一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备及淬火方法技术

本发明专利技术公开了一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备及淬火方法，通过使用一种特殊的感应线圈，感应线圈大小与滚珠丝杠螺道相匹配，在完成螺道粗加工的空心滚珠丝杠上，设置感应线圈轴向移动速度与滚珠丝杠旋转转速相匹配，在感应线圈加装导磁体，利用导磁体的强力驱流作用，将感应线圈整个截面上的电流驱向滚珠丝杠螺道位置，实现对该位置的高效加热，同时带有与感应线圈联动的喷水圈，达到只对滚珠丝杠螺道部分感应加热淬火的目的，可以满足滚珠丝杠外硬内韧的要求，并且将能源消耗降低为传统工艺方法的八分之一，生产效率提高50％。生产效率提高50％。生产效率提高50％。

【技术实现步骤摘要】
一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备及淬火方法


[0001]本专利技术属于滚珠丝杠副零件热处理领域，具体涉及空心滚珠丝杠感应淬火设备及淬火方法。

技术介绍

[0002]滚珠丝杠副是机械定位与传动的关键部件，具有高效率、高精度、长寿命和可逆性等特点。目前已经大量应用在航空航天及卫星等高空领域中，而航空航天及卫星等高空领域设备对于零部件的轻量化有着极高的要求，空心滚珠丝杠由于减重效果显著，广泛应用其中。
[0003]空心滚珠丝杠作为滚珠丝杠副传动及承力的支撑体，要求其螺纹滚道具有优良的耐磨、滚动接触疲劳性能和抗冲击性能，要求螺纹滚道处硬度需达到HRC58以上，芯部硬度需达到HRC40左右，加之零件为中空薄壁结构，要达到外硬内韧的要求难度很大。传统的滚珠丝杠生产工艺为，滚珠丝杠不加工螺道先整体调质热处理，保证芯部硬度要求，再采用感应淬火方式，保证表面硬度要求，最后加工螺道，此种生产方式的缺点是淬火深度大、容易将空心滚珠丝杠整个壁厚淬硬，抗冲击性能大大降低，并且能源消耗大，因螺道加工是在感应淬火硬化后的金属上进行，导致刀具消耗大、生产效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备及淬火方法，通过使用一种特殊的感应淬火线圈，达到只对螺道部分感应加热淬火的目的，可以满足滚珠丝杠外硬内韧的要求，并且将能源消耗降低为传统工艺方法的八分之一，生产效率提高50％。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备，包括空心滚珠丝杠和步进电机，其特征在于：还包括感应线圈和控制面板；
[0006]步进电机，用来精准控制空心滚珠丝杠的转速；
[0007]感应线圈大小与滚珠丝杠螺道相匹配，感应线圈内部设有导磁体，导磁体为圆柱形，轴向长度大于感应线圈长度，与空心滚珠丝杠的外径留有间隙，导磁体将感应线圈整个截面上的电流驱向滚珠丝杠螺道位置，实现对该位置的加热；感应线圈外部设有喷水圈，喷水圈内圈设有多个喷水孔；
[0008]在控制面板设置步进电机转速及感应线圈的轴向移动速度，使感应线圈沿滚珠丝杠螺道运动，保证感应加热位置精准。
[0009]进一步地，感应线圈的圈数为4圈，感应线圈的内圈尺寸比滚珠丝杠滚道螺道尺寸大2～3mm。
[0010]一种节能空心滚珠丝杠感应淬火方法，其特征是包括以下几个步骤：
[0011]a)根据滚珠丝杠副参数，设置感应线圈轴向移动速度与滚珠丝杠旋转转速相匹配，即感应线圈轴向移动一个导程，滚珠丝杠旋转一周；
[0012]b)将完成调质热处理加工、内孔加工及滚珠丝杠螺道粗加工的空心滚珠丝杠安装
在所述滚珠丝杠感应淬火设备上；
[0013]c)将感应线圈中心调整到滚珠丝杠螺道起始位置；
[0014]d)用电磁感应加热的方法将滚珠丝杠螺道加热至淬火温度；
[0015]e)通过与感应线圈联动的喷水圈喷射浓度为8～9％水基淬火液来对滚珠丝杠螺道的感应淬火部位采用连续加热淬火法进行加工。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术通过使用一种步进电机，一种特殊的感应线圈，感应线圈大小与滚珠丝杠螺道相匹配，在控制面板设置步进电机转速及感应线圈的轴向移动速度，以便于感应线圈可以沿滚珠丝杠螺道运动，保证感应加热位置精准，使得感应淬火热量能够按导程均匀的传导到滚珠丝杠螺道部位，可以使淬火后的滚珠丝杠螺道部位具有高硬度，硬度达到58～62HRC，硬化层深度1.8～2.3mm,滚珠丝杠螺道其他部位未淬火，具有高韧性，疲劳强度和冲击韧性也较高，同时，同种规格的滚珠丝杠采用传统的表面感应淬火热处理方式，每件消耗电能8度，而本专利技术采用的感应淬火方法仅针对滚珠丝杠螺道部位进行加热，每件消耗电能仅1度，能源消耗降低为传统工艺方法的八分之一，生产效率较传统方法提高50％。
附图说明
[0018]图1是本专利技术空心滚珠丝杠零件结构图；
[0019]图2是本专利技术空心滚珠丝杠感应淬火原理图；
[0020]图3是图2的局部放大图；
[0021]图4是滚珠丝杠常规感应淬火后的淬火层深图；
[0022]图5是本专利技术空心滚珠丝杠感应淬火后的淬火层深图；
[0023]附图标记说明：1
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空心滚珠丝杠；2
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喷水圈；3
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感应线圈；4
‑
导磁体；5
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滚珠丝杠螺道；6
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喷水孔；7
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滚珠丝杠螺道起始位置；8
‑
常规感应淬火层；9
‑
本专利技术感应淬火层。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]本实施例一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备，将普通电机更改为步进电机，以便于精准控制空心滚珠丝杠1的转速，可在控制面板设置电机转速及感应线圈3的轴向移动速度，以便于感应线圈3可以沿滚珠丝杠螺道5运动，保证感应加热位置精准。
[0027]请参阅图1～3所示，本专利技术使用的一种特殊的感应线圈3，线圈大小与滚珠丝杠螺道5相匹配，感应线圈3内部设有导磁体4，感应线圈3外部设有喷水圈2，喷水圈2内圈设有多个喷水孔6。
[0028]优选的，感应线圈3的圈数为4圈，感应线圈3的内圈尺寸比滚珠丝杠螺道5尺寸大2～3mm，可根据实际情况调整。
[0029]优选的，导磁体4为圆柱形，轴向长度大于感应线圈3长度，与空心滚珠丝杠1的外
径留有一定的间隙，间隙约为3mm。该导磁体4利用导磁体的强力驱流作用，将感应线圈整个截面上的电流，驱向滚珠丝杠螺道5位置，实现对该位置的高效加热，导磁体的具体直径和长度根据感应加热区的温度和加热深度结合设备工艺参数具体确定。
[0030]实施例2
[0031]本实施例一种节能空心滚珠丝杠感应淬火方法，包括以下几个步骤：
[0032]a)根据滚珠丝杠副参数，设置感应线圈3轴向移动速度与空心滚珠丝杠1旋转转速相匹配，即感应线圈3轴向移动一个导程，空心滚珠丝杠1旋转一周,计算公式：感应线圈轴向移动速度＝导程
×
滚珠丝杠转速(步进电机转速)。
[0033]b)将完成调质热处理加工、内孔加工及螺道粗加工的空心滚珠丝杠1安装在节能空心滚珠丝杠感应淬火设备上；
[0034]c)将感应线圈3中心调整到滚珠丝杠螺道起始位置7；
[0035]d)用电磁感应加热的方法将滚珠丝杠螺道5加热至淬火温度；
[0036]e)通过与感应线圈3联动的喷水圈2喷射浓度为8～9％水基淬火液来对滚珠丝杠螺道5的感应淬火部位采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能空心滚珠丝杠感应淬火设备，包括空心滚珠丝杠(1)和步进电机，其特征在于，还包括感应线圈(3)和控制面板；所述步进电机，用来精准控制空心滚珠丝杠(1)的转速；所述感应线圈(3)大小与滚珠丝杠螺道(5)相匹配，感应线圈(3)内部设有导磁体(4)，导磁体(4)为圆柱形，轴向长度大于感应线圈(3)长度，与空心滚珠丝杠(1)的外径留有间隙，导磁体(4)将感应线圈整个截面上的电流驱向滚珠丝杠螺道位置，实现对该位置的加热；感应线圈(3)外部设有喷水圈(2)，喷水圈(2)内圈设置有多个喷水孔(6)；在所述控制面板设置步进电机转速及感应线圈(3)的轴向移动速度，使感应线圈(3)沿滚珠丝杠螺道(5)运动，保证感应加热位置精准。2.根据权利要求1所述的节能空心滚珠丝杠感应淬火设备,其特征在于，感应线圈(3)的圈数为4圈，感应线圈(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊延都，陈凯，张博航，许启强，
申请(专利权)人：西安华欧精密机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：