專利名稱：硬化輪齒和相似組件的永磁鐵感應(yīng)加熱的制作方法
硬化輪齒和相似組件的永磁鐵感應(yīng)加熱相關(guān)申請的相互參照本申請要求2008年4月11日提交的美國臨時(shí)申請61/044，303的優(yōu)先權(quán)，且與2007年5 月11日提交的題為“旋轉(zhuǎn)磁熱裝置”的美國臨時(shí)申請60/917，515相關(guān)。在此結(jié)合上述兩 項(xiàng)申請作為參考。聯(lián)邦資助研發(fā)聲明不適用。
背景技術(shù)本申請涉及輪齒和組件的磁感應(yīng)加熱，尤其涉及相對于輪齒移動磁鐵，實(shí)現(xiàn)磁感應(yīng)加熱的 設(shè)備和方法。
通過熱處理表面硬化工件多年來一直是軸承和齒輪行業(yè)中的一般慣例。這些年 來，各種手段和方法已為人們所知，并不同程度地得到利用。
感應(yīng)加熱為大家所熟知，并因其有效性和環(huán)境友好性而在整個(gè)行業(yè)內(nèi)廣泛使用。 當(dāng)使導(dǎo)電工件進(jìn)入變動磁場中時(shí)，產(chǎn)生渦流。這些渦流引起表現(xiàn)為發(fā)熱的歐姆損耗。傳 統(tǒng)地，變動磁場由通以交流電流的銅質(zhì)加工線圈產(chǎn)生，所述交流電流的頻率由諸如IGBT和 MOSFET之類的電力電子開關(guān)控制。多數(shù)情況下，加工線圈被放置成相對于工作固定不動，使 工件相對于線圈移動。工件中的發(fā)熱和加熱體積由下述因素確定(1)磁通量密度，(2)工 件的電導(dǎo)率，和(3)磁場變化的頻率。為了增大發(fā)熱，必須增大加工線圈的電壓和頻率。這 在加工線圈和電力電子開關(guān)內(nèi)造成明顯的功率損耗。另外，加工線圈不是很柔韌，系統(tǒng)成本 較高。發(fā)明內(nèi)容
簡要地說，借助磁感應(yīng)加熱，熱處理輪齒的設(shè)備包括基座，磁體和工件(或齒輪) 夾具。磁體和工件夾具安裝在基座上。磁體包括圓盤，所述圓盤具有圍繞圓盤的圓周布置 的多個(gè)永磁鐵。磁鐵具有定義磁鐵的北極和南極的相對表面，磁鐵布置成環(huán)繞著圓盤磁鐵 的磁極彼此交替。顯然，這些表面(因而磁極)通常是從圓盤朝向外部的。另一方面，磁極 可由一組磁鐵限定。這種情況下，由一組磁鐵限定的磁極和由相鄰各組磁鐵限定的磁極是 交替的。磁體與第一軸同心，可繞第一軸旋轉(zhuǎn)，并且可在第一平面中旋轉(zhuǎn)。磁體操作上與心 軸傳動裝置連接，從而被旋轉(zhuǎn)。
磁體圓盤可包括內(nèi)部部分，和從內(nèi)部部分的徑向外表面徑向延伸的保持架。圓盤 內(nèi)部部分具有正面和背面，正面和背面都具有內(nèi)部部分和傾斜的外部部分。傾斜的外部部分朝著彼此傾斜，以致圓盤G4)厚度減小。保持架包括從內(nèi)部部分的徑向外表面徑向向外 延伸的多個(gè)梯形分隔物，和環(huán)繞所述分隔物延伸的環(huán)狀圍欄。上述分隔物和圍欄結(jié)合地限 定安放磁鐵的多個(gè)型腔。
工件夾具適合于可拆卸地固定待熱處理的齒輪。工件夾具與第二軸同心，并且可 繞第二軸旋轉(zhuǎn)，第二軸與第一軸(A1)分離。工件夾具可在與第一平面相交的第二平面中旋 轉(zhuǎn)。工件夾具操作上與工件傳動裝置連接，從而被旋轉(zhuǎn)。
設(shè)備還包括使磁體和/或工件夾具相對于彼此移動，從而使磁體和齒輪齒面相互 形成鄰近加熱；以致磁體的旋轉(zhuǎn)引起齒輪齒面的加熱。移動磁體和/或工件夾具的裝置 包括可平行于第一軸，沿基座移動的滑動塊，和可平行于第二軸，相對于滑動塊移動的心軸 塊。磁體可旋轉(zhuǎn)地安裝在心軸塊上。
為了用上面說明的設(shè)備熱處理齒輪的齒面，齒輪被可拆卸地安裝在工件夾具上。 相對于磁體和工件夾具中的一個(gè)，移動磁體和工件夾具中的另一個(gè)，以使齒輪和磁體形成 鄰近加熱。該最后提及的步驟包括相對于彼此布置磁體和工件夾具，以致磁體的磁鐵的相 對兩面面向待處理輪齒的表面。隨后磁體被旋轉(zhuǎn)期望的時(shí)間量，以熱處理緊鄰磁體的齒輪 齒面。當(dāng)完成齒輪齒面的熱處理時(shí)，移動磁體和工件夾具，以致能夠使第二對齒輪齒面與磁 體形成鄰近加熱，從而被加熱。繼續(xù)該過程，直到熱處理了所有齒輪齒面為止。
使新的一對齒輪齒面與磁體形成鄰近加熱的步驟可包括相對于磁體和工件夾具 中的一個(gè)，移動磁體和工件夾具中的另一個(gè)，以分離磁體和齒輪，以致磁體和齒輪不再相互 形成鄰近熱處理關(guān)系，和旋轉(zhuǎn)工件夾具，從而把未處理的齒輪齒面帶到待加熱的位置；隨后 相對于磁體和工件中的一個(gè)，移動磁體和工件中的另一個(gè)，以使齒輪的不同表面，或者相同 表面的不同部分與磁體形成鄰近加熱。
在舉例說明的實(shí)施例中，是磁體相對于工件夾具被移動，磁體可相對于工件夾具 垂直和水平移動。
可在連續(xù)操作中進(jìn)行輪齒的熱處理。為此，以便于按期望量熱處理齒輪齒面的速 率，使磁體GO)往復(fù)地連續(xù)移動經(jīng)過齒輪齒面。當(dāng)磁體位于其垂直行進(jìn)路線的頂部或底部 時(shí)，步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)工件夾具。


圖Ia是按照本發(fā)明構(gòu)成的感應(yīng)加熱設(shè)備的透視圖Ib是逼近齒輪，以對齒輪的輪齒進(jìn)行熱處理的設(shè)備的永磁鐵部件的透視圖2是沒有永磁鐵的永磁鐵部件的橫截面圖3是安裝有永磁鐵的永磁鐵部件的橫截面圖4是磁鐵部件和齒輪的正視圖；和
圖5是類似于圖4的正視圖，不過相對于圖4旋轉(zhuǎn)90°。
具體實(shí)施方式
下面的詳細(xì)描述舉例說明本發(fā)明，但不是對本發(fā)明的限制。下面的描述無疑使本 領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠做出和使用本發(fā)明，下面的描述說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，修改，變 化，備選方案和用途，包括目前我們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。由于在上面的結(jié)構(gòu)中可做出各種改變，而不脫離本發(fā)明的范圍，因此，上面的說明中包含的，或者附圖中所示的所有 內(nèi)容應(yīng)被理解成對本發(fā)明的舉例說明，而不是對本發(fā)明的限制。
圖1中概括地表示了本發(fā)明的感應(yīng)加熱設(shè)備10。設(shè)備10包括上面具有延長的導(dǎo) 向裝置14的基座12。導(dǎo)向裝置14是燕尾形肋條(如圖所示)，或者溝道或V形槽。導(dǎo)向 裝置14被表示成在基座的相對兩邊緣之間延伸，不過必要時(shí)，也可以短些?；瑒訂卧?6可 沿著導(dǎo)向裝置14移動?；瑒訂卧哂械酌?6a，頂面16b，端面16c，正面16d和背面16e。 滑動單元16適合于與導(dǎo)向裝置14緊密配合。在所示的例證實(shí)施例中，滑動單元16的底面 16a具有沿著滑動單元16的長度，形成于其中的燕尾槽或者溝道16f。槽16f的大小和形 狀對應(yīng)于導(dǎo)向裝置14，以安放導(dǎo)向裝置14。如圖所示，在槽和肋條使滑動單元16能夠相對 于基座12水平移動的時(shí)候，槽和肋條被對應(yīng)地加工成形，以防止滑動單元16相對于基座12 垂直移動，或者沿垂直于導(dǎo)向裝置14的任何其它方向移動?？烧J(rèn)識到，其它形狀和結(jié)構(gòu)也 可用于所述導(dǎo)向裝置和槽。例如，導(dǎo)向裝置可包括從基座向上伸出的兩個(gè)分隔開的凸緣，滑 動部件可在所述兩個(gè)凸緣之間滑動?？稍诨瑒訂卧?6的側(cè)面中形成肋條和槽中的一個(gè)，而 肋條和槽中的另一個(gè)形成在凸緣中。肋條和槽的這種組合從而可用于把滑動單元保持在凸 緣之間。另一方面，導(dǎo)向裝置可包括基座12中的寬到足以安放滑動單元16的溝道?；瑒?單元可在其側(cè)面設(shè)有肋條和槽中的任一個(gè)，而所述溝道可設(shè)有肋條和槽中的另一個(gè)。
借助傳動螺桿(未示出)，使滑動單元沿著導(dǎo)向裝置14相對于基座12移動。如果 需要的話，可以使用沿著導(dǎo)向裝置14移動滑動單元16的任何其它期望的手段。電動機(jī)以 速度Vh移動滑動單元，速度Vh可以是恒速或者變速。S卩，電動機(jī)能夠以僅僅一種速度移動 滑動單元16，或者電動機(jī)的速度能夠被改變。
在滑動單元16的正面16d上形成導(dǎo)向裝置20。導(dǎo)向裝置20垂直于導(dǎo)向裝置14， 并且垂直于基座12的平面。心軸單元22被安裝在滑動單元16上，沿著滑動單元導(dǎo)向裝置 20滑動。在所示的例證實(shí)施例中，心軸單元設(shè)有大小和形狀對應(yīng)于導(dǎo)向裝置20的大小和 形狀的槽。如圖所示，心軸單元槽和導(dǎo)向裝置20的形狀都是燕尾形。如同基座12和滑動 單元16 —樣，可以用允許心軸單元相對于滑動單元16移動，并保持心軸單元鄰近滑動單元 (即，防止心軸單元脫離滑動單元)的任何期望結(jié)構(gòu)，把心軸單元22安裝到滑動單元16上。 第二傳動螺桿(未示出)被用于沿著滑動單元導(dǎo)向裝置20移動心軸單元22。同樣地，可 以使用任何期望的手段沿著導(dǎo)向裝置20移動心軸單元22。用以速度Vv移動心軸單元22 的電動機(jī)(未示出)，沿著滑動單元導(dǎo)向裝置20移動心軸單元22。如同滑動單元電動機(jī)一 樣，心軸單元電動機(jī)可以是單速電動機(jī)或者變速電動機(jī)。
心軸M從心軸單元22的端面伸出，工具件沈安裝在心軸M的端部。心軸單元 22包括電動機(jī)(未示出)，所述電動機(jī)以轉(zhuǎn)速圍繞軸A1旋轉(zhuǎn)心軸M，從而旋轉(zhuǎn)工具件 26。軸A1大體平行于基座12的平面。驅(qū)動心軸M的電動機(jī)可以是和沿著滑動單元導(dǎo)向 裝置20移動心軸單元的電動機(jī)相同或不同的電動機(jī)。
工件夾具30可旋轉(zhuǎn)地支承在基座上，在大體平行于基座12的平面中圍繞軸A2旋 轉(zhuǎn)。從而，軸^被設(shè)定成相對于軸A1成一定角度，并且在水平方向上與軸A1分隔開。如圖 所示，軸A2大體垂直于基座12的平面，并且垂直于軸~。軸A1和A2實(shí)際上不相交。軸間 的距離被用于設(shè)定輪齒和磁鐵之間的空氣間隙G(圖5)，如后所述。工件夾具30由電動機(jī) (未示出)以轉(zhuǎn)速ω 旋轉(zhuǎn)。工件夾具30適合于固定工件32，例如，工件32是齒輪。借助任何期望的裝置，把工件32可拆卸地固定到工件夾具30上。例如，可借助機(jī)械裝置、電磁 裝置、液壓裝置或氣壓裝置，把工件32固定到工件夾具30上。如圖中所示，工件32可以 是齒輪。工件齒輪32具有輪齒32a，輪齒3 具有前沿面和后沿面32b。
可認(rèn)識到，借助心軸單元22和滑動單元16的移動，工件沈可沿著軸A1和軸A2 二 者(或平行于二者)，相對于齒輪或者說工件32移動。心軸單元22和滑動單元16的位置， 連同移動速度Vh和Vv被控制為預(yù)定值。事實(shí)上，可以提供控制器來控制工件夾具30 (從而 控制工件32)的旋轉(zhuǎn)，工具件沈的旋轉(zhuǎn)，滑動單元16的水平移動，和心軸單元22的垂直移 動。
參見圖2和3，工具件沈包括磁體40。磁體40包括軸42和從軸42垂直伸出的 圓盤44。軸42可以是心軸M的延長物。如果軸42與心軸M分離，那么設(shè)置連接件，以致 心軸M的旋轉(zhuǎn)將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸42。圓盤44和軸42是同心布置的。圓盤44包括內(nèi)部部分 46和從內(nèi)部部分46的徑向外緣徑向延伸的保持架48。內(nèi)部部分46具有正面和背面50，正 面和背面50都包括從軸42伸出的內(nèi)部部分50a和傾斜部分50b。正面和背面50的傾斜部 分朝著彼此傾斜，以致圓盤44厚度減小。
保持架48由從圓盤內(nèi)部部分46的邊緣向外徑向延伸的多個(gè)梯形分隔物52構(gòu)成。 分隔物具有傾斜的側(cè)面，其斜度與圓盤內(nèi)部部分46的傾斜部分50b，或者與沿著傾斜部分 50b的位置的斜度對應(yīng)。換句話說，分隔物的側(cè)面本質(zhì)上是圓盤內(nèi)部部分46的傾斜面50b 的延續(xù)。環(huán)狀圍欄M圍繞分隔物52延伸。分隔物52和圍欄M結(jié)合地限定多個(gè)型腔56。 大體呈梯形的永磁鐵58被嵌入，或者以其它方式緊閉在每個(gè)型腔56中。如圖3中所示，磁 鐵具有錐形外表面58a，b，錐形外表面58a，b之一定義磁鐵的北極，錐形外表面58a，b中的 另一個(gè)定義磁鐵的南極。磁鐵被排列成以致磁極交替，如圖3和4中所示。從而，如圖中所 示，使磁極大體從圓盤向著外部。盡管附圖表示單個(gè)磁鐵58定義磁極，并且相鄰磁鐵的磁 極交替，不過磁極也可由一組磁鐵定義。例如，磁極可由兩個(gè)或三個(gè)相鄰的磁鐵定義。這種 情況下，由各組磁鐵定義的磁極隨后應(yīng)是交替的。
在加熱操作中，工件(例如齒輪)32由工件夾具30以速度ω 繞軸^旋轉(zhuǎn)驅(qū)動； 磁體40由心軸單元22以速度繞軸A1旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在磁體40旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，借助心軸單元 22和滑動單元16沿著它們各自的導(dǎo)向裝置的移動，使磁體40以速度Vh和Vv沿著軸A1和 平行于軸A2移動。(由滑動單元16和心軸單元22限定的)水平平面和垂直平面中的磁體 40的旋轉(zhuǎn)和磁體40的移動都可以連續(xù)地，或者以步進(jìn)的方式進(jìn)行。磁體40以速率cot的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生變動磁場，從而是主運(yùn)動。工件32的速率為ω 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，及心軸單元22 和滑動單元16的速率為Vh和Vv的水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動把工件32的新表面帶進(jìn)加熱區(qū)或 加熱帶中，從而被稱為進(jìn)給運(yùn)動。主運(yùn)動的速率(即，的值)由工件32的所需硬化性質(zhì) 確定；進(jìn)給運(yùn)動的速率(即，《w，Vh和Vv的值)由工件的幾何形狀，以及工件的所需硬化性 質(zhì)確定。
參考圖lb，旋轉(zhuǎn)磁體40在垂直平面和水平平面中的運(yùn)動，和齒輪32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 把齒輪的新表面32b帶進(jìn)在磁體40和齒輪齒面32b之間的間隙G附近的加熱帶或加熱區(qū) H中(圖5)。從而，例如，在把齒輪32安裝在工件夾具30上的情況下，借助心軸單元22沿 著導(dǎo)向裝置20的移動，可以降低(或者升高)磁體40，從而使磁體40與齒輪的齒面形成 加熱關(guān)系，如圖Ib中所示。已知通過在齒面32b之間旋轉(zhuǎn)磁體40，和通過沿著齒寬移動磁體(如果需要的話)，齒面會被加熱。當(dāng)這兩個(gè)齒面已被熱處理時(shí)，能夠在垂直平面中移動 心軸單元22 (從而移動磁體40)，以把磁體40移動到加熱帶H之外。隨后可旋轉(zhuǎn)齒輪32， 以使兩個(gè)新齒面與磁體對準(zhǔn)。隨后可降低磁體40，以使磁體與所述兩個(gè)新齒面形成鄰近加 熱。可繼續(xù)該過程，直到所有齒面都被熱處理為止。這描述了步進(jìn)進(jìn)給運(yùn)動。
齒輪表面和磁體40之間的距離由軸A1和A2之間的距離確定。盡管圖Ia中未示 出，不過可以形成第三導(dǎo)向裝置，以使磁體能夠沿垂直于軸A1和A2的第三條軸移動。這便 于改變軸A1和A2之間的距離，從而改變磁體40和待熱處理表面之間的間隙。還便于使用 確定直徑的磁體熱處理范圍更寬的齒輪直徑。
為了加熱正齒輪齒面，使工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(速率《t)和磁體40的水平運(yùn)動(速 率\)同步或協(xié)調(diào)，以建立共軛運(yùn)動，類似于齒條和小齒輪的嚙合。這種共軛運(yùn)動沿著齒根 面掃描或掠過齒輪齒面32b，從而把新表面送入感應(yīng)加熱帶。磁體的垂直運(yùn)動(速率Vv)沿 著齒寬掃描(或掠過)齒輪齒面32b。即，使磁體40從齒輪的一個(gè)表面穿過齒寬移動到齒 輪的相反面(即，就圖4來說，從左到右，或者從右到左)。這把未加熱的表面帶入加熱帶H 中(圖幻?？梢韵胂裨谶@種情況下，進(jìn)給運(yùn)動(工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和磁體的水平運(yùn)動)是連 續(xù)的，磁體的垂直進(jìn)給運(yùn)動是步進(jìn)的。
對斜齒輪來說，用分度設(shè)備(未示出)使軸Al傾斜，Vh由兩個(gè)分量構(gòu)成連續(xù)分 量Vhi和步進(jìn)分量VH2。連續(xù)分量Vm與ω 同步，從而在磁體40和齒輪32之間建立共軛運(yùn) 動；步進(jìn)分量Vh2與Vv同步，從而產(chǎn)生螺旋運(yùn)動?？赏瑯犹幚砦佪啞２贿^，對蝸輪來說，需要 使蝸輪圍繞與軸A1平行的軸旋轉(zhuǎn)。
盡管關(guān)于磁體40的運(yùn)動，說明了磁體的垂直和水平進(jìn)給運(yùn)動(速率SV1^PVv)(通 過移動滑動單元和心軸單元)，不過通過沿水平軸和垂直軸移動工件夾具30 (從而移動工 件32)，可產(chǎn)生垂直和水平進(jìn)給運(yùn)動。在這種情況下，所有的進(jìn)給運(yùn)動會涉及齒輪32相對 于磁體40的移動，磁體40會在X，y，ζ坐標(biāo)系中的固定位置旋轉(zhuǎn)。如上結(jié)合心軸單元和滑 動單元的移動所述，設(shè)備10可被構(gòu)造成使得能夠沿三個(gè)軸移動工件夾具30 (從而移動工件 32)。
在上面說明的例證實(shí)施例中，借助磁體的沿著齒根面和齒寬的掃描(或掠過)，熱 處理整個(gè)齒輪齒面，如圖4和5中所示。優(yōu)點(diǎn)在于可以使用相同的工具件(即，磁體)加熱 具有同樣嚙合角的各種模件的齒輪。這將節(jié)省小批量生產(chǎn)的加工成本。另一方面，圓盤46 的錐形表面50b，以及磁鐵的錐形或傾斜側(cè)面(它們定義磁鐵的北極和南極)可被仿形加 工，以模仿齒輪齒隙輪廓，如圖5中所示。這種情況下，水平進(jìn)給運(yùn)動Vh不是必需的，磁體 沿著齒寬掃描齒輪齒面。8
權(quán)利要求
1.一種借助磁感應(yīng)加熱，熱處理輪齒(32a)的設(shè)備(10)；所述設(shè)備包括磁體GO)；所述磁體包括圓盤G4)，圓盤04)具有圍繞所述圓盤的圓周布置的多個(gè)永 磁鐵(58)或者多組磁鐵；所述多個(gè)磁鐵或多組磁鐵具有限定所述磁鐵或一組磁鐵的北極 和南極的相反外表面(58a，b)；所述多個(gè)磁鐵或多組磁鐵磁極交替地環(huán)繞所述圓盤排列； 所述磁體GO)與第一軸(A1)同心，并且可繞所述第一軸(A1)旋轉(zhuǎn)；所述磁體可在第一平面 中旋轉(zhuǎn)；心軸傳動裝置(22)，所述心軸傳動裝置0 操作上與所述磁體GO)連接，以在所述第 一平面中繞所述第一軸(A1)旋轉(zhuǎn)所述磁體；工件夾具(30)，所述工件夾具(30)適合于可拆卸地固定具有待熱處理的齒面(32b) 的齒輪(3 ；所述工件夾具與第二軸(A2)同心，并可繞所述第二軸(A2)旋轉(zhuǎn)；所述第一軸 (A1)與所述第二軸(A2)分隔開；工件傳動裝置，所述工件傳動裝置操作上與所述工件夾具連接，以在所述第二平面中 繞所述第二軸旋轉(zhuǎn)所述工件；和使所述磁體GO)和/或工件夾具(30)相對于彼此移動，從而使所述磁體和齒輪齒面 相互形成鄰近加熱；以致所述磁體的旋轉(zhuǎn)引起所述齒輪齒面的加熱的裝置(16，22)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述工件夾具(30)可在第二平面中旋轉(zhuǎn)；所述第二 平面與所述第一平面相交。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括基座(12)；用于移動的所述裝置(16，22)包括可平 行于所述第一軸(A1),沿著所述基座移動的滑動塊(16)，和可平行于所述第二軸(A2),相對 于所述滑動塊移動的心軸塊0 ；所述磁體GO)可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述心軸塊0 上。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述磁體的圓盤G4)包括內(nèi)部部分(46)，和從內(nèi)部 部分的徑向外表面徑向延伸的保持架G8)；所述內(nèi)部部分G6)具有正面和背面(50)；所述正面和背面都具有內(nèi)部部分(50a)和 傾斜的外部部分(50b)；傾斜的外部部分(50b)朝著彼此傾斜，以致所述圓盤G4)厚度減所述保持架G8)包括從所述內(nèi)部部分(50)的所述徑向外表面徑向向外延伸的多個(gè)梯 形分隔物(52)，和環(huán)繞所述分隔物延伸的環(huán)狀圍欄(54)；所述分隔物和圍欄結(jié)合地限定多 個(gè)型腔(56)，所述磁鐵(58)安放在所述型腔中。
5. 一種熱處理具有輪齒(32a)的齒輪(3 的方法；所述方法包括(a)可拆卸地把所述齒輪(32)安裝在工件夾具(30)上；(b)移動磁體G0)和所述工件夾具(30)之一，使所述齒輪(3 和所述磁體00)形成 鄰近加熱；所述磁體G0)包括圓盤(44)，圓盤04)具有圓周面，和從所述圓周面延伸出的 多個(gè)磁鐵(58)或者多組磁鐵；所述多個(gè)磁鐵或多組磁鐵具有限定北極和南極的相反表面 (58a, b)；所述多個(gè)磁鐵(5 或多組磁鐵磁極交替地環(huán)繞所述圓盤G4)排列；所述移動所 述磁體G0)和所述工件夾具(30)之一的步驟包括相對于彼此布置所述磁體G0)和所述 工件夾具(30)，以致所述磁體的所述多個(gè)磁鐵或多組磁鐵的所述相反表面(58a，b)面向待 處理的所述輪齒(32a)的表面(3 )；(c)在所述磁體G0)和齒輪(3 相互形成鄰近加熱的時(shí)候，使所述磁體G0)旋轉(zhuǎn)期 望的時(shí)間量，從而熱處理與所述磁體形成鄰近加熱的所述輪齒(32a)的表面(32b)；(d)相對于所述磁體GO)和所述工件夾具(30)中的一個(gè)，移動所述磁體GO)和所述 工件夾具(30)中的另一個(gè)，從而使所述齒輪(3 的不同表面與所述磁體GO)形成鄰近加 熱；和(e)對每對相對的齒輪齒面(32b)重復(fù)步驟(b)-(d)，直到熱處理了所有所述齒輪齒面 為止。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述步驟(d)包括相對于所述磁體和所述工件中的 一個(gè)，移動所述磁體和所述工件中的另一個(gè)，以分離所述磁體和所述齒輪，以致所述磁體和 齒輪不再相互形成鄰近加熱；旋轉(zhuǎn)所述工件夾具(30)，以把未被處理的齒輪齒面(32b)帶 到待加熱的位置；隨后相對于所述磁體和所述工件中的一個(gè)，移動所述磁體和所述工件中 的另一個(gè)，以使所述齒輪的不同表面與所述磁體形成鄰近加熱。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟(b)和(d)的所述移動步驟包括相對于所述工 件夾具(30)移動所述磁體GO)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中移動所述磁體00)的所述步驟包括在垂直平面中移 動所述磁體。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中使所述磁體00)往復(fù)地連續(xù)移動經(jīng)過所述齒輪齒面 (32b)；以便于按期望量熱處理所述齒輪齒面的速率，移動所述磁體。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)所述工件夾具(30)，當(dāng)所述磁體00) 與所述齒輪(3 脫離鄰近加熱關(guān)系時(shí)，旋轉(zhuǎn)所述工件夾具，以把未處理的齒輪齒面移動到 所述磁體的路線上，從而熱處理所述齒輪齒面。
全文摘要
一種借助磁感應(yīng)加熱，熱處理輪齒(32a)的表面(32b)的設(shè)備(10)，包括安裝在基座(12)上的磁體(40)和工件(或者齒輪)夾具(30)。磁體(40)可繞第一軸(A1)在第一平面中旋轉(zhuǎn)，工件夾具(30)(齒輪(32)能夠可拆卸地安裝于其上)可在第二平面中繞第二軸(A2)旋轉(zhuǎn)。第一和第二軸(A1，A2)彼此分隔開，第一平面和第二平面彼此相交。設(shè)備(10)包括機(jī)構(gòu)(16，22)，所述機(jī)構(gòu)(16，22)相對于彼此地移動磁體(40)和/或工件夾具(30)，以致磁體(40)和工件夾具(30)能夠在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置，磁體(40)和安裝在工件夾具(30)上的齒輪(32)相互形成鄰近加熱，在所述第二位置，磁體(40)和齒輪(32)相互脫離鄰近加熱。
文檔編號C21D9/32GK102037780SQ200980116965
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者斯蒂芬·B·菲奇, 斯蒂芬·約翰遜, 艾小蘭 申請人:迪姆肯公司