установка для локальной закалки осей токами высокой частоты

Формула изобретения

Установка для локальной закалки осей токами высокой частоты, содержащая петлевой индуктор с индуктирующим проводом и ротор в виде диска с отверстиями для осей, установленный с возможностью поворота для установки осей соосно индуктору, отличающаяся тем, что она снабжена источником тока, соединенным с индуктором, рычагами, командоаппаратом, выполненным в виде кулачкового вала с возможностью регулировки фаз поворота кулачков и связанным с рычагами, и толкателем с микрометрическим винтом, установленным соосно индуктору, при этом ротор снабжен приводом поворота, содержащим делительный диск с фиксатором, установленный соосно ротору, и установочными втулками для осей с пазами, в которых расположена кольцевая пружина, а индуктирующий провод индуктора выполнен в виде двухступенчатой втулки с пазом, в которой размещено экранирующее устройство.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к термообработке изделий, в частности к устройствам для закалки деталей токами высокой частоты.

Известен автомат для закалки деталей токами высокой частоты, содержащий поворотный диск с пазами для деталей, механизм поворота диска, петлевой индуктор, соединенный с источником тока, устройство для загрузки деталей (см. а.с. №1254032, МКИ С 21 D 1/10, 1986 г.).

Недостатками этого автомата являются: ограниченная производительность, невозможность термообработки осей ввиду неравномерности нагрева деталей, высокий расход электроэнергии.

Известен автомат для локального нагрева осей пилоцепей, содержащий поворотный диск с пазами для деталей, щелевой петлевой индуктор, установленный соосно с диском и соединенный с источником тока, привод вращения диска, устройство для загрузки деталей (см. а.с. №I6I7008, МКИ С 21 D 1/10, 1/42, 1990 г.). Устройство взято за прототип.

Недостатками данного устройства являются: неравномерность электромагнитного поля по периметру детали, регулирование времени нагрева деталей осуществляется путем замены приводных элементов конструкции, высокий расход электроэнергии ввиду того, что применение щелевого индуктора требует постоянного включения источника тока.

Предлагаемым изобретением решается задача: повышение производительности, качества, снижение энергозатрат.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в следующем: создание установки, обеспечивающей локальный нагрев опорных поверхностей прецизионных осей малого диаметра, изготовленных из струнной углеродистой проволоки, с граничной переходной зоной для сохранения общей механической прочности.

Указанный технический результат, достигается тем, что в установке для локальной закалки осей токами высокой частоты, содержащей петлевой индуктор с индуктирующим проводом и ротор в виде диска с отверстиями для осей, установленный с возможностью поворота для установки осей соосно индуктору, новым является то, что она снабжена источником тока, соединенным с индуктором, рычагами, командоаппаратом, выполненным в виде кулачкового вала с возможностью регулировки фаз поворота кулачков и связанным с рычагами, и толкателем с микрометрическим винтом, установленным соосно индуктору, при этом ротор снабжен приводом поворота, содержащим делительный диск с фиксатором, установленным соосно ротору, и установочными втулками для осей с пазами, в которых расположена кольцевая пружина, а индуктирующий провод индуктора выполнен в виде двухступенчатой втулки с пазом, в которой размещено экранирующее устройство.

Снабжение установки рычагами и командоаппаратом, выполненным в виде кулачкового вала с возможностью регулировки фаз поворота кулачков и связанным с рычагами, позволяет управлять включением и отключением источника тока, поворотом ротора и перемещением деталей относительно индуктора, что в итоге позволяет регулировать время нагрева деталей без замены приводных устройств.

Выполнение индуктирующего провода индуктора в виде двухступенчатой втулки с пазом шириной 0,35...0,4 мм позволяет обеспечить равномерный нагрев детали.

Применение экранирующего устройства обеспечивает переходную зону 0,8..1 мм в зависимости от диаметра детали.

Применение толкателя с микрометрическим винтом позволяет регулировать зону нагрева.

Установка соосно с ротором делительного диска с фиксатором позволяет уменьшить зазор между поверхностью детали и индуктирующим проводом, что также ведет к обеспечению равномерности нагрева детали.

Снабжение ротора установочными втулками с пазами, в которых располагается кольцевая пружина, позволяет удерживать детали без применения дополнительных опорных устройств.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение обладает "новизной" и "изобретательским уровнем".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан внешний вид установки; на фиг.2 - индуктор (разрез).

Установка для локальной закалки осей токами высокой частоты содержит источник тока 1 частотой 1,76 МГц, к нагрузочному контуру которого подключен индуктор 2, индуктирующий провод которого выполнен в виде двухступенчатой разрезной втулки 3 с пазом 4 шириной 0,35...0,4 мм, внутрь которой установлены экранирующее устройство 5 с экранирующей планкой 6 и диэлектрическая втулка 7, причем воздушный зазор между индуктором и экранирующим устройством, то есть толщина основания втулки 7, подобран экспериментально и отвечает условию 0,4<в<0,6, где в - требуемая величина переходной зоны. Индуктор имеет для регулировки две степени свободы в токоподводящих шинах. Установка также содержит ротор, выполненный в виде диска с отверстиями для размещения в них деталей (прецизионных осей), установленный с возможностью поворота для установки осей соосно индуктору. Ротор снабжен установочными втулками 9 с пазами, в которых расположена кольцевая пружина 10.

Втулки 9 запрессованы в периферийной части ротора с шагом 6, их внутренний диаметр равен диаметру детали с допуском на отверстие. Соосно с ротором на втулке 11 установлены храповик 12 и делительный диск 13 с фиксатором 14, выполняющие функции привода вращения ротора. По оси втулки 11 проходит шток 15, на котором закреплена планка 16 с толкателем 17, имеющим микрометрический винт 18 для регулировки. Устройство снабжено командоаппаратом, состоящим из вала 19, соединенного с редуктором 20 и электродвигателем 21. На валу установлен кулачок 22 вертикального перемещения штока 15, кулачок 23 включения источника тока, кулачок 24 фиксации делительного диска 13, кулачок 25 отключения источника тока, кулачок 36 поворота храповика. Кулачки установлены на валу с возможностью их поворота относительно вала. Для связи командоаппарата с исполнительными механизмами служат качающиеся рычаги 27. Установка снабжена микропереклютелями 28 для коммутации тока и емкостью 29 с закалочной жидкостью. Установка закреплена на плите 30 с одной степенью свободы для регулировки.

Установка работает следующим образом. Детали (прецизионные оси) вставляются в установочные втулки 9 ротора 8 и под действием кольцевой пружины 10 удерживаются на месте. Включается электродвигатель 21. Кулачок 26 посредством рычага 27 поворачивает храповик 12 на 6, кулачок 24 фиксатором 14 стопорит делительный диск 13. Одновременно ротор 8 поворачивается на тот же угол и устанавливает закаливаемую деталь над индуктором 2. Кулачок 22 посредством рычага перемещает шток 15 вниз, толкатель 17 перемещает деталь в индуктор 2 на величину, необходимую для термообработки. Кулачком 23 посредством микропереключателя 28 включается источник тока 1. Происходит нагрев участка детали. Кулачок 25 отключает источник тока 1 по окончании нагрева. Кулачок 22 через рычаг перемещает шток 15 еще ниже и толкатель 17 выталкивает деталь из индуктора 2 в емкость 29 с закалочной жидкостью. Деталь закаливается. При первом вертикальном перемещении штока 15 планка 16 выравнивает по высоте подлежащие закалке последующие детали, тем самым устраняется погрешность от установки деталей по высоте.

Установка кулачков 23 и 25 с возможностью поворота относительно вала 19 позволяет регулировать время нагрева деталей.

Равномерность нагрева обеспечивается малыми зазорами между деталью и индуктором, очень узким пазом индуктирующего провода (0,35...0,4 мм), высокой удельной мощностью, передаваемой в поверхностный слой детали при частоте источника тока 1,76 МГц.

Применение экранирующего устройства позволило обеспечить требования по величине переходной зоны. Так на установке закаливались оси диаметром 1; 1,2; 1,5; 2 мм. Величина переходной зоны обуславливалась, в основном, теплопроводностью материала и не превышала 0,8...1 мм в зависимости от диаметра детали.

Установка удовлетворяет требованиям по качеству термообработки (уровню твердости, величине переходной зоны, внешнему виду), обеспечивает высокую производительность (4500...5000 шт.) и снижение энергозатрат по сравнению с прототипом (в 7...9 раз).