求，比功率達到0. 18kw/cm2以上即可得到良好的加熱淬火 效果。調試時，先保證有效圈與零件相對間隙3mm左右，通電 后，再根據加熱情況對各部位間隙作適當調整。加熱時間按零 件直徑大小的不同， 一般為10 50秒，淬火噴淬火劑延時30 60秒。權利要求1、一種臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器，由有效圈(5)、連接管(9)、接觸板(11)、主噴水箱(8)、輔噴水箱(6、7)幾部分組成，連接管(9)與有效圈(5)相連，主噴水箱(8)、輔噴水箱(6、7)分別設置固定在有效圈面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板(11)與中頻機床變壓器連接，其特征在于有效圈(5)是由下半環(51)、上半環(52)及加熱柱(53、54)組合而成的半環式中空狀組件，所述下半環(51)及加熱柱(53、54)上加裝有導磁體(55)。2、 按權利要求1所述的臺階軸類零件單匝半環式中頻感應 器，其特征在于下半環(51)上加裝的導磁體為外周帶有斜 邊的異形導磁體。3、按權利要求1所述的臺階軸類零件單匝半環式中頻感 應器，其特征在于有效圈(5)高度為零件硬化層分布長度的 120%，有效圈上、下半環直徑為零件直徑+ 6mm，下半環(51) 弧長為圓周長的50 60%，上半環(52)弧長為圓周長的40 50專利摘要一種臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器，由有效圈、連接管、接觸板、主噴水箱、輔噴水箱幾部分組成，連接管與有效圈相連，主噴水箱、輔噴水箱分別設置固定在有效圈面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板與中頻機床變壓器連接，其有效圈是由下半環、上半環及加熱柱組合而成的半環式中空狀組件。本技術加熱效果好，可得到理想本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種臺階軸類零件單匝半環式中頻感應器，由有效圈（５）、連接管（９）、接觸板（１１）、主噴水箱（８）、輔噴水箱（６、７）幾部分組成，連接管（９）與有效圈（５）相連，主噴水箱（８）、輔噴水箱（６、７）分別設置固定在有效圈面向零件加熱區域的正面及兩側，接觸板（１１）與中頻機床變壓器連接，其特征在于：有效圈（５）是由下半環（５１）、上半環（５２）及加熱柱（５３、５４）組合而成的半環式中空狀組件，所述下半環（５１）及加熱柱（５３、５４）上加裝有導磁體（５５）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：賀兵，劉忠，王天祥，吳均，
申請(專利權)人：貴州航天紅光機械制造有限公司，
類型：實用新型
國別省市：52[中國|貴州]