The invention discloses a heat treatment method and device for disc hob ring with gradient hardness. The method includes: combining numerical simulation with experiment, obtaining the influence rule of different area and area of coolant covering the surface of the hob ring on its internal temperature field, and controlling the internal temperature of the hob ring by coolant flow rate, distance between nozzle and outer ring surface and coolant type. Field gradient is used to realize gradient hardness heat treatment of tool ring. The device includes base, motor, a pair of meshing spur gears, positioning tray, top cover of cooling water tank, liftable induction heating device, upper and lower cooling nozzles and cooling water tank. The inner ring of the knife ring is heated by a lifting induction heater, and the outer ring surface is reduced by pouring coolant; the knife ring is placed on a rotating positioning tray; the motor drives the tray to rotate through a pair of meshing gears; a coolant nozzle is set at a certain distance from the upper and lower surface of the knife ring to pour coolant; the two coolant nozzles are connected with the center of the knife ring at a certain angle. The gradient hardness heat treatment is realized by controlling the gradient tempering temperature field of the cutter ring, thereby realizing the gradient hardness distribution of the inner and outer rings, the center and the surface of the cutter ring.
【技术实现步骤摘要】
一种梯度硬度盘形滚刀刀圈热处理方法及其装置
本专利技术提供了一种梯度硬度盘形滚刀刀圈热处理方法及其装置，特别是涉及一些要求内圈和心部韧性好、外圈和表面硬度高的梯度硬度盘形滚刀热处理方法及其装置。
技术介绍
随着城市建设和铁路隧道工程事业的发展，复杂多变的工程地质条件对盾构设备的性能提出了越来越高的要求。盘形滚刀作为盾构机掘进的关键部件，需要安装在轴承上循环往复工作，且通常外圈和表面部分承受高强交变载荷，同时还需保证刀具整体具有一定韧性和抗弯强度。因此，通过对上述盘形滚刀刀圈的梯度硬度处理来提高其抗冲击性能显得尤为重要。而传统刀圈梯度硬度热处理方法存在温度控制不准确、操作不方便等弊端，故实现准确控制梯度硬度分布且操作方便的方法对于提高上述刀圈的使用寿命和加工效率具有重要的意义。专利技术专利内容本专利技术的目的在于提供一种梯度硬度盘形滚刀刀圈热处理方法及其装置，从而实现对工件梯度硬度分布的准确控制。为实现上述目的，采用的热处理方法为：通过数值模拟与试验相结合的方法，得到冷却液覆盖刀圈表面不同面积对其内部温度场的影响规律，由冷却液流量、喷嘴距外圈表面的距离和冷却液种类控制刀圈内部梯度温度场实现刀圈梯度硬度热处理。为实现上述目的，采用的热处理装置包括：电机、啮合直齿轮、定位托盘以及设置冷却水槽的顶盖安装于基座上，可升降式感应加热装置位于基座后方，冷却液喷嘴及冷却液水箱位于基座右侧；刀圈内圈设置感应加热器加热升温，外圈表面通过浇注冷却液降温；刀圈放置在可旋转的定位托盘上，托盘由电机经啮合齿轮带动旋转；刀圈上下表面一定距离处各设置一个冷却液喷嘴浇注冷却液；两冷却液喷嘴...
【技术保护点】
1.一种梯度硬度盘形滚刀刀圈的热处理方法及其装置，所述热处理方法特征在于通过数值模拟与试验结合的方法，得到冷却液覆盖刀圈表面不同区域及面积大小对其内部温度场的影响规律，由冷却液流量、喷嘴距外圈表面的距离以及冷却液种类控制刀圈内部梯度温度场，从而实现滚刀刀圈梯度硬度热处理。刀圈内圈设置感应加热器加热升温，外圈表面通过喷嘴浇注冷却液降温；刀圈放置在可旋转的定位托盘上；刀圈上下表面一定距离处各设置一个冷却液喷嘴浇注冷却液；两冷却液喷嘴与刀圈圆心连线成一定夹角。所述装置包括基座、电机、一对啮合的直齿轮、定位托盘、设置冷却水槽的顶盖、可升降式感应加热装置、上下冷却液喷嘴及冷却液水箱。其特征在于，电机、啮合直齿轮、定位托盘以及设置冷却水槽的顶盖安装于基座上。可升降式感应加热装置位于基座后方，冷却液喷嘴及冷却液水箱位于基座右侧。
【技术特征摘要】
1.一种梯度硬度盘形滚刀刀圈的热处理方法及其装置，所述热处理方法特征在于通过数值模拟与试验结合的方法，得到冷却液覆盖刀圈表面不同区域及面积大小对其内部温度场的影响规律，由冷却液流量、喷嘴距外圈表面的距离以及冷却液种类控制刀圈内部梯度温度场，从而实现滚刀刀圈梯度硬度热处理。刀圈内圈设置感应加热器加热升温，外圈表面通过喷嘴浇注冷却液降温；刀圈放置在可旋转的定位托盘上；刀圈上下表面一定距离处各设置一个冷却液喷嘴浇注冷却液；两冷却液喷嘴与刀圈圆心连线成一定夹角。所述装置包括基座、电机、一对啮合的直齿轮、定位托盘、设置冷却水槽的顶盖、可升降式感应加热装置、上下冷却液喷嘴及冷却液水箱。其特征在于，电机、啮合直齿轮、定位托盘以及设置冷却水槽的顶盖安装于基座上。可升降式感应加热装置位于基座后方，冷却液喷嘴及冷却液水箱位于基座右侧。2.根据权利要求1所述的一种梯度硬度盘形滚刀刀圈的热处理方法及其装置，其特征在于：利用数值模拟与试验相结合的方法，得到冷却液覆盖刀圈表面不同面积对其内部温度场及材料组织性能的影响规律，通过控制冷却液流量、喷嘴距外...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏婧怡，仝磊，张小云，傅杰，彭宇星，宋逢万，赵仕方，林赉贶，李智凤，夏毅敏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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