專利名稱：一種曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種淬火裝置及淬火工藝，特別涉及到一種曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝。
背景技術：
通用動力發(fā)動機一般被簡稱為通機。曲軸是通機中最重要的零件之一。它的功用是將活塞的直線往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，并輸出力矩，驅(qū)動與其配 接的外在工作裝置，此外還驅(qū)動配氣機構(gòu)、點火機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)等控制機構(gòu)。通常，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)動機飛輪，輸出端桿部主要連接外部，輸出發(fā)動機動力。由于連桿軸頸在工作狀態(tài)時存在著較嚴重的應力集中，即要求連桿軸頸表面有較高的強度，又要求有較高的韌性，因此，通常采用高頻淬火的方式對連桿軸頸進行強化處理?，F(xiàn)有技術曲軸連桿軸頸淬火裝置包括曲軸固定機構(gòu)和淬火線圈，淬火線圈為形狀和大小相同的兩個半圓環(huán)，兩個半圓環(huán)的一端鉸鏈連接，在對連桿軸頸進行淬火時，將淬火線圈的其中一個半圓環(huán)打開，將連桿軸頸放置于半圓環(huán)中，再將另一個半圓環(huán)蓋上，當線圈接通高頻電源后，在線圈內(nèi)部產(chǎn)生高頻磁場，從而對線圈所包圍的連桿軸頸進行表面加熱并淬火。顯然，為了使連桿軸頸放置于淬火線圈中，現(xiàn)有技術的淬火線圈需設置比較窄，且為兩個半圓環(huán)拼湊成圓，在兩半圓環(huán)的鉸接處其電流電壓也不穩(wěn)定，因此，對曲軸連桿軸頸的加熱并不完全均勻，造成連桿軸頸淬火不均勻和應力集中，在工況較惡劣的情況下，連桿軸頸斷裂的幾率相對較高。顯然，現(xiàn)有技術的淬火裝置及淬火工藝，存在著連桿軸頸淬火不完全、易斷裂、淬火不均勻和應力集中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝存在的連桿軸頸淬火不完全、易斷裂、淬火不均勻和應力集中等問題，本發(fā)明提出一種曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置，包括上、下偏心座、淬火感應頭和冷卻液噴頭，其中，上、下偏心座對稱、同軸設置于基座上部和底部，每個偏心座上均設置有頂入曲軸中心孔的頂針，且上偏心座由氣動裝置控制能相對于下偏心座相向運動，下偏心座安裝在基座底部由轉(zhuǎn)動機構(gòu)控制能夠沿中心旋轉(zhuǎn)；淬火感應頭設置在上、下偏心座之間，且連接高頻電源；冷卻液噴頭設置在淬火感應頭正上方；所述淬火感應頭由高導磁矽鋼片層疊組成長方體，其內(nèi)側(cè)面為半圓弧型，并且，半圓弧型的半徑和層疊厚度分別與連桿軸頸的直徑和連桿軸頸寬度相匹配。進一步的，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置淬火感應頭的半圓弧型的半徑與連桿軸頸的直徑相匹配是指淬火感應頭半圓弧的弧心與連桿軸頸的圓心在同一軸線上，且兩者的半徑相差1 2 mm。進一步的，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置淬火感應頭的層疊厚度與連桿軸頸的寬度相匹配是指層疊厚度與連桿軸頸的寬度基本相同。進一步的，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置冷卻液噴頭為半圓弧形噴水管，且在半圓弧形噴水管內(nèi)側(cè)設置有與弧心軸線呈90°的噴水孔,噴水孔的孔徑為￠1.5 mm。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火工藝，采用本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置對曲軸連桿軸徑進行高頻淬火，包括以下步驟
(1)將曲軸豎直放置在上、下偏心座之間，上偏心座由氣動裝置控制相對于下偏心座運動，設直在偏心座上的頂針頂入曲軸中心孔將曲軸固定在上、下偏心座之間，此時，曲軸連桿軸頸正好放置于淬火感應頭內(nèi)，淬火感應頭內(nèi)圓弧面與曲軸連桿軸頸的間隙為I. 8^2mm ；
(2)開啟轉(zhuǎn)動機構(gòu)，固定在上、下偏心座之間的曲軸以2(T24r/min的速度以連桿軸頸的軸心線為圓心轉(zhuǎn)動，同時，開啟淬火感應頭的電源，電流為14(Tl65 A； (3)曲軸旋轉(zhuǎn)7 8圈后，關閉淬火感應頭的電源，與此同時開啟冷卻液噴頭的開關，此時，曲軸仍保持轉(zhuǎn)動，冷卻液均勻的噴灑在連桿軸頸處；
(4)連桿軸頸處完全冷卻后，關閉轉(zhuǎn)動機構(gòu)和冷卻液開關，開啟氣動裝置，上偏心座退回,取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸，即完成對曲軸連桿軸頸的高頻淬火處理。進一步的，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火工藝的步驟(3)所述冷卻液為自來水。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝的有益技術效果是克服了現(xiàn)有技術圓角部位容易應力集中斷裂的問題，大大提高了曲軸強度，避免了連桿軸頸因強度不足導致斷裂的情況。


附圖I為本發(fā)明曲軸連桿軸頸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)明曲軸連桿軸頸淬火裝置淬火感應頭的三維示意圖。下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝做進一步說明。
具體實施例方式附圖I為本發(fā)明曲軸連桿軸頸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)明曲軸連桿軸頸淬火裝置淬火感應頭的三維示意圖，圖中，I為上偏心座、2為下偏心座，3為淬火感應頭，4為冷卻液噴頭，5為曲軸。由圖可知，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置，包括上、下偏心座(I，2 )、淬火感應頭3和冷卻液噴頭4，其中，上、下偏心座(I，2 )對稱、同軸設置于基座上部和底部，每個偏心座上均設置有頂入曲軸中心孔的頂針，且上偏心座I由氣動裝置控制能相對于下偏心座2相向運動，下偏心座2安裝在基座底部由轉(zhuǎn)動機構(gòu)控制能夠沿中心旋轉(zhuǎn)；淬火感應頭3設置在上、下偏心座2之間，且連接高頻電源；冷卻液噴頭設置在淬火感應頭3正上方；所述淬火感應頭3由高導磁矽鋼片層疊組成長方體，其內(nèi)側(cè)面為半圓弧型，并且，半圓弧的半徑和層疊厚度分別與連桿軸頸的直徑和連桿軸頸寬度相匹配。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置的上、下偏心座(1、2)的主要功能是夾持并固定曲軸，并使曲軸能夠以連桿軸頸的軸線為中心旋轉(zhuǎn)。采用氣動裝置控制上偏心座I移動能夠方便曲軸的夾持，采用偏心座上的頂針頂入曲軸中心孔能夠保證在夾持時準確定位，而采用偏心座夾持曲軸則能夠保證在基座旋轉(zhuǎn)時，曲軸能夠以連桿軸頸的軸線為中心旋轉(zhuǎn)。淬火感應頭3是本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置的主要感應加熱部件，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置沒有采用感應線圈的方式進行感應加熱，而是采用淬火感應頭。淬火感應頭3由高導磁矽鋼片層疊組成長方體，其內(nèi)側(cè)面為半圓弧型，兩邊分別與高頻電源相連接。實際上，可以將淬火感應頭3視為一連接在高頻電路中的導線，由于高頻電流的流動，在導線的外沿會產(chǎn)生高頻磁場，因此，靠近該高頻磁場的金屬可能被加熱。為了保證淬火感應頭3產(chǎn)生的高頻磁場能夠有效的對連桿軸頸表面進行感應加熱，因此，要求淬火感應頭3的半圓弧型的半徑與連桿軸頸的直徑相匹配，即淬火感應頭3半圓弧型的弧心與連桿軸頸的圓心在同一軸線上，且兩者的半徑相差廣2 mm。層疊厚度與連桿軸頸的寬度相匹配，即層疊厚度與連桿軸頸的寬度基本相同。這樣，能夠保證連桿軸頸外圓與淬火感應頭3的內(nèi)圓之間的間距完全相等，且淬火感應頭3的厚度連桿軸頸的寬度也基本相同，使得淬火感應頭3所產(chǎn)生高頻磁場能夠均勻的對連桿軸頸的對應面進行感應加熱，再加上曲軸本身的旋轉(zhuǎn)，使得淬火感 應頭3在動態(tài)的情況下對連桿軸頸的對應面進行感應加熱。為保證連桿軸頸表面加熱后的冷卻效果，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置在淬火感應頭3的正上方設置冷卻液噴頭4，所述冷卻液噴頭4為半圓弧形噴水管，且在半圓弧形噴水管內(nèi)側(cè)設置有與弧心軸線呈90°的噴水孔，噴水孔的孔徑為￠1.5 _。由此,保證冷卻效果。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火工藝，采用本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置對曲軸連桿軸徑進行高頻淬火，包括以下步驟
(1)將曲軸豎直放置在上、下偏心座(I、2)之間，上偏心座(I)由氣動裝置控制相對于下偏心座運動，設置在偏心座上的頂針頂入曲軸中心孔將曲軸固定在上、下偏心座(I、2)之間,此時，曲軸連桿軸頸正好放置于淬火感應頭3內(nèi)，淬火感應頭內(nèi)3圓弧面與曲軸連桿軸頸的間隙為1.8 2 mm；
(2)開啟轉(zhuǎn)動機構(gòu)，固定在上、下偏心座(I、2)之間的曲軸以2(T24r/min的速度以連桿軸頸的軸心線為圓心轉(zhuǎn)動，同時，開啟淬火感應頭3的電源，電流為14(Tl65 A ；
(3)曲軸旋轉(zhuǎn)71圈后，關閉淬火感應頭3的電源，與此同時開啟冷卻液噴頭4的開關，此時，曲軸仍保持轉(zhuǎn)動，冷卻液均勻的噴灑在連桿軸頸處；
(4)連桿軸頸處完全冷卻后，關閉轉(zhuǎn)動機構(gòu)和冷卻液開關，開啟氣動裝置，上偏心座I退回,取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸5，即完成對曲軸連桿軸頸的高頻淬火處理。為經(jīng)濟環(huán)保，本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火工藝的步驟(3)所述冷卻液為自來水。本發(fā)明曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝的有益技術效果是克服了現(xiàn)有技術圓角部位容易應力集中斷裂的問題，大大提高了曲軸強度，避免了連桿軸頸因強度不足導致斷裂的情況。
權利要求
1.一種曲軸連桿軸頸淬火裝置，其特征在于，包括上、下偏心座、淬火感應頭和冷卻液噴頭，其中，上、下偏心座對稱、同軸設置于基座上部和底部，每個偏心座上均設置有頂入曲軸中心孔的頂針，且上偏心座由氣動裝置控制能相對于下偏心座相向運動，下偏心座安裝在基座底部由轉(zhuǎn)動機構(gòu)控制能夠沿中心旋轉(zhuǎn)；淬火感應頭設置在上、下偏心座之間，且連接高頻電源；冷卻液噴頭設置在淬火感應頭正上方；所述淬火感應頭由高導磁矽鋼片層疊組成長方體，其內(nèi)側(cè)面為半圓弧型，并且，半圓弧型的半徑和層疊厚度分別與連桿軸頸的直徑和連桿軸頸寬度相匹配。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種曲軸連桿軸頸淬火裝置，其特征在于，所述淬火感應頭的半圓弧型的半徑與連桿軸頸的直徑相匹配是指淬火感應頭半圓弧的弧心與連桿軸頸的圓心在同一軸線上，且兩者的半徑相差f2mm。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種曲軸連桿軸頸淬火裝置，其特征在于，所述淬火感應頭的層疊厚度與連桿軸頸的寬度相匹配是指層疊厚度與連桿軸頸的寬度基本相同。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種曲軸連桿軸頸淬火裝置，其特征在于，所述冷卻液噴頭為半圓弧形噴水管，且在半圓弧形噴水管內(nèi)側(cè)設置有與弧心軸線呈90°的噴水孔，噴水孔的孔徑為￠1.5 mm。
5.一種曲軸連桿軸頸淬火工藝，采用一種曲軸連桿軸頸淬火裝置對曲軸連桿軸徑進行高頻淬火，其特征在于，包括以下步驟 (1)將曲軸豎直放置在上、下偏心座之間，上偏心座由氣動裝置控制相對于下偏心座運動，設直在偏心座上的頂針頂入曲軸中心孔將曲軸固定在上、下偏心座之間，此時，曲軸連桿軸頸正好放置于淬火感應頭內(nèi)，淬火感應頭內(nèi)圓弧面與曲軸連桿軸頸的間隙為I. 8^2mm ； (2)開啟轉(zhuǎn)動機構(gòu)，固定在上、下偏心座之間的曲軸以2(T24r/min的速度以連桿軸頸的軸心線為圓心轉(zhuǎn)動，同時，開啟淬火感應頭的電源，電流為14(Tl65 A ； (3)曲軸旋轉(zhuǎn)7 8圈后，關閉淬火感應頭的電源，與此同時開啟冷卻液噴頭的開關，此時，曲軸仍保持轉(zhuǎn)動，冷卻液均勻的噴灑在連桿軸頸處； (4)連桿軸頸處完全冷卻后，關閉轉(zhuǎn)動機構(gòu)和冷卻液開關，開啟氣動裝置，上偏心座退回,取下已經(jīng)淬火完畢的曲軸，即完成對曲軸連桿軸頸的高頻淬火處理。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種曲軸連桿軸頸淬火工藝，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)有技術曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝存在的連桿軸頸淬火不完全、易斷裂、淬火不均勻和應力集中等問題，本發(fā)明提出一種曲軸連桿軸頸淬火裝置及淬火工藝，裝置包括上、下偏心座淬火感應頭和冷卻液噴頭，其中，上、下偏心座對稱、同軸設置于基座上部和底部，每個偏心座上均設置有頂入曲軸中心孔的頂針，且上偏心座由氣動裝置控制能相對于下偏心座相向運動，下偏心座安裝在基座底部由轉(zhuǎn)動機構(gòu)控制能夠沿中心旋轉(zhuǎn)；淬火感應頭設置在上、下偏心座之間，且連接高頻電源；冷卻液噴頭設置在淬火感應頭正上方；本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術圓角部位容易應力集中斷裂的問題，大大提高了曲軸強度，避免了連桿軸頸因強度不足導致斷裂的情況。
文檔編號C21D9/30GK102776349SQ20121027100
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者曹正素, 盛明和 申請人:重慶歇馬機械曲軸有限公司