[实用新型]台阶轴类零件单匝半环式中频感应器

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种用于台阶轴类零件中频淬火的感应加热器，属于表面感应热处理技术领域。

二、背景技术

表面感应热处理是利用电磁感应的原理，在金属表面产生涡流使零件快速加热到相变温度以上而实现表面淬火的工艺方法、具有高效、节能等特点。经表面感应淬火的零件不仅提高了表面硬度，而且通过与表面的压应力状态及预先热处理的心部调质组织相配合，可获得很高的疲劳强度及耐磨性，显著提高零件的使用寿命。表面感应热处理根据频率的高低可分为高频、中频、工频等三种，由于中频表面感应热处理能够提供理想的淬硬层深度，因此运用最为广泛。其中中频感应器是表面中频感应热处理设备的能量输出终端，直接关系到零件的加热效果，是中频感应热处理设备的关键、重要器件。中频感应器一般又可分为单匝感应器和多匝感应器，其中单匝感应器设计、制作简便，使用较普遍。

如附图1所示的台阶轴类零件1淬火部位一般包括圆柱段4、圆弧R过渡段2及平台段3三部分，要求淬硬层在三部位平滑过渡。在现有的技术中，主要采用环状感应器进行连续式加热，其加热原理以环状效应为主，具有所需功率小的特点。但环状感应器有其不足之处：存在尖角效应及对零件截面变化敏感等。在加热台阶轴类零件时，圆弧R过渡段附近温度较高，容易产生过热、过烧，而平台段加热效果却不佳。淬火后，易产生裂纹，硬化层分布不均匀，圆弧R过渡段易形成鼓包畸变，严重时有可能将零件管壁淬穿。由于圆弧R过渡段及平台段部位面积较大，该部位的加热延时会很长，有烧毁感应器的危险，因而对感应器的制作要求较高。

三、发明内容

本实用新型的目的是克服上述技术的不足，提供一种加工精度高、制造成本较低、调试简便、工作性能安全可靠的台阶轴类零件单匝半环式中频感应器，以用于台阶轴类零件的热处理加工。

本实用新型的目的是通过以下途径实现的：

本实用新型的台阶轴类零件单匝半环式中频感应器由有效圈、连接管、接触板、主喷水箱、辅喷水箱几部分组成，连接管与有效圈相连，主喷水箱、辅喷水箱分别设置固定在有效圈面向零件加热区域的正面及两侧，接触板最终与中频机床变压器连接，其中主要部件有效圈由下半环、上半环及加热柱组合而成，下半环及加热柱上加装有导磁体，整个有效圈呈半环式中空状。

有效圈高度的选取根据零件的硬化层分布设计要求来定，一般为硬化层分布长度L的120％左右，有效圈上、下半环直径为半轴套管圆柱段直径+6mm，下半环(51)长度取圆周长的50～60％，上半环(52)长度取圆周长的40～50％。

采用了上述技术方案的本实用新型，其加热原理是以临近效应为主，既不存在尖角效应，对零件截面变化也不敏感，加热台阶轴类零件时，各部位温度均匀，平台段部位加热状况良好，淬火后可满足2～8mm的硬化层深度要求，硬化层分布均匀，解决了圆弧R过渡段淬火裂纹及易形成鼓包畸变的问题。由于本实用新型的加热原理以临近效应为主，因此其调试主要是调整感应器有效圈与台阶轴类零件相对间隙，间隙越小，加热效率越高。本实用新型的半环型开放式设计可提供很大的间隙调整空间，一方面可通过调试得到各种所需的加热效果，满足不同的硬化层分布设计要求，另一方面当感应器制作出现误差时，可通过适当调试加以补偿，这就降低了本实用新型的制作精度要求。因此，本实用新型完全解决了现有技术的不足之处，可得到理想的淬火后硬化层分布，同时还具有制作精度要求低、可调整性好、工作性能稳定可靠等优点。

四、附图说明

图1为台阶轴类零件结构示意图；

图中：1-台阶轴类零件、2-平台段、3-圆弧R过渡段、4-圆柱段。

图2为本实用新型台阶轴类零件单匝半环式中频感应器结构示意图；

图中：5-有效圈、6、7-辅喷水箱、8-主喷水箱、9-连接管、10-水管、11-接触板。

图3为本实用新型台阶轴类零件单匝半环式中频感应器中有效圈结构示意图；

图中：5-有效圈、51-下半环、52-上半环、53、54-加热柱、55-导磁体。

五、具体实施方式