专利名称：金属杆件热处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到金属零部件热处理技术领域，特别涉及到金属杆件 的热处理设备。
背景技术：
在金属杆件热处理当中，由于金属杆件的热处理只是表面热处理工 艺，把零件的表面加热到指定的温度，就可进行淬火、回火、或者退火等 必须的热处理工艺步骤。利用高频电流在零部件的趋表效应，对金属杆件 以工频、中频或者高频电流加热，是最有效、迅速和节省能源的办法。而 在使用工频、中频或者高频电流加热工件来进行热处理的情况下，工件的 传送是一个关键的工艺步骤。为了使高频率电流加热时，金属杆件能被均 匀地加热，金属杆件在通过高频输出装置的时候，应当不但沿着送料方向 轴向进给，而且要使金属杆件自身旋转。因此，如何实现热处理的金属杆 件的有效旋转进给，以及调整旋转和轴向进给的速度，往往成为决定热处 理质量的关键之处。一般情况下，实现旋转进给的方式是采用三辊旋转进给或者两辊旋转 进给的方式，这些装置的夹辊把金属杆件夹在当中，并且夹辊之间互相成 一定的角度，夹辊旋转时会产生使金属杆件一边轴向进给、 一边旋转的力， 使得金属杆件能够按照工艺要求的旋转进给速度进行热处理。这些装置有 效地解决了工件的热处理需求，但也存在一些问题。由于三辊或者两辊旋转进给装置会在金属杆件上形成一定的压力，对于工件表面会产生一些破坏，这在金属杆件是螺纹秆件或者表面精度要求 较高的情况下，往往会造成一些工件的损坏。而且这些装置因为比较复杂， 必然会带来制造成本的提高。在热处理过程当中，特别是靠近加热部分的 进给装置，因为高温，很容易被损坏，进一步增大了维护的成本。而且， 这些装置安装和调整比较麻烦， 一般的技工不易胜任有关的调整工作。实用新型内容本实用新型目的在于提供一种新的金属杆件热处理设备。 根据本实用新型的设备，可以有效地解决上述存在的问题，能够完成 金属杆件的旋转进给的技术要求，而且调整使用非常容易，制造和维护成 本大大降低。在很多情况下，本实用新型的设备使热处理的金属杆件的损 坏降低。对于螺纹杆件或者表面精度要求较高的情况下更为有效。根据本实用新型的金属杆件热处理设备，包括在供料位置安置的送料 装置、在供料位置之后设置的感应淬火加热装置、向所述感应淬火加热装 置供能的感应淬火功率发生装置、在所述感应淬火加热装置之后设置的淬 火冷却装置、在供料位置之后直到所述感应冷却装置之后的卸料位置之间 设置的送料装置，其特征是，在供料位置安置的、以及在供料位置之后直 到卸料位置之间设置的送料装置是由辊轮轴线和金属杆件轴向进给方向成15-80度的多个单辊辊轮组成的。它还包括在所述的淬火冷却装置之后设置的感应回火加热装置、向所 述回火加热装置供能的感应回火功率发生装置、以及在所述的感应回火加 热装置之后到卸料位置之间设置的、辊轮轴线和金属杆件轴向进给方向成 15-80度的多个单辊辊轮组成的送料装置。在所述的感应回火加热装置之后设置回火冷却装置。所述的送料装置的辊轮的轴线和金属杆件轴向进给方向成30-60度。 所述的送料装置的辊轮的两端和中间之间形成的两个圆锥体的圆锥 面的弧所对应的弦与辊轮的轴线之间的夹角为5-80度，最好为25-65度。
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明并给出其实施例。图1为金属杆件热处理设备结构示意图。图2为本实用新型的送料单辊辊轮的结构示意图。
具体实施方式
图1当中的11是用作为送料进给装置的、使金属杆件产生旋转和轴向 进给两种运动的多个单辊辊轮。它设置在热处理工艺线的一开始的供料部 分，也设置在随后的淬火、回火以及冷却、卸料部分。！^轮11输送金属杆 件一边沿着送料方向轴向进给， 一边旋转进入感应淬火加热装置12加热， 装置12由感应淬火功率发生装置13供能。金属杆件随后进入淬火冷却装 置14。经过处理以后的金属杆件被送到卸料部分等待卸料。如图2所示，辊轮11是做成图示的形状，即辊轮的中间直径要小于两 端直径。辊轮的两端和中间之间形成两个圆锥体，圆锥体的锥面21、 22 呈近似圆弧形。使得圆锥体的圆锥面和工件外径有较好的接触，以驱动金 属杆件。图1中的辊轮11的轴线安置得和金属杆件轴向进给方向为30-60度， 角度大小取决于金属杆件的直径和材料。由于辊轮的轴线不是垂直于工件 的轴向进给方向，当辊轮旋转时，辊轮圆锥体的圆锥面21、 22就不但会 产生一个沿轴向进给方向驱动金属杆件前进的力，还会产生一个驱使金属 杆件旋转的力。辊轮的轴线和轴向进给方向之间的角度越大，也就是说，平轮辊轮驱动的方式，金属杆件就轴向进给较快， 而产生的旋转力矩较小。反之，金属杆件的轴向进给较慢，而产生的旋转 力矩较大。在整个热处理过程当中使用的多个单辊辊轮11由一个马达13，通过 完全相同的减速系统19驱动。因此，所有的辊轮11有着相同的旋转速度。 这样做的好处是，由于所有的辊轮ll的辊轮形状相同，而且所有的辊轮轴 线和金属杆件轴向进给方向所成的角度在热处理同一种工件时也相同，在 旋转速度相同的情况下，由辊轮的圆锥面21、 22所驱动的金属杆件的旋 转速度以及轴向进给速度相同。使得在整个热处理过程当中，工件的旋转 进给速度完全相同，不会引起后面的工件追击前面的工件的情况。马达13的转速可以调节，马达13的转速越高，辊轮11的旋转速度越 高，金属杆件的旋转及轴向进给速度越高。通过调节马达13的转速来改变辊轮11的旋转速度，从而改变金属杆 件的旋转及轴向进给速度。而且，改变辊轮11的轴线和金属杆件轴向进给 方向之间的角度，也会在相同的辊轮11的旋转速度下产生不同的金属杆件 轴向进给速度，和不同大小的使金属杆件旋转的力矩。因此，当金属杆件直径比较大，需要选择较小的辊轮轴线和轴向进给 方向之间的角度，以得到较大的使金属杆件旋转的力矩。而由于金属杆件' 直径比较大，需要的加热时间也较长，就要降低马达13的转速，使工件 轴向进给速度降低。反之，当金属杆件直径比较小时，工件不能在感应淬火加热装置中停 留时间过长而造成过热，就要提高马达13的转速，提高工件轴向进给的 速度。而因为金属杆件直径比较小时，不需要较大的旋转力矩，辊轮轴线 和轴向进给方向之间的角度可以较小，也可进一步提高工件轴向进给的速度。根据金属杆件的直径和材料可以确定辊轮11的轴线和金属杆件轴向 进给方向之间的角度，而且要确定最佳的金属杆件的旋转进给速度，而得 到最适宜的淬火加热温度、最适宜的冷却速度，得到最好的热处理结果。辊轮11的两端和中间之间形成的两个圆锥体的圆锥角度要视金属杆件的直径来确定。金属杆件的直径越大，圆锥面21、 22所形成的圆弧半 径越大，圆锥面21或22的弧所对应的弦和辊轮的轴线夹角越小。视金属 杆件的直径不同，这个角度为5-80度，通常为25-65度。因此，金属杆件 的直径不同，使用辊轮的形状也不同。在淬火冷却以后，如果没有回火工序或者其它工序，金属杆件就送到 卸料位置。这一部分的传送辊轮11是仍然使辊轮轴线和轴向进给方向之间 成一定的角度，还是使辊轮轴线和轴向进给方向之间成90度，而采用平 轮辊轮方式驱动，都是可以的。根据工件的要求，经过淬火处理的金属杆件也可以被进行回火热处 理。在金属杆件淬火冷却装置14之后要设置感应回火加热装置15，而由 感应回火功率发生装置16供能给装置15。如果需要以液体来冷却回火加 热后的金属杆件，还需要设置回火冷却装置。在金属杆件淬火冷却装置14 之后，直到回火冷却装置以后，这当中的进给装置仍然要和淬火过程当中 所用的进给装置相同，而且要有相同的辊轮轴线和工件轴向进给方向之间 的角度，有着相同的轴向进给、旋转速度，以保证和淬火过程的旋转进给 同步。至于在回火冷却以后，金属杆件应当送到卸料位置，这一部分的传 送辊轮是否也要使辊轮轴线和轴向进给方向之间成一定的角度，还是采用 平轮辊轮方式驱动，都是可以的。作为本实用新型的一个实施例，选用了直径为8毫米的45号钢杆件。使用上述的热处理设备，感应淬火功率发生装置13供给感应淬火加热装 置12用的功率。淬火冷却是用水冷却、感应回火功率发生装置16供给感 应回火加热装置15用的功率，回火冷却采用空气冷却。采用的辊轮11的圆锥面21或22的弧所对应的弦和辊轮的轴线夹角为 45-75度。辊轮轴线和轴向进给方向之间成45-80度，通过调节马达13的转速来 改变辊轮11的旋转速度和杆件轴向进给速度。作为本实用新型的另一个实施例，选用了直径为20毫米的45号钢杆 件。使用上述的热处理设备，功率发生装置B供给淬火加热装置12用的 功率，淬火冷却是用水冷却。功率发生装置16供给回火加热装置15用的 功率，回火冷却采用空气冷却。采用的辊轮ll的圆锥面21或22的弧所对应的弦和辊轮的轴线夹角为 35-65度。辊轮轴线和轴向进给方向之间成35-65度，通过调节马达13的转速来 改变辊轮11的旋转速度和轴向进给速度。作为本实用新型的再一个实施例，选用了直径为68毫米的45号钢杆 件。使用上述的热处理设备，功率发生装置13供给淬火加热装置12用的 功率，淬火冷却是用水冷却、功率发生装置16供给回火加热装置15用的 功率，回火冷却采用空气冷却。采用的辊轮11的圆锥面21或22的弧所对应的弦和辊轮的轴线夹角为 15-45度。辊轮轴线和轴向进给方向之间成20-40度，通过调节马达13的转速来 改变辊轮11的旋转速度和轴向进给速度。在这些实施例当中都使用了淬火和回火加热、冷却装置，也可以根据金属杆件的要求，只采用淬火工艺装置。淬火和回火的加热功率要根据工 件的规格不同而改变。工件直径越大，所需的功率自然也就越大。由于采 用的是单辊辊轮的旋转进给装置，设备的结构非常简单， 一般的技工在规 定的工艺条件下都能操作，经过热处理后的工件的性能都能够达到要求。 所述的设备调整和操作灵活方便，除了调节辊轮轴线和轴向进给方向之间的角度，通常只要调节马达13的转速就可以适应不同直径的工件的要求。 易于控制，可进行连续生产操作，大大提高了生产效率。本实用新型的金属杆件的热处理方法及其设备同样适用于淬火、回火 以外的其它热处理的工艺过程，比如退火等。金属杆件热处理的过程开始 送料阶段以及结束时的卸料阶段，可以以手工操作方式实现，也可以加上 自动上料和自动卸料装置来改善。在卸料阶段使辊轮轴线和轴向进给方向 之间的角度和热处理过程中的辊轮轴线角度相同，还是直接使辊轮轴线和 轴向进给方向之间成90度，而采用平轮辊轮方式驱动，加快卸料。这些 都是在本实用新型的基本技术方案的基础上进一步的变化，并没有超出本 实用新型的保护范围。
权利要求1.金属杆件热处理设备，包括在供料位置安置的送料装置、在供料位置之后设置的感应淬火加热装置、向所述感应淬火加热装置供能的感应淬火功率发生装置、在所述感应淬火加热装置之后设置的淬火冷却装置、以及在供料位置之后直到所述感应冷却装置之后的卸料位置之间设置的送料装置，其特征是，上述的在供料位置安置的、以及在供料位置之后直到卸料位置之间设置的送料装置是由辊轮轴线和金属杆件轴向进给方向成15-80度的多个单辊辊轮组成的。
2、 如权利要求1的金属杆件热处理设备，其特征在于，它还包括在 所述的淬火冷却装置之后设置的感应回火加热装置、向所述回火加热装置 供能的感应回火功率发生装置、以及在所述的感应回火加热装置之后到卸 料位置之间设置的、辊轮轴线和金属杆件轴向进给方向成15-80度的多个 单辊辊轮组成的送料装置。
3、 如权利要求2的金属杆件热处理设备，其特征在于，在所述的感 应回火加热装置之后设置回火冷却装置。
4、 如权利要求1或2的金属杆件热处理设备，其特征在于，所述的 送料装置的辊轮的轴线和金属杆件轴向进给方向成30-60度。
5、 如权利要求1或2的金属杆件热处理设备，其特征在于，所述的 送料装置的辊轮的两端和中间之间形成的两个圆锥体的圆锥面的弧所对 应的弦与辊轮的轴线之间的夹角为5-80度。
6、 如权利要求5的金属杆件热处理设备，其特征在于，所述的送料 装置的辊轮的两端和中间之间形成的两个圆锥体的圆锥面的弧所对应的 弦与辊轮的轴线之间的夹角为25-65度。
专利摘要金属杆件热处理设备包括多个单辊辊轮组成的送料装置、感应淬火加热装置、感应淬火功率发生装置、淬火冷却装置、以及必要的感应回火加热装置、感应回火功率发生装置。辊轮的轴线和金属杆件轴向进给方向成一定角度安置，辊轮的两端和中间之间形成的两个圆锥体的圆锥面的弧所对应的弦与辊轮的轴线之间的夹角为一定角度。设备的结构简单，调整和操作简单、灵活、方便，易于控制，可进行连续生产操作，大大提高了生产效率。
文档编号C21D1/00GK201162027SQ20082000613
公开日2008年12月10日 申请日期2008年2月5日 优先权日2008年2月5日
发明者姜文国 申请人:姜文国