基于凸轮的感应加热装置及其加热方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于凸轮的感应加热装置及其加热方法，其包括凸轮升降台组件、感应线圈、导磁体、导磁体升降组件和放置平台组件。感应线圈的固定端和导磁体外壳第一固定端分别与下平台的第二安装端和第三安装端固连，导磁体沿着感应线圈的周向均匀分布，导磁体位于导磁体外壳的内部，导磁体外壳第二固定端和导磁体升降组件中升降爪连接，导磁体升降组件的上下移动带动导磁体外壳绕固定中心轴旋转，进而实现对导磁体的控制。加热方法的具体过程为：设定温度参数并运动到指定位置，分别对凸轮进行第一阶段和第二阶段的加热处理。本发明专利技术通过控制导磁体的摆动速度来调整磁场汇聚位置变换速度，以控制加热过程中温度变化的方法，提高凸轮质量的可靠性。高凸轮质量的可靠性。高凸轮质量的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于凸轮的感应加热装置及其加热方法


[0001]本专利技术涉及感应加热领域，特别涉及一种基于凸轮的感应加热装置及其加热方法。

技术介绍

[0002]凸轮机构广泛应用于发动机、数控机床等设备，具有传动、导向和控制等功能。凸轮机构由凸轮、滚子及其从动件等组成，在工作时凸轮表面往往会承受交变接触应力和摩擦力，因此，凸轮破坏多是源于发生在表面上的疲劳，所以要求凸轮表面硬度高耐磨性和抗疲劳性能要足够高。
[0003]对凸轮进行感应加热处理，来提高凸轮硬度，比传统的炉子渗碳工艺相比具有绿色无污染等优势。但是在感应加热凸轮的技术开发过程中，凸轮表面会受到集肤效应，尖角效应及圆环效应等影响而使得温度不均匀，无法对凸轮加热温度达到精准控制，往往与预定温度有一定的出入，以至于影响产品的最终质量，导致凸轮在工作过程中更易产生胶合，点蚀，开裂等情况，并且更易磨损，使得产品寿命大大减少。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于凸轮的感应加热装置及其加热方法，通过在感应加热时控制改变导磁体的聚磁方向来改变凸轮表面各位置感应加热的磁场位置及强度，在加热过程中根据温度变化不断微调摆动速度，更精准的达到预定温度，并在感应加热过程中通过控制导磁体在不同温度区域的摆动速度来调整凸轮表面的速度，使升温过程中凸轮的表面温度均匀升高，以保证加工后凸轮表面淬硬层深度的均匀性及凸轮工作部分的高质量力学性能。
[0005]本专利技术提供了一种基于凸轮的感应加热装置，其包括凸轮升降台组件、滑动组件、感应线圈、导磁体、导磁体升降组件、放置平台组件、框架和底盘。所述底盘的第一安装端和第二安装端分别与所述框架的第一安装端和所述滑动组件中固定板的第一端固连，所述滑动组件，其包括旋转导轨、第一旋转柱、第一电机和固定板，所述固定板的第二端和第三端分别与所述旋转导轨和所述第一旋转柱的安装端固连，所述第一电机和所述旋转导轨的输入端固连，所述第一旋转柱对称分布在所述旋转导轨的两侧，所述旋转导轨的中部和所述凸轮升降台组件中底座的第一端固连；所述凸轮升降台组件，其包括底座、单杆缸和凸轮，所述底座的第二端通过单杆缸和所述凸轮固连；所述放置平台组件，其包括上平台、中平台和下平台，所述上平台、所述中平台和所述下平台的第一安装端分别与所述框架的第二安装端、第三安装端和第四安装端固连。所述感应线圈的固定端和导磁体外壳第一固定端分别与所述下平台的第二安装端和第三安装端固连，所述导磁体沿着所述感应线圈的周向均匀分布，所述导磁体位于导磁体外壳的内部，导磁体外壳第二固定端和所述导磁体升降组件中升降爪的第一端连接，红外测温仪对称分布于所述感应线圈的两侧，所述红外测温仪和所述下平台的第四安装端固连。所述导磁体升降组件，其包括升降爪、导轨、第二旋转柱、
连接平台、第二电机、固定板和连接柱，所述固定板的第一端通过连接柱和所述上平台的第二安装端固连，所述第二电机的外壳和所述第二旋转柱的第一连接端分别与所述固定板的第二端和第三端连接，所述第二电机的输出端和所述导轨的输入端连接，所述导轨的连接端和所述第二旋转柱的第二连接端分别与所述中平台的第二安装端和第三安装端固连，所述连接平台的第一端和所述导轨的中部连接，所述连接平台的第二端和所述升降爪的第二端连接，所述导磁体升降组件的上下移动带动导磁体外壳绕固定中心轴旋转，进而实现对导磁体的控制，所述中平台的第四安装端和超声波测距传感器固连。
[0006]可优选的是，所述升降爪、所述导磁体和所述导磁体外壳的数量相等，且所述升降爪沿着所述感应线圈的周向均匀分布。
[0007]可优选的是，所述上平台的中心、所述中平台的中心、所述下平台的中心、所述导轨的运动轴线和所述感应线圈的中心在同一条直线上。
[0008]可优选的是，所述中平台上均匀设有通孔，所述通孔的数量和所述升降爪的数量相等，所述升降爪的第一端穿过通孔和所述导磁体外壳第二固定端连接。
[0009]可优选的是，所述框架垂直于所述底板，所述上平台、所述中平台、所述下平台和所述底板互相平行。
[0010]本专利技术的第二方面，提供一种基于前述感应加热装置的感应加热方法，其包括以下步骤：
[0011]S1、设定加工所需的温度参数T1和第一阶段结束的温度参数T2；
[0012]S2、启动滑动组件中的第一电机，在旋转导轨的带动下，将凸轮升降台组件移动至感应线圈的下方并停止；
[0013]S3、启动凸轮升降台组件中的单杆缸，将凸轮进行举升，通过位于中平台第四安装端的超声波测距传感器实时测量凸轮顶面的高度数据H1和凸轮厚度数据H2，当H1‑
H2/2＝H，即凸轮表面中线与导磁体旋转轴心重合时，H为导磁体旋转轴心的高度，凸轮停止上升；
[0014]S4、对凸轮进行第一阶段的加热处理：导磁体水平并处于固定状态，通过红外测温仪实时测量凸轮表面的温度并传给控制系统，控制系统通过计算得到凸轮表面的平均温度T，直至平均温度T符合T2‑
20℃≤T≤T2+20℃；
[0015]S5、对凸轮进行第二阶段的加热处理：控制导磁体从水平状态进入摆动状态，且导磁体随着凸轮表面温度的升高而加快摆动速度，同时红外测温仪实时测量凸轮表面的温度并传给控制系统，控制系统通过计算得到凸轮表面的平均温度T，根据平均温度T将凸轮表面温度分为三个不同的温度区域：高温区T
g
(T
g
≥T+20℃)、低温区T
d
(T
d
≤T
‑
20℃)和常温区T
c
(T
‑
20℃＜T
c
＜T+20℃)；
[0016]S6、控制系统根据S5划分的温度区域控制导磁体的摆动速度，控制导磁体快速摆过高温区，慢速摆过低温区，逐渐减小三个温区的温差至凸轮表面均为常温区；
[0017]S7、在导磁体不断摆动加热的过程中，直至平均温度T满足T1‑
20℃＜T＜T1+20℃时停止加热，此时控制系统控制单杆缸收缩，带动凸轮下降并移动至原位，将取出的凸轮放入淬火池进行冷却处理。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0019]1、本专利技术通过控制导磁体的摆动速度来调整磁场汇聚位置变换速度，以控制加热过程中温度变化的方法。首先在加热伊始，伴随着温度的升高，导磁体相应加快摆动速度，
因为磁场汇聚处变换加快，所以每次导磁体摆动所升高的温度数值会减小，直至加热至预定温度；其次在加热过程中，红外测温仪会收集温度数据，系统控制导磁体在低温区慢速摆过，在高温区快速摆过，以抵消因集肤效应等产生的温度不均匀现象。
[0020]2、本专利技术通过对加热温度T1的更高精准的把控，同时弥补传统感应加热过程中凸轮基圆表面受圆环效应等影响而温度不均匀的缺点，避免因尖角效应等因素对凸轮桃尖的影响，提高凸轮质量的可靠性，凸轮综合力学性能增强，使凸轮在工作过程中稳定耐磨，安全可靠，提高凸轮的寿命以及企业加工凸轮产品的附加值。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于凸轮的感应加热装置，其包括凸轮升降台组件、滑动组件、感应线圈、导磁体、导磁体升降组件、放置平台组件、框架和底盘，其特征在于，所述底盘的第一安装端和第二安装端分别与所述框架的第一安装端和所述滑动组件中固定板的第一端固连，所述滑动组件，其包括旋转导轨、第一旋转柱、第一电机和固定板，所述固定板的第二端和第三端分别与所述旋转导轨和所述第一旋转柱的安装端固连，所述第一电机和所述旋转导轨的输入端固连，所述第一旋转柱对称分布在所述旋转导轨的两侧，所述旋转导轨的中部和所述凸轮升降台组件中底座的第一端固连；所述凸轮升降台组件，其包括底座、单杆缸和凸轮，所述底座的第二端通过单杆缸和所述凸轮固连；所述放置平台组件，其包括上平台、中平台和下平台，所述上平台、所述中平台和所述下平台的第一安装端分别与所述框架的第二安装端、第三安装端和第四安装端固连；所述感应线圈的固定端和导磁体外壳第一固定端分别与所述下平台的第二安装端和第三安装端固连，所述导磁体沿着所述感应线圈的周向均匀分布，所述导磁体位于导磁体外壳的内部，导磁体外壳第二固定端和所述导磁体升降组件中升降爪的第一端连接，红外测温仪对称分布于所述感应线圈的两侧，所述红外测温仪和所述下平台的第四安装端固连；所述导磁体升降组件，其包括升降爪、导轨、第二旋转柱、连接平台、第二电机、固定板和连接柱，所述固定板的第一端通过连接柱和所述上平台的第二安装端固连，所述第二电机的外壳和所述第二旋转柱的第一连接端分别与所述固定板的第二端和第三端连接，所述第二电机的输出端和所述导轨的输入端连接，所述导轨的连接端和所述第二旋转柱的第二连接端分别与所述中平台的第二安装端和第三安装端固连，所述连接平台的第一端和所述导轨的中部连接，所述连接平台的第二端和所述升降爪的第二端连接，所述导磁体升降组件的上下移动带动导磁体外壳绕固定中心轴旋转，进而实现对导磁体的控制，所述中平台的第四安装端和超声波测距传感器固连。2.根据权利要求1所述的基于凸轮的感应加热装置，其特征在于，所述升降爪、所述导磁体和所述导磁体外壳的数量相等，且所述升降爪沿着所述感应线圈的周向均匀分布。3.根据权利要求1或者2所述的基于凸轮的感应加热装置，其特征在于，所述上平台的中心、所述中平台的中心、所述下平台的中心、所述导轨的运动轴线和所述感应线圈的中心在同一条直线上。4.根据权利要求1所述的基于凸轮的感应加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩毅，郭沛泓，胡博成，田畅，熊培洲，江磊，兰凯新，李晴，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：