专利名称：通电加热方法及通电加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过通电加热对转向用齿条等工件的背面和齿面进行淬火或回火时使用的通电加热方法及通电加热装置。
背景技术：
原来，作为这类通电加热装置，例如，特许文献1(如日本特许第4232973号公报) 中公开过。这种通电加热装置配备沿齿条的长度方向在加热范围内相向配置的一对通电电极(触点)、向该通电电极供应规定频率的电流的电源装置，以及从通电电极的相向方向偏中间位置开始向与该相向方向大致直线相交的水平方向延伸的端子部，通过该端子部从所述电源装置项通电电极供应规定的电流，并通电加热齿条的齿面等进行淬火。但是，这种通电加热装置是使一对触点接触齿条的齿面或背面，然后分别向齿面或背面供应规定输出电流，从而达到通电加热齿条的齿面或背面进行淬火的目的，但齿条的背面淬火后并不能继续对齿面进行淬火。所以，不能在一个大致连续的作业周期内进行齿条背面和齿面的淬火或回火，存在作业效率低，且齿条背面或齿面的淬火或退火质量难以保证的问题点。
发明内容
鉴于这样的情况，本发明的目的在于提供一种通电加热方法及通电加热装置，在一个大致连续的作业周期内进行工件背面和齿面的淬火或退火，力求提高淬火或退火作业的效率，同时可轻松在背面和齿面获得高精度的淬火或退火质量。为实现上述发明目的，本发明是这样实现的一种通电加热方法，其特征在于具有下述步骤，将切换装置切换到背面侧，使成对的第1触点接触用支撑装置支撑工件的背面的长度方向加热范围两端，从电源装置向该触点供应背面用的规定的频率及输出电流通电加热背面的步骤；以及在该步骤之后，将所述切换装置切换到齿面侧，使成对的第2触点接触所述工件齿面的长度方向加热范围两端， 从所述电源装置向该触点供应齿面用的规定的频率及输出电流通电加热齿面的步骤。所述的方法，其特征在于，具备在所述背面的通电加热后及所述齿面的通电加热后，通过配置在所述各触点间的冷却装置向所述背面及齿面喷射冷却水的步骤。而且，具备在所述切换手段切换后，将向所述各触点供应的电流频率和电力尽量调整到最低限度的步马聚ο一种通电加热装置，其特征在于，通电加热装置上具有可接触通过支撑装置支撑的工件背面及齿面长度方向加热范围两端的成对的第ι触点及第2触点、配备在各触点间的成对的冷却装置、通过切换装置向所述第1触点及第2触点供应规定电流的电源装置、控制该电源装置、所述冷却装置及所述切换装置的控制装置；所述控制装置在将所述切换装置择一性地切换到背面或齿面，同时根据该切换装置的切换状态从所述电源装置向所述第 1触点或第2触点供应背面用或齿面用的规定的频率及输出电流。
所述的通电加热装置，其特征在于，所述电源装置具有多个变频电路或具有能够将频率和输出尽量调整到最低限度的一个频率电路。发明的技术效果在于1、本发明的通电加热方法，由于具备将切换装置切换到背面侧通电加热工件背面的步骤，以及在该步骤后将切换装置切换到齿面侧通电加热工件齿面的步骤，因此能够在一个大致连续的作业周期内进行工件背面和齿面的淬火或退火，能够在力求提高淬火或退火作业效率的同时，轻松在背面和齿面获得良好的淬火或退火质量。2、本发明的通电加热方法，由于具备在背面通电加热后及齿面通电加热后，从配置在各触点间的冷却装置向背面及齿面喷射冷却水的步骤，所以，能够用冷却水高效地进行工件背面和齿面的淬火，同时也能够在背面和齿面轻松获得高精度的淬火质量。3、本发明的通电加热方法，还具备在切换装置切换后，将供应给各触点的电流频率和输出尽量调整到最低限度的步骤，因此能够自动切换工件的背面和齿面的淬火条件， 能够更加高效地进行背面和齿面的淬火或退火。4、本发明的通电加热装置，在通过控制装置择一性地将切换装置切换到背面和齿面的同时，根据该切换装置的切换状态从电源装置按照背面用和齿面用的规定频率向第1 触点或第2触点供应输出电流，所以，与专利要求1所述发明一样，能够在一个大致连续的作业周期内进行工件背面和齿面的淬火或退火，能够在力求提高淬火或退火作业的效率的同时，轻松在背面和齿面获得高精度的淬火或退火质量。5、本发明的通电加热装置，电源装置具有多个变频电路或具有能够将频率和输出尽量调整到最低限度的一个频率电路，所以，能够从各变频电路切实且稳定地向工件的背面或齿面供应适当的电流，且能够进一步提升作业效率和淬火质量等。
图1是本发明相关的通电加热装置的概略构成图；图2是本发明的触点接触状态示意截面图；图3是本发明的触点其他接触状态的正面图及B-B箭头方向示意图；图4是本发明的冷却套箱说明图；图5是本发明的切换器及变频电路的说明图；图6是本发明的切换器及变频电路其他示例的说明图；图7是本发明的淬火方法示例示意工程图；图中1……通电加热装置，2adb……卡盘，3……卡盘驱动部，4a、4b……第1触点、4c、 4d……第2触点，fe、5b……触点驱动部，6……切换器，7a、7b……冷却套箱，8a、8b……套箱驱动部，9……变频电路，9a……第1变频电路，9b……第2变频电路，10……控制部，11…… 冷却水供应部，12……凹部，13……套箱本体，13a……冷却水流路，13b……喷射孔，14…… 输出调整部，W……工件(齿条)，Wa……背面，Wb……齿面，Wc……齿槽(谷)。
具体实施例方式下面根据图纸详细说明为进行本发明而采用的最佳形态。
图1 图7表示将本发明涉及的通电加热装置用于齿条淬火时的实施形态。如图 1所示，本发明的通电加热装置1所适用的齿条(下面称为工件W)由具有斜齿的相对轴线成规定角度的齿面恥，以及在该齿面恥相反侧的由半圆弧面组成的背面Wa构成。然后，通电加热装置1配备下列装置由作为支撑手段支撑所述工件W两端的左右卡盘h、2b，和使该卡盘h、2b按照箭头4的所指方向移动并卡紧或松开工件W的点击等组成的卡盘驱动部3，以及由配置于工件W背面Wa的长度方向加热范围两端上的铜板等组成的1对第2触点4c、4d。另外，所述第1触点^、4b上连接着触点驱动部5a，触点^、4b同时按照图1的箭头口进退，同时会连接上切换器6 —侧的输出端子作为切换装置。另外，所述第2触点4c、 4d上连接着触点驱动部恥，触点k、4d同时按照箭头〃进退，同时会连接上所述切换器6 的另一侧的输出端子。所述第1触点4a、4b之间以及第2触点4c、4d之间配置了作为冷却装置的冷却套箱7a及冷却套箱7b，该冷却套箱7a上连接着由开闭阀等组成的套箱驱动部 8a，冷却套箱7b上连接着由同样的阀门等组成的套箱驱动部Sb。而且，在所述切换器6的输入端连接着作为电源装置的变频电路9以及拥有微型计算机或定序器的控制部10。这时，切换器6如图5所示，由共通接点6a和常闭接点6b、 常开接点6c以及配有驱动部6d的电磁开闭器或专用切换器构成，共通接点6a连接于变频电路9，常闭接点6b连接于第1触点^、4b，同时，常开接点6c连接于第2触点k、4d。另外，如图1所示，所述控制部10除了连接切换器6外，还分别连接着变频电路9、卡盘驱动部 3、触点驱动部fe、5b、套箱驱动部8a、8b，另外，所述各套箱驱动部8a、8b上连接着冷却水箱或自来水管等冷却水供应部U。所述第1触点4a、4b及第2触点4c、4d如图2所示，其接触面上有半圆弧形的凹部12，该凹部12与工件W的圆弧形外周面的一部分紧密接触。这时，第1触点4a、4b与工件W的背面Wa接触(例如从上方接触)，第2触点k、4b与工件W的齿面Wb的长度方向加热范围两端的非齿面(后述的齿槽以外的部分)接触(例如从下方接触)。而且，所述第2触点k、4b不局限于图2所示形态，其接触面也可以接触到齿面Wb 的长度方向加热范围两端的最开始的齿槽(谷)Wc内，例如图3所示。另外，关于第1触点 4a、4b及第2触点k、4d，一对触点之中，一侧的接触4b、4d被设置成能够按照图3 (a)的箭头二移动，也能够按照可对应齿面Wb或背面Wa的长度L的形式构成，该构成能够适用于图 2所示形态的触点如 4d。如此，触点如 4d的形态就能根据工件W的背面Wa或齿面 Wb的大小或齿槽Wc的深度等形状，使用具有合适形状的接触线或规定宽度的接触面的物件。所述冷却套箱7a、7b如图4所示，配有在内部形成冷却水流路13a的套箱本体13， 在与该套箱本体13的工件W的齿面Wb或背面Wa相向的上面或下面形成了多个喷射孔13b。 这时，齿面Wb侧的冷却套箱7b上的喷射孔1 沿着齿面Wb的斜齿形成斜向。然后，通过所述套箱驱动部8a、8b的运行，从所述冷却水供应部11向套箱本体13的冷却水流图13a 供应冷却水，从喷射孔1 按照箭头*所示方向向工件W的齿面Wb (或背面Wa)进行喷射。所述变频电路9由半导体开关元件的变频电路构成，它会按照规定频率(例如 60 100Hz)从其输出端子向所述切换器6输出规定输出的交流电流。如图5所示，该变频电路9的内部有输出调节部14，它能够调节向所述触点如 4b供应的电流的频率或输出及时间，通过从所述控制部10发出的控制信号调整输出调整部14，例如输出背面淬火用电流和齿面淬火用电流2种电流。另外，作为电源装置的变频电路9的构造并不局限于图5，例如图6所示，变频电路9有背面淬火用的第1变频电路9a和齿面淬火用的第2变频电路％，也可将变频电路 9a、9b的输出端子连接到切换器6的共同端子6a上。这时，第1变频电路9a和第2变频电路9b将通过控制部10的控制信号形成择一性的动作状态，但切换器6的构造就不是一输入 二输出的切换，而是二输入· 二输出的切换，因此两个变频电路9a、9b能够同时处于动作状态。如果采用这种构造，那就会从变频电路9a、9b向第1触点4a、4b和第2触点k、4d 供应规定的(专用的)电路。另外，这时，也可以在第1变频电路9a和第2变频电路9b上设置所述输出调整部14，决定背面淬火用或齿面淬火用的电流，从而进行细微控制。下面根据图7的工程图说明工件W使用所述通电加热装置1进行淬火作业的一个事例。而且，在下面的说明中，作为电源装置的变频电路9为图5所示的结构。首先，通过左右卡盘2a、2b卡住(KOl)所述工件W，运转所述触点驱动部5ajb运转，并使第1触点4a、 4b和第2触点k、4d向工件W的背面Wa和齿面恥前进(K02)，在第1触点^、4b接触到工件W的背面Wa的长度方向加热范围两端的同时，第2触点4c、4d也接触到工件W的齿面恥的长度方向加热范围两端。在该状态下，通过控制部10的控制信号运转切换器6的驱动部6d，将该切换器6 切换(K03)到背面侧。然后，在该状态下，通过控制部10的控制信号调整所述输出调整部 14，并按照规定时间将背面淬火用电流供应到第1触点^、4b，通电加热(K04)背面Wa，在该通电加热结束时，大致同时通过控制部10的控制信号按照规定时间运行套箱驱动部8a， 并从冷却套箱7a喷射冷却水，冷却(K05)加热后的背面Wa。通过这种规定时间的加热及冷却，对工件W的背面Wa进行淬火。然后，工件W的背面Wa淬火后，通过控制部10的控制信号将切换器6切换(K06) 到齿面恥侧，在该状态下通过控制部10的控制信号调整变频电路9的输出调整部14，并按照规定时间将齿面淬火用电流供应到第2触点k、4d，通电加热(K07)齿面ffb，在该通电加热结束时，大致同时通过控制部10的控制信号按照规定时间运行套箱驱动部8b，并从冷却套箱7b喷射冷却水，冷却(K08)加热后的齿面ffb。通过这种规定时间的加热及冷却，对工件W的齿面恥进行淬火。该齿面恥的淬火结束后，运行所述触点驱动部fe、5b，使触点如 4d后退(K09)，解除触点如 4d和工件W的接触状态。其后，通过控制部10的控制信号运行卡盘驱动部3，使卡盘2a、2b后退， 松开(KlO)工件W，并从左右卡盘h、2b上取出工件W，至此结束一连串的淬火作业。即，工件W的背面Wa和齿面Wb的淬火能够通过控制部10的控制信号，在设定了工件W的状态下， 在一个大致连续的循环内进行。而且，所述淬火方法只是一个示例，例如，在工序K02时的触点如 4d的前进可以是第1触点4a、4b单独前进，而第2触点k、4d则在工序K06后前进等，即，第1触点4a、 4b和第2触点4c、4d可以分别运行。另外，在图7中说明了工件W的背面Wa或齿面Wb进行淬火时的情况，将这些进行回火作业时，只要省略工序K05、K08的冷却工序即可。而且， 在相同的通电状态下加热工件W的背面Wa和齿面Wa时，可以不调整变频电路9的输出调整部14，只要向触点如 4d供应一定输出的电流即可。
这样，使用所述通电加热装置的话，通过控制部10，将切换器6择一性地切换到背面侧和齿面侧，同时根据该切换器6的切换状态按照规定的频率从变频电路9向第1触点 4a、4b和第2触点如、4d中的一个按照规定时间供应输出电流，因此能够在一个大致连续的作业周期内进行工件W的背面Wa和齿面Wb的淬火或退火，能够在力求提高淬火或退火作业的效率的同时，能够轻松在工件W的背面Wa和齿面Wb上获得高精度的淬火或退火品质。另外，如果由一个可调整频率和输出的变频电路构成作为电源装置的变频电路9， 那就能够通过控制部10经输出调整部14分别输出背面用的电流和齿面用的电流，这样将变频电路9的构成简化后就能形成价格便宜的通电加热装置1。另外，如果由背面用和齿面用的2个专用变频电路9a、9b构成变频电路9的话，那就能够切实稳定地向工件W的背面 Wa或齿面Wb供应规定的电流，同时能够简化通过控制部10进行的控制。而且，如果半圆弧形的凹部12设置在第1触点4a、4b和第2触点4c、4d上，那么触点如 4d就能够紧密贴合在工件W的背面Wa或齿面Wb的非齿面部分，使通电状态稳定，抑制通电时火花等的发生，并能够轻而易举地在工件W的齿面Wb或背面Wa上获得更加高精度的淬火或退火质量。另外，如果构造是第2触点4c、4d接触到工件W齿面Wb的齿槽 Wc内，那么第2触点4c、4d和工件W的齿面Wb之间的定位就能够切实进行，同时限定了通电时第2触点k、4d的动作等，这样能够稳定通电状态，并能够轻松在工件W的齿面Wb上获得高精度的淬火或回火质量。另外，本发明的通电加热方法设置了将切换器6切换到背面侧然后通电加热工件 W的背面Wa的工序，以及在该工序后将切换器6切换到齿面侧通电加热工件W的齿面Wb的工序，所以能够在一个大致连续的作业周期内进行工件W的背面Wa和齿面Wb的淬火或退火作业，能够在力求提高淬火或退火作业的效率的同时，轻松在工件W的背面Wa和齿面Wb 上获得良好的淬火或退火质量。另外，由于配备在背面Wa通电加热后以及齿面Wb通电加热后，从配置于触点4a、 4b及4c、4d之间的冷却套箱7a及冷却套箱7b向背面Wa及齿面Wb喷射冷却水的工序，所以能够通过冷却水有效地进行工件W的背面Wa和齿面Wb的淬火，同时能够轻松在工件W 的背面Wa和齿面Wb上获得高精度的淬火质量。而且，在切换切换器6时，由于配备将从变频电路9输出的电流频率和输出调整到最低限度的工序K04、K07，所以能够自动切换工件W 的背面Wa和齿面Wb的淬火条件等，能够更加有效地进行背面Wa和齿面Wb的淬火或退火寸。而且，在所述实施形态中，各触点如 4d的形态或接触到工件W的位置、冷却套箱7a、7b的形态、从变频电路9输出的电流频率等均只是一个例子，它能够根据工件W的形态进行适当的变更，例如，使工件W的背面Wa侧和齿面恥侧的触点^、4b及k、4d的形态不同等。本发明没有将工件限定于齿条，它可用于有齿面等淬火退火面，以及在与其相反的面有需要进行淬火或回火的背面的各种工件。综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1.一种通电加热方法，其特征在于具有两个步骤将切换装置切换到背面侧，使成对的第1触点接触用支撑装置支撑工件的背面的长度方向加热范围两端，从电源装置向该触点供应背面用的规定的频率及输出电流通电加热背面的步骤；在该步骤之后，将所述切换装置切换到齿面侧，使成对的第2触点接触所述工件齿面的长度方向加热范围两端，从所述电源装置向触点供应齿面用的规定的频率及输出电流通电加热齿面的步骤。
2.根据权利要求1所述通电加热方法，其特征在于，在所述背面通电加热后以及所述齿面通电加热后，通过配置在所述各触点之间的冷却装置向所述背面及齿面喷射冷却水。
3.根据权利要求1或2所述通电加热方法，其特征在于，在所述切换装置切换后，将向所述各触点供应的电流频率和电力尽量调整到最低限度。
4.一种通电加热装置，它具有可接触通过支撑装置支撑的工件背面及齿面长度方向加热范围两端的成对的第1触点及第2触点、配备在各触点间的成对的冷却装置、通过切换装置向所述第1触点及第2触点供应规定电流的电源装置、控制该电源装置、所述冷却装置及所述切换装置的控制装置；其特征在于，所述控制装置在将所述切换装置择一性地切换到背面或齿面，同时根据该切换装置的切换状态从所述电源装置向所述第1触点或第2触点供应背面用或齿面用的规定的频率及输出电流。
5.根据权利要求4所述通电加热装置，其特征在于，所述电源装置具有多个变频电路或具有能够将频率和输出尽量调整到最低限度的一个频率电路。
全文摘要
本发明涉及一种通电加热方法及通电加热装置，能够在一个大致连续的作业周期内进行工件背面和齿面的淬火或退火、在力求提高淬火或退火作业的效率的同时，能够轻松在背面和齿面获得高精度淬火或退火质量。其特征在于具有下述步骤，将切换装置切换到背面侧，使一对第1触点接触通过支撑装置支撑的工件的背面长度方向加热范围两端，从电源装置向该触点供应背面用的规定的频率和输出电流，通电加热背面的步骤；在该步骤后，将切换装置切换到齿面侧，使一对第2触点接触工件的齿面长度方向加热范围两端，从电源装置向该触点供应齿面用的规定的频率和输出电流，通电加热齿面的步骤。
文档编号C21D1/18GK102234710SQ20101015662
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者宫崎力 申请人:宫电高周波设备(上海)有限公司