[實用新型]一種直齒錐齒輪表面感應淬火的仿形感應器及設備

有效

• 申請號: 201821343048.2
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN208815076U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 焦國祥;陳國輝;余榮杰;梁楚鵬
• 申請（專利權）人: 廣州市機電工業研究所
• 主分類號: C21D1/667
• 分類號: C21D1/667;C21D1/10;C21D1/18;C21D9/00;C21D9/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本實用新型公開了一種直齒錐齒輪表面感應淬火的仿形感應器，其包括用矩形銅管制作的與直齒錐齒輪齒寬方向的整齒適配的仿形感應圈，所述仿形感應圈于齒寬方向的一端為開口端、另一端為封閉端，所述開口端設有匯流排，所述封閉端的內側面開設有噴射淬火水的噴水孔，所述仿形感應圈上還設有淬火水進水口和淬火水出水口，所述仿形感應圈的外表面焊合有冷卻水管。淬火加熱時，齒輪的齒部于齒寬方向的溫度和硬度均勻，不會出現齒部的小端過熱、大端加熱不足的現象。加上冷卻水和淬火水為獨立分開設計，仿形感應圈的結構及規格大小不受冷卻水管的限制，仿形感應圈與齒輪的齒根之間的間隙小。

技術領域

本實用新型一種淬火感應器，尤其涉及一種直齒錐齒輪表面感應淬火的仿形感應器及含該仿形感應器的設備。

背景技術

熱處理可以提高工件的性能，延長其使用壽命，表面加熱淬火是重要的熱處理工藝之一。表面加熱淬火是將工件快速加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻，僅使工件的表面層獲得淬火組織的熱處理方法。齒輪、凸輪等零件在扭曲、彎曲等交變載荷下工作，并承受摩擦和沖擊，其表面要比心部承受更高的應力。因此，零件的表面要求具有較高的強度、硬度和耐磨性，心部要求具有一定的強度、足夠的塑性和韌性，而采用表面淬火工藝可以使零件達到這種表硬心韌的性能要求。感應淬火(感應加熱表面淬火)是常用的表面加熱淬火方法，在齒輪從軟齒面向硬齒面技術發展過程中，感應淬火工藝發揮了重要作用。感應淬火是利用電磁感應、集膚效應、渦流和電阻熱等電磁原理，使工件表層快速加熱，并快速冷卻的熱處理工藝。感應淬火時，將工件放在銅管制成的感應器內，當一定頻率的交流電通過感應器時，處于交變磁場中的工件產生感應電流，在集膚效應和渦流的作用下，工件表層的高密度交流電產生的電阻熱迅速加熱工件表層，使其達到淬火溫度，隨即用淬火水冷卻，使工件表層被淬硬。由于感應淬火具有工藝簡單、工件變形小、生產效率高、節能、環境污染少、工藝過程易于實現機械化和自動化等諸多優點，因而被廣泛使用。感應淬火設備類型分為：工頻、低頻、中頻、超音頻、高頻、超高頻感應淬火設備幾種，根據淬硬深度需要來選擇適用頻率。淬硬層深度越大，所需頻率越低，反之，則越高。目前感應淬火以中頻、超音頻、高頻、超高頻為主。

直齒錐齒輪由于其齒部兩端的尺寸大小不同，對模數較小的直齒錐齒輪進行表面感應淬火的感應器尚可采用傳統的設計方法，而對模數較大的直齒錐齒輪進行中頻感應加熱時，若感應器的工作面沿錐齒全長具有恒定的間隙，則錐齒輪齒部的小端會強烈地過熱，而大端會加熱不足。為解決這一問題，目前最常用的方法是根據經驗適當地增加小端間隙并使之大于大端間隙。還有另外一種解決方法就是適當地減小感應器工作面的錐角，使它小于齒頂圓的錐角，這種方法實際上也等同于增加小端間隙，借此抑制小端過熱。上述兩種解決方法都存在如下缺點：1.感應器制作的盲目性很大，準確性差，往往要試制幾個感應器才能摸索到合適的間隙，造成工時和材料的浪費；2.淬火質量不穩，主要表現為錐齒輪的齒面硬度和硬化層深度不均勻。此外，感應器是用銅管壓制及對接焊接而成，感應器頭部連接通水部分采用的是最小管徑ф6mm的銅管。經試驗，采用ф6mm以下的銅管制作的感應器在淬火時會從尖部燒斷，所以尖部尺寸的制作受到了限制，造成感應器尖部與齒根部的間隙達到4～5mm，齒部淬火后下齒面留有較大的軟帶，而軟帶的存在會導致齒輪在傳動過程中齒面被壓塌或斷齒。齒面的硬度不均勻、硬化層深度不均勻以及下齒面軟帶較大均容易造成零件過早失效。因此，如何避免模數較大的直齒錐齒輪在中頻感應淬火時出現的質量問題一直是熱處理領域迫切需要解決的技術難題。

實用新型內容

為解決上述現有技術中存在的缺點和不足，本實用新型的目的在于提供一種直齒錐齒輪表面感應淬火的仿形感應器。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種直齒錐齒輪表面感應淬火的仿形感應器，其包括用矩形銅管制作的與直齒錐齒輪齒寬方向的整齒適配的仿形感應圈，所述仿形感應圈于齒寬方向的一端為開口端、另一端為封閉端，所述開口端設有匯流排，所述封閉端的內側面開設有噴射淬火水的噴水孔，所述仿形感應圈上還設有淬火水進水口和淬火水出水口，所述仿形感應圈的外表面焊合有冷卻水管。