專利名稱：一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種淬火裝置及淬火工藝，特別涉及到一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝。
背景技術(shù)：
通用動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)一般被簡(jiǎn)稱為通機(jī)。曲軸是通機(jī)中最重要的零件之一。它的功用是將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并輸出力矩，驅(qū)動(dòng)與其配接的外在工作裝置，此外還驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)、點(diǎn)火機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)等控制機(jī)構(gòu)。曲軸的兩側(cè)分別被稱為飛輪端桿部和輸出端桿部，中間部位為曲拐，也稱為連桿軸頸，主要與連桿相連，飛輪端桿部主要連接件為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪，輸出端桿部主要連接外部，輸出發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，曲軸的輸出端桿部有鍵槽。通常，如果不對(duì)鍵槽進(jìn)行淬火，曲軸在使用過程中其鍵槽部位易被產(chǎn)生變形或斷裂，因此，需對(duì)鍵槽進(jìn)行淬火。現(xiàn)有技術(shù)采用高頻淬火的方式對(duì)曲軸鍵槽進(jìn)行淬火，并采用人工控制加熱時(shí)間和曲軸桿部在高頻線圈中的移動(dòng)速度，然后，通過檢測(cè)鍵槽淬火層深度和金相組織的方式確定淬火質(zhì)量,并以此對(duì)淬火工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。然而,淬火質(zhì)量受很多因數(shù)，如環(huán)境溫度、介質(zhì)、電流、材料、殘余應(yīng)力等的影響。顯然，現(xiàn)有技術(shù)曲軸桿部鍵槽淬火裝置和淬火工藝，采用人工控制加熱時(shí)間和曲軸桿部在高頻線圈中的移動(dòng)速度，存在著淬火后鍵槽寬度變形量很不穩(wěn)定、寬度尺寸經(jīng)常達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝存在的淬火后鍵槽寬度變形量很不穩(wěn)定、寬度尺寸經(jīng)常達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等問題，本發(fā)明提出一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝。本發(fā)明動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，包括上、下頂針、淬火線圈和冷卻水圈，其中，上、下頂針豎直對(duì)稱、同軸固定設(shè)置于活動(dòng)滑座上，活動(dòng)滑座與基座通過滑軌連接，且有升降機(jī)構(gòu)控制活動(dòng)滑座能夠沿滑軌上下移動(dòng)；上頂針由氣動(dòng)裝置控制能相對(duì)于下頂針相向運(yùn)動(dòng)；淬火線圈為徑向平繞線圈，其內(nèi)徑與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配，且采用空心銅管繞制，淬火線圈設(shè)置在上、下頂針之間，連接高頻電源；冷卻水圈與淬火線圈為同一線圈，即冷卻水圈利用淬火線圈的空心銅管，在淬火線圈空心銅管內(nèi)施加高壓冷卻液，并在淬火線圈內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有噴水口，所述噴水口沿內(nèi)圈圓周均勻設(shè)置。
進(jìn)一步的，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置淬火線圈內(nèi)徑與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配是指淬火線圈的內(nèi)圈圓心與曲軸輸出端桿部的圓心同心，且淬火線圈的內(nèi)圈的直徑比曲軸輸出端桿部的直徑大I. 8^2. O mm。進(jìn)一步的，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置的淬火線圈的匝數(shù)為2 4匝，其空心銅管的外徑為Φ5 IOmm,壁厚為1 2 mm。進(jìn)一步的，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置冷卻水圈噴水口的直徑為Φ1.5mm，并且，設(shè)置在與冷卻水圈平面呈45° ±1°夾角的銅管內(nèi)側(cè)壁上。本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝，采用本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置對(duì)曲軸輸出端桿部鍵槽進(jìn)行高頻淬火，包括以下步驟
(1)將曲軸豎直放置在上、下頂針之間，上頂針由氣動(dòng)裝置控制相對(duì)于下頂針運(yùn)動(dòng)，上、下頂針分別頂入曲軸桿部的中心孔將曲軸固定在上、下頂針之間，此時(shí)，淬火線圈正好處于曲軸輸出端桿部鍵槽下部略低的位置，淬火線圈與曲軸輸出端桿部的間隙為I. 8 2. O mm ；
(2)開啟淬火線圈的電源，其電流為42 45A ；
(3)當(dāng)淬火線圈電源開啟時(shí)間達(dá)到O.5^0. 7秒時(shí)，開啟升降機(jī)構(gòu)，固定在上、下頂針之間的曲軸以37(T390 mm/min的速度勻速向下移動(dòng)，與此同時(shí)，開啟高壓冷卻水閥，冷卻液從冷卻水圈的噴水口處噴射出，冷卻液均勻的噴灑在曲軸輸出端桿部外圓上對(duì)其進(jìn)行冷卻；
(4)當(dāng)曲軸下降到達(dá)曲軸輸出端桿部的末端是，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)和高壓冷卻水閥，開啟氣動(dòng)裝置，上頂針退回，取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸，即完成對(duì)曲軸輸出端桿部鍵槽的淬火處理。進(jìn)一步的，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝的步驟(3)所述冷卻液為自來水。本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝的有益技術(shù)效果是克服了鍵槽淬火所受因數(shù)的影響，鍵槽寬度變形量達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，鍵槽寬度穩(wěn)定。


附圖I為本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置夾持及淬火部分的三維結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置冷卻水圈橫截面剖視示意圖。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式附圖I為本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置夾持及淬火部分的三維結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置冷卻水圈橫截面剖視示意圖，圖中，I為下頂針、2為上頂針，3為淬火線圈，4為曲軸。由圖可知，本發(fā)明動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，包括上、下頂針、淬火線圈3和冷卻水圈，其中，上、下頂針豎直對(duì)稱、同軸固定設(shè)置于活動(dòng)滑座上，活動(dòng)滑座與基座通過滑軌連接，且有升降機(jī)構(gòu)控制活動(dòng)滑座能夠沿滑軌上下移動(dòng)；上頂針2由氣動(dòng)裝置控制能相對(duì)于下頂針I(yè)相向運(yùn)動(dòng)；淬火線圈3為徑向平繞線圈，其內(nèi)經(jīng)與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配，且采用空心銅管繞制，淬火線圈3設(shè)置在上、下頂針之間，連接高頻電源；冷卻水圈與淬火線圈3為同一線圈，即冷卻水圈利用淬火線圈3的空心銅管，在淬火線圈3空心銅管內(nèi)施加高壓冷卻液，并在淬火線圈3內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有噴水口，所述噴水口沿內(nèi)圈圓周均勻設(shè)置。本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置的上、下頂針的主要功能是夾持并固定曲軸，并使曲軸能夠以曲軸的飛輪端桿部和輸出端桿部的軸線上下移動(dòng)。采用活動(dòng)滑座、滑軌、升降機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)裝置控制上頂針移動(dòng)，能夠方便曲軸的夾持，采用頂針頂入曲軸中心孔能夠保證在夾持時(shí)準(zhǔn)確定位，同時(shí)，采用活動(dòng)滑座、滑軌、升降機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)裝置能夠保證曲軸勻速的向下運(yùn)動(dòng)。淬火線圈3是本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置的主要感應(yīng)加熱部件，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸的淬火線圈3兩邊分別與高頻電源相連接。實(shí)際上，可以將淬火線圈3視為一連接在高頻電路中的導(dǎo)線，由于高頻電流的流動(dòng)，在導(dǎo)線的內(nèi)圓會(huì)產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，因此，靠近該高頻磁場(chǎng)的金屬可能被加熱。為了保證淬火線圈3產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)能夠有效的對(duì)曲軸的輸出端桿部的鍵槽表面進(jìn)行感應(yīng)加熱，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置的淬火線圈3的匝數(shù)為2 4匝，其空心銅管的外徑為Φ5 10mm，壁厚為1 2 mm，并且，要求淬火線圈3的內(nèi)側(cè)直徑比曲軸輸出端桿部的直徑大I. 8^2. O mm,由于淬火線圈3的圓心與曲軸輸出端桿部的圓心為同心，因此，能保證待淬火的曲軸的輸出端桿部與淬火線圈3內(nèi)圓的間距完全相等，使得淬火線圈3所產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)能夠均勻的對(duì)曲軸的輸出端桿部的鍵槽部位進(jìn)行感應(yīng)加熱，再加上曲軸隨升降機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，使得淬火線圈3在動(dòng)態(tài)的情況下對(duì)相應(yīng)的鍵槽部位進(jìn)行感應(yīng)加熱。為保證曲軸的輸出端桿部的冷卻效果，本發(fā)明淬火線圈3為圓形空心銅管，且冷卻水圈和淬火線圈3為同一空心銅管，且在其內(nèi)側(cè)設(shè)置有噴水口，噴水口與冷卻水圈的圓心的夾角為45° ±1°，噴水口的直徑為Φ1. 5 mm，由此，保證冷卻效果。本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝，采用本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置的淬火工藝，包括以下步驟 (1)將曲軸豎直放置在上、下頂針之間，上頂針由氣動(dòng)裝置控制相對(duì)于下頂針運(yùn)動(dòng)，上、下頂針分別頂入曲軸桿部的中心孔將曲軸固定在上、下頂針之間，此時(shí)，曲軸輸出端桿部正好放置于淬火線圈內(nèi)，淬火線圈與曲軸輸出端桿部的間隙為1.8 2.0 mm；
(2)開啟升降機(jī)構(gòu)，固定在上、下頂針之間的曲軸以37(T390mm/min的速度勻速向下移動(dòng)，同時(shí)，開啟淬火線圈的電源，電流為42 45 A；
(3)當(dāng)熱處理時(shí)間達(dá)到O.5^0. 7秒時(shí)，對(duì)待淬火的曲軸桿部進(jìn)行噴水冷卻處理，即從冷卻水圈的噴水口處噴射冷卻液，冷卻液均勻的噴灑在曲軸的輸出端桿部；
(4)淬火線圈保持固定，待淬火的曲軸桿部豎直往下移動(dòng)，同時(shí)，保持熱處理，保持噴水冷卻處理，直至到達(dá)曲軸桿部的頂部，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)和冷卻液開關(guān)，開啟氣動(dòng)裝置，上頂針退回,取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸，即完成對(duì)曲軸輸出端桿部的鍵槽的淬火處理。為經(jīng)濟(jì)環(huán)保，本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝的步驟(3)所述冷卻液為自來水。本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝的有益技術(shù)效果是克服了鍵槽淬火所受因數(shù)的影響，鍵槽寬度變形量達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，鍵槽寬度穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，其特征在于該淬火裝置包括上、下頂針、淬火線圈和冷卻水圈，其中，上、下頂針豎直對(duì)稱、同軸固定設(shè)置于活動(dòng)滑座上，活動(dòng)滑座與基座通過滑軌連接，且有升降機(jī)構(gòu)控制活動(dòng)滑座能夠沿滑軌上下移動(dòng)；上頂針由氣動(dòng)裝置控制能相對(duì)于下頂針相向運(yùn)動(dòng)；淬火線圈為徑向平繞線圈，其內(nèi)徑與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配，且采用空心銅管繞制，淬火線圈設(shè)置在上、下頂針之間，連接高頻電源；冷卻水圈與淬火線圈為同一線圈，即冷卻水圈利用淬火線圈的空心銅管，在淬火線圈空心銅管內(nèi)施加高壓冷卻液，并在淬火線圈內(nèi)圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有噴水口，所述噴水口沿內(nèi)圈圓周均勻設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，其特征在于，淬火線圈內(nèi)徑與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配是指淬火線圈的內(nèi)圈圓心與曲軸輸出端桿部的圓心同心，且淬火線圈的內(nèi)圈的直徑比曲軸輸出端桿部的直徑大1.8 2.0 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，其特征在于，淬火線圈的匝數(shù)為2 4匝，其空心銅管的外徑為Φ5 10mm，壁厚為I 2 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置，其特征在于，冷卻水圈噴水口的直徑為Φ1.5 mm，并且，設(shè)置在與冷卻水圈平面呈45° ±1°夾角的銅管內(nèi)側(cè)壁上。
5.一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝，其特征在于，采用本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置對(duì)曲軸輸出端桿部鍵槽進(jìn)行高頻淬火，包括以下步驟 (1)將曲軸豎直放置在上、下頂針之間，上頂針由氣動(dòng)裝置控制相對(duì)于下頂針運(yùn)動(dòng)，上、下頂針分別頂入曲軸桿部的中心孔將曲軸固定在上、下頂針之間，此時(shí)，淬火線圈正好處于曲軸輸出端桿部鍵槽下部略低的位置，淬火線圈與曲軸輸出端桿部的間隙為I. 8 2. O mm ； (2)開啟淬火線圈的電源，其電流為42 45A ； (3)當(dāng)淬火線圈電源開啟時(shí)間達(dá)到O.5^0. 7秒時(shí)，開啟升降機(jī)構(gòu)，固定在上、下頂針之間的曲軸以37(T390 mm/min的速度勻速向下移動(dòng)，與此同時(shí)，開啟高壓冷卻水閥，冷卻液從冷卻水圈的噴水口處噴射出，冷卻液均勻的噴灑在曲軸輸出端桿部外圓上對(duì)其進(jìn)行冷卻； (4)當(dāng)曲軸下降到達(dá)曲軸輸出端桿部的末端是，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)和高壓冷卻水閥，開啟氣動(dòng)裝置，上頂針退回，取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸，即完成對(duì)曲軸輸出端桿部鍵槽的淬火處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火工藝，其特征在于，步驟(3)所述冷卻液為自來水。
全文摘要
為克服現(xiàn)有技術(shù)通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝存在的淬火后鍵槽寬度變形量很不穩(wěn)定、寬度尺寸經(jīng)常達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等問題，本發(fā)明提出一種通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝，包括上、下頂針、淬火線圈和冷卻水圈，其中，上、下頂針豎直對(duì)稱、同軸固定設(shè)置于活動(dòng)滑座上，活動(dòng)滑座與基座通過滑軌連接，且有升降機(jī)構(gòu)控制活動(dòng)滑座能夠沿滑軌上下移動(dòng)；上頂針由氣動(dòng)裝置控制能相對(duì)于下頂針相向運(yùn)動(dòng)；淬火線圈為徑向平繞線圈，其內(nèi)經(jīng)與曲軸輸出端桿部的直徑相匹配；本發(fā)明通用動(dòng)力機(jī)曲軸鍵槽淬火裝置及淬火工藝克服了鍵槽淬火所受因數(shù)的影響，鍵槽寬度變形量達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，鍵槽寬度穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C21D1/62GK102776348SQ201210268749
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者曹正素, 盛明和 申請(qǐng)人:重慶歇馬機(jī)械曲軸有限公司