[實(shí)用新型]程控超大平面淬火的矢量校正裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320766701.7
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203683582U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹德才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連熱處理有限公司
• 主分類號(hào): C21D1/10
• 分類號(hào): C21D1/10;C21D11/00
• 代理公司: 大連一通專利代理事務(wù)所(普通合伙) 21233
• 代理人: 郭麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種金屬表面淬火熱處理裝置。

背景技術(shù)

超音頻淬火技術(shù)是由感應(yīng)線圈把電能傳遞給要加熱的金屬工件，在交變電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)作用，由金屬表面產(chǎn)生渦流加熱，其加熱特點(diǎn)是透熱深度適中，一般硬化層深度在2-3毫米，它比較適合平整平面工件淬火的形變控制。現(xiàn)有的程控超音頻淬火裝置主要包括有：淬火機(jī)床、工件載物臺(tái)、淬火感應(yīng)器、電源控制柜及手動(dòng)控制器。其中，淬火機(jī)床在X、Y、Z三個(gè)方向上均設(shè)有移動(dòng)副，每個(gè)移動(dòng)副的移動(dòng)部分各與一臺(tái)伺服電機(jī)相連，每臺(tái)伺服電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與電源控制柜相連，該電源控制柜內(nèi)設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、各種電器元件和控制各伺服電機(jī)以及淬火感應(yīng)器的數(shù)字模塊。該電源控制柜通過(guò)導(dǎo)線與手動(dòng)控制器相連，該手動(dòng)控制器的殼體內(nèi)設(shè)有檔位變換及放大倍率旋鈕。上述淬火感應(yīng)器包括感應(yīng)器和變壓器，其中變壓器設(shè)在上述淬火機(jī)床上，該變壓器通過(guò)連接件與感應(yīng)器固定端相連。感應(yīng)加熱淬火冷卻機(jī)構(gòu)有由緊固件固定的豎直進(jìn)氣管，該進(jìn)氣管穿過(guò)絕緣板及墊塊對(duì)應(yīng)的通孔與前置風(fēng)管相連，該風(fēng)管后部設(shè)有預(yù)熱感應(yīng)器銅圈主體部分，該預(yù)熱感應(yīng)器非主體部分穿過(guò)絕緣板對(duì)應(yīng)的通孔端部位于絕緣板上，由緊固件固定。預(yù)熱感應(yīng)器銅圈主體部分后部設(shè)有后置淬火感應(yīng)器銅圈主體部分，該淬火感應(yīng)器非主體部分穿過(guò)絕緣板對(duì)應(yīng)的通孔端部位于絕緣板上，由緊固件固定。該感應(yīng)器加熱部分下部與工件對(duì)應(yīng)，工件置于工件載物臺(tái)上，該工件載物臺(tái)有一個(gè)支架式載物臺(tái)，在水平的載物臺(tái)面上設(shè)豎直支撐件，它們的上端設(shè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)與N軸伺服電機(jī)相連。工件表面加熱深度和均勻性取決于感應(yīng)器與工件的距離，它決定著工件質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中工件加熱時(shí)要產(chǎn)生熱變形，淬火還要產(chǎn)生組織變形，感應(yīng)器本身在熱狀態(tài)下也要伸長(zhǎng)變形，這必然會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)器與工件距離無(wú)法恒定，存在隨機(jī)變量。雖然采用程序控制技術(shù)及接近開(kāi)關(guān)傳導(dǎo)控制，但只解決了工件單一方向均勻變形問(wèn)題，對(duì)兩個(gè)以上方向不均勻復(fù)雜變形還不能從根本上解決。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種不僅能增磁加深硬化層，而且還能使感應(yīng)器隨機(jī)適時(shí)校正與工件距離的程控超大平面淬火的矢量校正裝置。本實(shí)用新型主要是在原有超音頻淬火裝置基礎(chǔ)上，在感應(yīng)器銅圈上增設(shè)矽鋼片，以增加感應(yīng)器磁場(chǎng)強(qiáng)度方向性；同時(shí)又在手動(dòng)控制器上增加程控后手動(dòng)微調(diào)手輪，用手動(dòng)控制器調(diào)節(jié)變形。

其中，增加感應(yīng)器磁場(chǎng)強(qiáng)度方向性的矽鋼片分別設(shè)在預(yù)熱感應(yīng)器銅圈和淬火感應(yīng)器銅圈上，即在感應(yīng)加熱淬火冷卻機(jī)構(gòu)前置的預(yù)熱感應(yīng)器銅圈主體部分上垂直插接有若干門(mén)字形開(kāi)口朝向工件的導(dǎo)磁體，最好該導(dǎo)磁體厚度為8毫米，兩相鄰導(dǎo)磁體間隙為0.5-1毫米。該導(dǎo)磁體開(kāi)口寬度與銅感應(yīng)圈厚度尺寸相匹配，開(kāi)口深度與銅感應(yīng)圈寬度尺寸相匹配。在感應(yīng)加熱淬火冷卻機(jī)構(gòu)后置的淬火感應(yīng)器銅圈主體部分上垂直插接有若干門(mén)字形開(kāi)口朝向工件的高磁感導(dǎo)磁片，最好該高磁感導(dǎo)磁片厚度為0.2毫米，兩相鄰高磁感導(dǎo)磁片緊密相鄰無(wú)間隙。該高磁感導(dǎo)磁片開(kāi)口寬度與銅感應(yīng)圈厚度尺寸相匹配，開(kāi)口深度與銅感應(yīng)圈寬度尺寸相匹配。這樣可保證淬火能力集中和足夠透熱深度（一般深度達(dá)3-4毫米）。上述導(dǎo)磁體和高磁感導(dǎo)磁片之間相距2-3毫米，這樣可以保證導(dǎo)磁片既不打火又有降溫的散熱空間。

在手動(dòng)控制器上增加程控后手動(dòng)微調(diào)手輪，即在手動(dòng)控制器的殼體上除設(shè)有X、Y、Z及N軸檔位變換及X1、X10、X100放大倍率旋鈕外，還在手動(dòng)控制器上增加了設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)入程序控制后進(jìn)行微調(diào)的手輪，該微調(diào)手輪與設(shè)在手動(dòng)控制器殼體內(nèi)的廻旋電位器相連，該廻旋電位器與電源控制柜內(nèi)的數(shù)字模塊相連，該微調(diào)手輪發(fā)出的模擬信號(hào)通過(guò)數(shù)字模塊（與程序控制是一個(gè)模塊）轉(zhuǎn)換成控制伺服電機(jī)的數(shù)字信號(hào)。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程大致如下：工件滑板放置在工件臺(tái)上固定，在通電感應(yīng)器沿X軸控序運(yùn)行后，感應(yīng)器與滑板耦合間隙由Z軸伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)使變壓器及感應(yīng)器沿線性導(dǎo)軌做上下位移來(lái)完成，其Z軸伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)由控制按鈕上的微調(diào)手輪做順時(shí)針或逆時(shí)針迴旋經(jīng)電源柜數(shù)模轉(zhuǎn)換后進(jìn)行控制；同樣Z軸、n軸伺服電機(jī)控制也可通過(guò)標(biāo)牌相應(yīng)檔位按鈕單獨(dú)轉(zhuǎn)換；伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢由位率檔轉(zhuǎn)換，一般X10檔可滿足要求。在自動(dòng)控制的淬火過(guò)程中操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，除正運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸（如X軸）參數(shù)固定不可調(diào)外，其余坐標(biāo)軸（如、Y、Z及N軸）參數(shù)均可通過(guò)微調(diào)手輪與其他兩個(gè)旋鈕配合進(jìn)行微量調(diào)節(jié)，隨時(shí)修改特定參數(shù)，即由檔位旋鈕確定坐標(biāo)軸，由放大倍率（如1倍、10倍或100倍）旋鈕確定微調(diào)快慢，最后由微調(diào)手輪做相應(yīng)增減調(diào)整，一般順時(shí)針旋為增量，逆時(shí)針旋為減量。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：