[发明专利]程控超大平面淬火的矢量校正装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面淬火热处理装置。

背景技术

超音频淬火技术是由感应线圈把电能传递给要加热的金属工件，在交变电场产生磁场作用，由金属表面产生涡流加热，其加热特点是透热深度适中，一般硬化层深度在2-3毫米，它比较适合平整平面工件淬火的形变控制。现有的程控超音频淬火装置主要包括有：淬火机床、工件载物台、淬火感应器、电源控制柜及手动控制器。其中，淬火机床在X、Y、Z三个方向上均设有移动副，每个移动副的移动部分各与一台伺服电机相连，每台伺服电机通过导线与电源控制柜相连，该电源控制柜内设有电源开关、各种电器元件和控制各伺服电机以及淬火感应器的数字模块。该电源控制柜通过导线与手动控制器相连，该手动控制器的壳体内设有档位变换及放大倍率旋钮。上述淬火感应器包括感应器和变压器，其中变压器设在上述淬火机床上，该变压器通过连接件与感应器固定端相连。感应加热淬火冷却机构有由紧固件固定的竖直进气管，该进气管穿过绝缘板及垫块对应的通孔与前置风管相连，该风管后部设有预热感应器铜圈主体部分，该预热感应器非主体部分穿过绝缘板对应的通孔端部位于绝缘板上，由紧固件固定。预热感应器铜圈主体部分后部设有后置淬火感应器铜圈主体部分，该淬火感应器非主体部分穿过绝缘板对应的通孔端部位于绝缘板上，由紧固件固定。该感应器加热部分下部与工件对应，工件置于工件载物台上，该工件载物台有一个支架式载物台，在水平的载物台面上设竖直支撑件，它们的上端设旋转工作台，该旋转工作台与N轴伺服电机相连。工件表面加热深度和均匀性取决于感应器与工件的距离，它决定着工件质量。在实际生产中工件加热时要产生热变形，淬火还要产生组织变形，感应器本身在热状态下也要伸长变形，这必然会导致感应器与工件距离无法恒定，存在随机变量。虽然采用程序控制技术及接近开关传导控制，但只解决了工件单一方向均匀变形问题，对两个以上方向不均匀复杂变形还不能从根本上解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅能增磁加深硬化层，而且还能使感应器随机适时校正与工件距离的程控超大平面淬火的矢量校正装置。本发明主要是在原有超音频淬火装置基础上，在感应器铜圈上增设矽钢片，以增加感应器磁场强度方向性；同时又在手动控制器上增加程控后手动微调手轮，用手动控制器调节变形。

其中，增加感应器磁场强度方向性的矽钢片分别设在预热感应器铜圈和淬火感应器铜圈上，即在感应加热淬火冷却机构前置的预热感应器铜圈主体部分上垂直插接有若干门字形开口朝向工件的导磁体，最好该导磁体厚度为8毫米，两相邻导磁体间隙为0.5-1毫米。该导磁体开口宽度与铜感应圈厚度尺寸相匹配，开口深度与铜感应圈宽度尺寸相匹配。在感应加热淬火冷却机构后置的淬火感应器铜圈主体部分上垂直插接有若干门字形开口朝向工件的高磁感导磁片，最好该高磁感导磁片厚度为0.2毫米，两相邻高磁感导磁片紧密相邻无间隙。该高磁感导磁片开口宽度与铜感应圈厚度尺寸相匹配，开口深度与铜感应圈宽度尺寸相匹配。这样可保证淬火能力集中和足够透热深度（一般深度达3-4毫米）。上述导磁体和高磁感导磁片之间相距2-3毫米，这样可以保证导磁片既不打火又有降温的散热空间。

在手动控制器上增加程控后手动微调手轮，即在手动控制器的壳体上除设有X、Y、Z及N轴档位变换及X1、X10、X100放大倍率旋钮外，还在手动控制器上增加了设备系统进入程序控制后进行微调的手轮，该微调手轮与设在手动控制器壳体内的廻旋电位器相连，该廻旋电位器与电源控制柜内的数字模块相连，该微调手轮发出的模拟信号通过数字模块（与程序控制是一个模块）转换成控制伺服电机的数字信号。

本发明的工作过程大致如下：工件滑板放置在工件台上固定，在通电感应器沿X轴控序运行后，感应器与滑板耦合间隙由Z轴伺服电机带动滚珠丝杆旋转使变压器及感应器沿线性导轨做上下位移来完成，其Z轴伺服电机转动圈数由控制按钮上的微调手轮做顺时针或逆时针迴旋经电源柜数模转换后进行控制；同样Z轴、n轴伺服电机控制也可通过标牌相应档位按钮单独转换；伺服电机转动快慢由位率档转换，一般X10档可满足要求。在自动控制的淬火过程中操作人员根据现场实际情况，除正运动坐标轴（如X轴）参数固定不可调外，其余坐标轴（如、Y、Z及N轴）参数均可通过微调手轮与其他两个旋钮配合进行微量调节，随时修改特定参数，即由档位旋钮确定坐标轴，由放大倍率（如1倍、10倍或100倍）旋钮确定微调快慢，最后由微调手轮做相应增减调整，一般顺时针旋为增量，逆时针旋为减量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：