台阶轴类零件单匝半环式中频感应器制造技术

一种台阶轴类零件单匝半环式中频感应器，由有效圈、连接管、接触板、主喷水箱、辅喷水箱几部分组成，连接管与有效圈相连，主喷水箱、辅喷水箱分别设置固定在有效圈面向零件加热区域的正面及两侧，接触板与中频机床变压器连接，其有效圈是由下半环、上半环及加热柱组合而成的半环式中空状组件。本实用新型专利技术加热效果好，可得到理想的淬火后硬化层分布，同时还具有制作精度要求低、可调整性好、工作性能稳定可靠等优点。适用于台阶轴类零件中频淬火热处理时使用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于台阶轴类零件中频淬火的感应加 热器，属于表面感应热处理
二
技术介绍
表面感应热处理是利用电磁感应的原理，在金属表面产生涡 流使零件快速加热到相变温度以上而实现表面淬火的工艺方 法、具有高效、节能等特点。经表面感应淬火的零件不仅提高 了表面硬度，而且通过与表面的压应力状态及预先热处理的心 部调质组织相配合，可获得很高的疲劳强度及耐磨性，显著提 高零件的使用寿命。表面感应热处理根据频率的高低可分为高 频、中频、工频等三种，由于中频表面感应热处理能够提供理 想的淬硬层深度，因此运用最为广泛。其中中频感应器是表面 中频感应热处理设备的能量输出终端，直接关系到零件的加热 效果，是中频感应热处理设备的关键、重要器件。中频感应器 一般又可分为单匝感应器和多匝感应器，其中单匝感应器设计、 制作简便，使用较普遍。如附图l所示的台阶轴类零件1淬火部位一般包括圆柱段4、 圆弧R过渡段2及平台段3三部分，要求淬硬层在三部位平滑 过渡。在现有的技术中，主要采用环状感应器进行连续式加热， 其加热原理以环状效应为主，具有所需功率小的特点。但环状 感应器有其不足之处存在尖角效应及对零件截面变化敏感等。在加热台阶轴类零件时，圆弧K过渡段附近温度较高，容易产 生过热、过烧，而平台段加热效果却不佳。淬火后，易产生裂纹，硬化层分布不均匀，圆弧R过渡段易形成鼓包畸变，严重时有可能将零件管壁淬穿。由于圆弧R过渡段及平台段部位面 积较大，该部位的加热延时会很长，有烧毁感应器的危险，因 而对感应器的制作要求较高。 三、
技术实现思路
本技术的目的是克服上述技术的不足，提供一种加工精 度高、制造成本较低、调试简便、工作性能安全可靠的台阶轴 类零件单匝半环式中频感应器，以用于台阶轴类零件的热处理 加工。本技术的目的是通过以下途径实现的本技术的台阶轴类零件单匝半环式中频感应器由有效 圈、连接管、接触板、主喷水箱、辅喷水箱几部分组成，连接 管与有效圈相连，主喷水箱、辅喷水箱分别设置固定在有效圈 面向零件加热区域的正面及两侧，接触板最终与中频机床变压 器连接，其中主要部件有效圈由下半环、上半环及加热柱组合 而成，下半环及加热柱上加装有导磁体，整个有效圈呈半环式 中空状。有效圈高度的选取根据零件的硬化层分布设计要求来定，一般为硬化层分布长度L的120%左右，有效圈上、下半环直径 为半轴套管圆柱段直径+ 6mm，下半环(51)长度取圆周长的50 60%，上半环(52)长度取圆周长的40 50% 。采用了上述技术方案的本技术，其加热原理是以临近效 应为主，既不存在尖角效应，对零件截面变化也不敏感，加热 台阶轴类零件时，各部位温度均匀，平台段部位加热状况良好， 淬火后可满足2 8mm的硬化层深度要求，硬化层分布均匀，解决了圆弧R过渡段淬火裂纹及易形成鼓包畸变的问题。由于本 技术的加热原理以临近效应为主，因此其调试主要是调整感应器有效圈与台阶轴类零件相对间隙，间隙越小，加热效率 越高。本技术的半环型开放式设计可提供很大的间隙调整 空间， 一方面可通过调试得到各种所需的加热效果，满足不同 的硬化层分布设计要求，另一方面当感应器制作出现误差时， 可通过适当调试加以补偿，这就降低了本技术的制作精度 要求。因此，本技术完全解决了现有技术的不足之处，可 得到理想的淬火后硬化层分布，同时还具有制作精度要求低、 可调整性好、工作性能稳定可靠等优点。四附图说明图1为台阶轴类零件结构示意图中1-台阶轴类零件、2-平台段、3-圆弧R过渡段、4-圆柱段。图2为本技术台阶轴类零件单匝半环式中频感应器结构 示意图中5-有效圈、6、 7-辅喷水箱、8-主喷水箱、9-连接管、 IO-水管、11-接触板。图3为本技术台阶轴类零件单匝半环式中频感应器中有 效圈结构示意图中5-有效圈、51-下半环、52-上半环、53、 54-加热柱、 55-导磁体。五具体实施方式如图2所示，本技术的台阶轴类零件单匝半环式中频感 应器由有效圈5、连接管9、接触板11、主喷水箱8、辅喷水箱 6、 7几部分组成，连接管9与有效圈5相连，主喷水箱8、辅 喷水箱6、 7分别设置固定在有效圈5面向零件加热区域的正面及两侧，接触板11最终与中频机床变压器连接，其中的主要部 件有效圈由下半环51、上半环52及加热柱53、 54组合而成，整个有效圈部件呈中空状。为了提高加热效率，在有效圈下半环、加热柱上加装导磁体55，其中下半环51加装的是外周设有 斜边的异形导磁体，即该导磁体的外周形状与热处理的轴类零 件相适应，以保证导磁体与下半环51配合后不与零件圆柱段发 生干涉，并且能兼顾零件圆弧R过渡段及平台两部位的加热效果。制作加工时，采用紫铜棒料加工有效圈下半环，有效圈上 半环、加热柱、连接管采用壁厚1.5 2.0的紫铜管料加工成型； 接触板11采用厚度6 8mm的紫铜板加工；然后采用铜焊组焊 上述部件得到感应器主体。主喷水箱、辅喷水箱采用铜合金板 材经钳、冷作加工后，组焊成型并与水管10配焊。主喷水箱、 辅喷水箱上喷水孔的排列方式为间距3mm、均匀交错排列，辅喷 水箱钻孔角度应保证装配后指向零件加热部位。主喷水箱通过 两块绝缘扳与接触板螺钉连接，两只辅喷水箱与主喷水箱通过 螺钉连接。装配后，确保喷水箱组件与感应器主体绝缘。导磁 体采用0. 2 0. 5mm硅钢片冲裁而成，安装前先进行磷化处理，安装后用环氧树脂或绝缘漆固化。本技术采用同时加热模式，因此对机床输出功率有一 定要求，比功率达到0. 18kw/cm2以上即可得到良好的加热淬火 效果。调试时，先保证有效圈与零件相对间隙3mm左右，通电 后，再根据加热情况对各部位间隙作适当调整。加热时间按零 件直径大小的不同， 一般为10 50秒，淬火喷淬火剂延时30 60秒。权利要求1、一种台阶轴类零件单匝半环式中频感应器，由有效圈(5)、连接管(9)、接触板(11)、主喷水箱(8)、辅喷水箱(6、7)几部分组成，连接管(9)与有效圈(5)相连，主喷水箱(8)、辅喷水箱(6、7)分别设置固定在有效圈面向零件加热区域的正面及两侧，接触板(11)与中频机床变压器连接，其特征在于有效圈(5)是由下半环(51)、上半环(52)及加热柱(53、54)组合而成的半环式中空状组件，所述下半环(51)及加热柱(53、54)上加装有导磁体(55)。2、 按权利要求1所述的台阶轴类零件单匝半环式中频感应 器，其特征在于下半环(51)上加装的导磁体为外周带有斜 边的异形导磁体。3、按权利要求1所述的台阶轴类零件单匝半环式中频感 应器，其特征在于有效圈(5)高度为零件硬化层分布长度的 120%，有效圈上、下半环直径为零件直径+ 6mm，下半环(51) 弧长为圆周长的50 60%，上半环(52)弧长为圆周长的40 50专利摘要一种台阶轴类零件单匝半环式中频感应器，由有效圈、连接管、接触板、主喷水箱、辅喷水箱几部分组成，连接管与有效圈相连，主喷水箱、辅喷水箱分别设置固定在有效圈面向零件加热区域的正面及两侧，接触板与中频机床变压器连接，其有效圈是由下半环、上半环及加热柱组合而成的半环式中空状组件。本技术加热效果好，可得到理想本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台阶轴类零件单匝半环式中频感应器，由有效圈（５）、连接管（９）、接触板（１１）、主喷水箱（８）、辅喷水箱（６、７）几部分组成，连接管（９）与有效圈（５）相连，主喷水箱（８）、辅喷水箱（６、７）分别设置固定在有效圈面向零件加热区域的正面及两侧，接触板（１１）与中频机床变压器连接，其特征在于：有效圈（５）是由下半环（５１）、上半环（５２）及加热柱（５３、５４）组合而成的半环式中空状组件，所述下半环（５１）及加热柱（５３、５４）上加装有导磁体（５５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺兵，刘忠，王天祥，吴均，
申请(专利权)人：贵州航天红光机械制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：52[中国|贵州]