Устройство для термообработки плоских деталей

 

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано в машиностроении для нагрева деталей под накатку и закалку, в частности при производстве звездочек цепных передач или шестерен. Цель изобретения - расширение типоразмеров обрабатываемых деталей. Устройство содержит станину 1, на которой установлены накопитель 2, механизм 3 горизонтального перемещения и направляющая станина 4. Механизм 6 обеспечивает вращение и вертикальное перемещение детали в соосно расположенный индуктор 7, имеющий форму усеченного конуса с углом конусности 30-40° и магнитопровод 8, коаксиально расположенный в индукторе со стороны меньшего основания конуса с экраном, закрепленным на нижнем торце магнитопровода. Внутри магнитопровода по его оси расположен прижим, имеющий возможность вертикального перемещения и вращения. Прижим и магнитопровод крепятся на кронштейне 10. Выполнение индуктора в форме усеченного конуса с магнитопроводом позволяет производить нагрев деталей различного типоразмера без переналадки оборудования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИХ

А1 (51) 5 С 21 Р 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4600816/27-02 (22) 20.07. 88 (46) 23.12.90. Бюл. Е 4? (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им. В.П.Вологдина (72) С.С.Немков, К.П.Филиппов, В.Л.Бобровский, И.К.Акимов, А.В.Розенко, В.H.Ëþáàêoâ и А.А.Иванов (53) 621.785.545 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1178775, кл. С 21 9 1/42, 1985 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано в машиностроении для нагрева деталей под накатку и,закалку, в частности при производстве звездочек цепных передач или шестерен. Цель изобретения — расширение типоразме„,SU, 161 1

2 ров обрабатываемых деталей. Устройство содержит станину 1, на которой установлены накопитель 2, механизм 3 горизонтального перемещения и направляющая станина 4. Механизм 6 обеспе-. чивает вращение и вертикальное, перемещение детали в соосно расположенный икдуктор 7, имеющий форму усеченного конуса с углом коиусности 30-40 и магнитопровод 8, коаксиально .расположенный в индукторе со стороны меньшего основания .конуса с экраном, закрепленным на нижнем торце магнитопровода. Внутри магнитопровода по его оси расположен прижим, имеющий возможность вертикального перемещения и вращения . Прижим и магнитопровод крепятся на кронштейне 10, Выполнение индуктора в форме усеченного конуса с магнитопроводом позволяет производить нагрев деталей различного типоразмера без переналадки оборудований. з.п.ф-лы, 4 ил.

1615195

Изобретение относится к индукционному нагреву и может быть использовано в машиностроении для нагрева дета— лей под накатку и закалку, в частности, при производстве звездочек цепных передач или шестерен.

Цель изобретения — расширение типоразмеров обрабатываемых деталей.

На фиг. 1 изображенб устройство 10 ,для термообработки, общий вид; на, фиг. 2 — конструкция нагревательного узла; на фиг. 3 — то же, с системой охлаждения; на фиг. 4 — картина .магнитных линий в системе индуктор — маг-15 нитопровод — деталь.

Устройство состоит иэ станины 1, на которой установлен накопитель 2, :под накопителем расположен механизм 3 горизонтального перемещения и íà- 20 правляющая станина 4..Шток 5 соеди,нен с механизмом 6, обеспечивающим вертикальное перемещение и вращение детали (например, пневмо- или гидроцилиндр). Над штоком соосно ему рас- 25 положен индуктор 7 формы усеченного конуса и магнитопровод 8, коаксиально расположенный в индукторе со стороны меньшего основания конуса, внутри магнитопровода по его оси проходит 30 прижим 9 (фиг. 2), имеющий воэможность поступательно-вертикального перемещения и вращения вокруг своей оси.

Прижим и магнитопровод крепятся на подвижном кронштейне 10. Под индуктором может быть расположен спрейер 11. На торце магнитопровода, обращенном к детали, находится экран

12. Индуктор 7 может быть выполнен одновитковым, многовитковым с последовательным соединением всех витков или состоять из нескольких секций;, в каждой из которых витки соединены последовательно, а секции — параллель- „ но. Выбор количества витков индуктора и способа их,соединения определяется.из условий Согласования напряжения источника питания с индуктором.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени, когда механизм

3 горизонтального перемещения находится в крайнем правом положении, деталь 13 из накопителя 2 опускается вниз под собственным весом на,направ55 ляющую станину 4. При движении ме-. ханизма 3 горизонтального перемещения влево, деталь 13 перемещается под индуктор 7, механизм 6 вертикального перемещения с вращением через шток 5 подает деталь 13 в индуктор 7. Вращение осуществляется для получения равномерного нагрева по периметру.

Шток 5 с деталью поднимается до упора с прижимом 9 и магнитопроводом

8, положение которых в индукторе устанавливается в зависимости от диаметра детали таким образом, чтобы между деталью и индуктором при изменении размеров детали все время был примерно один и тот же зазор ц . Вертикальное перемещение магнитопровода и прижима в индукторе в зависимости от размеров детали происходит по команде программируемого контроллера или вручную.

Магнитопровод имеет возможность только поступательно-вертикального перемещения, а прижим 9, кроме того, и вращательное движение ° После того, как деталь упрется в прижим, на индуктор подается напряжение и происходит разогрев детали по периметру.

По истечении определенного времени или при достижении необходимой температуры нагрев отключается, Шток с де,талью опускается вниз под индуктор,, откуда деталь подается в накатные валки стана (не показаны). Если же требуется закалка детали, то после нагрева последняя опускается в спрейер 11, . где охлаждается, после чего опускается до уровня направляющей станины и выгружается.

Особенностью конического индуктора является не только то, что в нем одном можно греть заготовки разных размеров, но и то, что за счет наклона образующей конуса можно увеличить зону нагрева и сократить время нагрева.

При увеличении угла конусности силовые линии магнитного поля 14 (фиг. 4) будут входить дальше от края детали, следовательно, и увеличивается ширина зоны нагрева по периметру, однако это ведет к неравномерному нагреву по толщине заготовки. Поверхность заготовки, обращенная к узкой части конуса, греется сильнее, чем в широкой.

Для определения угла конусности, при котором деталь греется достаточно равномерно по толщине, проводят эксперименты. Нагрев производится в нескольких индукторах с разными углами конусности. Так, в индукторе с углом конусности 80 нагрев поверхности, o обращенной к узкой части индуктора, 161519 на 150-200"С больше., чем обращенной к широкой части, термаперепад при угле 50 уменьшается до 80-100 С, при угле 40 составляет 30-50 С, при угле 30 30-40 С, при угле 20 20-30 С.

Таким образом, при угле 40 термопео репад достаточен для получения равномерных свойств металл по боковой стенке изделия. При дальнейшем уменьшении угла скорость уменьшения термоперепада снижается.

Таким образом, угол 30-40 оптимальный с точки зрения достижения допустимого термоперепада по.боковой стенке изделия и достаточен для обработки в одном индукторе серии заготовок разных диаметров, При введении в индуктор магнитопровода со стороны меньшего основания 20 уменьшается магнитное сопротивление этой части индуктора, а следовательно, увеличивается его индуктивное сопротивление и происходит перераспределение тока в индукторе таким образом, что деталь, помещенная в широкой части конуснога индуктора, будет греться с высоким КПД и коэффициентом мощности. Таким образом, подбирая положение магнитопровода путем 30 перемещения его вдоль оси индуктора, появляется возможность обеспечить поверхностный нагрев дисковых деталей различного размера в одном индукторе. Электропроводящий экран на конце магнитопровода с толщиной не менее глубины проникновения тока в него экранирует часть детали, находяшейся под магнитопроводам, от нагрева, а

/ также защищает магнитопровод от меха- 4п нических повреждений.

Закалке подвергают звездочки цепных передач с наружными диаметрами

123,7; 124; 1298; 1359; 1409; 1622; алщинои Beнца

14 6 мм, числом зубьев 14-25 и модулями 19,05," 25,4 мм на частоте тока

10 кГц до температуры 950+50 С, закалка производится на глубину не менее

2,5 мм заготовки пад накатку с наружным диаметром 121; 122; 130; 136;

139; 160 греются на глубину при частоте тока 2,4 кГц да 1100+50 С, толщина заготовки 7+0,3; 8+0,3 мм.

Индуктар формы усеченного конуса установле« на накатном стане. В нем

55 производят нагрев заготовки под накатку, а затем выполняют накатку заготонок цепных передач и закалку звездочек. У накатанных и закаленных звездочек зубья и впадины имеют твердость

HRC 42 — 52 на глубине не. менее

2,5 мм, при разности твердости отдельных зубьев не более +5 ед. НЕС

Эти данпые удавл творяют требованиям завода-изготовителя.

Па сравнению с известным предлагаемое :.стройство позволяет расш .рить вазможности нагрева различных типоразмеров нагреваемых заготовок без переналадки оборудования, причем нагрев проводят при высоком КПД и коэффипнепте мощности. Все это существенна повышает производителькость ра«ты установки. При использовании известной технологии накатка звездочек и »х закалка происходит на разных станах. Предлагаемое устрсйство позволяет создать гибкие производственные модули, объединяющие эти процессы на одна..: стане. При этом существенно снижаюгся транспортные расходь:, повы— шается производительность установок, появляется возможность использовать часть тепла, оставшегося после накатки, для закалки звездочек, Формула изобретения.

1. Устройства для термообработки плоских деталей, содержащее станину с распалажекными на ней накопителем, механизмом горизонтального перемещения деталей, индуктором и расположенный соосно с индуктаром механизм подачи деталей в индуктор в виде штока, имеющего вазможность вращения и вертикального возвратно-поступательного перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения типоразмеров обрабатываемых деталей, устройство снабжено прижимным штоком, установленным саасно со штоком механизма подачи с вазможностью врашения и вертикального возвратно-поступательного перемещения, и экраном, индуктор выполнен в виде усеченного конуса с ко;аксиально расположенным в нем со стороны меньшего основания конуса магйитоправадам, при этом магнитопровод установлен на прижимном штоке, а экран закреплен на нижнем торце магнитоправода.

2. Устройство по п.1, а т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что индуктар выполнен с углом конусности 30-40

1615195

Составитель .Г.Сафронова

Редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык Корректор И.Эрдейи

Заказ 3962 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10!