[發明專利]一種曲軸淬火方法及淬火裝置

無效

• 申請號: 201010161377.7
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN102234708A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 蘇偉
• 申請（專利權）人: 廣西玉柴機器股份有限公司
• 主分類號: C21D9/30
• 分類號: C21D9/30
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王正茂;張相午

技術領域

本發明涉及一種淬火方法和淬火裝置，特別涉及一種高自動化的曲軸淬火方法及裝置。

背景技術

曲軸軸頸中頻淬火工藝目前廣泛使用于發動機曲軸軸頸表面處理。設備多采用交直交無源逆變型中頻電源，控制系統采用PLC(即Programmable?Logic?Controller，可編程控制器)。這種配置控制性能優越，可以根據各種工藝要求，不增加設備投資，設計加工程序，獲得較高的加工質量.

曲軸軸頸中頻淬火工藝多采用工件轉速恒定、加熱功率固定的方法，由于發動機曲軸由于本身結構的不對稱性，中頻感應器旋轉對連桿軸頸加熱過程連桿軸頸各個角度上熱能傳導的多少和速度差異很大。具體講連接連桿軸頸的曲臂的部位散熱條件差，換言之連桿軸頸外側遠離曲軸旋轉中心的部位表面容易加熱到高溫，連接主軸軸頸的曲臂的部位散熱條件好，換言之連桿軸頸內側接近曲軸旋轉中心的部位表面難于加熱到高溫。因此，如果在連桿軸頸整個圓周上采用同一功率加熱，則可能出現連桿軸頸外側表面淬火硬度高而內側表面淬火硬度低，外側淬火層深而內側淬火層淺的不均勻現象，嚴重影響曲軸的各種使用性能，因此傳統的曲軸軸頸淬火工藝程序無法克服由于曲軸本身結構特點造成加熱不均勻的不足。

發明內容

為了解決上述傳統曲軸淬火工藝不能對軸頸均勻加熱的不足，本發明提供了一種曲軸頸可變功率淬火的工藝方法和裝置，實現曲軸在不同的旋轉角度下的可變功率加熱淬火，使連桿軸頸各個角度的表面獲得基本相同的加熱狀態從而得到基本相同的淬火層深度和硬度。

為了實現以上目的，本發明提供了一種曲軸淬火方法，包括以下步驟：將中頻感應器安放于曲軸連桿軸頸的相應位置處；在曲軸旋轉過程中，將中頻感應器保持垂直狀態上下運動；PLC獲取曲軸旋轉角度參數；根據不同的旋轉角度參數，PLC通過模擬量輸出設定值控制中頻電源的輸出功率，中頻電源通過淬火變壓器對中頻感應器提供不同的淬火功率電流。

其中，PLC獲取曲軸旋轉角度參數具體包括：PLC通過角度編碼器獲得曲軸的施轉角度，并控制機床提供曲軸在淬火過程中的瞬時角度位置。

其中，PLC通過輸出一個可編程的模擬量電壓值控制中頻電源輸出功率，中頻電源通過淬火變壓器對所述中頻感應器提供不同的淬火功率電流。

其中，中頻感應器通過上下、左右移動保持所述的垂直狀態；上下、前后移動分別通過連接在一起的隨動氣缸和鉸鏈結構實現。

本發明還提供了一種曲軸淬火裝置，包括中頻感應器、淬火變壓器、中頻電源、PLC以及垂直保持裝置。PLC與中頻電源連接，PLC用于獲取曲軸旋轉角度參數并根據所述參數，通過模擬量輸出設定值控制中頻電源的輸出功率；中頻電源根據設定值通過淬火變壓器對中頻感應器提供不同淬火功率的電流；中頻感應器位于曲軸連桿軸頸的相應位置處，當中頻感應器線圈流過中頻電流時可將工件表面加熱；淬火變壓器連接在中頻電源之中頻感應器線圈之間，用于調整負載的阻抗，使之與中頻電源匹配；中頻感應器、淬火變壓器固定于垂直保持裝置上。

其中，垂直保持裝置包括控制中頻感應器上下運動的隨動氣缸以及隨動氣缸底部的鉸鏈結構，鉸鏈結構呈平行四邊形，四邊中的任意相鄰兩邊相互鉸接，鉸鏈結構用于控制中頻感應器的左右運動。

其中，PLC包括：角度參數獲取模塊，用于在淬火過程中獲取曲軸旋轉角度參數；淬火功率輸出控制模塊，用于根據不同的所述旋轉角度參數，對中頻電源提供不同的淬火功率的設定值。

本發明提供的曲軸淬火方法及裝置實現曲軸在不同的旋轉角度下的可變功率加熱淬火，使連桿軸頸各個角度的表面獲得基本相同的加熱狀態從而得到基本相同的淬火層深度和硬度。

附圖說明

圖1是本發明曲軸淬火方法中連桿軸頸表面淬火深度不均勻程度示意圖；

圖2是本發明曲軸淬火方法中主軸軸頸旋轉角度和連桿軸頸旋轉角度關系示意圖(圖中箭頭方向為加工旋轉方向)；

圖3是本發明曲軸淬火方法中變功率流程圖；

圖4是淬火變壓器支架運動圖；

圖5是圖3細化的程序流程圖。

結合附圖標注以下附圖標記：

1-曲軸旋轉中心；2-曲軸主軸軸頸；3-曲軸連桿軸頸；4-曲臂；5-中頻感應器；6-淬火變壓器；7-隨動氣缸；8-鉸鏈結構；9-曲軸連桿軸頸轉動軌跡。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述。