XZ中頻感應(yīng)加熱設(shè)備設(shè)計(jì)

劉美玲，劉廣躍，牟林有

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠 ，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承配件有限公司 滾子制造分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，軸承行業(yè)所研發(fā)的新產(chǎn)品層出不窮。新產(chǎn)品的軸承結(jié)構(gòu)不再單純是簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)體支承。有些GCr15軸承鋼的新產(chǎn)品軸承（圖 1、圖 2 ）經(jīng)淬火熱處理后，工藝要求再對(duì)其進(jìn)行局部退火，目的是使產(chǎn)品的局部降低硬度和脆性，增加可塑性。為實(shí)現(xiàn)這一工藝，研發(fā)了這套利用XZ中頻感應(yīng)加熱設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行軸承局部退火的配套設(shè)備。提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，既減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又使新產(chǎn)品的退火質(zhì)量得到了有效保證。

2 工藝流程及機(jī)械方案的確定

2.1 設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行流程圖的制定

根據(jù)新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、退火工藝要求，結(jié)合XZ中頻感應(yīng)加熱退火設(shè)備的技術(shù)參數(shù)要求，擬定了可行的產(chǎn)品加工自動(dòng)運(yùn)行流程圖，如圖 3所示。

2.2 機(jī)械方案的確定

該裝置主要由以下三部分組成：工作臺(tái)、送料機(jī)構(gòu)、工位夾具。局部退火裝置機(jī)械部分示意圖如圖 4 所示。

圖1 某軸承外套結(jié)構(gòu)

圖2 某軸承內(nèi)套結(jié)構(gòu)

圖3 自動(dòng)運(yùn)行流程圖

圖4 XZ中頻感應(yīng)加熱局部退火裝置機(jī)械部分示圖

2.2.1 工作臺(tái)

用于放置、固定設(shè)備，也是操作臺(tái)面。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和便于操作，作業(yè)臺(tái)面高度設(shè)為800mm，操作者可以在座位上進(jìn)行裝料。

2.2.2 送料機(jī)構(gòu)

由空壓機(jī)提供氣源，雙電控兩位五通氣動(dòng)電磁閥控制氣缸帶動(dòng)工位夾具載工件做升降運(yùn)動(dòng)。其氣動(dòng)流程圖如圖 5 所示。

2.2.3 工位夾具

固定工件，以便使工件退火部位準(zhǔn)確送入感應(yīng)加熱圈內(nèi)的合適位置。同時(shí)又便于工件裝卸操作。

2.3 機(jī)械動(dòng)作過程

（1）啟動(dòng)空壓泵，使壓力升至40N/mm2左右；

（2）按SB1按鈕啟動(dòng)循環(huán)水冷卻泵。

（3）按SB4按鈕，使氣缸下降在下位。

（4）將工件放置在工件夾具上，使SQ3感應(yīng)接近開關(guān)感應(yīng)到工件在位。

（5）按SB0按鈕設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，送料機(jī)構(gòu)的氣缸帶動(dòng)工件上行，將工件輸送到感應(yīng)加熱圈位置，到位時(shí)SQ2感應(yīng)接近開關(guān)感應(yīng)到，開始進(jìn)行退火加熱，即第一次感應(yīng)加熱、等待，再進(jìn)行二次感應(yīng)加熱。

（6）完成后送料機(jī)構(gòu)自行下降到下位，SQ1感應(yīng)接近開關(guān)感應(yīng)到，工件完成局部退火自動(dòng)復(fù)位，手動(dòng)移出工件。

圖5 氣動(dòng)流程圖

3 機(jī)械部件設(shè)計(jì)

3.1 送料機(jī)構(gòu)

送料機(jī)構(gòu)采用型號(hào)為W-0.36/12.5，1/2"的空氣壓縮機(jī)來完成運(yùn)行動(dòng)作。為保證壓縮空氣質(zhì)量，管路上配有空氣過濾、調(diào)壓、油霧器氣動(dòng)三聯(lián)件對(duì)其進(jìn)行過濾、調(diào)壓。同時(shí)為保證工件夾具和位置檢測(cè)裝置的相對(duì)位置不變，執(zhí)行部件的氣缸桿升降時(shí)不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。因此，選用氣缸桿不扭轉(zhuǎn)CA2KL40-50型行程50mm的氣缸。控制氣缸升降的電磁閥選擇1/8"雙電控兩位五通氣動(dòng)電磁閥TG25212-06AC220，并配有1/8"單向節(jié)流閥。

3.2 工位夾具

工位夾具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)及尺寸而設(shè)定。為便于更換及安裝時(shí)準(zhǔn)確定位，底部設(shè)置定位孔φ20H7，并與氣缸動(dòng)作支承用螺栓固定。在加工某軸承外套時(shí)，為保證操作人員將加工件準(zhǔn)確放置到位，工位夾具上設(shè)有U形限位臺(tái)階，工件放置時(shí)能與U形槽緊密靠近，同時(shí)夾具中心的位置設(shè)置六邊形臺(tái)階，用于加工某軸承內(nèi)套，實(shí)現(xiàn)一個(gè)工位夾具能加工多種規(guī)格型號(hào)軸承。

圖6 工位器具圖

工位夾具與感應(yīng)加熱圈下沿之間的相對(duì)位置，由加工件的的尺寸而定，加工某軸承外套時(shí)設(shè)定為94mm，氣缸進(jìn)程50mm，使中頻退火工件進(jìn)入感應(yīng)加熱圈內(nèi)部。加工某軸承內(nèi)套時(shí)，工位夾具距感應(yīng)加熱圈下沿調(diào)整為85mm。

4 結(jié)束語

該裝置便于操作，勞動(dòng)強(qiáng)度低，定位準(zhǔn)確，滿足工藝要求，造價(jià)合理，減少了人為因素對(duì)退火質(zhì)量的影響。該裝置投入使用后，現(xiàn)已加工出多種特殊結(jié)構(gòu)型號(hào)的軸承產(chǎn)品，經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量符合工藝規(guī)定要求，為公司拓寬了業(yè)務(wù)范圍，增創(chuàng)了經(jīng)濟(jì)效益。