一种细长内孔高频淬火工艺方法与流程

本发明涉及高频淬火技术领域，具体为一种细长内孔高频淬火工艺方法。

背景技术：

高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

但是，现有高频淬火工艺在对内孔较长的零件加工时，其外壁容易因降温不均导致变形；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种细长内孔高频淬火工艺方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种细长内孔高频淬火工艺方法，以解决上述背景技术中提出的现有高频淬火工艺在对内孔较长的零件加工时，其外壁容易因降温不均导致变形的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种细长内孔高频淬火工艺方法，包括以下步骤：

步骤一：将待加工的细长内孔工件放置在旋转机构壳体上端的莫式锥形夹头上，利用t形手柄锁紧夹头，对工件进行固定；

步骤二：驱动中心架外壁的第一伸缩气缸，使第一伸缩气缸输出端的压紧轮伸缩，与工件的外壁紧密贴合，进一步夹紧工件，以保持工件旋转过程中不跳动；

步骤三：启动电动导轨，带动滑块上的夹紧旋转机构上移，使工件的内孔部分穿过中空感应加热线圈，让中空感应加热线圈置于孔内；

步骤四：驱动高频感应加热机，利用中空感应加热线圈对孔内高频加热，且在加热的同时，启动旋转机构壳体内的微型电机，使其利用齿轮啮合机构带动莫式锥形夹头以及夹头内部的工件旋转，使工件内部能够充分受热淬火；

步骤五：加热完毕后，启动高频感应加热机的降温系统，使其利用潜水泵将不锈钢水箱内的水导入到中空感应加热线圈内，对线圈进行降温处理，避免其变形，且通过中空感应加热线圈下端连通的喷水环，向内孔内壁喷射水流，对工件淬火面降温，在降温的同时，电动导轨带动工件以及夹紧旋转机构下移复位，使工件的内壁能够充分与水流接触；

步骤六：反向旋转t形手柄，将莫式锥形夹头解锁，取出工件完成卸料。

优选的，所述步骤一中的工件尺寸应满足内孔≤25mm、长度≥150mm、薄壁厚度＜4mm。

优选的，所述步骤五中，工件旋转的同时，驱动不锈钢水箱一侧的外置水泵，利用外置水泵将水箱内的水沿输水软管导入喷嘴，使喷嘴将水喷向工件外壁，避免内部淬火温度过高，传导至工件外部导致其变形，喷嘴上端与第二伸缩气缸，喷淋时能够依靠气缸的伸缩作用上下移动，使得工件的外壁能够均匀冷却。

优选的，一种用于细长内孔高频淬火工艺方法的装置，包括设备框架，所述设备框架内壁的一侧安装有电动导轨，且电动导轨与设备框架的内壁固定连接，所述电动导轨的内部安装有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的一端贯穿并延伸至电动导轨的外部，且安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端与滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的内部安装有滑块，所述滑块的一侧设置有旋转机构壳体，所述旋转机构壳体通过支撑架与滑块固定连接，所述旋转机构壳体的上端安装有莫式锥形夹头，所述莫式锥形夹头的外壁上安装有t形手柄，所述莫式锥形夹头的下端贯穿并延伸至旋转机构壳体的内部，且安装有传动杆，所述传动杆的一端安装固定有齿轮，所述齿轮的一侧安装有微型电机，所述微型电机的输出端上安装有齿条，且微型电机的输出端通过齿条与齿轮传动连接，所述莫式锥形夹头的上端设置有中心架，所述中心架通过支架与旋转机构壳体固定连接，所述设备框架内部的下方设置有控制柜安装位，所述控制柜安装位的上方设置有第一支撑板，且第一支撑板与设备框架焊接连接，所述第一支撑板的上表面安装有不锈钢水箱，所述不锈钢水箱的前端设置有观察窗，所述不锈钢水箱的上端设置有注水口，所述不锈钢水箱的内部安装有潜水泵，所述不锈钢水箱的一侧安装有外置水泵，所述不锈钢水箱的上方设置有第二支撑板，且第二支撑板与设备框架焊接连接，所述第二支撑板的上表面安装有高频感应加热机，所述高频感应加热机的前端设置有操控面板，所述操控面板的下端设置有感应圈接口，且感应圈接口设置有两个，所述感应圈接口上安装有中空感应加热线圈，所述中空感应加热线圈的下端安装有喷水环，且喷水环与中空感应加热线圈相连通，所述高频感应加热机的后端安装有总电源接口，所述总电源接口的上端安装有散热风扇和电源开关，所述总电源接口的一侧设置有保险丝，所述总电源接口另一侧的下端设置有接地螺栓，所述总电源接口的下端安装有进水管和回水管，所述高频感应加热机的一侧安装有气缸保持架，所述气缸保持架的外壁上安装有第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的输出端上安装有喷头座，且喷头座的上端与第二伸缩气缸的输出端固定连接，所述喷头座的一侧安装有喷嘴，且喷嘴与喷头座螺纹连接。

优选的，所述回水管的一端与不锈钢水箱相连通，所述进水管的一端贯穿并延伸至不锈钢水箱的内部，且与潜水泵的出水口相连通。

优选的，所述外置水泵通过输水软管与喷头座上的喷嘴相连通。

优选的，所述中心架的外壁上安装有第一伸缩气缸，且第一伸缩气缸设置有三个，所述第一伸缩气缸的输出端贯穿并延伸至中心架的内部，且第一伸缩气缸的输出端上安装有滚轮架，所述滚轮架的内部安装有压紧轮。

优选的，所述喷水环的外壁上设置有喷孔，喷孔设置有若干个，且均匀分布在喷水环的外壁四周。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置外置水泵、输水软管和喷嘴，当工件内孔淬火的同时，外置水泵能够将水箱内的水沿输水软管导入喷嘴，使喷嘴将水喷向工件外壁，避免孔内淬火温度过高，传导至工件外部导致其变形的现象发生。

2、通过将喷嘴固定在第二伸缩气缸下端的喷头座上，第二伸缩气缸能够在喷淋时利用输出端的伸缩作用带动喷嘴上下移动，使得在加工工件较长的情况下，外壁也能的到充分的冷却，避免形变。

3、通过将工件固定于夹紧旋转机构上，使得工件在加工的同时，能够依靠微型电机的齿轮啮合机构旋转，一方面让工件内部能够充分受热淬火，提高淬火效率，另一方面使得外部的喷嘴在定点也能够对外壁进行充分均匀的喷淋，保证了外部的降温效果。

4、通过在夹紧旋转机构的上方设置中心架，驱动中心架外壁的第一伸缩气缸，能够带动伸缩杆一端的压紧轮伸缩，与工件的外壁紧密贴合，进一步夹紧工件，以保持工件旋转过程中不跳动。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的夹持旋转机构局部结构示意图；

图3为本发明的中心架局部结构示意图；

图4为本发明的a处局部放大图；

图5为本发明的b处局部放大图；

图6为本发明的高频感应加热机以及水箱的背面结构示意图；

图中：1、设备框架；2、电动导轨；3、滚珠丝杆；4、伺服电机；5、滑块；6、控制柜安装位；7、支撑架；8、旋转机构壳体；9、莫式锥形夹头；10、中心架；101、第一伸缩气缸；11、第一支撑板；12、不锈钢水箱；13、注水口；14、观察窗；15、第二支撑板；16、气缸保持架；17、第二伸缩气缸；18、外置水泵；19、输水软管；20、高频感应加热机；21、操控面板；22、t形手柄；23、支架；24、传动杆；25、齿轮；26、微型电机；27、齿条；28、滚轮架；29、压紧轮；30、感应圈接口；31、中空感应加热线圈；32、喷水环；33、喷孔；34、喷头座；35、喷嘴；36、总电源接口；37、保险丝；38、电源开关；39、散热风扇；40、进水管；41、回水管；42、潜水泵；43、接地螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种细长内孔高频淬火工艺方法，包括以下步骤：

步骤一：将待加工的细长内孔工件放置在旋转机构壳体8上端的莫式锥形夹头9上，利用t形手柄22锁紧夹头，对工件进行固定；

步骤二：驱动中心架10外壁的第一伸缩气缸101，使第一伸缩气缸101输出端的压紧轮29伸缩，与工件的外壁紧密贴合，进一步夹紧工件，以保持工件旋转过程中不跳动；

步骤三：启动电动导轨2，带动滑块5上的夹紧旋转机构上移，使工件的内孔部分穿过中空感应加热线圈31，让中空感应加热线圈31置于孔内；

步骤四：驱动高频感应加热机20，利用中空感应加热线圈31对孔内高频加热，且在加热的同时，启动旋转机构壳体8内的微型电机26，使其利用齿轮25啮合机构带动莫式锥形夹头9以及夹头内部的工件旋转，使工件内部能够充分受热淬火；

步骤五：加热完毕后，启动高频感应加热机20的降温系统，使其利用潜水泵42将不锈钢水箱12内的水导入到中空感应加热线圈31内，对线圈进行降温处理，避免其变形，且通过中空感应加热线圈31下端连通的喷水环32，向内孔内壁喷射水流，对工件淬火面降温，在降温的同时，电动导轨2带动工件以及夹紧旋转机构下移复位，使工件的内壁能够充分与水流接触；

步骤六：反向旋转t形手柄22，将莫式锥形夹头9解锁，取出工件完成卸料。

进一步，步骤一中的工件尺寸应满足内孔≤25mm、长度≥150mm、薄壁厚度＜4mm。

进一步，步骤五中，工件旋转的同时，驱动不锈钢水箱12一侧的外置水泵18，利用外置水泵18将水箱内的水沿输水软管19导入喷嘴35，使喷嘴35将水喷向工件外壁，避免内部淬火温度过高，传导至工件外部导致其变形，喷嘴35上端与第二伸缩气缸17，喷淋时能够依靠气缸的伸缩作用上下移动，使得工件的外壁能够均匀冷却。

进一步，一种用于细长内孔高频淬火工艺方法的装置，包括设备框架1，设备框架1内壁的一侧安装有电动导轨2，且电动导轨2与设备框架1的内壁固定连接，电动导轨2的内部安装有滚珠丝杆3，滚珠丝杆3的一端贯穿并延伸至电动导轨2的外部，且安装有伺服电机4，伺服电机4的输出端与滚珠丝杆3传动连接，滚珠丝杆3的内部安装有滑块5，滑块5的一侧设置有旋转机构壳体8，旋转机构壳体8通过支撑架7与滑块5固定连接，旋转机构壳体8的上端安装有莫式锥形夹头9，莫式锥形夹头9的外壁上安装有t形手柄22，莫式锥形夹头9的下端贯穿并延伸至旋转机构壳体8的内部，且安装有传动杆24，传动杆24的一端安装固定有齿轮25，齿轮25的一侧安装有微型电机26，微型电机26的输出端上安装有齿条27，且微型电机26的输出端通过齿条27与齿轮25传动连接，莫式锥形夹头9的上端设置有中心架10，中心架10通过支架23与旋转机构壳体8固定连接，设备框架1内部的下方设置有控制柜安装位6，控制柜安装位6的上方设置有第一支撑板11，且第一支撑板11与设备框架1焊接连接，第一支撑板11的上表面安装有不锈钢水箱12，不锈钢水箱12的前端设置有观察窗14，不锈钢水箱12的上端设置有注水口13，不锈钢水箱12的内部安装有潜水泵42，不锈钢水箱12的一侧安装有外置水泵18，不锈钢水箱12的上方设置有第二支撑板15，且第二支撑板15与设备框架1焊接连接，第二支撑板15的上表面安装有高频感应加热机20，高频感应加热机20的前端设置有操控面板21，操控面板21的下端设置有感应圈接口30，且感应圈接口30设置有两个，感应圈接口30上安装有中空感应加热线圈31，中空感应加热线圈31的下端安装有喷水环32，且喷水环32与中空感应加热线圈31相连通，高频感应加热机20的后端安装有总电源接口36，总电源接口36的上端安装有散热风扇39和电源开关38，总电源接口36的一侧设置有保险丝37，总电源接口36另一侧的下端设置有接地螺栓43，总电源接口36的下端安装有进水管40和回水管41，高频感应加热机20的一侧安装有气缸保持架16，气缸保持架16的外壁上安装有第二伸缩气缸17，第二伸缩气缸17的输出端上安装有喷头座34，且喷头座34的上端与第二伸缩气缸17的输出端固定连接，喷头座34的一侧安装有喷嘴35，且喷嘴35与喷头座34螺纹连接。

进一步，回水管41的一端与不锈钢水箱12相连通，进水管40的一端贯穿并延伸至不锈钢水箱12的内部，且与潜水泵42的出水口相连通。

进一步，外置水泵18通过输水软管19与喷头座34上的喷嘴35相连通。

进一步，中心架10的外壁上安装有第一伸缩气缸101，且第一伸缩气缸101设置有三个，第一伸缩气缸101的输出端贯穿并延伸至中心架10的内部，且第一伸缩气缸101的输出端上安装有滚轮架28，滚轮架28的内部安装有压紧轮29。

进一步，喷水环32的外壁上设置有喷孔33，喷孔33设置有若干个，且均匀分布在喷水环32的外壁四周。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。