感应硬化系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及感应硬化系统和方法。具体地，对齿轮进行感应热处理的系统和方法包括工作站。所述工作站包括功率源、感应线圈和旋转机构。所述齿轮在齿轮的第一部分处被感应热处理并且所述齿轮的第二部分保持未被感应硬化处理。所述齿轮具有内表面。所述内表面包括第一部分和第二部分。所述第一部分具有第一宽度。所述第二部分具有第二宽度。所述感应线圈包括至少一个加热回路和至少一个非加热回路。所述感应线圈被通电到预定频率以产生交变磁场，其中，所述加热回路中发展的所述交变磁场在所述齿轮的第一部分中感生出涡电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬化齿轮或齿轮类物体的系统和方法，更具体地涉及利用感应热处理来选择性地硬化齿轮内表面的一部分的系统和方法。
技术介绍
本部分中的陈述仅提供关于本公开的背景信息，并且可以构成或不构成现有技术。齿轮可通过感应热处理来硬化以改善耐磨性。在一种类型的齿轮中，齿轮的内表面包括多个花键。所述花键不覆盖内表面的整个圆周。相反，内表面包括几个腹板，其中， 一系列花键位于每个腹板之间。腹板是沿齿轮内表面的壁厚减小的区域。通常仅仅期望对花键进行热处理，因为腹板具有减小的壁厚，而其易于熔化或破裂。在一种方法中，利用感应热处理来仅硬化花键。然而，在当前的感应线圈和工艺设计技术情况下，不可能仅仅对花键进行热处理。采用了非旋转感应热处理技术，其中，齿轮定向在特定位置并且所有花键被放置在齿轮内表面中的线圈同时加热。然而，该非旋转方法导致不均勻且不对称的热处理样式，并且还倾向于使腹板过热，这导致腹板的熔化和破裂。结果，为了避免腹板的过热，每个腹板之间的几个花键将依然未被处理。这导致齿轮没有符合热处理规程。当前将花键相对于感应线圈进行定向的这一方法要求特殊的处理方法并且增加了产品的成本。而且，当前的感应硬化工艺还沿齿轮外表面产生非常深的硬化，或表面硬化。因此，当前的感应硬化方法所生产的具有内建的应力，这可导致齿轮的过早的机械失效。因此，现有技术中需要一种健壮的用于齿轮的感应硬化工艺，其均勻地加热花键而不使腹板过热。
技术实现思路
本专利技术提供采用可旋转类型的感应硬化技术对齿轮进行硬化的系统和方法。所述齿轮的第一部分被感应热处理且所述齿轮的第二部分保持未被处理。所述齿轮具有内表面。所述内表面包括所述第一部分和所述第二部分。所述第一部分具有第一宽度且所述第二部分具有第二宽度。所述方法包括第一步骤，其中，将所述齿轮放置在工作站中。所述工作站具有功率源和感应线圈。所述功率源向所述感应线圈提供交流电。所述齿轮的所述内表面定位成靠近所述感应线圈。所述感应线圈包括至少一个加热回路和至少一个非加热回路。所述加热回路具有加热回路宽度且所述非加热回路具有非加热回路宽度。所述非加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第二宽度。所述加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第一宽度。在4第二步骤中，使所述齿轮绕旋转轴线相对于所述感应线圈旋转。在第三步骤中，将所述感应线圈通电达到预定频率以产生交变磁场。所述加热回路中产生的交变磁场在所述齿轮的第一部分中感生出涡电流。在第四步骤中，保持所述感应线圈处于所述预定频率达预定时间量，以使所述齿轮在所述第一部分处感应硬化。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括步骤提供多个花键组作为所述齿轮的第一部分以及多个腹板作为所述齿轮的第二部分。在本专利技术的一个实施例中，所述方法包括步骤通过流体使所述齿轮淬火。流体通过具有一系列流体通道的淬火板被供应到所述齿轮。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括步骤提供通量增强器，所述通量增强器被包括在所述淬火板中。在本专利技术的又一个实施例中，所述方法包括步骤通过所述淬火板将所述感应线圈定位在所述工作站中的适当位置。所述感应线圈的一部分位于所述淬火板中。在本专利技术的一个实施例中，所述方法包括步骤使所述齿轮绕所述轴线以约1000 RPM的旋转速度旋转。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括步骤使所述涡电流定向成沿所述齿轮的第一部分纵向延伸。在本专利技术的又一个实施例中，所述方法包括步骤使所述涡电流定向成沿所述齿轮的内表面圆周地延伸。在本专利技术的一个实施例中，所述方法包括步骤提供所述非加热回路的一部分平行于所述齿轮的所述旋转轴线。在本专利技术的另一个实施例中，所述方法包括步骤在所述非加热回路的平行于所述旋转轴线的部分中产生约为零的净交变磁场。进一步应用领域将从本文提供的描述变得直观。应当理解，所述描述和具体示例意在仅为说明之目的并且无意限制本公开的范围。本专利技术还提供了以下方案1. 一种对齿轮的第一部分进行感应热处理的方法，其中，所述齿轮的第二部分保持未被感应加热处理，其中，所述齿轮具有内表面，其中，所述第一部分和所述第二部分沿所述齿轮的内表面定位，并且其中，所述第一部分具有第一宽度且所述第二部分具有第二宽度， 所述方法包括将所述齿轮放置在工作站中，其中，所述工作站具有功率源和感应线圈，并且其中，所述齿轮的内表面定位成靠近所述感应线圈，其中，所述功率源向所述感应线圈提供交流电， 并且其中，所述感应线圈包括至少一个加热回路和至少一个非加热回路，其中，所述加热回路具有加热回路宽度且所述非加热回路具有非加热回路宽度，并且其中，所述非加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第二部分的第二宽度，并且其中，所述加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第一部分的第一宽度；使所述齿轮绕旋转轴线旋转，其中，所述齿轮相对于所述感应线圈旋转； 将所述感应线圈通电到预定频率以产生交变磁场，其中，所述加热回路中产生的磁场在所述齿轮的第一部分中感生出涡电流；并且保持所述感应线圈处于预定频率达预定时间量，以使所述齿轮在所述第一部分处感应硬化。2.如方案1所述的方法，包括步骤提供多个花键组作为所述齿轮的第一部分以及提供多个腹板作为所述齿轮的第二部分。3.如方案1所述的方法，包括步骤通过流体使所述齿轮淬火，其中，流体通过具有一系列流体通道的淬火板被供应到所述齿轮。4.如方案3所述的方法，包括步骤提供通量增强器，所述通量增强器被包括在所述淬火板中。5.如方案3所述的方法，包括步骤通过所述淬火板将所述感应线圈定位在所述工作站内的位置中，其中，所述感应线圈的一部分位于所述淬火板中。6.如方案1所述的方法，包括步骤使所述齿轮绕所述轴线以约1000 RPM的旋转速度旋转。7.如方案1所述的方法，包括步骤使所述涡电流定向成沿所述齿轮的第一部分纵向延伸。8.如方案1所述的方法，包括步骤使所述涡电流定向成绕所述齿轮的内表面圆周地延伸。9.如方案1所述的方法，包括步骤提供所述非加热回路的一部分，其平行于所述齿轮的旋转轴线。10.如方案9所述的方法，包括步骤在所述非加热回路的平行于所述旋转轴线的部分中产生约为零的净交变磁场。11. 一种用于硬化齿轮的感应热处理工作站，其中，所述齿轮具有内表面，其中，所述内表面包括被感应热处理的多个花键和保持未被感应硬化处理的多个腹板，并且其中， 所述多个花键的每一个具有第一宽度且所述多个腹板的每一个具有第二宽度，所述工作站包括功率源，其提供交流电；感应线圈，其中，所述功率源向所述感应线圈提供交流电，其中，所述齿轮的内表面定位成靠近所述感应线圈，并且其中，所述感应线圈包括至少一个加热回路和至少一个非加热回路，其中，所述加热回路具有加热回路宽度且所述非加热回路具有非加热回路宽度，并且其中，所述非加热回路宽度构造成约等于所述第二宽度，并且其中，所述加热回路宽度构造成约等于所述第一宽度，并且其中，所述感应线圈被以预定频率通电以产生交变磁场，其中，所述加热回路中产生的所述交变磁场在所述齿轮的多个花键中感生出涡电流，以使所述齿轮在所述多个花键处感应硬化；旋转机构，其使所述齿轮绕旋转轴线旋转，其中，当所述感应线圈被所述功率源通电时，所述齿轮相对于所述感应线圈旋转，并且其中，所述感应线圈被保持处于预定频率达预定时间量。12.如方案11所述的工作站，包括淬火板本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种对齿轮的第一部分进行感应热处理的方法，其中，所述齿轮的第二部分保持未被感应加热处理，其中，所述齿轮具有内表面，其中，所述第一部分和所述第二部分沿所述齿轮的内表面定位，并且其中，所述第一部分具有第一宽度且所述第二部分具有第二宽度，所述方法包括：将所述齿轮放置在工作站中，其中，所述工作站具有功率源和感应线圈，并且其中，所述齿轮的内表面定位成靠近所述感应线圈，其中，所述功率源向所述感应线圈提供交流电，并且其中，所述感应线圈包括至少一个加热回路和至少一个非加热回路，其中，所述加热回路具有加热回路宽度且所述非加热回路具有非加热回路宽度，并且其中，所述非加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第二部分的第二宽度，并且其中，所述加热回路宽度构造成约等于所述齿轮的第一部分的第一宽度；使所述齿轮绕旋转轴线旋转，其中，所述齿轮相对于所述感应线圈旋转；将所述感应线圈通电到预定频率以产生交变磁场，其中，所述加热回路中产生的磁场在所述齿轮的第一部分中感生出涡电流；并且保持所述感应线圈处于预定频率达预定时间量，以使所述齿轮在所述第一部分处感应硬化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MS查特吉，WI施特尔，
申请(专利权)人：MS查特吉，WI施特尔，
类型：发明
国别省市：US