專(zhuān)利名稱(chēng)：勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以勻速萬(wàn)向節(jié)為工件，并根據(jù)工件的種類(lèi)進(jìn)行高頻淬火的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置。
(2)背景技術(shù)作為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)部件等使用的勻速萬(wàn)向節(jié)(CVJConstant Velocity universalJoints)已開(kāi)發(fā)制造的形式有多種多樣，圖8中給出其中具有代表性的一種。同圖其中(A)中所示的工件W1是直接驅(qū)動(dòng)罩胎輪、并能上下左右(轉(zhuǎn)動(dòng))活動(dòng)自如的勻速萬(wàn)向節(jié)。同圖(B)中所示的工件W2是能夠與插入差動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)面齒輪上的軸一起滑動(dòng)的勻速萬(wàn)向節(jié)。同圖(C)中所示的工件W3雖然也是與同圖(B)同一種類(lèi)的勻速萬(wàn)向節(jié)，但屬于凹型。
對(duì)勻速萬(wàn)向節(jié)的內(nèi)應(yīng)力容易集中的部分進(jìn)行熱處理，以圖增加該部分的強(qiáng)度。即，當(dāng)工件為圖8(A)中所示的工件W1時(shí)，對(duì)桿軸部w11的外表面和杯部w12的內(nèi)表面進(jìn)行高頻淬火，當(dāng)工件為圖8(B)中所示的工件W2時(shí)，對(duì)桿軸部w21的外表面及杯部w24內(nèi)的溝部w22進(jìn)行高頻淬火，而當(dāng)工件為圖8(C)中所示的工件W3時(shí)，對(duì)頭部w34內(nèi)的花鍵孔w31及杯部33內(nèi)的溝部w32進(jìn)行高頻淬火。
進(jìn)行這種勻速萬(wàn)向節(jié)的高頻淬火時(shí)，通常使用勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置。但是，由于淬火面的形狀和硬化層的模式及其深度等隨工件的種類(lèi)以及淬火部位的不同而完全不同，所以，分別提供對(duì)各工件的桿軸部w11、w21、溝部w22、w32以及花鍵孔w31個(gè)別進(jìn)行淬火的專(zhuān)用裝置，根據(jù)需要進(jìn)行選用。
然而，在所述的以往例中，對(duì)勻速萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行淬火時(shí)，由于需要幾臺(tái)專(zhuān)用裝置，帶來(lái)了設(shè)置空間大、設(shè)備成本高的問(wèn)題。另外，由于進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，向加熱線圈供給的高頻電流的頻率根據(jù)淬火部位的不同而有所差異，因此需要使用多臺(tái)電源。而且，為了提高熱處理工藝的效率，依次將多個(gè)工件自動(dòng)地搬運(yùn)到各專(zhuān)用裝置時(shí)，需要在不同的專(zhuān)用裝置上同時(shí)進(jìn)行感應(yīng)加熱，這就需要大容量的電源設(shè)備，這一點(diǎn)也提高了設(shè)備成本。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種不但能夠?qū)ι婕岸喾N形式的勻速萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行高頻淬火，而且設(shè)置空間小、設(shè)備成本低的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置。
本發(fā)明的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置是一種以勻速萬(wàn)向節(jié)為工件，根據(jù)工件的種類(lèi)進(jìn)行相應(yīng)的高頻淬火的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置。具體而言，本裝置設(shè)有對(duì)工件桿軸部的外表面進(jìn)行淬火的第1淬火工位，對(duì)工件的杯部?jī)?nèi)面和/或工件內(nèi)形成的溝部進(jìn)行淬火的第2淬火工位，對(duì)工件內(nèi)形成的花鍵孔內(nèi)表面進(jìn)行淬火的第3淬火工位，將工件搬運(yùn)至各工位的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，生成對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱所需的、可變頻高頻電流的高頻電源，可將從高頻電源輸出的高頻電流向配置于各淬火工位的加熱線圈進(jìn)行切換輸出的電流切換部，設(shè)定輸入進(jìn)行高頻淬火的工件的種類(lèi)的設(shè)定輸入部，以及預(yù)先為每種工件建立進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式并根據(jù)與通過(guò)設(shè)定輸入部設(shè)定的工件的種類(lèi)相對(duì)應(yīng)的順序模式對(duì)第1、第2、第3淬火工位、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、高頻電源和電流切換部進(jìn)行控制的順序控制部。
這種結(jié)構(gòu)可進(jìn)行多種勻速萬(wàn)向節(jié)的高頻淬火，因此與以往例不同，不必使用幾臺(tái)專(zhuān)用裝置，可提高熱處理工藝的效率。而且，由于采用可變頻率的高頻電源來(lái)生成對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱所需的高頻電流，可根據(jù)工件的種類(lèi)和淬火部位改變電流的頻率，因此，與以往例不同，不必使用幾臺(tái)電源，因此可縮小設(shè)置空間，并降低設(shè)備成本。
理想的是，在第1工位和第2工位之間配置對(duì)工件的位置進(jìn)行分度的分度工位。在這種情況下，順序控制部可采取根據(jù)對(duì)應(yīng)于通過(guò)設(shè)定輸入部設(shè)定的工件種類(lèi)的順序模式對(duì)包括分度工位在內(nèi)的各工位進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。
采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，不需要在搬運(yùn)工件時(shí)使工件的溝方向保持一致，因此，可進(jìn)一步提高熱處理工藝的效率。另外，由于在工件的溝部和加熱線圈之間的間隙一定的情況下進(jìn)行感應(yīng)加熱，通過(guò)這一點(diǎn)可保證高質(zhì)量的高頻淬火。
理想的是，在順序模式搬運(yùn)多個(gè)工件依次進(jìn)行淬火的過(guò)程中，對(duì)分別位于第1淬火工位和第2淬火工位或第2淬火工位和第3淬火工位的各工件以分時(shí)方式進(jìn)行感應(yīng)加熱。
采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，可在各工位上同時(shí)進(jìn)行對(duì)工件的感應(yīng)加熱，因此，可使用容量小的電源，由此可進(jìn)一步降低設(shè)備成本。
理想的是，第1淬火工位由用加熱線圈對(duì)工件的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱部、分別位于加熱部?jī)蓚?cè)并用以冷卻加熱工件的桿軸部的第1、第2冷卻部、將工件從加熱部向第1、第2冷卻部交替移動(dòng)的往復(fù)機(jī)構(gòu)、作為將工件向工位入口、加熱部、工位出口依次移動(dòng)的機(jī)構(gòu)可將分別位于工位入口、加熱部的工件同時(shí)分別搬運(yùn)至加熱部、工位出口的處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在這種情況下的順序模式在控制第1淬火工位時(shí)，使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件a從工位入口處搬運(yùn)至加熱部，一方面使加熱部工作，對(duì)工件a的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱，另一方面使處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作以回到初始位置，在工件a的加熱結(jié)束后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)工作，將工件a從加熱部移至第1冷卻部，一方面使第1冷卻部工作，以冷卻工件a的桿軸部，另一方面使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件b從工位入口搬運(yùn)至加熱部，在冷卻工件a的期間，一方面使加熱部工作，對(duì)工件b的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱，另一方面使處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作以回到初始位置。在工件a的冷卻和工件b的加熱結(jié)束之后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作，將工件a從第1冷卻部移至加熱部并將工件b從加熱部移至第2冷卻部，一方面使第2冷卻部工作，對(duì)工件b的桿軸部進(jìn)行冷卻，另一方面使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件a從加熱部搬運(yùn)至工位出口處，將工件c從工位入口處搬運(yùn)至加熱部，并使加熱部工作，對(duì)工件c進(jìn)行感應(yīng)加熱，在工件b的冷卻和工件c的加熱結(jié)束之后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)工作，將工件b從第1冷卻部移至加熱部，將工件c從加熱部移至第1冷卻部，并重復(fù)進(jìn)行所述一系列的處理過(guò)程。另外，用搬運(yùn)機(jī)構(gòu)按順序搬運(yùn)的多個(gè)工件從最初運(yùn)到的工件開(kāi)始依次為a、b、c。
采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，分別對(duì)前后相鄰的2個(gè)工件進(jìn)行的感應(yīng)加熱后的冷卻和冷卻前的感應(yīng)加熱是同時(shí)進(jìn)行的，因此，可縮短對(duì)多個(gè)工件的桿軸部進(jìn)行淬火所需的時(shí)間，進(jìn)一步提高熱處理工序的效率。
(4)


圖1為說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的圖，表示勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置的部分省略正面圖。
圖2為同一裝置的第2淬火工位部分省略側(cè)面圖。
圖3為同一裝置的內(nèi)部部分省略平面圖。
圖4為同一裝置的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)部分的正面圖。
圖5為同一裝置的電氣結(jié)構(gòu)圖。
圖6為同一裝置的高頻電源及電流切換部的電路圖。
圖7為說(shuō)明同一裝置的第1工位處理機(jī)構(gòu)及往復(fù)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的俯視模式圖。
圖8為一種典型的勻速萬(wàn)向節(jié)工件的縱斷面圖和杯部橫斷面圖。
(5)具體實(shí)施方式
下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在此展示的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置是以作為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)部件使用的勻速萬(wàn)向節(jié)為工件W，并根據(jù)工件W的種類(lèi)進(jìn)行高頻淬火的裝置?？捎帽狙b置進(jìn)行淬火的工件W種類(lèi)有如圖8所示的工件W1、工件W2以及工件W3。
本裝置由圖1至圖4所示的第1淬火工位10、分度工位20、第2淬火工位30、第3淬火工位40和搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50，圖6所示的高頻電源60和電流切換部70以及如圖5所示的設(shè)定輸入部80和順序控制部90構(gòu)成。第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50和電流切換部70幾乎都位于機(jī)殼H1內(nèi)，而設(shè)定輸入部80則位于機(jī)殼H2內(nèi)。高頻電源60、順序控制部90以及冷卻水供給單元(圖中省略)設(shè)置在機(jī)殼H1、H2的附近。
下面參照?qǐng)D1至圖4以及圖7對(duì)本裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。第1淬火工位10是圖1、圖3和圖7中所示的工件W為工件W1或工件W2時(shí)，對(duì)桿軸部w11或w21的外表面進(jìn)行淬火的裝置。
在本實(shí)施例中使用所謂半開(kāi)放鞍型線圈作為加熱線圈111。此處所說(shuō)的半開(kāi)放鞍型線圈由銅管等制成，并由在桿軸部w11的外表面，沿其長(zhǎng)度方向以一定間隔配置的一對(duì)直線狀部分和分別連接在接近直線部分的兩端并且在桿軸部w11的外表面沿其圓周方向配置的半圓狀部分構(gòu)成。
在第1淬火工位10，使工件W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，用加熱線圈111進(jìn)行感應(yīng)加熱，然后，在使工件W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，向其上噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。如果將由搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50搬運(yùn)的多個(gè)工件從最初搬運(yùn)的工件依次用a、b、c表示(參見(jiàn)圖7)，則同時(shí)進(jìn)行感應(yīng)加熱結(jié)束后的工件a的冷卻和工件b的感應(yīng)加熱，然后，同時(shí)進(jìn)行工件b的冷卻與工件c的感應(yīng)加熱。
第1淬火工位10具體由使用加熱線圈111對(duì)工件W的桿軸部w11或w21進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱部11，分別配置于加熱部11的兩側(cè)并對(duì)感應(yīng)加熱后的工件W的桿軸部w11或w21進(jìn)行冷卻的第1、第2冷卻部12、13，支持工件W在圖1中沿左右方向自由移動(dòng)并可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)17(參見(jiàn)圖7)，獨(dú)立決定放在工作臺(tái)17上的2個(gè)工件W的各自位置并使其旋轉(zhuǎn)的桿定心機(jī)構(gòu)14，使放在工作臺(tái)17上的2個(gè)工件W與桿定心機(jī)構(gòu)14一起從加熱部12到第1、第2冷卻部12、13之間交替移動(dòng)的往復(fù)機(jī)構(gòu)15，作為將工件W依次向工位入口a、加熱部11、工位出口b處移動(dòng)的處理機(jī)構(gòu)并可使工位入口a、加熱部11上的2個(gè)工件W同時(shí)分別移至加熱部11、工位出口b處的處理機(jī)構(gòu)16構(gòu)成。各組成部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下。
加熱部11設(shè)置在由處理機(jī)構(gòu)16從工位入口a處搬運(yùn)的工件W的對(duì)面(參見(jiàn)圖7)，它具有在進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，使加熱線圈111向前方移動(dòng)，以便在接近工件W的加熱位置上定位，當(dāng)工件W在往復(fù)機(jī)構(gòu)15作用下移動(dòng)時(shí)，使加熱線圈111向后方移動(dòng)，以便在離開(kāi)工件W的退避位置上定位的功能。向加熱線圈111提供由高頻電源60輸出的10KHz高頻電流。
第1冷卻部12是在圖1中配置于加熱部11的左側(cè)的冷卻套，由它向通過(guò)往復(fù)機(jī)構(gòu)15從加熱部11移來(lái)的工件W的桿軸部w11或w21噴射冷卻液。第2冷卻部13是在圖1中配置于加熱部11的右側(cè)的冷卻套，具有與第1冷卻部12完全相同的結(jié)構(gòu)與功能。
桿定心機(jī)構(gòu)14上有端部可插入放在工作臺(tái)17上的2個(gè)工件W的桿軸部w11或w21上形成的小孔w13或w23中的定心軸141、142，定心軸141、142可獨(dú)立升降。在工作臺(tái)17上設(shè)有使工件W旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
往復(fù)機(jī)構(gòu)15是使桿定心機(jī)構(gòu)14在圖1中左右移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它使工作臺(tái)17上的2個(gè)工件W在由桿定心機(jī)構(gòu)14確定位置的狀態(tài)下，以加熱部11的位置為中心進(jìn)行左右移動(dòng)。
處理機(jī)構(gòu)16一方面用略呈L狀的臂161的各端部夾住工件W，另一方面，如圖7中所示，使臂161以90度的間距交互旋轉(zhuǎn)。
如上所述，第1淬火工位10的高頻淬火工件W的對(duì)象為工件W1和工件W2，工件W3只經(jīng)過(guò)第1淬火工位10而不在此進(jìn)行淬火。即，對(duì)工件W3進(jìn)行高頻淬火時(shí)，處理機(jī)構(gòu)16只起著搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50的部分作用。
如圖1至圖3所示，第2淬火工位30是當(dāng)工件W為工件W1時(shí)，對(duì)杯部w12的內(nèi)面進(jìn)行淬火，當(dāng)工件為工件W2、工件W3時(shí)，對(duì)溝部w22、w32進(jìn)行淬火的裝置。
在本實(shí)施例中，當(dāng)工件W為工件W1時(shí)，使用多匝線圈作為加熱線圈31。此處所說(shuō)的多匝線圈是由銅管等制成，沿杯部w12的內(nèi)壁卷繞成螺旋狀并可裝入杯部w12內(nèi)的線圈。另一方面，工件W為工件W2或工件W3時(shí)，使用下面所說(shuō)構(gòu)造的線圈作為加熱線圈32。所述線圈由銅管等制成，它具有沿溝部w22或32彎曲并且相互之間以120度的間距配置的3個(gè)線圈部分，以及在3個(gè)線圈部分的兩端分別沿垂直方向連接的、全長(zhǎng)比工件W的杯部w24或33更長(zhǎng)的導(dǎo)線部分，3個(gè)線圈部分可裝入按規(guī)定間隔打開(kāi)的3個(gè)溝部w22或32。
在第2淬火工位30，當(dāng)工件W為工件W1時(shí)，邊通過(guò)噴射冷卻液對(duì)其外表面進(jìn)行冷卻，邊使工件W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)用加熱線圈31對(duì)杯部w12的內(nèi)面進(jìn)行感應(yīng)加熱，然后，邊使工件W旋轉(zhuǎn)，邊向杯部w12的內(nèi)面噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。另一方面，當(dāng)工件W為工件W2或工件W3時(shí)，邊通過(guò)噴射冷卻液對(duì)其外表面進(jìn)行冷卻，邊用加熱線圈32對(duì)工件W的溝部w22或32進(jìn)行移動(dòng)加熱，與此同時(shí)，向溝部w22或32的加熱部分噴射冷卻液進(jìn)行移動(dòng)冷卻。
第2淬火工位30具體由對(duì)工件W的杯部w12的內(nèi)面進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱線圈31，對(duì)工件W的溝部w22或32進(jìn)行加熱的加熱線圈32，安裝在加熱線圈31上并向工件W的杯部w12的內(nèi)面噴射冷卻液的冷卻套33，安裝在加熱線圈32上并向工件W的溝部w22或32的加熱部分噴射冷卻液的冷卻套34，支持工件W可自由旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)35，安裝在工作臺(tái)35上并向工作臺(tái)35上的工件W的外表面噴射冷卻液的環(huán)狀冷卻套36，配置在工作臺(tái)35的下方，并能夠以容易安裝和拆卸的方式安裝第1淬火單元(加熱線圈31和冷卻套33)和第2淬火單元(加熱線圈32和冷卻套34)中的任何一個(gè)單元的淬火單元安裝臺(tái)37，配置在工作臺(tái)35的上方，并可在決定工作臺(tái)35上的工件W的位置的同時(shí)使工件旋轉(zhuǎn)的杯定心機(jī)構(gòu)38、使工作臺(tái)35升降的升降單元39等構(gòu)成。
向加熱線圈31、32供給由高頻電源60輸出的10KHz、50KHz高頻電流。在工作臺(tái)35的中央部分設(shè)有開(kāi)口，以便將安裝在淬火單元安裝臺(tái)37上的所述第1淬火單元或第2淬火單元的大部分插入工件W的杯部w12、33或33。杯定心機(jī)構(gòu)38的端部具有能與工作臺(tái)35上的工件W的前端部分相接的定心軸381，定心軸381可升降。升降單元39在對(duì)工件W1的杯部w12的內(nèi)面進(jìn)行淬火時(shí)，使工作臺(tái)35保持一定的高度位置，將所述第1淬火單元插入工件W1的杯部w12，而對(duì)工件W2、工件W3的溝部w22或32進(jìn)行淬火時(shí)，使工作臺(tái)35以一定速度下移動(dòng)，將所述外側(cè)第1淬火單元緩慢插入工件W1、工件W3的杯部w24或33中。另外，將第1/第2單元在淬火單元安裝臺(tái)37上安裝或拆卸時(shí)，使用升降單元39使工作臺(tái)35向上退避。(參見(jiàn)圖2)如圖1至圖3所示，分度工位20是設(shè)置在第1淬火工位10和第2淬火工位30之間，并在工件W為工件W2或工件W3時(shí)，對(duì)其方向進(jìn)行分度的裝置。
設(shè)置分度工位20的理由是在將工件W放在第2淬火工位30的工作臺(tái)35上的狀態(tài)下，使其溝部w22或32與加熱線圈32的所述線圈部位置相吻合，使加熱線圈32的線圈部與工件W的溝部w22或32之間保持一定的間隙。
分度工位20具體由能夠支持工件W可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)21，設(shè)置在工作臺(tái)21下方，并對(duì)工作臺(tái)21上的工件W的方向進(jìn)行分度的分度單元22，設(shè)置在工作臺(tái)21上方，決定使工作臺(tái)21上的工件W能夠自由旋轉(zhuǎn)的位置的杯定心機(jī)構(gòu)23構(gòu)成。各組成部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下。
杯定心機(jī)構(gòu)23具有端部嵌入放在工作臺(tái)21上的工件W前端部分的定心軸231，并使定心軸231旋轉(zhuǎn)自由地升降。
分度單元22具有通過(guò)設(shè)在工作臺(tái)21中央部位的開(kāi)口插入工件W的杯部w24或33內(nèi)的滾軸221。滾軸221具有與氣缸或脈沖電動(dòng)機(jī)等連接的桿部2211，在桿部2211的端部有向半徑方向安裝并能留有余地地插入工件W的溝部w22或32的大滾軸部2212。
分度單元22用傳感器對(duì)放在工作臺(tái)21上的工件W的溝部w22或32的方向進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，使與滾軸221相連接的脈沖電動(dòng)機(jī)和氣缸工作，升降滾軸221的同時(shí)，使其略微旋轉(zhuǎn)，以便對(duì)其滾軸部2212的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)整。
即，用所述傳感器檢測(cè)出放在工作臺(tái)21上的工件W的方向，運(yùn)行所述脈沖電動(dòng)機(jī)，調(diào)整滾軸部2212的方向，以便使?jié)L軸部2212能夠留有余地地插入工件W的溝部w22或32。在這種狀態(tài)下，使所述氣缸工作，從而使?jié)L軸221上升。于是，滾軸部2212可在不接觸工件W的情況下插入工件W的溝部w22或32。然后，使所述脈沖電動(dòng)機(jī)進(jìn)行微細(xì)動(dòng)作，緩慢改變滾軸部2212的方向。由于滾軸部2212與工件W的溝部w22或32的壁面相接觸，滾軸部2212的方向變化時(shí)，工件W的方向也被調(diào)整。如果所述傳感器檢測(cè)出的工件W的方向達(dá)到預(yù)先設(shè)定的指定方向，則停止所述脈沖電動(dòng)機(jī)的微細(xì)動(dòng)作，從而對(duì)放在工作臺(tái)21上的工件W的方向進(jìn)行分度。
如圖1和圖3所示，第3淬火工位40是當(dāng)工件W為工件W3時(shí)，對(duì)花鍵孔w31的內(nèi)表面進(jìn)行淬火的裝置。
在本實(shí)施例中，使用多匝線圈作為加熱線圈41。此處所說(shuō)的多匝線圈是由銅管等制成，沿著花鍵孔w31的內(nèi)面卷繞成圓形，并可裝入花鍵孔w31內(nèi)的線圈。
第3淬火工位40邊通過(guò)噴射冷卻液對(duì)工件W的外表面進(jìn)行冷卻，邊使工件W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，用加熱線圈41對(duì)花鍵孔w31的內(nèi)面進(jìn)行感應(yīng)加熱，然后，邊使工件W旋轉(zhuǎn)，邊向花鍵孔w31的內(nèi)面噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。
第3淬火工位40具體由對(duì)工件W的花鍵孔w31的內(nèi)面進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱線圈41，安裝在加熱線圈41上并向工件W的花鍵孔w31內(nèi)面噴射冷卻液的冷卻套42，向工件W的外表面噴射冷卻液的環(huán)狀冷卻套43，可放置工件W的工作臺(tái)44，升降第3淬火單元(加熱線圈41和冷卻套42、43)的升降單元45等構(gòu)成。向加熱線圈41提供從高頻電源60輸出的70KHz高頻電流。
如圖1至圖4所示，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50是將工件W依次向第1淬火工位10、分度工位20、第2淬火工位30、第3淬火工位40搬運(yùn)的裝置。
如圖1和圖3所示，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50具體由將淬火前的工件W搬運(yùn)至第1淬火工位10的工位入口a位置的入口輸送機(jī)51，配置在入口輸送機(jī)51的相對(duì)位置并搬出淬火結(jié)束后的工件W的出口輸送機(jī)53，將工件W從第1淬火工位10的工位出口b位置搬至對(duì)工件W進(jìn)行分度的分度工位20附近的中間位置g為止的中間輸送機(jī)52，如圖1所示，將送到中間位置g的工件W依次向第2淬火工位30、第3淬火工位40、出口輸送機(jī)53搬運(yùn)的卡盤(pán)單元54等構(gòu)成。在圖1和圖3中省略了卡盤(pán)單元54的圖示。
卡盤(pán)單元54配置在圖1中的第1淬火工位10、分度工位20、第2淬火工位30以及第3淬火工位40的前側(cè)上方(參見(jiàn)圖2)，最多一次可將4個(gè)工件W從中間位置g搬至分度工位20，從分度工位20搬至第2淬火工位30，從第2淬火工位30搬至第3淬火工位40，從第3淬火工位40搬至出口輸送機(jī)53。具體敘述如下。
卡盤(pán)單元54由在將工件W分別從中間位置g搬至分度工位20，從分度工位20搬至第2淬火工位30，從第2淬火工位30搬至第3淬火工位40，從第3淬火工位40搬至出口輸送機(jī)53時(shí)，夾持各工件的夾具541a、b、c、d，分別使夾具541a~d上下升降的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)542a、b、c、d，使上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)542a~d在水平方向同時(shí)移動(dòng)的水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)543等構(gòu)成。
通過(guò)用夾具541a~d夾住工件W，用上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)542a~d使工件W向上移動(dòng)，用水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)543使工件W在圖4中向左側(cè)進(jìn)行水平移動(dòng)，用上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)542a~d使工件W向下方移動(dòng)，用夾具541a~d使工件W開(kāi)放的一系列過(guò)程實(shí)現(xiàn)工件W的所述搬運(yùn)。然后，進(jìn)行與所述完全相反的動(dòng)作，使夾具541a~d回到原來(lái)的位置。將這種搬運(yùn)行程重復(fù)進(jìn)行4次，使處于中間位置g的工件W依次經(jīng)過(guò)分度工位20、第2淬火工位30、第3淬火工位40搬運(yùn)至出口輸送機(jī)53。
下面參照?qǐng)D5和圖6對(duì)本裝置的電氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖6所示，高頻電源60是生成對(duì)工件W進(jìn)行感應(yīng)加熱所需的可變頻高頻電流的裝置。在此由于使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模塊的變換器電源，可從市電電壓切換輸出10、50、70KHz的高頻電流。
如圖6所示，電流切換部70是可將從高頻電源60輸出的10、50、70KHz高頻電流向第1、第2、第3淬火工位10、30、40上配置的加熱線圈111、31(或32)、41進(jìn)行切換輸出的開(kāi)關(guān)組。在此使用大電流用繼電器開(kāi)關(guān)。
電流切換部70具體由切換從高頻電源60輸出的10、50、70KHz高頻電流的開(kāi)關(guān)71a、b、c，根據(jù)工件W種類(lèi)以及淬火部位切換10、50KHz高頻電流的開(kāi)關(guān)72a、b、c，以及輸出10KHz時(shí)，根據(jù)工件W的種類(lèi)和淬火部位對(duì)共振電容器C2的容量進(jìn)行切換的共計(jì)4個(gè)開(kāi)關(guān)73等構(gòu)成。
即，在對(duì)工件W1的桿軸部w11、工件W2的桿軸部w21的外表面進(jìn)行淬火時(shí)，由高頻電源60輸出10KHz高頻電流，開(kāi)關(guān)71a、72a處于接通狀態(tài)。于是，10KHz的高頻電流依次經(jīng)過(guò)共振電容器C1、C2、第1淬火工位用變壓器Tr1后供給到加熱線圈111。為使此時(shí)高頻電源60的輸出阻抗最小，將各開(kāi)關(guān)73全部按規(guī)定的模式接通。
對(duì)外側(cè)W2的杯部w24內(nèi)面進(jìn)行淬火時(shí)，由高頻電源60輸出10KHz高頻電流，開(kāi)關(guān)71a、72b處于接通狀態(tài)。于是，10KHz的高頻電流依次經(jīng)過(guò)共振電容器C1、C2、第2淬火工位用變壓器Tr2后供給到加熱線圈31(或32)。為使此時(shí)高頻電源60的輸出阻抗最小，將各開(kāi)關(guān)73全部按規(guī)定的模式接通。
對(duì)工件W2的溝部w22、工件W3的溝部w32進(jìn)行淬火時(shí)，從高頻電源60輸出50KHz的高頻電流，開(kāi)關(guān)71b、72c處于接通狀態(tài)。于是，50KHz的高頻電流依次經(jīng)過(guò)共振電容器C3、第2淬火工位用變壓器Tr2供給到加熱線圈32。
對(duì)工件W3的花鍵孔31的內(nèi)表面進(jìn)行淬火時(shí)，從高頻電源60輸出70KHz的高頻電流，開(kāi)關(guān)71c處于接通狀態(tài)。于是，70KHz的高頻電流依次經(jīng)過(guò)共振電容器C4、第3淬火工位用變壓器Tr3供給到加熱線圈41。
如圖5所示，設(shè)定輸入部80是設(shè)定輸入進(jìn)行高頻淬火的工件W的種類(lèi)的輸入開(kāi)關(guān)。即，通過(guò)設(shè)定輸入部80設(shè)定輸入搬入本裝置中進(jìn)行高頻淬火的工件W的種類(lèi)，將此輸入數(shù)據(jù)以電信號(hào)的形式輸出到順序控制部90。
如圖5所示，順序控制部90是為每種工件W建立進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式，并且根據(jù)對(duì)應(yīng)于通過(guò)設(shè)定輸入部80設(shè)定的工件W種類(lèi)的順序模式對(duì)第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50、高頻電源60以及電流切換部70進(jìn)行控制的裝置。在此使用定序器，在其內(nèi)存中預(yù)先記錄的順序程序中含有所述順序模式。
在第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)50中設(shè)有對(duì)各裝置的工作狀況及工件W的搬運(yùn)位置進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。雖然在圖5中將其省略，但這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)也被輸入到順序控制部90中，即，順序控制部90始終在監(jiān)控各裝置的工作狀況及工件W的搬運(yùn)位置，每一步都按所述順序模式進(jìn)行。
下面說(shuō)明具有所述結(jié)構(gòu)的本裝置的工作情況，并對(duì)預(yù)先建立在順序控制部90中的順序模式的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
通過(guò)設(shè)定輸入部80將工件W1設(shè)定為進(jìn)行高頻淬火的種類(lèi)時(shí)，順序控制部90依次處理對(duì)工件W1進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式，并進(jìn)行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火單元工作臺(tái)37上安裝所述第1淬火單元，并且為了使外側(cè)用單元的大部分從工作臺(tái)35的開(kāi)口處露出，用升降單元39預(yù)先對(duì)工作臺(tái)35的高度進(jìn)行調(diào)整。
接通本裝置的電源開(kāi)關(guān)時(shí)，入口輸送機(jī)51和出口輸送機(jī)53即處于始終工作狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，如圖1所示，在入口輸送機(jī)51上裝載多個(gè)工件W1時(shí)，通過(guò)入口輸送機(jī)51將工件W1依次搬運(yùn)至第1淬火工位10的工位入口a處。如果工件W1到達(dá)工位入口a，第1淬火工位10即開(kāi)始工作。此時(shí)的順序模式內(nèi)容如下。
首先，使處理機(jī)構(gòu)16工作。即，如圖7所示，用臂161的一端夾持工件W1(工件a)，在此狀態(tài)下使臂161旋轉(zhuǎn)90度后，放開(kāi)工件a。于是，工件a便從工位入口a處搬運(yùn)至加熱部11。當(dāng)工件a搬運(yùn)到加熱部11時(shí)，使桿定心機(jī)構(gòu)14工作，定心軸141下降以確定工件a的位置并使其旋轉(zhuǎn)。如果臂161放開(kāi)工件a，立即使處理機(jī)構(gòu)16進(jìn)行逆向動(dòng)作，以便使臂161回到初始位置。
如果在通過(guò)桿軸部141確定工件a位置的狀態(tài)下使其旋轉(zhuǎn)，則加熱部11工作。即，加熱線圈111向工件a附近移動(dòng)，使高頻電源60和電流切換部70工作，以便在此狀態(tài)下向加熱線圈111供給10KHz的高頻電流。于是，10KHz的高頻電流流入加熱線圈111。加熱開(kāi)始，到規(guī)定時(shí)間后，停止高頻電源60。其結(jié)果，通過(guò)加熱線圈111對(duì)工件a的桿軸部w11的外表面進(jìn)行均勻的感應(yīng)加熱。
工件a的加熱結(jié)束后，移動(dòng)加熱線圈111，使其離開(kāi)工件a，此時(shí)，使往復(fù)機(jī)構(gòu)15工作，將工件a從加熱部11移至第1冷卻部12。工件a的移動(dòng)是在由定心軸141確定其位置并已旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。當(dāng)工件a移到第1冷卻部12時(shí)，使第1冷卻部12工作，向工件a的桿軸部w11噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。從冷卻開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，停止第1冷卻部12的同時(shí)，也停止定心軸141的旋轉(zhuǎn)。由此完成對(duì)工件a的桿軸部w11外表面的全面均勻的淬火。
另一方面，當(dāng)工件a從加熱部11移到第1冷卻部12時(shí)，使處理機(jī)構(gòu)16工作。即，用臂161的一端夾持工件b，在此狀態(tài)下使臂161旋轉(zhuǎn)90度后，放開(kāi)工件b。于是，工件b便從工位入口a處搬運(yùn)至加熱部11。當(dāng)工件b搬運(yùn)到加熱部11時(shí)，使桿定心機(jī)構(gòu)14工作，定心軸142下降以確定工件b的位置并使其旋轉(zhuǎn)。于是，在工件a進(jìn)行冷卻的期間，使加熱部11工作，與處理工件a時(shí)的情況完全相同，對(duì)工件b桿軸部w11的外表面進(jìn)行感應(yīng)加熱。如果臂161放開(kāi)工件b，立即使處理機(jī)構(gòu)16進(jìn)行逆向動(dòng)作，以便使臂161回到初始位置。
當(dāng)工件a的冷卻以及工件b的加熱結(jié)束后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)15進(jìn)行逆向動(dòng)作，將工件a從第1冷卻部12移至加熱部11，同時(shí)，將工件b從加熱部11移至第2冷卻部13。工件b的移動(dòng)是在由定心軸142確定位置并已旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行的。
當(dāng)工件b從加熱部11移到第2冷卻部13時(shí)，使第2冷卻部13工作，向工件b的桿軸部w11噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。從冷卻開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，停止第2冷卻部13的同時(shí)，也停止定心軸142的旋轉(zhuǎn)。由此完成對(duì)工件b的桿軸部w11外表面的全面均勻的淬火。
另一方面，當(dāng)工件a從第1冷卻部12移至加熱部11時(shí)，使定心軸141上升，并使處理機(jī)構(gòu)16工作。即，將工件a從定心軸141放開(kāi)，用臂161的一端夾持工件c，而用另一端夾持工件a，并在此狀態(tài)下使臂161旋轉(zhuǎn)90度后，分別放開(kāi)工件a、c。于是，將工件a從加熱部11搬運(yùn)至工位出口b的同時(shí)，將工件c從工位入口a處搬運(yùn)至加熱部11。臂161放開(kāi)工件a、c后，使臂161逆向旋轉(zhuǎn)180度，回到初始位置。
當(dāng)工件c被搬運(yùn)至加熱部11時(shí)，與處理工件a時(shí)的情況完全相同，使桿定心機(jī)構(gòu)14、處理機(jī)構(gòu)16和加熱部11工作，在對(duì)工件b進(jìn)行冷卻的期間，通過(guò)加熱部11對(duì)工件c桿軸部w11的外表面進(jìn)行感應(yīng)加熱。在工件b的冷卻和工件c的加熱結(jié)束后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)15工作，在將工件b從第1冷卻部13移到加熱部11的同時(shí)，將工件c從加熱部11移到第1冷卻部12。
此后，反復(fù)進(jìn)行所述的一系列處理。包括如上所述各項(xiàng)內(nèi)容的順序模式由順序控制部90進(jìn)行逐次處理。由此，在第1淬火工位10對(duì)從工位入口a依次搬入的工件a、b、c…的各桿軸部w11的外表面依次進(jìn)行淬火，并依次向工位出口b搬出。
在第1淬火工位10完成工件W1的桿軸部w11的淬火后，當(dāng)工件W1被搬運(yùn)至工位出口b時(shí)，使中間輸送機(jī)52進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。于是，工件W1從工位出口b處被搬運(yùn)至中間位置g。將工件W1搬運(yùn)到中間位置g后，使卡盤(pán)單元54工作，共完成2次搬運(yùn)行程。于是，使中間位置g處的工件W1經(jīng)過(guò)分度工位20的工作臺(tái)21，被搬運(yùn)至第2淬火工位30的工作臺(tái)35上。在此過(guò)程中，分度工位20不進(jìn)行工作，工件W1只經(jīng)過(guò)分度工位20而不停留。
將工件W1搬運(yùn)到第2淬火工位30的工作臺(tái)35上后，使第2淬火工位30工作。具體而言，使杯定心機(jī)構(gòu)38等工作，定心軸381下降，以決定工件W1的位置并使之旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的工件W1位于工作臺(tái)35上的環(huán)狀冷卻套36的中心，其杯部w12中插入所述第1單元，即，加熱線圈31和冷卻套33。
如上所述，在工件W1處于由定心軸381確定其位置并已旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使加熱線圈31進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作，即，使高頻電源60和電流切換部70工作，以便在此狀態(tài)下向加熱線圈31供給10KHz的高頻電流。于是，10KHz的高頻電流流入加熱線圈31。在使加熱線圈31工作的同時(shí)，使冷卻套36工作，向工件W1的外表面噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。其結(jié)果，在工件W1的外表面冷卻的狀態(tài)下，對(duì)杯部w12的內(nèi)面進(jìn)行均勻的感應(yīng)加熱。
若對(duì)工件W1的杯部w12內(nèi)面的加熱結(jié)束，便使冷卻套33進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。在此期間，由于冷卻套36也在工作，因此，在工件W1的外表面處于冷卻狀態(tài)下，也向杯部w12的內(nèi)面噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。冷卻套33停止工作的同時(shí)，冷卻套36也停止。其結(jié)果，完成對(duì)工件W1的杯部w12內(nèi)面的均勻淬火。
在第2淬火工位30的工作結(jié)束后，即，完成工件W1的杯部w12的淬火后，使卡盤(pán)單元54工作，共完成2次搬運(yùn)行程。于是，使第2淬火工位30的工作臺(tái)35上的工件W1經(jīng)過(guò)第3淬火工位40的工作臺(tái)44，被搬運(yùn)至出口輸送機(jī)53。在此過(guò)程中，第3淬火工位40不進(jìn)行工作，工件W1只經(jīng)過(guò)第3淬火工位40而不停留。
當(dāng)淬火處理已結(jié)束的工件W1從第2淬火工位30的工作臺(tái)35被搬運(yùn)到出口輸送機(jī)53處時(shí)，由于出口輸送機(jī)53處于始終工作狀態(tài)，通過(guò)出口輸送機(jī)53搬出工件W1。
由順序控制部90逐次處理包括如上所述各項(xiàng)內(nèi)容的順序模式的結(jié)果，通過(guò)第1、第2淬火工位10、30可對(duì)多個(gè)工件W1依次進(jìn)行淬火。然而，在對(duì)多個(gè)工件W1進(jìn)行搬運(yùn)并依次淬火的過(guò)程中，在第1淬火工位10上進(jìn)行的感應(yīng)加熱和在第2淬火工位30進(jìn)行的感應(yīng)加熱是以分時(shí)方式進(jìn)行的。其具體情況如下。
在第1淬火工位10進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出10KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71a、72a等。另一方面，在第2淬火工位30進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出10KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71a、72b等。為使這樣的2個(gè)處理不在同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整工件W1的搬運(yùn)時(shí)間等措施，使在兩個(gè)工位上進(jìn)行的感應(yīng)加熱分時(shí)進(jìn)行。
其次，通過(guò)設(shè)定輸入部80將工件W2設(shè)定為進(jìn)行高頻淬火的種類(lèi)時(shí)，順序控制部90依次處理對(duì)工件W2進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式，并進(jìn)行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火單元臺(tái)37上安裝所述的第2淬火單元，并且為防止內(nèi)側(cè)用單元從工作臺(tái)35的開(kāi)口處露出，用升降單元39預(yù)先對(duì)工作臺(tái)35的高度進(jìn)行調(diào)整。
接通本裝置的電源開(kāi)關(guān)時(shí)，入口輸送機(jī)51和出口輸送機(jī)53即處于始終工作狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，如圖1所示，在入口輸送機(jī)51上裝載多個(gè)工件W2時(shí)放，通過(guò)入口輸送機(jī)51將工件W2依次搬運(yùn)至第1淬火工位10的工位入口a處。如果工件W2到達(dá)工位入口a，第1淬火工位10即開(kāi)始工作。此時(shí)，順序模式的內(nèi)容與處理所述工件W1時(shí)完全相同。
在第1淬火工位10完成工件W2的桿軸部w21的淬火后，當(dāng)工件W2被搬運(yùn)至工位出口b時(shí)，使中間輸送機(jī)52進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。于是，工件W2從工位出口b處被搬運(yùn)至中間位置g。將工件W2搬運(yùn)到中間位置g后，使卡盤(pán)單元54工作，完成1次搬運(yùn)行程。于是，使中間位置g處的工件W2被搬運(yùn)至分度工位20的工作臺(tái)21上。
將工件W2搬運(yùn)到工作臺(tái)21后，使分度工位20工作。即，使杯定心機(jī)構(gòu)23工作，定心軸231下降，以確定內(nèi)側(cè)W2的位置。然后，使分度單元22工作，用所述方法對(duì)工作臺(tái)21上的工件W2的方向進(jìn)行分度，完成此項(xiàng)工作后，使杯定心機(jī)構(gòu)23進(jìn)行逆向動(dòng)作，從而使定心軸231上升。
分度工位20的工作一結(jié)束，便使卡盤(pán)單元54工作，完成1次搬運(yùn)行程。于是，工作臺(tái)21上的工件W2在保持原來(lái)方向的情況下被搬運(yùn)至第2淬火工位30的工作臺(tái)35上。
將工件W2搬運(yùn)至第2淬火工位30的工作臺(tái)35上后，使第2淬火工位30工作。具體而言，使杯定心機(jī)構(gòu)38工作，定心軸381下降，以確定工件W2的位置。此時(shí)，工件W2位于工作臺(tái)35上的環(huán)狀冷卻套36的中心，其溝部w22的方向與加熱線圈32的線圈部的位置相符。
在工件W2的位置已被定心軸381確定的狀態(tài)下，使加熱線圈31、升降單元35和冷卻套33、36進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。
即，對(duì)于加熱線圈31，為了向加熱線圈31供應(yīng)50KHz的高頻電流，使高頻電源60和電流切換部70工作，于是，加熱線圈31中流入50KHz的高頻電流。對(duì)于升降單元35，使工作臺(tái)35以一定的速度下降，從而使加熱線圈31的各線圈部從下插入工件W2的溝部w22中，之后，以一定的速度向溝部w22的內(nèi)部移動(dòng)。在此過(guò)程中，工件W2的溝部w22由加熱線圈31進(jìn)行移動(dòng)加熱。冷卻套36向工件W2的外表面噴射冷卻液，從而使工件W2的全部外表面冷卻。冷卻套33則向工件W2的溝部w22的加熱部分噴射冷卻液，而且，由于它與加熱線圈31同時(shí)移動(dòng)，所以對(duì)工件W2的溝部w22的加熱部分進(jìn)行移動(dòng)冷卻。
通過(guò)加熱線圈31、升降單元35和冷卻套33、36的所述工作，對(duì)工件W2的全部溝部w22進(jìn)行在長(zhǎng)度方向上均勻的淬火處理。淬火結(jié)束后，使杯定心機(jī)構(gòu)38進(jìn)行逆向動(dòng)作，定心軸381上升，從而避開(kāi)工件W2。
第2淬火工位30的工作結(jié)束后，使卡盤(pán)單元54工作，共完成2次搬運(yùn)行程。于是，在第2淬火工位30的工作臺(tái)35上的工件W2經(jīng)過(guò)第3淬火工位40的工作臺(tái)44，被搬運(yùn)至出口輸送機(jī)53。在此過(guò)程中，第3淬火工位40不工作，工件W2只經(jīng)過(guò)第3淬火工位40而不停留。
當(dāng)淬火處理已結(jié)束的工件W2從第2淬火工位30的工作臺(tái)35被搬運(yùn)到出口輸送機(jī)53處時(shí)，由于出口輸送機(jī)53處于始終工作狀態(tài)，通過(guò)出口輸送機(jī)53搬出工件W2。
由順序控制部90逐次處理包括如上所述各項(xiàng)內(nèi)容的順序模式的結(jié)果，通過(guò)第1、第2淬火工位10、30可對(duì)多個(gè)工件W2依次進(jìn)行淬火。然而，在對(duì)多個(gè)工件W2進(jìn)行搬運(yùn)并依次淬火的過(guò)程中，在第1淬火工位10上進(jìn)行的感應(yīng)加熱和在第2淬火工位30進(jìn)行的感應(yīng)加熱時(shí)是以分時(shí)方式進(jìn)行的。其具體情況如下。
在第1淬火工位10進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出10KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71a、72a等。另一方面，在第2淬火工位30進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出50KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71b、72c等。為使這樣的2個(gè)處理不在同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整工件W2的搬運(yùn)時(shí)間等措施，使在兩個(gè)工位上的感應(yīng)加熱分時(shí)進(jìn)行。
其次，通過(guò)設(shè)定輸入部80將工件W3設(shè)定為進(jìn)行高頻淬火的種類(lèi)時(shí)，順序控制部90將依次處理對(duì)工件W3進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式，并進(jìn)行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火單元臺(tái)37上安裝所述的第2淬火單元(凹型內(nèi)側(cè)用)，并且為防止第2淬火單元從工作臺(tái)35的開(kāi)口處露出，用升降單元39預(yù)先調(diào)整工作臺(tái)35的高度。
接通本裝置的電源開(kāi)關(guān)時(shí)，入口輸送機(jī)51和出口輸送機(jī)53即處于始終工作狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，如圖1所示，在入口輸送機(jī)51上裝載多個(gè)工件W3時(shí)，通過(guò)入口輸送機(jī)51將工件W3依次搬運(yùn)至第1淬火工位10的工位入口a處。
當(dāng)工件W3到達(dá)工位入口a處時(shí)，使第1淬火工位10的處理機(jī)構(gòu)16工作。即，如圖7所示，用臂161的一端夾持工件W3，在此狀態(tài)下使臂161旋轉(zhuǎn)180度后，放開(kāi)工件a。于是，工件W3便從工位入口a處搬運(yùn)至工位出口b。在此過(guò)程中，除處理機(jī)構(gòu)16外，第1淬火工位10實(shí)際上沒(méi)有進(jìn)行工作，工件W3只經(jīng)過(guò)第1淬火工位10而不停留。
將工件W3搬運(yùn)到工位出口b后，使中間輸送機(jī)52進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。于是，工件W3從工位出口b處被搬運(yùn)至中間位置g。將工件W3搬運(yùn)到中間位置g后，使卡盤(pán)單元54工作，共完成1次搬運(yùn)行程。于是，使中間位置g處的工件W3被搬運(yùn)至分度工位20的工作臺(tái)21上。
當(dāng)工件W3被搬運(yùn)至工作臺(tái)21上后，使分度工位20工作。其工作與處理工件W2時(shí)完全相同。分度工位20的工作一結(jié)束，便使卡盤(pán)單元54工作，完成1次搬運(yùn)行程。于是，工作臺(tái)21上的凹型工件W3在保持原來(lái)方向的情況下被搬運(yùn)至第2淬火工位30的工作臺(tái)35上。
將工件W3搬運(yùn)至第2淬火工位30的工作臺(tái)35上后，使第2淬火工位30工作。其工作與處理工件W2時(shí)完全相同。第2淬火工位30的工作結(jié)束后，即，對(duì)工件W3的溝部w32的淬火結(jié)束后，使卡盤(pán)單元54工作，完成1次搬運(yùn)行程。于是，工作臺(tái)35上的工件W3被搬運(yùn)至第3淬火工位40的工作臺(tái)44上。
將工件W3從工作臺(tái)35搬運(yùn)到第3淬火工位40的工作臺(tái)44上后，使第3淬火工位40工作。具體而言，使升降單元45工作，工作臺(tái)44下降。于是，第3淬火單元，即，加熱線圈41和冷卻套42、43下降配置在工作臺(tái)44上。此時(shí)，工件W3位于工作臺(tái)44上的環(huán)狀冷卻套43的中心，加熱線圈41和冷卻套42插入在花鍵孔w31中。
在加熱線圈41和冷卻套42、43配置在工作臺(tái)44上的狀態(tài)下，使加熱線圈41進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作，即，使高頻電源60和電流切換部70工作，以便在此狀態(tài)下向加熱線圈41供給70KHz的高頻電流。于是，70KHz的高頻電流流入加熱線圈41。另外，在使加熱線圈41工作的同時(shí)，使冷卻套43工作，通過(guò)噴射冷卻液對(duì)工件W3的外表面進(jìn)行冷卻。由此實(shí)現(xiàn)在工件W3的外表面冷卻的狀態(tài)下，對(duì)花鍵孔w31的內(nèi)表面進(jìn)行均勻的感應(yīng)加熱。
如果對(duì)工件W3的花鍵孔w31內(nèi)表面的加熱結(jié)束，便使冷卻套42進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的工作。在此期間，由于冷卻套43也在工作，因此，在工件W3的外表面處于冷卻狀態(tài)下，也向花鍵孔w31的內(nèi)表面噴射冷卻液進(jìn)行冷卻。冷卻套42停止工作的同時(shí)，冷卻套43也停止。其結(jié)果，完成對(duì)工件W3的花鍵孔w31內(nèi)表面的均勻淬火。
在第3淬火工位40的工作結(jié)束后，即，結(jié)束對(duì)工件W3的花鍵孔w31內(nèi)表面的淬火后，使卡盤(pán)單元54工作，完成1次搬運(yùn)行程。于是，使第3淬火工位40的工作臺(tái)44上的工件W3被搬運(yùn)至出口輸送機(jī)53。由于出口輸送機(jī)53處于始終工作狀態(tài)，通過(guò)出口輸送機(jī)53搬出外側(cè)W3。
由順序控制部90逐次處理包括如上所述各項(xiàng)內(nèi)容的順序模式的結(jié)果，通過(guò)第2、第3淬火工位30、40可對(duì)多個(gè)工件W3依次進(jìn)行淬火。然而，在對(duì)多個(gè)工件W3進(jìn)行搬運(yùn)并依次淬火的過(guò)程中，在第2淬火工位30上進(jìn)行的感應(yīng)加熱和在第3淬火工位40進(jìn)行的感應(yīng)加熱時(shí)是以分時(shí)方式進(jìn)行的。其具體情況如下。
在第2淬火工位30進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出50KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71b、72c等。另一方面，在第3淬火工位40進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，從高頻電源60輸出70KHz的高頻電流，需要接通開(kāi)關(guān)71c等。為使這樣的2個(gè)處理不在同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整工件W3的搬運(yùn)時(shí)間等措施，使在兩個(gè)工位上的感應(yīng)加熱分時(shí)進(jìn)行。
使用具有所述結(jié)構(gòu)的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置時(shí)，可對(duì)W1、W2、W3三種工件W全部進(jìn)行淬火，而不需使用多臺(tái)專(zhuān)用裝置。在第1淬火工位10上，同時(shí)對(duì)依次搬運(yùn)的前后2個(gè)工件分別進(jìn)行感應(yīng)加熱后的冷卻與冷卻前的感應(yīng)加熱。由于設(shè)有分度工位20，將工件W搬入同一個(gè)裝置時(shí)，不需要使工件W2、工件W3的溝部w22、w32的方向一致。由此可提高熱處理工序的效率。
另外，不僅可通過(guò)1臺(tái)高頻電源60對(duì)3種工件W進(jìn)行淬火，而且由于各工位上的感應(yīng)加熱是分時(shí)進(jìn)行的，只需要使用1臺(tái)小容量的電源設(shè)備即可。又，在第2淬火工位30，對(duì)工件W1的杯部w12和工件W2、工件W3的溝部w22、w32均可進(jìn)行淬火。由此，與以往的裝置相比，不僅實(shí)現(xiàn)小型化，而且可大幅地降低設(shè)備的成本。
另外，本發(fā)明的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置不僅限于所述的實(shí)施例，例如，可對(duì)在各工位進(jìn)行的工件的淬火方法以及加熱線圈、冷卻套的種類(lèi)、各工位的配置順序、搬運(yùn)方法等進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變更。另外，在第2工位上，也可分開(kāi)進(jìn)行對(duì)工件W1的杯部w12的淬火和對(duì)工件W2、工件W3的溝部w22、w32的淬火，或者通過(guò)在淬火單元安裝臺(tái)37上安裝第1、第2淬火工位，使淬火安裝臺(tái)37移動(dòng)自如的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)化。
權(quán)利要求
1.一種以勻速萬(wàn)向節(jié)為工件，根據(jù)工件的種類(lèi)進(jìn)行相應(yīng)的高頻淬火的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置，其特征在于它設(shè)有對(duì)工件桿軸部的外表面進(jìn)行淬火的第1淬火工位，對(duì)工件的杯部?jī)?nèi)面和/或工件內(nèi)形成的溝部進(jìn)行淬火的第2淬火工位，對(duì)工件內(nèi)形成的花鍵孔內(nèi)表面進(jìn)行淬火的第3淬火工位，將工件搬運(yùn)至各工位的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，生成對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱所需的、可變頻高頻電流的高頻電源，可將從高頻電源輸出的高頻電流向配置于各淬火工位的加熱線圈進(jìn)行切換輸出的電流切換部，設(shè)定輸入進(jìn)行高頻淬火的工件種類(lèi)的設(shè)定輸入部，以及預(yù)先為每種工件建立進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式并根據(jù)與通過(guò)設(shè)定輸入部設(shè)定的工件的種類(lèi)相對(duì)應(yīng)的順序模式對(duì)第1、第2、第3淬火工位、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、高頻電源和電流切換部進(jìn)行控制的順序控制部。
2.權(quán)利要求1所述的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置，其特征在于在第1工位和第2工位之間配置對(duì)工件進(jìn)行分度的分度工位，順序控制部根據(jù)對(duì)應(yīng)于由設(shè)定輸入部設(shè)定的工件種類(lèi)的順序模式對(duì)包括分度工位在內(nèi)的各工位進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置，其特征在于所述順序模式在搬運(yùn)多個(gè)工件依次進(jìn)行淬火的過(guò)程中，對(duì)分別位于第1淬火工位和第2淬火工位或第2淬火工位和第3淬火工位的各工件以分時(shí)方式進(jìn)行感應(yīng)加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置，其特征在于第1淬火工位由用加熱線圈對(duì)工件的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱的加熱部、分別位于加熱部?jī)蓚?cè)并用來(lái)冷卻加熱工件的桿軸部的第1、第2冷卻部，將工件從加熱部向第1、第2冷卻部交替移動(dòng)的往復(fù)機(jī)構(gòu)、作為將工件依次向工位入口、加熱部、工位出口移動(dòng)的機(jī)構(gòu)可將分別位于工位入口、加熱部的工件同時(shí)分別搬運(yùn)至加熱部、工位出口的處理機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，用搬運(yùn)機(jī)構(gòu)按順序搬運(yùn)的多個(gè)工件從最初運(yùn)到的工件開(kāi)始依次為a、b、c時(shí)，所述順序模式在控制第1淬火工位時(shí)，使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件a從工位入口處搬運(yùn)至加熱部，一方面使加熱部工作，對(duì)工件a的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱，另一方面使處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作以回到初始位置，在工件a的加熱結(jié)束后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)工作，將工件a從加熱部移至第1冷卻部，一方面使第1冷卻部工作，以冷卻工件a的桿軸部，另一方面使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件b從工位入口搬運(yùn)至加熱部，在冷卻工件a的期間，一方面使加熱部工作，對(duì)工件b的桿軸部進(jìn)行感應(yīng)加熱，另一方面使處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作以回到初始位置，在工件a的冷卻和工件b的加熱結(jié)束之后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向動(dòng)作，將工件a從第1冷卻部移至加熱部并將工件b從加熱部移至第2冷卻部，一方面使第2冷卻部工作，對(duì)工件b的桿軸部進(jìn)行冷卻，另一方面使處理機(jī)構(gòu)工作，將工件a從加熱部搬運(yùn)至工位出口處，將工件c從工位入口處搬運(yùn)至加熱部，并使加熱部工作，對(duì)工件c進(jìn)行感應(yīng)加熱，在工件b的冷卻和工件c的加熱結(jié)束之后，使往復(fù)機(jī)構(gòu)工作，將工件b從第1冷卻部移至加熱部，將工件c從加熱部移至第1冷卻部，并重復(fù)進(jìn)行所述一系列的處理過(guò)程。
全文摘要
一種勻速萬(wàn)向節(jié)用高頻淬火裝置，它設(shè)有對(duì)工件桿軸部的外表面進(jìn)行淬火的第1淬火工位，對(duì)工件的杯部?jī)?nèi)面和/或工件內(nèi)形成的溝部進(jìn)行淬火的第2淬火工位，對(duì)工件內(nèi)形成的花鍵孔內(nèi)表面進(jìn)行淬火的第3淬火工位，將工件搬運(yùn)至各工位的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，生成對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱所需的、可變頻高頻電流的高頻電源，可將從高頻電源輸出的高頻電流向配置于各淬火工位的加熱線圈進(jìn)行切換輸出的電流切換部，設(shè)定輸入進(jìn)行高頻淬火的工件種類(lèi)的設(shè)定輸入部，以及預(yù)先為每種工件建立進(jìn)行高頻淬火所需的順序模式并根據(jù)與通過(guò)設(shè)定輸入部設(shè)定的工件的種類(lèi)相對(duì)應(yīng)的順序模式對(duì)第1、第2、第3淬火工位、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、高頻電源和電流切換部進(jìn)行控制的順序控制部。
文檔編號(hào)H05B6/04GK1502706SQ0215434
公開(kāi)日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
發(fā)明者渡邊哲正, 塚本昇 申請(qǐng)人:富士電子株式會(huì)社