专利名称：凸轮旋转扫描感应淬火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机件热处理装置，特别涉及一种用于凸轮的感应淬火装置。
背景技术：
凸轮是机械传动中较为常用的零部件。由于凸轮传动通过凸轮表面的滑动摩擦进行，因而，凸轮制造过程中，需要对其表面进行淬火，以保证硬度和耐磨性。现有技术中，凸轮(轴)感应淬火采用圆环型和仿形感应器，圆环型淬火感应器只适用于尺寸较小的凸轮 (轴)，如汽车凸轮轴，且凸轮淬硬层的均勻性不理想，造成部分表面淬火深度过大，比如采用圆环型和仿形感应器都易造成凸轮桃尖部位过热，淬硬层深度较深，凸轮过渡区不易加热，淬硬层深度较浅，最终凸轮淬硬层深度不均勻。同时，仿形感应器制作麻烦，且对不同的凸轮(轴)需要不同的仿形感应器，使用成本较高，工作效率较低。因此，需要一种用于凸轮的感应淬火装置，能够均勻的对凸轮进行感应淬火，使凸轮桃尖部位及过渡区淬硬层深度基本相同，保证凸轮淬硬层深度的均勻性，同时，该装置需要具有通用性，能够适用于在一定范围内不同大小的凸轮。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种凸轮旋转扫描感应淬火装置，能够均勻的对凸轮进行感应淬火，使凸轮桃尖部位及过渡区淬硬层深度基本相同，保证凸轮淬硬层深度的均勻性，同时，该装置需要具有通用性，能够适用于在一定范围内不同大小的凸轮。本发明的凸轮旋转扫描感应淬火装置，包括驱动机构和感应淬火组件，所述驱动机构包括仿形驱动轮、皮带和可沿张紧方向伸缩的弹性张紧机构，所述仿形驱动轮与工件形状相同并同轴同相位驱动工件转动，所述皮带绕过仿形驱动轮并通过弹性张紧机构张紧，所述皮带与仿形驱动轮以及弹性张紧机构之间沿皮带纵向动配合；所述感应淬火组件包括感应器、压紧块和可沿压紧方向伸缩的弹性压紧装置，所述压紧块由弹性压紧装置施加预紧力并通过皮带紧压于仿形驱动轮外圆，所述感应器固定设置于压紧块，感应器与工件外圆相对且与工件外圆设定间隙。进一步，所述皮带包括带体和位于带体内表面的滚针，所述滚针以可绕自身轴线转动的方式在带体纵向并列密集分布；进一步，所述弹性张紧机构包括张紧导向块、张紧导向杆、张紧头和张紧弹簧，所述张紧导向块为固定件，所述张紧导向杆以可沿纵向滑动的方式穿过张紧导向块，张紧头设置于张紧导向杆前端并张紧皮带，张紧头与皮带接触的面为沿皮带纵向的弧面，所述张紧弹簧外套于张紧导向杆对张紧头施加压向皮带的张紧力；进一步，弹性压紧装置包括压紧导向块、压紧弹簧和压紧导向杆，所述压紧导向块为固定件，所述压紧导向杆以可沿纵向滑动的方式单自由度配合穿过压紧导向块，压紧块连接于张紧导向杆前端，所述压紧弹簧外套于压紧导向杆对压紧块施加压向皮带的压紧力；
进一步，所述压紧块以可在仿形驱动轮转动方向转动的方式铰接于压紧导向杆前端；进一步，所述感应器以前后位置可调的方式设置于压紧块；进一步，弹性张紧机构还包括张紧底座，所述张紧底座为固定件，张紧底座设有张紧导向滑槽，张紧导向块以前后位置可调的方式固定设置于张紧导向滑槽内，所述张紧头以可前后滑动的方式单自由度设置于张紧导向滑槽；弹性压紧装置还包括压紧底座，所述压紧底座为固定件，压紧底座设有压紧导向滑槽，压紧导向块以前后位置可调的方式固定设置于张紧导向滑槽内；进一步，所述压紧块上设有用于标记感应器前后位置的刻度；进一步，感应器旁设有用于对工件淬火喷水的喷头；喷头靠紧感应器旁位于工件旋转方向相同一侧，且固定在压紧块上；进一步，所述仿形驱动轮外圆表面以及弹性张紧机构与皮带接触的表面分别沿皮带纵向密集并列设有可绕自身轴线转动的滚针。本发明的有益效果本发明的凸轮旋转扫描感应淬火装置，采用在仿形驱动轮外圆滑动配合设置皮带的结构，并通过可沿张紧方向伸缩的弹性张紧机构张紧，保证皮带始终与仿形驱动轮贴合，利用压紧块压紧皮带与凸轮接触段的外表面，在仿形驱动轮与工件同步转动过程中，压紧块始终与仿形驱动轮转动表面保持相切，由于感应器设置于压紧块并与工件外圆表面保持间隙，并由于压紧块与仿形驱动轮外圆表面相切，因而感应器对工件的作用方向始终垂直于与工件相对的外圆相切的平面，并通过调整仿形驱动轮的角速度，使仿形驱动轮及工件外圆具有均勻的线速度，从而保证感应淬火过程中工件表面各个部位具有相同的淬火时间，从而达到均勻的对凸轮进行感应淬火的目的，使凸轮桃尖部位及过渡区淬硬层深度基本相同，保证凸轮淬硬层深度的均勻性，同时，由于采用弹性压紧装置，通过调整感应器的位置，能够适用于在一定范围内不同大小的凸轮，使该装置需要具有通用性。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构纵向剖视图；图3为图1沿A向视图；图4为图2B处放大图。
具体实施例方式图1为本发明结构示意图，图2为本发明结构纵向剖视图，图3为图1沿A向视图，图4为图2B处放大图，如图所示本实施例的凸轮旋转扫描感应淬火装置，包括驱动机构和感应淬火组件，所述驱动机构包括仿形驱动轮1、皮带和可沿张紧方向伸缩的弹性张紧机构，所述仿形驱动轮1与工件16形状相同并同轴同相位驱动工件16转动，也就是除了尺寸外的偏心参数相同，属于几何上的相似关系，尺寸可以相同也可以不同，如图所示，仿形传动轮1与工件16通过轴23进行传动，同相位是指仿形驱动轮1与工件16的偏心处于相同相位进行转动；所述皮带绕过仿形驱动轮1并通过弹性张紧机构张紧，所述皮带与仿形驱动轮1以及弹性张紧机构之间沿皮带纵向动配合，即在仿形驱动轮转动方向上滑动或滚动配合；工件为需淬火凸轮工件，仿形传动轮1是指与工件16形状完全相同的偏心凸轮结构。所述感应淬火组件包括感应器18、压紧块2和可沿压紧方向伸缩的弹性压紧装置，所述压紧块2由弹性压紧装置施加预紧力并通过皮带紧压于仿形驱动轮外圆，所述感应器18固定设置于压紧块2，感应器18与工件16外圆相对且与工件16外圆设定间隙；如图所示，感应器18为U型方管结构，当然可以采用其它空心结构，均能实现发明目的，空心内部通有冷却循环水，避免感应器工作温度过高。如图所示，感应器18旁设有用于对工件16淬火喷水的喷头19 ；喷头19靠紧感应器18旁位于工件16旋转方向相同一侧，且固定在压紧块2上，保证达到淬火温度的部分能够迅速冷却，避免长时间的热传导而影响淬火效果。本发明的皮带与带传动的皮带结构相同，为了适应于本发明的原理，并不排除对皮带作出改进。本发明在使用时，利用动力驱动工件16及仿形驱动轮1同步转动，仿形驱动轮1 通过皮带按其偏心参数驱动压紧块2及弹性压紧装置沿其径向往复移动，以保证感应器与工件外圆之间的间隙为定值，进行感应加热；为保证工件外圆以及仿形驱动轮1的线速度均勻，则需对其转动角速度进行设定，通过现有技术的转速控制方法即能实现，在此不在赘述。本发明的仿形驱动轮在转动时，皮带由于与仿形驱动轮动配合，因而并不发生转动，只是根据仿形驱动轮偏心距发生局部较小偏移，该偏移并不影响压紧块2的压紧方位， 即垂直于压紧点的切面，操作中，将压紧块与皮带外表面加注润滑油，则具有较好的效果。本实施例中，所述皮带包括带体15和位于带体内表面的滚针11，所述滚针11以可绕自身轴线转动的方式在带体15纵向并列密集分布，带体15纵向即与仿形驱动轮1转动方向一致的方向；滚针11可通过保持架在仿形驱动轮转动方向上并列密集分布，也可直接设置于带体，带体上设置有用于嵌入滚针11的滚针槽，且槽开口略小于滚针直径，深度略大于滚针半径，滚针嵌入后不会轻易脱落，滚针两端还可设有转轴，并通过转轴担在滚针槽两端壁，形成简单的转动结构，也可直接嵌入滚针槽，如图3所示；当然，可采用保持架结构，保持架由保持架节段依次铰接形成，铰接型保持架适应带体的柔性特性，可固定设置于皮带内表面，也可以在纵向具有自由度的方式设置于带体内表面，如在皮带内表面形成纵向槽，保持架设置滚针后整体嵌入纵向槽，使得滚针与带体 15内表面及仿形传动轮1均接触，确保较小的摩擦力，滚针15以可绕自身轴线转动配合的方式单自由度设置于保持架上，与滚针轴承的设置方式相同，具有较好的减磨效果；密集分布即指相邻滚针11之间具有尽可能小的间隙，利用滚针11直径较小的特点，以保证被支撑的带体15外表面具有较好的仿形特性，同时，由于滚针11使得带体15与仿形驱动轮之间滚动摩擦，具有较小的摩擦系数，保证皮带在转动方向上不具有传动位移， 从而保证压紧块不产生切向位移，利于保证感应器的垂直效应，进一步保证加热的均勻性。本实施例中，所述弹性张紧机构包括张紧导向块14、张紧导向杆12、张紧头9和张紧弹簧13，所述张紧导向块14为固定件，固定的方式可采用现有技术的任何固定方式，均能实现发明目的，可以设置于一基础，或者直接固定设置于地基等等，实现固定，以确保张紧导向杆12具有滑动的基础；所述张紧导向杆12以可沿纵向滑动的方式穿过张紧导向块 14，张紧头9设置于张紧导向杆12前端并张紧皮带，张紧头9与皮带接触的面为沿皮带纵向的弧面，所述张紧弹簧13外套于张紧导向杆12对张紧头9施加压向皮带的张紧力；张紧头9可固定设置于张紧导向杆12的前端部，也可与张紧导向杆12 —体成型，当然也可以是紧靠，即可实现发明目的；前端部即是对皮带的张紧力方向；通过张紧导向杆12和张紧头9 对皮带进行张紧，能够保证皮带的平滑紧绷，并能适应于凸轮形仿形传动轮1的传动特性， 自动调整偏心距导致的位移；张紧弹簧13可以直接顶在张紧头9上，也可以顶在张紧导向杆12上的对其施加预紧力，均能实现发明目的。本实施例中，弹性压紧装置包括压紧导向块6、压紧弹簧4和压紧导向杆3，所述压紧导向块6为固定件，固定的方式可采用现有技术的任何固定方式，均能实现发明目的；所述压紧导向杆3以可沿纵向滑动的方式单自由度配合穿过压紧导向块6，导向杆3以可纵向往复滑动的方式单自由度设置于导向块6的方式一般采用非圆形杆配合导向块6上的非圆形孔即可实现，或者采用滑键的圆形杆等结构，比如本实施例中的导向杆3为方形杆结构， 导向块6上与导向杆3配合的孔为方形孔；压紧块2连接于张紧导向杆3前端，所述压紧弹簧4外套于压紧导向杆3对压紧块2施加压向皮带的压紧力；前端即是压紧方向；采用带有导向杆的弹性压紧装置，能够保证压紧块的压紧方向，从而保证感应器的方向稳定，保证加热效果。本实施例中，所述压紧块2以可在仿形驱动轮转动方向转动的方式铰接于压紧导向杆3前端，如图所示，仿形驱动轮1沿水平方向转动，工件16位于仿形驱动轮1下部，压紧块2通过竖直铰接轴铰接于压紧导向杆3前端；压紧块2与压紧导向杆5前端可通过竖向设置的铰接轴采用铰接结构，使压紧块具有较好的适应性，能够自适应位于仿形驱动轮的外圆切向，以保证感应器对工件的作用方向能够垂直工件外圆各点切面，同时避免硬接触摩擦，以保证感应器的感应加热位置不变。本实施例中，所述感应器18以前后位置可调的方式设置于压紧块2，如图所示，感应器18设置于压紧块2下端形成的向后延伸的安装板，感应器18通过螺栓22安装于安装板21，安装板21上用于安装感应器18的孔为前后方向的腰型孔21a ；根据工件16大小调整感应器18位置，能够适应于不同大小的工件16使用，同时，能够适用于同一工件感应加热时调整间隙，以保证最佳的加热效果；当然，调整的方式可以是滑槽并锁定，通过现有技术的简单结构，即能实现增加本发明灵活性和通用性的效果。本实施例中，弹性张紧机构还包括张紧底座10，所述张紧底座10为固定件，张紧底座10设有张紧导向滑槽8，张紧导向块14以前后位置可调的方式固定设置于张紧导向滑槽8内，所述张紧导向滑槽8可采用燕尾滑槽，张紧导向块14 一体成型设有用于嵌入燕尾滑槽内的燕尾块，调整合适位置后采用螺钉锁紧，增加本发明通用性以及张紧稳定性，方便调整皮带的张紧特性；所述张紧头9以可前后滑动的方式单自由度设置于张紧导向滑槽8， 同样，张紧头9采用燕尾块与燕尾滑槽配合，保证张紧头9的张紧方向不发生偏移，避免由于皮带内表面(或者滚针)的切向力造成偏斜，保证皮带的形状，从而保证压紧装置及感应器的正常工作；弹性压紧装置还包括压紧底座5，所述压紧底座5为固定件，压紧底座5设有压紧导向滑槽7，压紧导向块6以前后位置可调的方式固定设置于压紧导向滑槽7内；压紧装置采用导向滑槽进行安装，具有较为稳固的安装结构，还具有前后调节以适应工件大小，以及压紧力的功能本实施例中，所述压紧块2上设有用于标记感应器18前后位置的刻度20 ；使得感应器18与工件16外圆之间的间隙具有客观度量，保证感应加热效果；同时，对于不同尺寸的工件16，能够保证具有通用性。本发明的另一实施方式，可采用下述结构所述仿形驱动轮外圆表面以及弹性张紧机构与皮带接触的表面分别沿皮带纵向密集并列设有可绕自身轴线转动的滚针，即皮带不设置滚针，滚针设置于仿形驱动轮和张紧头的张紧面(本实施例不需附图表示，本领域技术人员根据本申请的记载技能得知本实施例技术方案的具体结构，利用本实施例的结构，同样可以采用滚动摩擦，减小摩擦力，同时，还可以减小加工难度；其余结构与前述结构相同，在此不再赘述。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于包括驱动机构和感应淬火组件，所述驱动机构包括仿形驱动轮、皮带和可沿张紧方向伸缩的弹性张紧机构，所述仿形驱动轮与工件形状相同并同轴同相位驱动工件转动，所述皮带绕过仿形驱动轮并通过弹性张紧机构张紧，所述皮带与仿形驱动轮以及弹性张紧机构之间沿皮带纵向动配合；所述感应淬火组件包括感应器、压紧块和可沿压紧方向伸缩的弹性压紧装置，所述压紧块由弹性压紧装置施加预紧力并通过皮带紧压于仿形驱动轮外圆，所述感应器固定设置于压紧块，感应器与工件外圆相对且与工件外圆设定间隙。
2.根据权利要求1所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述皮带包括带体和位于带体内表面的滚针，所述滚针以可绕自身轴线转动的方式在带体纵向并列密集分布。
3.根据权利要求2所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述弹性张紧机构包括张紧导向块、张紧导向杆、张紧头和张紧弹簧，所述张紧导向块为固定件，所述张紧导向杆以可沿纵向滑动的方式穿过张紧导向块，张紧头设置于张紧导向杆前端并张紧皮带，张紧头与皮带接触的面为沿皮带纵向的弧面，所述张紧弹簧外套于张紧导向杆对张紧头施加压向皮带的张紧力。
4.根据权利要求3所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于弹性压紧装置包括压紧导向块、压紧弹簧和压紧导向杆，所述压紧导向块为固定件，所述压紧导向杆以可沿纵向滑动的方式单自由度配合穿过压紧导向块，压紧块连接于张紧导向杆前端，所述压紧弹簧外套于压紧导向杆对压紧块施加压向皮带的压紧力。
5.根据权利要求4所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述压紧块以可在仿形驱动轮转动方向转动的方式铰接于压紧导向杆前端。
6.根据权利要求5所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述感应器以前后位置可调的方式设置于压紧块。
7.根据权利要求6所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于弹性张紧机构还包括张紧底座，所述张紧底座为固定件，张紧底座设有张紧导向滑槽，张紧导向块以前后位置可调的方式固定设置于张紧导向滑槽内，所述张紧头以可前后滑动的方式单自由度设置于张紧导向滑槽；弹性压紧装置还包括压紧底座，所述压紧底座为固定件，压紧底座设有压紧导向滑槽， 压紧导向块以前后位置可调的方式固定设置于张紧导向滑槽内。
8.根据权利要求7所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述压紧块上设有用于标记感应器前后位置的刻度。
9.根据权利要求8所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于感应器旁设有用于对工件淬火喷水的喷头；喷头靠紧感应器旁位于工件旋转方向相同一侧，且固定在压紧块上。
10.根据权利要求1所述的凸轮旋转扫描感应淬火装置，其特征在于所述仿形驱动轮外圆表面以及弹性张紧机构与皮带接触的表面分别沿皮带纵向密集并列设有可绕自身轴线转动的滚针。
全文摘要
本发明公开了一种凸轮旋转扫描感应淬火装置，包括驱动机构和感应淬火组件，驱动机构包括仿形驱动轮、皮带和可沿张紧方向伸缩的弹性张紧机构，感应淬火组件包括感应器、压紧块和可沿压紧方向伸缩的弹性压紧装置，本发明感应器始终垂直于与工件相对的外圆相切的平面，并通过调整仿形驱动轮的角速度，使仿形驱动轮及工件外圆具有均匀的线速度，从而保证感应淬火过程中工件表面各个部位具有相同的淬火时间，从而达到均匀的对凸轮进行感应淬火的目的，使凸轮桃尖部位及过渡区淬硬层深度基本相同，保证凸轮淬硬层深度的均匀性，同时，由于采用弹性压紧装置，通过调整感应器的位置，能够适用于在一定范围内不同大小的凸轮，使该装置需要具有通用性。
文档编号C21D1/10GK102304607SQ201110266150
公开日2012年1月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者唐倩, 张元勋, 张慧, 李忠华, 毕耀坤 申请人:重庆大学