一种环形工件表面感应的加热淬火方法及加热淬火装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种环形工件表面感应的加热淬火方法及加热淬火装置，通过采用工件双向摆动、相向合拢加热感应器或加热感应器双向摆动方式相向合拢的控制方法，可以适应不同直径的轴承零件，使圆环工件能够实现稳定加热和冷却，淬硬层连续无软带，保证圆环工件淬火质量的一致性，加热效率高，柔性化程度高，适应工件直径范围宽；此外通过感应加热电源和配套行架机械手数控控制系统严格管控加热工艺参数和运行动作轨迹，多组加热单元组合式感应加热喷淋淬火，双向电气跟踪系统实时跟踪并补偿加热感应圈与被加热工件之间的间隙值、间隙测量系统自动测量加热线圈与被加热工件加热面的间隙值、淬火喷淋的恒流恒压系统保证了加热后淬火冷却参数的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种环形工件表面感应的加热淬火方法及加热淬火装置
本专利技术涉及感应加热
，具体涉及一种环形工件表面感应的加热淬火方法及加热淬火装置。
技术介绍
轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中摩擦系数，并保证其回转精度。轴承在运行过程中需要承载极大的径向载荷和轴向载荷，轴承套圈、滚动体和维持架之间不只发作滚动摩擦，而且也会发作滑动摩擦，因此就需要对轴承滚动体和摩擦面进行无软带感应淬火，从而强化其机械性能、提高使用寿命。目前我国轴承工业制造工艺和感应淬火设备技术发展缓慢，大直径回转轴承淬火仍采用传统的有软带淬火工艺方式，对轴承的使用寿命和噪音都产生了较大的影响，软带部位就是轴承的薄弱部位、噪音产生部位、抗疲劳差的部位。我国由于前期技术壁垒的限制，许多技术难题攻关未能取得突破。因而造成轴承有软带，产品装配精度质量不稳定而影响轴承的精度、性能、寿命和可靠性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种环形工件表面感应的加热淬火方法及加热淬火装置，该加热淬火方法可避免环形工件的加热淬火过程中软带的形成，并且具有加热效率高、可靠性高柔性化高以及节能环保。第一方面，本申请实施例提供了一种环形工件表面感应的加热淬火方法，所述加热淬火方法包括以下步骤：S1、预加热，被加热环形工件往复转动，同时对环形工件的预加热区域的表面进行加热；S2、加热，预加热处理完成后，环形工件的表面同时进行顺时针和逆时针方向的加热，并同步进行加热后的喷淋处理；S3、环形工件的加热末端区域表面采用往复相向合拢加热感应器或加热感应器双向摆动合拢的方式进行加热；S4、环形工件内表面或外表面完成加热处理后，环形工件快速转动一个角度或往复转动进行冷却。根据第一方面一种可能的实施的方式中，在上述所述步骤S1中，所述预加热区域为单个加热感应器宽度的2至8倍。根据第一方面一种可能的实施方式中，当步骤S2中的环形工件加热至邻近其内表面或外表面的末端区域位置时，步骤S3开始动作。根据第一方面一种可能的实施方式中，所述加热淬火方法还包括用于加热单元与环形工件之间间隙进行测量的间隙测量方法，该间隙测量方法为：在加热单元内的加热线圈上通入一个电压信号，当配套的机械手控制加热单元连接的加热线圈慢速向被加热环形工件靠近，当加热线圈接触到被加热环形工件加热面时，加热线圈会立即将信号反馈至机械手控制系统中，配套的机械手会立即停止移动，并将当前的轴坐标信息进行运算，进而自动控制加热线圈与被加热工件之间的间隙值。第二方面，本申请实施例提供一种环形工件表面感应的加热淬火装置，所述加热淬火装置包括：第一加热单元，所述第一加热单元布置在环形工件表面的外侧或内侧，所述第一加热单元可沿环形工件外表面或内表面进行圆周移动；第二加热单元，所述第二加热单元布置在环形工件表面的内侧或外侧，所述第二加热单元可沿环形工件内表面或外表面进行圆周移动，所述第一加热单元和第二加热单元相邻布置在环形工件的起始位置，其中环形工件起始位置为环形工件开始转动时的静止位置；第三加热单元，所述第三加热单元布置在环形工件外表面的终点位置处，所述环形工件外表面的终点位置处为环形工件加热结束时的位置；所述第三加热单元可沿环形工件外表面的终点位置进行往复圆周移动；以及一对喷淋器，一对所述喷淋器分别安装在所述第一加热单元和第二加热单元内。根据第二方面一种可能的实施方式中，所述第一加热单元、第二加热单元以及第三加热单元的结构相同，其中每一所述加热单元包括感应加热电源、加热感应器、隔离变压器、谐振电容器以及汇流排，所述加热感应器通过所述汇流排与所述隔离变压器相连，所述加热感应器、谐振电容以及隔离变压器与所述感应加热电源电性相连。根据第二方面一种可能的实施方式中，所述加热淬火装置还包括自动跟踪系统，所述自动跟踪系统包括三组位移传感器，三组所述位移传感器分别对应设置在第一加热单元、第二加热单元以及第三加热单元中。根据第二方面一种可能的实施方式中，所述加热淬火装置还包括间隙测量系统。根据第二方面一种可能的实施方式中，所述喷淋器采用全自动恒流和恒压控制系统。根据第二方面一种可能的实施方式中，所述第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元通过设置有的机械手控制系统悬挂安装，其中所述机械手控制系统对第一加热单元、第二加热单元和第三加热单元的移动速度和运行坐标进行控制。本专利技术的有益效果为：本申请加热开始通过采用工件双向摆动、相向合拢加热感应器或加热感应器双向摆动方式相向合拢的控制方法，可以适应不同直径的轴承零件，使圆环工件能够实现稳定加热和冷却，淬硬层连续无软带，保证圆环工件淬火质量的一致性，加热效率高，柔性化程度高，适应工件直径范围宽；此外通过感应加热电源和配套行架机械手数控控制系统严格管控加热工艺参数和运行动作轨迹，多组加热单元组合式感应加热喷淋淬火，全自动双向电气跟踪系统实时跟踪并补偿加热感应圈与被加热工件之间的间隙值、全自动的间隙测量系统自动测量加热线圈与被加热工件加热面的间隙值、淬火喷淋的恒流恒压系统保证了加热后淬火冷却参数的一致性。附图说明图1为本申请实施例一中的应用于环形工件表面感应的加热淬火装置结构原理示意图。图2为本申请实施例一中的加热淬火装置对环形零件表面进行加热的工作原理示意图。图3为本申请实施例一中第三加热单元开始对环形工件进行往复加热的工作原理示意图。图4为本申请实施例一中的第三加热单元停止加热时的工作原理示意图。图5为本本申请实施例一中的加热完成后环形工件快速旋转一角度后进行喷淋冷却的结构状态示意图。图6为本申请实施例一中的环形工件表面感应的加热淬火方法流程示意图。图7为本申请实施例二中的应用于环形工件表面感应的加热淬火装置结构原理示意图。图8为本申请实施例二中的加热淬火装置对环形零件表面进行加热的工作原理示意图。图9为本申请实施例二中的第二加热单元开始对环形工件进行往复加热的工作原理示意图。图10为本申请实施例二中的加热完成后环形工件快速旋转一角度后进行喷淋冷却的结构状态示意图。图11为本申请实施例三中的应用于环形工件表面感应的加热淬火装置结构原理示意图。图12为本申请实施例三中的加热淬火装置对环形零件表面进行加热的工作原理示意图。图13为本申请实施例三中的加热淬火装置对环形零件表面加热至某一位置时的工作状态示意图。图14为本申请实施例三中的加热淬火装置对环形零件末端区域进行往复加热的工作状态示意图。图15为本申请实施例三中的第一加热单元开始对环形工件进行往复加热的工作原理示意图。图16为本申请实施例三中的第一加热单元加热完成后远离加热区域的工作状态示意图。图17为本申请实施例三中的第二加热单元加热完成后远离加热区域的工作状态示意图。图18为本申请实施例三中的加热完成后环形工件快速旋转一角度后进行喷淋冷却的结构状态示意图。图中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环形工件表面感应的加热淬火方法，其特征在于，所述加热淬火方法包括以下步骤：/nS1、预加热，被加热环形工件往复转动，同时对环形工件的预加热区域的表面进行加热；/nS2、加热，预加热处理完成后，环形工件的表面同时进行顺时针和逆时针方向的加热，并同步进行加热后的喷淋处理；/nS3、环形工件的加热末端区域表面采用相向合拢加热感应器或加热感应器双向摆动合拢的方式进行加热；/nS4、环形工件表面完成加热处理后，环形工件快速转动一个角度或往复转动进行冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种环形工件表面感应的加热淬火方法，其特征在于，所述加热淬火方法包括以下步骤：
S1、预加热，被加热环形工件往复转动，同时对环形工件的预加热区域的表面进行加热；
S2、加热，预加热处理完成后，环形工件的表面同时进行顺时针和逆时针方向的加热，并同步进行加热后的喷淋处理；
S3、环形工件的加热末端区域表面采用相向合拢加热感应器或加热感应器双向摆动合拢的方式进行加热；
S4、环形工件表面完成加热处理后，环形工件快速转动一个角度或往复转动进行冷却。


2.根据权利要求1所述的加热淬火方法，其特征在于，在上述所述步骤S1中，所述预加热区域为环形工件该区域内单个加热感应器宽度的2至8倍。


3.根据权利要求1或2所述的加热淬火方法，其特征在于，当步骤S2中的环形工件加热至邻近其内表面或外表面的末端区域位置时，步骤S3开始动作。


4.根据权利要求1或2所述的加热淬火方法，其特征在于，所述加热淬火方法还包括用于加热单元与环形工件之间间隙进行测量的间隙测量方法，该间隙测量方法为：在加热单元内的加热线圈上通入一个电压信号，当配套的机械手控制加热单元连接的加热线圈慢速向被加热环形工件靠近，当加热线圈接触到被加热环形工件加热面时，加热线圈会立即将信号反馈至机械手控制系统中，配套的机械手会立即停止移动，并将当前的轴坐标信息进行运算，进而自动控制加热线圈与被加热工件之间的间隙值。


5.一种环形工件表面感应的加热淬火装置，其特征在于，所述加热淬火装置包括：
第一加热单元，所述第一加热单元布置在环形工件表面的外侧或内侧，所述第一加热单元可沿环形工件外表面或内表面进行圆周移动；
第二加热单元，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祥成，朱立权，贺猛，纪南昌，张云峰，
申请(专利权)人：恒进感应科技十堰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42