專利名稱：氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，屬內(nèi)燃機(jī)缸體與缸套、曲軸等汽車零部件表面熱處理技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及用電接觸加熱淬火原理設(shè)計(jì)專用設(shè)備，形成用該設(shè)備加熱淬火的工藝等整套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓磨損曲面進(jìn)行表面淬火的技術(shù)構(gòu)思。
前些年就興起了用激光束表面淬火處理氣缸體與缸套技術(shù)，隨之此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)推行開來。國(guó)內(nèi)最近召開了“激光技術(shù)在汽車行業(yè)中應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”，與會(huì)專家指出激光器的質(zhì)量是制約我國(guó)激光工業(yè)應(yīng)用的主要原因。如廠家提供的φ50mm的聚焦透鏡，砷化鎵鏡片每片2000元，有的在連續(xù)使用100小時(shí)就開始出現(xiàn)散焦(即曲率半徑改變，可能的原因是晶體由受熱，產(chǎn)生相變-固溶-炸裂)。輸出窗口鏡砷化鎵鏡片使用一段時(shí)間后焦矩同樣也發(fā)生變化，引起炸裂。據(jù)“激光熱處理在汽車零件生產(chǎn)中的應(yīng)用”一文中所敘“號(hào)稱2kw激光器只能在1.5kw下穩(wěn)定工作，甚至1kw以下才能連續(xù)工作，所以普遍采用大馬拉小車的辦法。因此，保證激光器功率穩(wěn)定性、可靠性、提高光束質(zhì)量，仍是今后應(yīng)用技術(shù)首要解決的方面之一，熱處理行業(yè)多數(shù)認(rèn)為大功率激光器在生產(chǎn)流水線中使用尚有較大差距?！薄？磥砑す獗砻娲慊鹛幚碓谄浼夹g(shù)方面和經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面還有待改進(jìn)與提高。
僅就汽車行業(yè)來講，汽車的“心臟”發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命是衡量各種車輛質(zhì)量的重要標(biāo)志。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車缸體與缸套，采用反復(fù)回爐的合金材料作氣缸體或缸套，這種材料具有很高的耐磨性，不需要表面處理。就國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)來看，對(duì)高質(zhì)量氣缸體與缸套的需求是巨大的，加上拖拉機(jī)及其它內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力的機(jī)械，市場(chǎng)就更大。我們?cè)O(shè)想，用電接觸加熱原理對(duì)汽車、拖拉機(jī)等的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓等進(jìn)行表面淬火處理。從實(shí)驗(yàn)及上路實(shí)用結(jié)果來看，處理件的淬火質(zhì)量能滿足使用的要求。適用性很好。這顯然也是表面淬火處理氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓的另一個(gè)可行的技術(shù)途徑。據(jù)我們了解現(xiàn)有的電接觸加熱淬火工藝，只用來作機(jī)床導(dǎo)軌的淬火處理，而用來對(duì)氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓等曲面進(jìn)行表面淬火至今末見報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是向社會(huì)提供一種對(duì)氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，為大量尚需淬火處理的氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓等曲面型工件表面淬火提供新途徑與辦法，為社會(huì)作些貢獻(xiàn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是關(guān)於氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，該設(shè)備采用電接觸快速加熱，工件自冷卻方式實(shí)現(xiàn)淬火，產(chǎn)生層深0.15-0.35mm、硬度達(dá)HRC54以上的硬帶軌跡，由于這些硬帶花紋形成的支撐網(wǎng)絡(luò)，提高和增加了工件的抗磨損度。因此該設(shè)備是按照電接觸加熱技術(shù)設(shè)計(jì)制造的設(shè)備，使用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣缸體、缸套、曲軸、制動(dòng)鼓磨損曲面進(jìn)行表面淬火的技術(shù)構(gòu)思。該電接觸加熱表面淬火設(shè)備，它包括有該設(shè)備的體、架、座，電源與變壓器，動(dòng)力與傳動(dòng)部分，通冷卻水的表面淬火電極，設(shè)備裝置有對(duì)氣缸體與氣缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火的臺(tái)面或臺(tái)架，及與這些臺(tái)面或臺(tái)架相應(yīng)配套固連并能工裝夾卡氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓的工裝夾卡具，它們功能組裝一起，成了電接觸加熱表面淬火設(shè)備。該設(shè)備操作過程包括；加工淬火前的準(zhǔn)備、調(diào)整與選擇加工淬火各參數(shù)，開機(jī)進(jìn)行加工件試淬火，加工件批量淬火生產(chǎn)。其技術(shù)特點(diǎn)存於該設(shè)備是對(duì)氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓曲面進(jìn)行表面淬火的設(shè)備a、該設(shè)備裝置有對(duì)氣缸體與氣缸套、曲軸、制動(dòng)鼓加熱表面淬火的、與電源相連接的電極；b、設(shè)備可以予置程序或設(shè)有聯(lián)動(dòng)器，予置程序可以是計(jì)算機(jī)程序或是設(shè)備的程序控制電路控制的程序，這些程序都是工業(yè)控制程序，如是機(jī)床的控制程序，或是工藝方面的控制程序；聯(lián)動(dòng)器可以是機(jī)械結(jié)構(gòu)的連桿與鏈輪或皮帶輪及它們控制的電路一起構(gòu)成，它們裝置在工件轉(zhuǎn)動(dòng)部件與電極變壓器之間。
c、設(shè)備運(yùn)行需選調(diào)的參數(shù)可以有；電壓·電流250-10000VA(伏安)；淬火帶寬1.2-3mm；電極與工件間壓力；30-100N(牛頓)；電極與工件合成速度180-800mm/min；針對(duì)不同的氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓等工件及淬火要求的不同選擇不同的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行加熱淬火。
如上所述的表面淬火設(shè)備，詳細(xì)的技術(shù)特點(diǎn)還有；a、所述的表面淬火電極是不同規(guī)格(如不同大小、動(dòng)與不動(dòng))的及不同種類(如紫銅或石墨電極)的電極，這些電極可以是具有單紋或多紋的單電極或雙電極，它們也可以是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的電極(輪)。
b、所述的工裝氣缸體與缸套、制動(dòng)鼓的臺(tái)面或工裝曲軸的臺(tái)架是可以移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面或臺(tái)架。
c、所述的聯(lián)動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)如下，它是與加工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪或皮帶輪，其副輪帶著一個(gè)連桿，連桿滑動(dòng)在透射燈光和光敏電阻間，周期變化透光率的光透射屏安裝在滑動(dòng)連桿上，通過連桿滑動(dòng)周期性控制燈光透射，使光敏電阻值周期變化，引起所在控制電路的可控硅導(dǎo)通角周期變化，進(jìn)而控制主變壓器與工件轉(zhuǎn)動(dòng)周期性同步變化(如


圖12之a(chǎn)、b圖示出的結(jié)構(gòu))。
本實(shí)用新型的氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，經(jīng)過我們研究實(shí)驗(yàn)已形成了用電接觸加熱表面淬火的一整套新技術(shù)，這套技術(shù)是針對(duì)氣缸體與缸套、曲軸等要求耐磨損配付部件實(shí)施表面淬火的新辦法，本技術(shù)與現(xiàn)有的其它淬火技術(shù)相比，具有設(shè)備普通、操作簡(jiǎn)單、加工經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量可靠，便於機(jī)械化、連續(xù)性工業(yè)大生產(chǎn)，且生產(chǎn)中沒有污染等特點(diǎn)，是值得推廣的技術(shù)。這套設(shè)備適用於由內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力的機(jī)械之缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓等曲異形零部件曲面的加熱淬火。
本發(fā)明的說明書附圖共有12幅。
圖1是本發(fā)明設(shè)備的非限定實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是工件的傳動(dòng)部分示意圖；圖3為電極傳動(dòng)部分示意圖；圖4為圖3之電極局部放大圖；圖5是
圖1所示設(shè)備的操作控制部分的示意圖；圖6為工件的固連電極圖；圖7是工件工裝架之示意圖；圖8為又一電極示意圖；圖9為又一電極示意圖；
圖10為工作臺(tái)盤示意圖；
圖11為工裝夾卡件圖；
圖12是聯(lián)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中a圖為它的機(jī)械部分，b圖為電路部分。
在各圖中1. 設(shè)備座；2. 設(shè)備體；3. 電極的傳動(dòng)系統(tǒng)(包括電動(dòng)機(jī)、變速齒輪、調(diào)速柄等)；4. 傳動(dòng)絲桿；5是電極的傳動(dòng)系統(tǒng)之又一部分，這部分包括使電極端16-18前后位移的齒輪箱、拖板架；6、7、8.組成工件裝夾架；6是工件的傳動(dòng)系統(tǒng)，它包括變速齒輪箱、變速柄等；7. 帶導(dǎo)軌的升降部件；8. 裝夾架的另一部分；9. 二爪卡盤；10. 頂針；11. 導(dǎo)線；12、13. 導(dǎo)線之歐姆接觸片；14. 螺栓；15. 止動(dòng)肖； 16螺母； 17. 為絕緣螺栓體；18. 螺母；19. 照明燈；20. 光桿；21. 電機(jī)；22. 傳動(dòng)軸；23.變速器；24、25. 傳動(dòng)輪；26與28. 鏈輪； 27. 傳動(dòng)鏈條；29. 轉(zhuǎn)動(dòng)軸；30.工件工裝臺(tái)面；31. 軸承架；32. 工件電極外引線；33. 帶螺母的傳動(dòng)桿；34. 軸套；35. 軸；36. 軸35的固連端；37、38. 分別為緊固螺栓；39. 滾柱； 40. 電極連接板，41. 壓簧； 42. 簧座；43. 滑動(dòng)塊，44. 電極軸；45. 電極；46. 電極花紋；47. 控制臺(tái)；48. 臺(tái)面；49. 電壓指示表，50為其調(diào)整旋鈕；51. 電流指示表，52為其調(diào)整旋鈕；53. 加工件運(yùn)行速度顯示表，54為其調(diào)整旋鈕；55. 電極運(yùn)行顯示(如數(shù)字顯示)；56. 設(shè)備總電源開關(guān)；57. 設(shè)備操作運(yùn)行開關(guān)；58與59分別是電極傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；60與61分別是加工件傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；62. 顯示屏；63、64為電極的供電端；65. 緊固螺栓；66. 壓片；67. 工件的連接襯套；68. 一對(duì)緊固螺栓；69. 底座的滑移槽； 70. 工架底座；71. 工架柱身；72. 工件夾卡環(huán)；73. 環(huán)72的開合軸；74、75. 配套螺栓-螺母；76.可調(diào)頂針(用來頂夾工件)；77. 安裝桿； 78. 電極外引線；79. 冷水管口； 80. 軸孔81. 與軸固定螺絲孔；82. 工作臺(tái)盤；83. “T”形槽；84.螺母接頭； 85. 夾裝工件座；86. 工件歐姆接觸片； 87、88. 緊固工件的螺栓與螺母；89. 工件轉(zhuǎn)動(dòng)軸；90. 連桿；91. 燈；92. 透光率變化的透光屏；93. 缸套；94、95. 電源端；DJ.電極；D1、D2.全橋整流電路；D3. 穩(wěn)壓二極管；C1與C2.電容L1與L2.變壓器；R1-R5.電阻；T1. 單極晶體管；Z1. 可控硅； R4. 光敏電阻。
上述12幅圖將結(jié)合非限定實(shí)施例的技術(shù)內(nèi)容作更詳細(xì)的說明。
本實(shí)用新型的非限定實(shí)施例如下例一、曲軸表面淬火設(shè)備。
該例關(guān)於曲軸表面淬火設(shè)備，該設(shè)備也可用來加工缸套和制動(dòng)鼓，其結(jié)構(gòu)由
圖1-9、11、12合示出。它一般有設(shè)備座1、主體2、工作臺(tái)架7-10、30、69-76、80-83等，電源與變壓器部分94與95、L1與L2等，動(dòng)力與傳動(dòng)部分電機(jī)21、3-6、22-31、33-35等，電極45與它的軸中空通冷卻水管79等部分，這由圖4、8、9合示出，操作控制臺(tái)與控制部分，在圖5中47-64已示出，這里結(jié)合
圖1-9說明該設(shè)備的結(jié)構(gòu)情況。在這些圖中
圖1是本例加工淬火曲軸的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為設(shè)備座；2為設(shè)備體；3是電極的傳動(dòng)系統(tǒng)(包括電動(dòng)機(jī)、變速齒輪箱、調(diào)速柄等)；4為傳動(dòng)系統(tǒng)之傳動(dòng)絲桿；5是電極的傳動(dòng)系統(tǒng)之又一部分，這部分可沿絲桿4與光杠20左右移動(dòng)，這部分包括使電極端16-18前后位移的齒輪箱和拖板架；6、7、8組成工件裝夾架，6是工件的傳動(dòng)系統(tǒng)，它也包括電動(dòng)機(jī)、變速齒輪箱、變速柄等；7是帶導(dǎo)軌的升降部件；8是裝夾架的另一部分，靠絲桿及搖把，控制三爪卡盤9與頂針10軸向移動(dòng)；11是導(dǎo)線；12、13為導(dǎo)線之歐姆接觸片，如是銅接觸片，12轉(zhuǎn)動(dòng)，13不轉(zhuǎn)動(dòng)，12、13間接觸靠螺栓14及簧墊壓緊；15是止動(dòng)肖；17為絕緣螺栓體，一端由螺母16與5固連，一端由螺母18與電極固連； 19是照明燈。圖2、3分別示出了另兩個(gè)傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)。圖2是設(shè)備工件的傳動(dòng)部分；其中21為動(dòng)力電機(jī)；22為傳動(dòng)軸；23為變速器；24、25是傳動(dòng)輪；26與28是鏈輪；27是傳動(dòng)鏈條；29為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；30是工件工裝臺(tái)面；31是軸承架； 32是工件電極外引線；圖3為電極傳動(dòng)部分，其中21為動(dòng)力電機(jī)；22為傳動(dòng)軸；23為變速器；24、25均為傳動(dòng)齒輪；4為絲桿； 31是軸承架；33是帶螺母的傳動(dòng)桿； 34是軸套； 35為軸；DJ即電極；圖5是
圖1所示設(shè)備的操作控制部分的示意圖。圖中47是控制臺(tái)；48是臺(tái)面；49為電壓指示表，50為其調(diào)整旋鈕；51為電流指示表，52為其調(diào)整旋鈕；53是加工件運(yùn)行速度顯示表，54為其調(diào)整旋鈕；55為電極運(yùn)行顯示(如數(shù)字顯示)；56是設(shè)備總電源開關(guān)；57是設(shè)備操作運(yùn)行開關(guān)；58與59分別是電極傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；60與61分別是加工件傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；62是顯示屏；63、64為電極的供電端，其一端與電極外引線連接，其另一端與工件的電極外引線連接。圖4為電極示意圖。其中35是軸；36為軸35的固連端；37、38分別為緊固螺栓；39是微調(diào)滾柱；40是電極連接板，41為壓簧，42是簧座；43為滑動(dòng)塊，44為電極軸，45為電極；46是電極上的花紋；圖8為又一電極示意圖，結(jié)構(gòu)與圖4所示大體相仿。其中77為安裝桿；37、38是緊固螺栓；39是微調(diào)滾柱；40是接連桿，它可以是絕緣材料制成，如膠木制成的；43為滑柱，與電極外引線78連接，42是簧座； 41是彈簧；45是電極(輪)，靠軸44安裝在柱43上，軸44中空可通冷卻水。圖9為又一電極示意圖，圖中77為安裝桿；37、38為緊固螺栓；39也是滾柱；40為接連塊；滑柱43與電極外引線78連接，42是簧座；41是彈簧；45為電極(輪)，靠軸44安裝在柱43上，軸44中空能通冷卻水，79為冷卻水管口。設(shè)備的這些部分按功能組裝在一起(如
圖1示出的)，其技術(shù)特點(diǎn)是該設(shè)備是按照電接觸加熱淬火技術(shù)方案設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，也是在該設(shè)備上運(yùn)用對(duì)曲軸(缸套、制動(dòng)鼓)表面淬火工藝完成和實(shí)現(xiàn)這些加工件曲面表面淬火的設(shè)備，該設(shè)備有對(duì)曲軸(缸套或制動(dòng)鼓)加熱淬火的不同種類與不同規(guī)格的電極。這些電極與電源間，加工件與電源間盡量減少接觸電阻以減少能耗，電極與電源間的歐姆接觸已在圖6中示出，其中15是止動(dòng)肖；13為固定接觸片；12是動(dòng)片(又是螺母)，它與螺栓14緊固接觸於13上；11是導(dǎo)線，靠緊固螺栓12與65緊固一起，導(dǎo)線11的另一端靠一對(duì)螺栓68緊固在66與67間，66是壓片，67是工件的連接襯套(如是曲軸或缸套的銅質(zhì)工裝套)。該設(shè)備加熱淬火的運(yùn)行參數(shù)可作如下選擇電壓·電流250-8000VA(伏安)，其中加工的曲軸應(yīng)按軸頸不同選參數(shù)為8000VA、5000VA、2500VA、250VA；淬火帶寬選擇范圍為1.2-3mm，在工件易磨損部位，根據(jù)易磨損情況，進(jìn)行補(bǔ)償性淬火，形成抗磨損表面淬火帶，如在周徑處沿易磨損方向加寬表面淬火帶，如加寬到3mm，而在非易磨損處淬火帶選1.2mm，油孔處不淬火。電極與工件間壓力，曲軸淬火壓力應(yīng)小，如在30-80N(牛頓)間選擇，小軸頸的選30N，中的選50N，大的選80N；電極與工件合成速度在180-800mm/min間選擇，合速度影響淬火層深，一般來說合速度小淬火層深，合速度大淬火層淺，如小軸頸曲軸選800mm/min，中型的選500mm/min，大型的選180mm/min；該設(shè)備可以在予置的程序或聯(lián)動(dòng)器控制下運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備的加工件穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)曲軸易磨損周徑處淬火要求，形成表面淬火帶，在操作上改變加熱淬火的參數(shù)，形成規(guī)律分布的抗磨損表面淬火帶，淬火帶可以呈正弦波狀、∞狀、螺紋狀、相交且不交叉網(wǎng)狀等花紋。所述的予置程序可以是計(jì)算機(jī)軟件程序，也可以是由設(shè)備上的各種電器(如電路、器件、電阻、電容等元件)組成的程序控制電路的予置程序，這些程序都是工業(yè)方面的控制程序，如是機(jī)床的控制程序，或是工藝方面的控制程序，它們都屬公知技術(shù)。所述的聯(lián)動(dòng)器是機(jī)械結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)器，如是由聯(lián)桿與齒輪或鏈輪或皮帶輪及它們控制的電路構(gòu)成的傳動(dòng)聯(lián)動(dòng)器，它們裝置在工件轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電極變壓器間。此外設(shè)備還能工裝夾卡不同的加工件，如有用于曲軸、缸套、制動(dòng)鼓相應(yīng)的配套的工裝臺(tái)面或臺(tái)架及相應(yīng)配套的工裝夾卡具，它們?cè)?br> 圖1、2、7、11各圖中分別示意出來，其中
圖1、2的結(jié)構(gòu)已在前敘述，這里再給出圖7、11兩圖中所示的工裝夾卡具。圖7是工件工裝架之示意圖，它可代替
圖1之7-10所示部件。圖7中69是底座滑移槽，70為工架底座，靠它與設(shè)備1之導(dǎo)軌固裝一起；71是工架柱身；72是工件夾卡環(huán)；73是環(huán)72的開合軸；74、75為配套螺栓-螺母；76是可調(diào)頂針(用來頂夾工件)；
圖11為工裝夾卡件圖，圖中84為螺母接頭，靠它與工件傳動(dòng)軸緊固；85是夾裝工件座；86是工件歐姆接觸片(如是銅片)；87、88為緊固工件的螺栓與螺母。
如上所述的表面淬火設(shè)備，其詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)還有所述的電極可以是具有單紋或多紋的單電極或雙電極，這些電極可以是不同規(guī)格(如大小不同，動(dòng)與不動(dòng)等不同)、不同種類(如是紫銅和石墨材料的等)電極，它們可以是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的電極(輪)。針對(duì)曲軸易磨損部位的不同和成因不同，相應(yīng)采用不同的辦法，不同的工藝操作去加工處理易磨損部位，為它們提供抗磨損的補(bǔ)償表面淬火帶。我們針對(duì)曲軸加工部位及需求的不同，改變或編制不同的程序或用聯(lián)動(dòng)器作不同控制，在這些不同的控制運(yùn)行下，設(shè)備可以對(duì)曲軸、軸頸、止推面及園角處等部位實(shí)現(xiàn)不同淬火需求，調(diào)整電壓、電流值，便可改變和形成不同分布與寬度的抗磨損表面淬火帶。調(diào)整電流與電壓變化應(yīng)按工件轉(zhuǎn)動(dòng)方位設(shè)置或確定，在用聯(lián)動(dòng)器操作時(shí)改變電流、電壓應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的工件方位保持同步動(dòng)作。所述的聯(lián)動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)如下，它是與加工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪或皮帶輪，其副輪帶著一個(gè)連桿，連桿滑動(dòng)在透射燈光和光敏電阻間，周期變化透光率的光透射屏安裝在滑動(dòng)連桿上，通過連桿滑動(dòng)周期性控制燈光透射，使光敏電阻值周期變化，引起所在控制電路的可控硅導(dǎo)通角周期變化，進(jìn)而控制主變壓器與工件轉(zhuǎn)動(dòng)周期性同步變化。
圖12是聯(lián)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中a圖為它的機(jī)械部分，其中89為工件轉(zhuǎn)動(dòng)軸；26是與軸89同步轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪；27是鏈；28從動(dòng)鏈輪(與鏈輪26直徑一樣)；90是連桿；91為燈；92透光率變化的透光屏，如中心透光率強(qiáng)，向邊部對(duì)稱變?nèi)?；R4是光敏電阻；b圖為電路部分，其中94、95是供電源端；D1與D2是兩個(gè)全橋整流電路；R1-R5均是電阻；D3為穩(wěn)壓管；T1是單極晶體管；L1是變壓器；Z1為可控硅；L2是主變壓器；C2是濾波電容；63、64為電極供電端；C1是電容。
該設(shè)備系采用電接觸快速加熱，工件自冷卻方式實(shí)現(xiàn)淬火，產(chǎn)生層深0.15-0.35mm，硬度達(dá)HRC54以上的硬帶軌跡，這就是形成的高硬度抗磨損表面淬火帶，提高和增加了加工件的抗磨損度。該設(shè)備的操作過程或步驟一般包括事先調(diào)整設(shè)備，檢查電極有無松動(dòng)、傷痕與污垢；將曲軸加工淬火面用布擦凈并工裝夾卡在加工處理的工作臺(tái)面或臺(tái)架上；針對(duì)曲軸的本身理化參數(shù)不同，加工之要求不同，改變或調(diào)整程序和選定各操作控制參數(shù)；加工處理時(shí)，也可先試加工處理一個(gè)曲軸工件，經(jīng)測(cè)查合格后可投入批量生產(chǎn)；開機(jī)加工處理，操作要求工件先轉(zhuǎn)動(dòng)，后通電加熱淬火處理；批生產(chǎn)完后，斷水、斷電、關(guān)機(jī)。特別要指出的是針對(duì)曲軸軸頸磨損不均勻，軸向磨成錐形，而徑向磨成橢圓的不同情況，需要工藝及其操作進(jìn)行不同的改變，按需求改變控制程序或聯(lián)動(dòng)器聯(lián)動(dòng)，使工件加工部位在不同的電流電壓作用下形成不同分布與寬度的抗磨損表面淬火帶。
例二、氣缸體表面淬火設(shè)備。
該例的表面淬火設(shè)務(wù)是氣缸體(缸套)的表面淬火設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)在
圖1-6、8-12中合示出。該設(shè)備一般由設(shè)備主體、座，工作臺(tái)面一如圖2之10與
圖10等所示，電源與變壓器部分，動(dòng)力與傳動(dòng)部分-如圖2-3所示的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，它們加裝到
圖1的設(shè)備上，可加工大件氣缸體等。電極與它的冷卻水部分，如圖4、8、9所示的電極與中空冷卻水管。操作控制臺(tái)與控制部分，如圖5示出的操作臺(tái)，設(shè)備的這些部分按功能組裝在一起，
圖1-5合示出設(shè)備的這些部分。其中
圖1已示出該例設(shè)備結(jié)構(gòu)主體部分，
圖1已在例一中敘述。圖2、3分別示出了另兩個(gè)傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)。圖2是設(shè)備工件的傳動(dòng)部分；其中21是動(dòng)力電機(jī)；22是傳動(dòng)軸；23是變速器；24、25為傳動(dòng)輪；26與28是鏈輪；27為傳動(dòng)鏈條；29是轉(zhuǎn)動(dòng)軸；30為工件工裝臺(tái)面；31為軸承架；32是工件電極外引線；圖3為電極傳動(dòng)部分，其中21為動(dòng)力電機(jī)；22為傳動(dòng)軸；23為變速器；24、25均為傳動(dòng)齒輪；4是絲桿；31是軸承架；33為帶螺母的傳動(dòng)桿；34是軸套；35是軸； DJ即電極；圖4為圖3之電極局部放大圖。其中35是軸；36是軸35的固連端；37、38分別為緊固螺栓；39是微調(diào)滾柱；40為電極連接板，41為壓簧，42是簧座；43是滑動(dòng)塊，44為電極軸，45為電極；46是電極上的花紋；圖8為又一電極示意圖，結(jié)構(gòu)與圖4所示大體相仿。其中77為安裝桿；37、38為緊固螺栓；39是滾柱；40是接連桿，它可以是絕緣材料制成，如膠木制成的；43為滑柱，與電極外引線78連接，42是簧座；41是彈簧；45是電極(輪)，靠軸44安裝在柱43上，軸44中空可通冷卻水。圖9為又一電極示意圖，圖中77為安裝桿；37、38為緊固螺栓；39是滾柱；40為接連塊；滑柱43與電極外引線78連接，42是簧座；41是彈簧；45為電極(輪)，靠軸44安裝在柱43上，軸44中空能通冷卻水，79為冷卻水管口。圖5是
圖1所示設(shè)備的操作控制部分的示意圖。圖中47為控制臺(tái)；48是臺(tái)面；49是電壓指示表，50為其調(diào)整旋鈕；51是電流指示表，52為其調(diào)整旋鈕；53是加工件運(yùn)行速度顯示表，54為其調(diào)整旋鈕；55是電極運(yùn)行顯示(如數(shù)字顯示)；56是設(shè)備總電源開關(guān)；57是設(shè)備操作運(yùn)行開關(guān)；58與59分別是電極傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；60與61分別是加工件傳動(dòng)運(yùn)行的開與關(guān)；62是顯示屏；63、64為電極的供電端。其技術(shù)特點(diǎn)是該設(shè)備是按照電接觸加熱淬火技術(shù)方案設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，是在該設(shè)備上運(yùn)用對(duì)氣缸體(缸套)表面淬火工藝完成和實(shí)現(xiàn)這些加工件磨損曲面加工淬火的設(shè)備，該設(shè)備有對(duì)缸體(缸套)加熱淬火的不同種類與不同規(guī)格的電極。這些電極與電源間，加工件與電源間盡量減少接觸電阻以減少能耗。圖6示出工件的固連電極圖，其中15是止動(dòng)肖；13是固定接觸片；12是動(dòng)片(又是螺母)，它與螺栓14緊固接觸於13上；11是導(dǎo)線，靠緊固螺栓12與65緊固一起，導(dǎo)線11的另一端靠一對(duì)螺栓68緊固在66與67間，66是壓片，67是工件的連接襯套(如是曲軸或缸套的鋼質(zhì)二裝套)。設(shè)備加熱淬火的運(yùn)行參數(shù)可作如下選擇電壓·電流3000-10000VA(伏安)，選擇參數(shù)根據(jù)缸體本身材質(zhì)及缸體裝鑲套、周徑、散熱等狀況，可選參數(shù)為10000VA、7000VA、3000VA ；淬火帶寬1.2-3mm，在工件易磨損部位，根據(jù)磨損情況，進(jìn)行補(bǔ)償性淬火，形成抗磨損表面淬火帶，如在工件的周徑沿易磨損(受力)的直徑方向逐漸加寬表面淬火帶，如加寬到3mm，而在非易磨損處逐漸變淬火帶為1.2mm；電極與缸體間壓力應(yīng)小，缸體淬火壓力還應(yīng)根據(jù)缸體本身材質(zhì)及缸體裝鑲套、周徑、散熱等狀況選擇，如在30-80N(牛頓)之間選，如選30N、50N、80N；電極與工件合成速度，在300-800mm/min間選擇，合速度影響淬火層深，一般來說合速度小淬火層深，合速度大淬火層淺，根據(jù)缸體本身材質(zhì)及缸體裝鑲套、周徑、散熱等狀況，可選800mm/min、500mm/min、300mm/min；設(shè)備針對(duì)不同的氣缸體(缸套)加熱淬火選用不同種類不同規(guī)格的電極，該設(shè)備可以在予置的程序或聯(lián)動(dòng)器控制下運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備的加工件穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)工件易磨損周徑處淬火要求，改變表面淬火帶，在操作上要改變加熱淬火的參數(shù)，形成前后、左右、上下規(guī)律分布的抗磨損表面淬火帶，淬火帶可以呈正弦波狀、∞狀、螺紋狀、水平角20°-30°、相交且不交叉狀和網(wǎng)絡(luò)狀等花紋。所述的予置程序可以是計(jì)算機(jī)軟件程序，也可以是由設(shè)備上的各種電器(如電路、器件、電阻、電容等元件)組成的程序控制電路的予置程序，它們都是些工業(yè)方面的控制程序。所述的聯(lián)動(dòng)器是機(jī)械結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)器，如是由連桿與齒輪或鏈輪或皮帶輪構(gòu)成的聯(lián)控聯(lián)動(dòng)器。此外設(shè)備還能工裝夾卡不同的加工件，如有用于氣缸體(缸套)相應(yīng)的配套的工裝臺(tái)面及相應(yīng)配套的工裝夾卡具，它們?cè)趫D2、3、10、11各圖中分別示意出來。其中圖2、3結(jié)構(gòu)前已敘述，
圖10、11又分別示出了加工氣缸體與缸套的工裝夾卡具，在兩圖中
圖10為工作臺(tái)盤示意圖，其中80是軸孔；81是與軸固定螺絲孔；82是工作臺(tái)盤；83是“T”形槽；
圖11為工裝夾卡件圖，圖中84為螺母接頭，靠它與工件傳動(dòng)軸緊固；85為夾裝工件座；86為工件歐姆接觸片(如是銅片)；87、88為緊固工件的螺栓與螺母。
如上所述的表面淬火設(shè)備，其詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)還有所述的電極需選擇適合于加工大小不同的缸體的電極，如選用不同的紫銅或石墨電極，或是動(dòng)的或不動(dòng)的電極，如是電極輪或電極塊或電極板。針對(duì)加工氣缸體(缸套)磨損部位與磨損成因的不同，相應(yīng)采用不同的辦法，不同的工藝操作去加工處理易磨損部位，為它們提供抗磨損的補(bǔ)償表面淬火帶。針對(duì)工件不同的加工部位，可以改變或編制不同的程序或采用聯(lián)動(dòng)器作不同控制，在這些不同的控制運(yùn)行下，設(shè)備可以對(duì)工件加工部位的前后、左右、上下按加熱淬火不同需求，調(diào)整參數(shù)電壓、電流值，便可改變和形成不同分布與寬度的抗磨損表面淬火帶。調(diào)整電流與電壓變化應(yīng)按工件轉(zhuǎn)動(dòng)方位設(shè)置或確定，在用聯(lián)動(dòng)器操作時(shí)改變電流、電壓應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的工件方位保持同步動(dòng)作。所述的聯(lián)動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)如下，它是與加工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪或皮帶輪，其副輪帶著一個(gè)連桿，連桿滑動(dòng)在透射燈光和光敏電阻間，周期變化透光率的光透射屏安裝在滑動(dòng)連桿上，通過連桿滑動(dòng)周期性控制燈光透射，使光敏電阻值周期變化，引起所在控制電路的可控硅導(dǎo)通角周期變化，進(jìn)而控制主變壓器與工件轉(zhuǎn)動(dòng)周期性同步變化。
圖12是聯(lián)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中a圖為它的機(jī)械部分，其中89是工件轉(zhuǎn)動(dòng)軸；26是與軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的鏈輪；27是鏈； 28從動(dòng)鏈輪(與鏈輪26直徑一樣)；90是連桿；91為燈；92透光率變化的透光屏，如中心透光率強(qiáng)，向邊部對(duì)稱變?nèi)?；R4是光敏電阻；b圖為電路部分，其中94、95是供電源端；D1與D2是兩個(gè)全橋整流電路；R1-R5均是電阻；D3為穩(wěn)壓管；T1是單極晶體管；L1是變壓器；Z1為可控硅；L2是主變壓器；C2是濾波電容；63、64為電極供電端；C1是電容。
該例的氣缸體表面淬火設(shè)備，系采用電接觸快速加熱，工件自冷卻方式實(shí)現(xiàn)淬火，產(chǎn)生層深0.15-0.35mm，硬度達(dá)HRC54以上的硬帶軌跡，這就是形成的高硬度抗磨損表面淬火帶，由于這些硬帶花紋形成了支撐網(wǎng)絡(luò)，提高和增加了加工件的抗磨損度。該例的設(shè)備工藝操作過程或步驟一般包括事先調(diào)整設(shè)備，檢查電極有無松動(dòng)、傷痕與污垢；將缸體加工淬火面用布擦凈并工裝夾卡在加工處理的工作臺(tái)面上；針對(duì)加工件缸體的本身理化參數(shù)不同，加工要求不同，改變或調(diào)整程序和選定各操作控制參數(shù)；加工處理時(shí)，一般需先試加工處理一個(gè)工件，測(cè)查合格后方可投入批量生產(chǎn)；開機(jī)加工處理，操作要求工件先轉(zhuǎn)動(dòng)，后通電加熱淬火處理；批生產(chǎn)完后，斷水、斷電、關(guān)機(jī)。通常缸體(缸套)易磨損成橢圓而難以與活塞環(huán)密合跟隨，我們針對(duì)缸體(缸套)加工件因受力不同，進(jìn)行不同的淬火加工處理，在淬火工藝操作上，通過改變予量程序或改變聯(lián)動(dòng)器控制，對(duì)缸體(缸套)工件加工部位的前后、左右、上下按需要調(diào)整參數(shù)電流與電壓值，就改變和形成了不同分布或?qū)挾鹊谋砻娲慊饚А９に噷?shí)驗(yàn)還表明，淬火加熱溫度選取應(yīng)保證完全奧氏體化下，盡量采用較低溫度，通常取在860-880℃以便獲得含碳量較低的細(xì)針狀馬氏體組織結(jié)構(gòu)。
例三、氣缸套表面淬火設(shè)備。
該例的氣缸套表面淬火設(shè)備，同於例一、二中所述的表面淬火設(shè)備，這在例一、二中已作了詳盡的敘述。其中加工淬火缸套時(shí)，電極與缸套間壓力一般選50-100N如選50N、75N、100N，選用的工裝加夾具在
圖11中已示出，
圖11所示的工裝加卡具可以工裝在例二所述的設(shè)備上(如它工裝在圖2之30臺(tái)面上)，也可工裝在例一所述的設(shè)備上(如它工裝在
圖1之9或圖6之67上)。除此以外該例氣缸套表面淬火設(shè)備全同于例一、二中所述的表面淬火設(shè)備。其中要指出的是缸套易磨損成橢圓而難以與活塞環(huán)密合跟隨，在本設(shè)備的工藝操作上，我們針對(duì)性的進(jìn)行不同的處理，根據(jù)實(shí)際要求和需要編制不同的控制程序，或是采用由機(jī)械結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)器聯(lián)動(dòng)控制，通過聯(lián)動(dòng)控制使淬火的電流、電壓、時(shí)間，以及加工件轉(zhuǎn)動(dòng)的方向、速度等按需求作運(yùn)行，如是同步運(yùn)行。目的是在這些程序或聯(lián)動(dòng)器操作控制下，對(duì)缸套加工部位前后、左右、上下按需要調(diào)整參數(shù)電流與電壓值，就改變和形成了不同分布或?qū)挾鹊谋砻娲慊饚А４送庠摾脑O(shè)備全同于例一與例二中所述的。
例四、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備。
該例的制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，全同於例一、二中所述的表面淬火設(shè)備，這在例一、二中已作了詳盡的敘述。在加工淬火制動(dòng)鼓時(shí)，只要改變適于制動(dòng)鼓的工裝夾卡具即可將制動(dòng)鼓工裝在該例的設(shè)備上加工淬火。按該例設(shè)備的工藝和操作辦法，對(duì)制動(dòng)鼓加工部位，形成疏密不同∞狀電加熱表面淬帶，便可以保持制動(dòng)鼓抗磨硬度的要求。其余未述的全同于例一、二中所述的。
權(quán)利要求1.氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，是電接觸加熱表面淬火設(shè)備，它包括有該設(shè)備的體、架、座，電源與變壓器，動(dòng)力與傳動(dòng)部分，通冷卻水的表面淬火電極，淬火臺(tái)面或淬火臺(tái)架，淬火工件工裝夾卡具，功能組裝一構(gòu)成電接觸加熱表面淬火設(shè)備，特征在於該設(shè)備是對(duì)氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓曲面進(jìn)行表面淬火的設(shè)備a、該設(shè)備裝置有加工氣缸體與氣缸套、曲軸、制動(dòng)鼓加熱表面淬火的、與電源相連接的電極；b、設(shè)備可以予置程序或裝有聯(lián)動(dòng)器，予置程序可以是計(jì)算機(jī)程序或是設(shè)備的程序控制電路控制的程序，聯(lián)動(dòng)器可以是機(jī)械結(jié)構(gòu)的連桿與鏈輪或皮帶輪及它們控制的電路，它裝置在工件轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電極變壓器之間；c、設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)可以有電壓·電流250-10000VA(伏安)；淬火帶寬1.2-3mm電極與工件間壓力30-100N(牛頓)；電極與工件合成速度180-800mm/min。
2.如權(quán)利要求1所述的表面淬火設(shè)備，特征在於a、所述的表面淬火電極可以是具有單紋或多紋的單電極或雙電極，它們也可以是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的電極；b、所述的工裝氣缸體與缸套、制動(dòng)鼓的臺(tái)面或工裝曲軸的臺(tái)架是可以移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面或臺(tái)架；c、所述的聯(lián)動(dòng)器結(jié)構(gòu)是；與工件轉(zhuǎn)動(dòng)同步周期變化的透光屏裝在鏈輪帶的連桿上并控制光敏電阻值周期變化，周期變化的光敏電阻信號(hào)控制可控硅為元件的電路導(dǎo)通與變化，并控制電極變壓器的電壓與電流與工件同步周期變化。
專利摘要本實(shí)用新型的氣缸體與缸套、曲軸、制動(dòng)鼓表面淬火設(shè)備，屬內(nèi)燃機(jī)缸體(缸套)、曲軸等汽車零部件表面熱處理技術(shù)領(lǐng)域，該設(shè)備是電接觸加熱淬火設(shè)備，包括有設(shè)備的體、架、座、電源與變壓器，動(dòng)力與傳動(dòng)部分，通冷卻水的表面淬火電極，淬火臺(tái)面或淬火臺(tái)架，加工件工裝夾卡具，按功能組裝一起而成，此設(shè)備普通，操作簡(jiǎn)便，加工經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量可靠，便于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)，適用于一切氣缸體(缸套)、曲軸等曲異型汽車零部件的表面淬火，是值得推廣的技術(shù)。
文檔編號(hào)C21D1/10GK2354969SQ9821468
公開日1999年12月22日 申請(qǐng)日期1998年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月26日
發(fā)明者王潤(rùn)林, 賈寶成, 黃茂全 申請(qǐng)人:王潤(rùn)林, 賈寶成, 黃茂全