一种齿轮整体式淬火设备及其工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种齿轮整体式淬火设备及其工艺，包括底座以及位于底座上的用于固定齿轮的齿轮定位装置，所述齿轮定位装置上方设置有齿轮淬火设备，所述齿轮淬火设备包括纵向调节固定座以及设置在纵向调节固定座上与齿轮的齿槽相配合的加热装置和喷油冷却装置，所述加热装置和喷油冷却装置通过控制器与用于实时监测齿轮加工状态的齿轮监控系统连接，所述齿轮定位装置将齿轮固定在底座上的平台上，所述控制器根据淬火深度要求控制加热装置和喷油冷却装置调整位置和精度，对齿轮的轮齿负载面整体式进行淬火。本发明专利技术齿轮淬火设备整体式淬火，方法简单，显著提高产品的质量与产量，加工后的轮齿强度高、耐磨性好及寿命长，承载力高。

Gear type integral quenching equipment and technology thereof

The invention discloses a gear integral quenching equipment and its process, including a base and a gear positioning device for fixing gears on the base. A gear quenching device is arranged above the gear positioning device. The gear quenching device includes a longitudinal adjusting fixing seat and a longitudinal adjusting fixing seat. The gear groove matching heating device and the fuel injection cooling device are connected with the gear monitoring system for real-time monitoring the gear processing state through the controller. The gear positioning device fixes the gear on the platform on the base, and the controller controls the gear according to the quenching depth requirement. The position and accuracy of the heating device and the fuel injection cooling device are adjusted to quench the whole load surface of the gear teeth. The integral quenching method of the gear quenching equipment of the invention is simple, and can significantly improve the quality and output of the product. The processed gear teeth have high strength, good wear resistance, long service life and high bearing capacity.

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮整体式淬火设备及其工艺
本专利技术涉及齿轮淬火领域，尤其涉及一种齿轮整体式淬火设备及其工艺。
技术介绍
众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征。淬火是把合金加热到固溶体溶解曲线上，保温一段时间，然后以大于临界冷却速度急速冷却，从而得到过饱和固溶体的热处理方法，淬火的目的：强化钢件，充分发挥钢材性能的潜力.如:提高钢件的机械性能，诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。淬火是提高材料的强度和硬度，就是材料抗弯曲扭曲变形的能力和抗划痕的能力，可淬火后材料内部有很高的内应力，容易降低材料的疲劳强度（就是材料抵抗中高频率轻微震动产生裂纹的能力），回火可以有效的去处材料的内应力一般根据具体应用不同可以分为淬火+高温回火（就是调质处理）。减小齿轮热处理变形，提高其加工精度，不仅可以减小齿轮传动系统运行时的噪声及振动，还能有效提高齿轮的使用寿命，齿轮在热处理过程中产生变形是不可避免的，关键是变形要有规律。如果热处理变形数据分散、没有规律、变形波动大，要控制变形就无从下手。通常齿轮在转动时，实际的齿轮负载是不同的，往往是单向磨损为主，齿轮起耐磨作用的是其淬火层的深度，淬火层厚，然后齿轮耐磨，但是，淬火层太厚容易脆裂。众所周知，齿轮的淬火层深过浅对接触和弯曲承载能力都不利。但淬火层也不是越深越好，最佳或适当的硬化层深度，可使齿面和齿根都具有较高的强度（承载能力）。齿轮的齿一面是受力重载面，另一面很少在反转的情况下重载，另外，齿轮在一个方向安装后很少反向安装，属于轻载面，现有的加工方法是不管是受力重载面还是轻载面均一起加热，一起淬火，虽然满足了淬火的工艺要求，但是降低了齿轮的质量，锯齿的受力重载面在后续的加工作业中更容易受到磨损，使用寿命减短。专利号CN201210243890.X公开了一种回转支承齿轮淬火的工艺方法，该专利技术通过对中频感应器与齿沟之间的耦合间隙、电流透入深度、齿沟线速度、淬火液的温度和浓度等工艺参数的设定和调整，提高了淬火质量，但是该专利技术对齿轮所有的齿进行淬火加工，一定程度上影响了齿轮的寿命。本专利技术的齿轮2的轮齿204由淬火层2041和支撑层2042组成，支撑层2042的厚度大于淬火层2041的厚度，所述淬火层2041包括硬化层204111和高硬表面层20412，所述硬化层204111的厚度大于高硬表面层20412的厚度，所述硬化层204111的硬度向支撑层2042递减，所述高硬表面层20412的硬度向支撑层2042递减，如附图8所示。本专利技术通过淬火设备单侧淬火或不均匀淬火达成上述齿轮结构。基于此，有必要研究一种齿轮淬火设备及其工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种齿轮整体式淬火设备及其工艺，齿轮淬火设备整体式淬火，显著提高产品的质量与产量，加工后的轮齿强度高、耐磨性好及寿命长，承载力高。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种齿轮整体式淬火设备，包括底座以及位于底座上的用于固定齿轮的齿轮定位装置，所述齿轮定位装置上方设置有齿轮淬火设备，所述齿轮淬火设备包括纵向调节固定座以及设置在纵向调节固定座上与齿轮的齿槽相配合的加热装置和喷油冷却装置，所述加热装置和喷油冷却装置通过控制器与用于实时监测齿轮加工状态的齿轮监控系统连接，所述齿轮定位装置将齿轮固定在底座上的平台上，所述控制器根据淬火深度要求控制加热装置和喷油冷却装置调整位置和精度，对齿轮的轮齿负载面整体式进行淬火。作为优选，所述齿轮定位装置包括夹持齿轮的轴心的夹头，所述夹头的底部设置有定位凸台，所述定位凸台与底座的定位槽固定连接。作为优选，所述纵向调节固定座包括位于底座一侧的固定座和设置在所述固定座一侧的水平移动滑座，所述滑座滑动连接纵向调节臂，所述纵向调节臂上固定安装有驱动加热装置运行的变压器和监控加热装置与齿槽之间距离的位置传感器。作为优选，所述喷油冷却装置位于纵向调节臂上，所述喷油冷却装置包括喷油管以及通过管道和喷油管连接的储油箱，所述储油箱和油泵连接。作为优选，所述加热装置包括环形加热圈以及设置在环形加热圈下与齿轮的齿槽相配合的若干个感应加热器，所述感应加热器与齿轮的轮齿负载面连接。作为优选，所述轮齿负载面与感应加热器之间的距离设置在1.5mm至2mm。作为优选，所述控制器包括连接电源、齿轮淬火设备、齿轮监控系统、的控制电路板以及与齿轮淬火设备、齿轮监控系统的控制电路板连接的人机操作面板。作为优选，所述齿轮监控系统包括摄像头以及和摄像头连接的电子设备，所述摄像头拍摄轮齿在加工热处理过程中的实时状态，并将状态反馈至电子设备上。一种齿轮整体式淬火工艺，包括以下步骤：1)定位；齿轮定位装置将待加工的齿轮工件定位在底座上；2)调整精度；根据齿轮淬火深度要求，调整纵向调节臂上的加热装置和喷油冷却装置的位置，使加热圈上的感应加热器对准齿槽的位置，位置传感器监测感应加热器与齿槽之间间隙；3)整体式加热；步骤的位置调整完毕，控制器通过变压器控制感应加热器的感应频率及电压、电流输出参数、加热时间、感应加热器的启动、关闭和加热温度，对齿轮的轮齿负载面加热；4)整体式淬火；步骤加热完毕，控制器控制喷油冷却装置的喷油管对加热过后的轮齿负载面喷洒淬火油，所述控制器控制淬火油的温度，同时控制器能够自动计算齿轮达到马氏体转变温度的时间，并在达到该时间时控制喷油管停止喷淬火油；5)检查淬火硬度和外表质量，合格后，冷却至室温，用汽油对齿轮进行清洗，涂防锈油，包装入库。作为优选，所述步骤整体式加热或步骤整体式淬火的工艺进行一次或二次以上。本专利技术的有益效果是：1.整体式淬火，方法简单，操作简单‘2.该装置生产自动化程度较高，能够精确控制齿轮淬火温度以及齿轮淬火深度，显著提高产品的质量与产量，同时也改善了劳动环境，减轻工人的劳动强度，降低了生产成本，尤其适用于大批量的生产场合；3.齿轮定位装置防止淬火加热和冷却时剧烈摆动引起变形，起固定作用；4.提高齿轮表面淬火质量，消除齿轮工件内部微裂变，使齿轮淬硬层与基体间组织过渡平缓，减少组织与硬度突变，尽量减少引发裂纹萌生和扩展的薄弱区和应力区；5.提高齿面接触精度，防止出现偏载受力作用引起的局部应力集中，可明显减缓裂纹扩展和齿轮断裂危险；6.轮齿的强度高、耐磨性好及寿命长，承载力高；7.有效防止齿的硬化层变形量过大，使得高硬表面层发生剥层情况以及淬火层发生脱落断裂情况；8.高硬表面层能够承受的弹性变形大；9.硬化层的磨损程度不高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：包括底座（1）以及位于底座（1）上的用于固定齿轮（2）的齿轮定位装置（3），所述齿轮定位装置（3）上方设置有齿轮淬火设备（4），所述齿轮淬火设备（4）包括纵向调节固定座（401）以及设置在纵向调节固定座（401）与齿轮（2）的齿槽（201）相配合的加热装置（402）和喷油冷却装置（403），所述加热装置（402）和喷油冷却装置（403）通过控制器与用于实时监测齿轮加工状态的齿轮监控系统（5）连接，所述齿轮定位装置（3）将齿轮（2）固定在底座（1）上的平台上，所述控制器根据淬火深度要求控制加热装置（402）和喷油冷却装置（403）调整位置和精度，对齿轮（2）的轮齿负载面（202）整体式进行淬火。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：包括底座（1）以及位于底座（1）上的用于固定齿轮（2）的齿轮定位装置（3），所述齿轮定位装置（3）上方设置有齿轮淬火设备（4），所述齿轮淬火设备（4）包括纵向调节固定座（401）以及设置在纵向调节固定座（401）与齿轮（2）的齿槽（201）相配合的加热装置（402）和喷油冷却装置（403），所述加热装置（402）和喷油冷却装置（403）通过控制器与用于实时监测齿轮加工状态的齿轮监控系统（5）连接，所述齿轮定位装置（3）将齿轮（2）固定在底座（1）上的平台上，所述控制器根据淬火深度要求控制加热装置（402）和喷油冷却装置（403）调整位置和精度，对齿轮（2）的轮齿负载面（202）整体式进行淬火。2.根据权利要求1所述的一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：所述齿轮定位装置（3）包括夹持齿轮（2）的轴心（203）的夹头（301），所述夹头（301）的底部设置有定位凸台（302），所述定位凸台（302）与底座（1）的定位槽（303）固定连接。3.根据权利要求1所述的一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：所述纵向调节固定座（401）包括位于底座（1）一侧的固定座（4011）和设置在所述固定座（4011）一侧的水平移动滑座（4012），所述滑座（4012）滑动连接纵向调节臂（4013），所述纵向调节臂（4013）上固定安装有驱动加热装置（402）运行的变压器（4021）和监控加热装置（402）与齿槽（201）之间距离的位置传感器（4022）。4.根据权利要求1所述的一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：所述喷油冷却装置（403）位于纵向调节臂（4013）上，所述喷油冷却装置（403）包括喷油管（4031）以及通过管道（4032）和喷油管（4031）连接的储油箱（4033），所述储油箱（4033）和油泵（4034）连接。5.根据权利要求1所述的一种齿轮整体式淬火设备，其特征在于：所述加热装置（402...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晓坡，陈巧灵，
申请(专利权)人：苏州远征魂车船技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32