专利名称：重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置和方法
技术领域：
本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置和方法。
背景技术：
下支架连接叉是重型卡车减速器总成上的主要零件，采用中碳45号钢制造。其内孔与下支架的轴相连、之间作相对转动，存在滑动摩擦，长期使用后会出现磨损，因此要求双方均需要强化处理以适应其较高的強度要求。相比下支架的轴的感应淬火強化来讲，下支架连接叉孔的感应淬火強化要困难ー些，主要是因为该孔直径较小，如果采用感应淬火，该孔将无法同时容纳感应器和喷水器、也难于将二者集成在一体。对于这种情況，一般通常的做法是在感应加热后，下支架连接叉会随机床快速移动，使感应器从下支架连接叉的孔中离开，然后由人为操作，迅速将喷水器插入内孔中喷液淬火或将下支架连接叉整体投入淬火液中淬火，但该种方法是存在着缺陷，即感应淬火有这样的要求，エ件被感应加热后要 被迅速地投入淬火液中淬火，尤其是内孔的感应淬火，这是由于感应加热是表面加热，内孔被表面加热后，热量是以发散状由内向外扩散，因此内孔表面的温降相对较快，如果加热后至IJ淬火前的这段时间操作速度慢，会出现温降过大、内孔表面温度过低，会影响到产品质量甚至造成产品不合格，而现在的操作中，正是出现了エ件加热后到淬火前的エ件转移速度受到人为操作快慢的影响，会造成产品质量较大的不稳定性，甚至达不到产品图纸要求。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术存在的感应淬火受操作速度慢的影响时出现温降过大、加热的温度过低，造成淬火后的质量不能满足产品要求、产品使用寿命低的问题；提出了ー种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置和方法；提供ー种重型卡车下支架连接叉内孔表面感应淬火的エ艺方法；解决了下支架连接叉孔感应淬火加热后的冷却问题，使其内孔表面淬火的硬度、金相组织均达到产品要求，提高了产品使用寿命。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，包括超音频电源、立式淬火机床、输出变压器、感应器、定位卡具，感应器包括感应器加热圈、感应器汇流排，感应器通过输出变压器与超音频电源连接，感应器加热圈与需要感应淬火的下支架连接叉的孔壁之间设有供淬火液流过的间隙，位于孔长方向的中部并与该孔的孔壁保持等距；所述定位卡具包括定位托套、导流套，所述定位托套中部设有定位托套空腔、上部设有与下支架连接叉下部外圆和下端面相配合的定位内止ロ、下部设有与淬火机床的下旋转动カ头的锥孔配合的莫氏锥柄，定位托套空腔周向壁上设有定位托套孔，所述导流套设有导流套空腔，定位托套孔将定位托套空腔与导流套空腔连接，导流套空腔周向壁上设有导流套孔，导流套周向外壁上设有与导流套孔连接的导管，导管与机床的淬火冷却液循环系统相连，导流套空腔上壁、下壁与定位托套空腔壁的外圆柱表面接触部位为圆孔、二者之间呈间隙配合。
定位托套空腔周向壁上沿水平四周均布设有四个定位托套孔，导流套空腔周向壁上沿水平四周均布设有三个导流套孔。所述定位托套采用45号钢制作。所述的导流套空腔周向壁上的三个导流套孔截面积之和、定位托套空腔周向壁上的四个定位托套孔截面积之和、以及感应器加热圈与下支架连接叉孔壁间隙的最小截面积，为依次变小的关系。以保证流到下支架连接叉孔壁的淬火液压力。所述感应器加热圈采用紫铜管制作，为轴心水平的螺旋双匝结构。铜管内通有带有一定压カ的循环软化冷却水，由淬火机床提供。所述感应器加热圈处设有自干成型的导磁体。所述导流套采用黄铜制作。黄铜降低了慢散射的磁力线对其加热。所述导流套上设有止转杆，止转杆另一端与机床床身接触。止转杆焊接在导流套上，工作状态下，由于其一端靠在静止的床身之上，它起到阻止导流套随定位托套旋转的作用；所述止转杆采用黄铜制作。淬火冷却液的行走路径是机床的淬火液循环系统通过橡胶管连接在导流套外的导管上，淬火液通过该导管进入导流套空腔和定位托套空腔后向上，顺着感应器与下支架连接叉内孔壁间的间隙向上流动，淬火冷却下支架连接叉内孔，并从该孔的上端处溢出。所述加工下支架连接叉的设备是由超音频电源GP100/50KHZ和一台立式单轴数控淬火机床组成。在机床上編制下支架连接叉的加工程序。所述回火炉为井式回火炉，型号为 RJJ45-6。
一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火方法，包括以下步骤I)首先将下支架连接叉置于定位托套上部的定位内止ロ配合位置，调整感应器加热圈与下支架连接叉孔壁之间的间隙至相等、且感应器加热圈位于孔长方向的中部，将该位置在机床程序中设定为加工位置；然后使机床下降至位于感应器加热圈下方、能够方便装卸エ件的位置，将该位置在机床程序中设为初始位置；2)按下程序循环按钮，机床循环工作程序开始，机床带着定位卡具及其上的下支架连接叉从初始位置上升至加工位置；3)加热开始，自动延时并计时,使下支架连接叉的内孔达到加热温度,计时结束停止加热；4)停止加热的同时、淬火冷却液供给自动接通，淬火开始并自动计时；5)计时结束冷却液停止供给，淬火冷却结束，机床带着下支架连接叉从加热位置下降至初始位置，淬火循环程序完成，即完成淬火エ序；6)取出下支架连接叉后在井式回火炉中进行回火。本发明的工作原理变压器、感应器、定位卡具，感应器包括感应器加热圈、感应器汇流排，感应器通过输出变压器与超音频电源连接，感应器加热圈位于下支架连接叉需感应淬火孔的中央，即孔长度方向位于中部，孔径向上与孔壁保持等距；所述定位卡具包括定位托套、导流套，所述定位托套中部设有定位托套空腔、上部设有与下支架连接叉下部外圆、下端面相配合的定位内止ロ、下部设有与淬火机床的下旋转动カ头的锥孔配合的莫氏3号锥，定位托套空腔周向壁上设有定位托套孔，工作时定位托套随着下旋转动カ头一同旋转，同时也带动其上的下支架连接叉旋转。所述导流套设有导流套空腔，定位托套孔将定位托套空腔与导流套空腔连接，导流套空腔周向壁上设有导流套孔，导流套周向外壁上设有与导流套孔连接的导管，导管与机床的淬火冷却液循环系统相连，导流套空腔上、下壁与定位托套空腔壁的外圆柱表面接触部位为圆孔、二者之间呈间隙配合。具体工作时，首先将下支架连接叉置于定位卡具之内，调整下支架连接叉孔与感应器的加热圈之间的间隙至均等，且感应器加热圈位于被加热孔长方向的中部，在机床程序中设定该位置为感应加热的加热位置；操纵机床带着下支架连接叉从加热位置落下，至感应器的加热圈下方处的便于装、卸エ件的初始位置，按下程序循环按钮，机床循环工作程序开始，机床带着定位卡具及其上的下支架连接叉从初始位置上升至加热位置，加热开始、自动计时并延时，此时超音频电源的输出功率在エ艺要求范围内，计时到，下支架连接叉的内孔达到加热温度后停止加热；同时，机床自动接通淬火液供给，计时并且自动延时，淬火冷却下支架连接叉内孔，计时到冷却结束，此时下支架连接叉内孔冷却到预定温度；淬火液为自来水，其是由设备附带的淬火液冷却系统提供，温度和压カ控制在エ艺要求范围内；机床带着下支架连接叉从加热 位置下降至初始位置，整个淬火循环工作程序完成，即完成了エ件的淬火エ序。取出下支架连接叉后进行回火，即置入RJJ-45-6井式回火炉中加热，到温后保温，出炉后空冷至常温。通过以上步骤下支架连接叉内孔的表面硬度、硬化层深度、淬火表面的金相组织达到产品图纸要求。本发明的有益效果解决了下支架连接叉孔感应淬火加热后，能够迅速地转入淬火液中冷却的问题，使其内孔表面淬火的硬度、金相组织均达到产品要求，提高了产品使用寿命。
图I为本发明的结构示意图；图2为本发明的下支架连接叉感应淬火的感应器结构示意图的俯视图；图中，I.感应器加热圈，2.下支架连接叉，3.导流套，4.止转杆，5.定位托套，
6.自干成型的导磁体，7.导管，8.感应器汇流排，9.定位托套孔，10.定位托套空腔，11.导流套空腔，12.止ロ。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明做进ー步说明。一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，结合图1，图2，包括超音频电源、立式淬火机床、输出变压器、感应器、定位卡具，感应器包括感应器加热圈I、感应器汇流排8，感应器通过输出变压器与超音频电源连接，感应器加热圈I与需要感应淬火的下支架连接叉2的孔壁之间设有供淬火液流过的间隙，其尺寸大小为2-4_，即感应器加热圈I与下支架连接叉2需要感应淬火的孔形成间隙配合、位于孔长方向的中部并与该孔的孔壁保持等距；所述定位卡具包括定位托套5、导流套3，所述定位托套5中部设有定位托套空腔10、上部设有与下支架连接叉2下部外圆、下端面相配合的定位内止ロ 12、下部设有与淬火机床的下旋转动カ头的锥孔配合的莫氏3号锥柄，定位托套空腔周向壁上沿水平四周均布设有四个定位托套孔9，所述定位托套采用45号钢制作。工作时定位托套5随着下旋转动カ头一同旋转，同时也带动其上的下支架连接叉旋转，下支架连接叉下部作为定位的外圆部分与定位托套5上部止口内孔部分为O. Imm到O. 2mm的间隙配合。所述导流套3设有导流套空腔U，定位托套孔9将定位托套空腔10与导流套空腔11连接，导流套空腔周向壁上沿水平四周均布设有三个导流套孔，导流套空腔上壁、下壁与定位托套空腔壁的外圆柱表面接触部位为圆孔、二者之间呈O. 05mm到O. Imm的间隙配合。导流套外壁上设有与导流套孔连接的导管7，导管7与机床的淬火冷却液循环系统相连，所述的导流套空腔周向壁上三个导流套孔截面积之和、定位托套空腔周向壁上四个定位托套孔截面积之和、感应器加热圈与下支架连接叉孔壁间隙的最小截面积，存在着依次变小的关系。以保证流到下支架连接叉孔壁的淬火液压力。导管7与导流套空腔壁的外壁焊接。所述感应器加热圈I采用Wb> I紫铜管制作，为轴心水平的螺旋双匝结构。铜管内通有循环的软化冷却水，软化冷却水由淬火机床提供，压カ为O. 4-0. 5Mpa，温度为0_35°C。所述感应器加热圈处设有自干成型的导磁体6，其主要由20%环氧树脂+70%粉状的磁粉+10%固化剂组成，两块感应器汇流排8与中频电源输出变压器用螺栓压紧相连，箭头D 为感应器的铜管内通有软化冷却水进出口和方向。所述导流套采用黄铜制作，黄铜避免了慢散射的磁力线对其加热。所述导流套上设有止转杆4，止转杆4另一端与机床床身接触，止转杆焊接在导流套上，工作状态下，止转杆另一端靠在静止的床身之上、起到阻止导流套随定位托套旋转的作用，所述止转杆采用黄铜制作。所述加工下支架连接叉的设备由超音频电源GP100/50KHZ和一台立式单轴数控淬火机床组成，在机床上編制下支架连接叉的加工程序。回火炉为井式回火炉，型号为RJJ-45-6。淬火冷却液的行走路径是机床的淬火液循环系统通过橡胶管连接在导流套外的导管上，淬火液通过该导管进入导流套空腔和定位托套空腔后向上，顺着感应器与下支架连接叉内孔壁间的间隙向上流动，淬火冷却下支架连接叉内孔，并从该孔的上端处溢出。结合图I至图2，工作时，图中A箭头所指为淬火冷却液的行走路径，机床的淬火液循环系统通过橡胶管连接在导流套3外的导管7上，淬火液通过导管7进入导流套3空腔和定位托套5空腔后向上，顺着感应器与下支架连接叉2内孔壁间的间隙向上流动，淬火冷却下支架连接叉内孔，并从该孔的上端处溢出；B为定位托套5带着下支架连接叉的旋转方向，直径尺寸C所指区域为下支架连接叉内孔表面区域，也就是需要感应淬火的区域。定位托套空腔通过定位托套孔与设在其外的导流套3内的导流套空腔连接，导流套空腔通过导流套孔与导管连接，实现与机床的淬火冷却液系统相连。一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火方法，包括以下步骤1)首先将下支架连接叉置于定位托套上部的定位内止ロ配合位置，调整感应器加热圈与下支架连接叉孔壁之间的间隙至相等、且感应器加热圈位于孔长方向的中部，将该位置在机床程序中设定为加工位置；然后使机床下降至位于感应器加热圈下方、能够方便装卸エ件的位置，将该位置在机床程序中设为初始位置；2)按下程序循环按钮，机床循环工作程序开始，机床带着定位卡具及其上的下支架连接叉从初始位置上升至加工位置；3)加热开始，自动延时并计时，使下支架连接叉的内孔达到加热温度，计时结束停止加热；4)停止加热的同时、淬火冷却液供给自动接通，淬火开始并自动计时；5)计时结束冷却液停止供给，淬火冷却结束，机床带着下支架连接叉从加热位置下降至初始位置，完成淬火循环工作程序，即完成淬火エ序；6)取出下支架连接叉后进行回火。结合图1，图2，具体工作吋，首先将下支架连接叉2置于定位卡具之内，调整下支架连接叉2与感应器的加热圈I之间的间隙至均等，且感应器加热圈位于被加热孔长方向的中部，在机床程序中设定该位置为感应加热的加热位置；操纵机床带着下支架连接叉2从加热位置落下，至感应器的加热圈I下方处的便于装、卸エ件的初始位置，按下程序循环按钮，机床循环工作程序开始，机床带着定位卡具及其上的下支架连接叉从初始位置上升至加热位置，加热开始、自动计时并延时3-5s，此时超音频电源的输出功率为32-46kw/h，计时到，下支架连接叉的内孔达到加热温度860-900°C，停止加热；同时，机床自动接通淬火液供给，计时并且自动延时8-14s,淬火冷却下支架连接叉内孔，计时到冷却结束，此时，下支架连接叉内孔冷却到100°C以下；淬火液为控制温度在10-40°C范围内的自来水，其是由设备附带的淬火液冷却系统提供；机床带着下支架连接叉从加热位置下降至初始位置，整个淬火循环工作程序完成，即完成了エ件的淬火エ序。取出下支架连接叉后进行回火，即置入RJJ-45-6井式回火炉中180°C加热，到温后保温120min，出炉后空冷至常温。通过以上步骤下支架连接叉内孔的表面硬度达到> HRC50，硬化层深度为
l-3mm。淬火表面的金相组织为M3-7级，达到产品图纸要求。上述虽然结合附图对发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，包括超音频电源、立式淬火机床、输出变压器、感应器、定位卡具，感应器包括感应器加热圈、感应器汇流排，感应器通过输出变压器与超音频电源连接，感应器加热圈与需要感应淬火的下支架连接叉的孔壁之间设有供淬火液流过的间隙，位于孔长方向的中部并与该孔的孔壁保持等距；所述定位卡具包括定位托套、导流套，所述定位托套中部设有定位托套空腔、上部设有与下支架连接叉下部外圆和下端面相配合的定位内止ロ、下部设有与淬火机床的下旋转动カ头的锥孔配合的莫氏锥柄，定位托套空腔周向壁上设有定位托套孔，所述导流套设有导流套空腔，定位托套孔将定位托套空腔与导流套空腔连接，导流套空腔周向壁上设有导流套孔，导流套周向外壁上设有与导流套孔连接的导管，导管与机床的淬火冷却液循环系统相连，导流套空腔上壁、下壁与定位托套空腔壁的外圆柱表面接触部位为圆孔、二者之间呈间隙配ムロ O
2.如权利要求I所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述定位托套空腔周向壁上沿水平四周均布设有四个定位托套孔，导流套空腔周向壁上沿水平四周均布设有三个导流套孔。
3.如权利要求2所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述导流套空腔中部设有辅助定位板，辅助定位板设有中心孔，中心孔与定位托套的上部外圆面配合。
4.如权利要求2所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述的导流套空腔周向壁上的三个导流套孔截面积之和、定位托套空腔周向壁上的四个定位托套孔截面积之和、以及感应器加热圈与下支架连接叉孔壁间隙的最小截面积，为依次变小的关系。
5.如权利要求I所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述感应器加热圈采用06X I的紫铜管制作，为轴心水平的螺旋双匝结构。
6.如权利要求I所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述感应器加热圈处设有自干成型的导磁体。
7.如权利要求I所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述导流套采用黄铜制作。
8.如权利要求I所述的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述导流套上设有止转杆，止转杆另一端与机床床身接触。
9.如权利要求所述8的重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，其特征是，所述止转杆采用黄铜制作。
10.一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火方法，包括以下步骤 .1)首先将下支架连接叉置于定位托套上部的定位内止ロ配合位置，调整感应器加热圈与下支架连接叉孔壁之间的间隙至相等、且感应器加热圈位于孔长方向的中部，将该位置在机床程序中设定为加工位置；然后使机床下降至位于感应器加热圈下方、能够方便装卸エ件的位置，将该位置在机床程序中设为初始位置； .2)按下程序循环按钮，机床循环工作程序开始，机床带着定位卡具及其上的下支架连接叉从初始位置上升至加工位置； .3 )加热开始，自动延时并计时，使下支架连接叉的内孔达到加热温度，计时结束停止加热; 4)停止加热的同时、淬火冷却液供给自动接通,淬火开始并自动计时； 5)计时结束冷却液停止供给，淬火冷却结束，机床带着下支架连接叉从加热位置下降至初始位置，完成淬火循环工作程序，即完成淬火エ序； 6)取出下支架连接叉后进行回火； 7)到温后保温一段时间，出炉后空冷至常温。
全文摘要
本发明公开了一种重型卡车减速器总成下支架连接叉感应淬火装置，感应器加热圈与下支架连接叉需要感应淬火的孔配合，位于孔长方向的中部并与该孔的孔壁保持等距；所述定位卡具包括定位托套、导流套，所述定位托套中部设有定位托套空腔、上部设有与下支架连接叉下部外圆、下端面相配合的定位内止口、下部设有与淬火机床的下旋转动力头的锥孔配合的莫氏锥头，定位托套空腔壁上设有定位托套孔，所述导流套设有导流套空腔，定位托套孔将定位托套空腔与导流套空腔连接，导流套空腔壁上设有导流套孔，导流套外壁上设有与导流套孔连接的导管，定位托套空腔壁外表面与导流套空腔壁的内表面为间隙配合。保证了下支架连接叉孔内孔表面淬火的硬度、金相组织。
文档编号C21D1/62GK102690932SQ20121020322
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者韩树 申请人:中国重汽集团济南动力有限公司