齒輪的雙頻感應(yīng)加熱淬火方式
1雙頻感應(yīng)加熱原理
由于可控硅變頻器研制成功,能更方便地得到所要求的頻率,因此就為從單頻率感應(yīng)加熱轉(zhuǎn)向兩個以上頻率組合加熱的方法提供了可能性。
1.1原理
為了均勻加熱表面凹凸不平的制件,曾設(shè)想用兩種不同的頻率進(jìn)行感應(yīng)加熱。根據(jù)被加熱制件的形狀和渦流穿入深度 ,利用頻率的低頻提高制件凹處的溫度 ,高頻提高制件凸起部分的溫度 ,從而使制件獲得均勻的溫 度 。
這種原始的雙頻感應(yīng)加熱 和單頻加熱相比,雖可獲得較高的淬火質(zhì)量。但作為使齒面 加熱更均勻的關(guān)鍵參數(shù)—— 頻率轉(zhuǎn)換時間的控制是很難掌握的 。實際上往往要經(jīng)過數(shù)次試驗方能確定,故效率很低 。并且要使用兩臺高頻變壓器,頻率轉(zhuǎn)換計時失準(zhǔn)時很難調(diào)整 。此外,還受齒輪模數(shù)和輪廓尺寸的限制 。
1.2 新的雙頻感應(yīng)加熱方法
新的雙頻感應(yīng)加熱方法可取代傳統(tǒng)的單頻和原始的雙頻感應(yīng)加熱的新的雙頻感應(yīng)加熱裝置,尤其適臺對齒輪進(jìn)行,高生產(chǎn)率的熱處理 。這種雙頻感應(yīng)加熱只用一個感應(yīng)線圈,內(nèi)齒圈淬火設(shè)備型號,可輪流用連續(xù)的或斷續(xù)的不同頻率的電流,使工件均勻加熱 。雖以極短的時間間隔輪流通以不同頻率的電流 ,但和用兩個不同頻率重合在一起 加熱時的效果一樣,可以隨意調(diào)節(jié)齒底 、齒面溫度 。與傳統(tǒng)方法相比,生產(chǎn)率和控制性能都得到明顯改善 。
感應(yīng)加熱表面淬火在汽車末端齒輪上的應(yīng)用
滲碳處理是目前汽車和拖拉機(jī)重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是,經(jīng)過這種處理后的零件加工性不高,因為厚度不大的齒冠會產(chǎn)生徑向和端面變形。
對齒輪的每個齒進(jìn)行感應(yīng)加熱后再進(jìn)行冷卻淬火的方式,齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。
對于感應(yīng)加熱表面淬火復(fù)雜的過程是保證感應(yīng)器與淬火表面之間的固定間隙。通過的定位控制,以確保感應(yīng)器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內(nèi)。為了使沿齒面輪廓的淬火層達(dá)到均勻的厚度,在淬火時待加工表面相對于感應(yīng)器的移動速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。利用運(yùn)動的感應(yīng)器從一個齒頂經(jīng)齒窩到達(dá)下一個相鄰的齒頂,使工作面很窄小的區(qū)域被加熱和冷卻,這種對齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝性。
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大型托輪軸感應(yīng)淬火的工藝分析
大型托輪軸的材料為40Cr鋼,重量約900-1200kg,兩端表面淬火硬度為HRC通40~45,淬硬層深度>0.4mm.在通常情況下,高頻感應(yīng)加熱表面淬火時,一次可以加熱的零件表面,是由高頻變壓器、感應(yīng)器的效率、設(shè)備的輸出功率及零件加熱所需的單位功率決定。軸類零件的外表面加熱淬火,當(dāng)加熱設(shè)備一定時,所能加熱的直徑與感應(yīng)器有效圈的高度有關(guān)。軸外表面連續(xù)加熱時,在瞬時加熱面積一定的情況下,加熱帶的寬度和所能加熱的軸的直徑成反比,加熱帶的寬度是由感應(yīng)有效圈的高度決定的。由于托輪軸重量和尺寸較大,超過了一般淬火機(jī)床的適應(yīng)范圍,為此,將托輪軸的一端用臥式淬火機(jī)床的卡盤卡緊,中部置于新制作的托車的支承輪上,為了避免劃傷軸的表面,支承輪用黃銅制作。淬火時,支承輪可以隨工件轉(zhuǎn)動。托車可以固定于支架的軌道上滾動,當(dāng)托輪軸放于托車的支承輪上時,支承輪受很大的重力,因此,軸與支承輪之間也會產(chǎn)生較大的摩擦力。
托輪軸的感應(yīng)加熱表面淬火表明,適當(dāng)減小通常沿用的淬火感應(yīng)圈有效圈的高度,可以增大軸類淬火的直徑,再對淬火機(jī)床稍作改裝,就可以在一定范圍內(nèi)解決大型軸類的表面淬火問題了。
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