CN105586475A - 淬火装置和淬火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制烧裂产生的带阶梯的轴部件的淬火装置和淬火方法。淬火装置(1)包括：对带阶梯的轴部件(W)进行感应加热的加热线圈(2)；向被加热线圈(2)加热的带阶梯的轴部件(W)吹喷冷却液的冷却套(4)；及将加热线圈(2)和冷却套(4)作为一体，使加热线圈(2)及冷却套(4)与带阶梯的轴部件(W)沿着带阶梯的轴部件(W)的中心轴相对移动的驱动部(62)，变更带阶梯轴部(W)的粗的部位(Wa)的冷却与细的部位(Wb)的冷却中的、从冷却套(4)喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

Description

淬火装置和淬火方法

技术领域

本发明涉及带阶梯的轴部件的淬火装置和淬火方法。

背景技术

专利文献1所记载的淬火装置中，将对带阶梯的轴部件进行感应加热的加热线圈、和向被加热线圈加热的带阶梯的轴部件吹喷冷却液的冷却套作为一体，一边沿着带阶梯的轴部件的中心轴使加热线圈及冷却套与带阶梯的轴部件相对移动，一边连续地对带阶梯的轴部件的各部进行加热冷却来淬火。

而且，在专利文献1所记载的淬火装置中，为了得到均一的淬火硬度，在径阶差部(位于粗部位和细部位接合部的凹的角部)中，在容易施加冷却液的径阶差部使冷却液的喷射量减少，在难以施加冷却液的径阶差部使冷却液的喷射量增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-344159号公报

发明内容

本发明欲解决的问题

在专利文献1所记载的淬火装置中，着眼于带阶梯的轴部件中的凹的角部，以得到均一的淬火硬度为目的而调节了角部的流量，但在带阶梯的轴部件中，处于粗部位的端部的凸的角部存在过热的倾向。而且，角部的冷却速度过大时，有可能在角部产生烧裂。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制烧裂产生的带阶梯的轴部件的淬火装置和淬火方法。

用于解决问题的方案

本发明的一个形态的淬火装置是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火装置，包括：对所述带阶梯的轴部件进行感应加热的加热线圈；向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件吹喷冷却液的冷却套；及将所述加热线圈和所述冷却套作为一体，使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动的驱动部，粗的部位的冷却与细的部位的冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量被变更。另外，本发明的一个形态的淬火方法是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火方法，将对所述带阶梯的轴部件进行感应加热的加热线圈、和向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件喷射冷却液的冷却套作为一体，一边使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动，一边将带阶梯的轴部件的各部加热冷却而淬火，变更粗的部位的冷却与细的部位的冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够抑制烧裂产生的带阶梯的轴部件的淬火装置和淬火方法。

附图说明

图1是示出用于说明本发明的实施方式的、淬火装置的一个例子的构成的图。

图2是示出向图1的淬火装置的冷却套供给冷却液的冷却液供给部的构成的图。

图3是示出使用了图1的淬火装置的带阶梯的轴部件的淬火方法的一个例子的图。

标号的说明

1淬火装置

2加热线圈

3电源部

4冷却套

5冷却液供给部

6工件支承部

7控制部

62驱动部

W工件(带阶梯的轴部件)

Wa大直径轴部(粗的部位)

Wb小直径轴部(细的部位)

Wc角部

具体实施方式

图1示出用于说明本发明的实施方式的、淬火装置的一个例子的构成。

淬火装置1对带阶梯的轴部件(以下称作工件)W进行淬火。工件W在图示的例子中整体呈现近似圆柱状，具有：相对粗的大直径轴部Wa；及在大直径轴部Wa的轴向单侧相邻设置的相对细的小直径轴部Wb。此外，工件W不限于图示的构成，例如可以为大概方柱状，也可以在大直径轴部Wa的轴向两侧设有小直径轴部Wb。

淬火装置1包括：对工件W进行感应加热的加热线圈2；向加热线圈2供给交流电的电源部3；向被加热线圈2加热的工件W吹喷冷却液的冷却套4；向冷却套4供给冷却液的冷却液供给部5；支承工件W的工件支承部6；及控制部7。

工件支承部6具有：将工件W的两端部在工件W的轴向夹持的第1支承部60和第2支承部61；及使第1支承部60和第2支承部61在工件W的轴向进退移动的驱动部62。在驱动部62例如使用适当的线性移动机构，该线性移动机构使用滚珠丝杠、缸活塞等。此外，也可以在工件支承部6设有使工件W绕中心轴旋转的旋转机构，在对工件W进行感应加热时，根据需要使工件W旋转。

加热线圈2与工件W的外形对应地呈圆环状，被形成为能够被工件W插通。此外，加热线圈2的形状根据工件W的形状等适当选择，例如在工件W是方柱状的情况下，与工件W的外形对应地为方环状。

从电源部3向加热线圈2供给交流电时，在位于加热线圈2内侧的工件W的被加热部位由于电磁感应而会流有电流，由此来加热被加热部位。

冷却套4与工件W的外形对应地呈圆环状，被形成为能够被工件W插通。在冷却套4的内部形成有延伸为圆环状的流路40，另外，在朝向插通的工件W的冷却套4的内周壁上形成有与流路40连通的许多喷嘴孔41。

从冷却液供给部5向冷却套4供给冷却液时，经过流路40从各个喷嘴孔41向工件W喷射冷却液。作为冷却液，例如使用水等。

控制部7综合地控制工件支承部6所进行的工件W的移动、从电源部3向加热线圈2的交流电的供给、从冷却液供给部5向冷却套4的冷却液的供给。

在使用了淬火装置1的工件W的淬火中，在图示的例子中，加热线圈2和冷却套4配置在覆盖工件W的大直径轴部Wa的位置。工件W利用工件支承部6在轴向移动，加热线圈2和冷却套4一体地相对地沿着工件W的中心轴向小直径轴部Wb侧移动。

随着加热线圈2的相对移动，工件W的被加热部位向小直径轴部Wb侧逐渐移动，工件W的各部被连续地感应加热。冷却套4在加热线圈2和冷却套4的相对移动方向配置在加热线圈2的后侧，向被加热线圈2加热的工件W吹喷从冷却套4喷射的冷却液。由此，工件W的各部被加热冷却、淬火。

此外，在本例中，说明了使加热线圈2和冷却套4从工件W的大直径轴部Wa侧向小直径轴部Wb侧相对移动，但也可以从小直径轴部Wb侧向大直径轴部Wa侧移动。另外，在本例中，说明了使工件W移动，但也可以使加热线圈2和冷却套4移动。

优选的是，冷却液如图示的例子所示，向加热线圈2和冷却套4的相对移动方向的后侧，与工件W的中心轴斜交的方向从冷却套4喷射。由此，抑制冷却液飞散到位于加热线圈2内侧的工件W的被加热部位，抑制被加热部位的加热不足。

在对所述工件W的淬火中，在大直径轴部Wa的冷却与小直径轴部Wb的冷却中，变更从冷却套4喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

图2示出冷却液供给部5的构成。

冷却液供给部5具有：2个冷却液供给源50、51；将冷却液供给源50与冷却套4连接的配管52；以及将冷却液供给源51与冷却套4连接的配管53。而且，在配管52、53上分别设有能开关的控制阀54，控制阀54的开关动作由控制部7控制。

在以上的构成中，例如在一个配管52(53)的控制阀54打开且另一个配管53(52)的控制阀54关闭的情况下、与两个配管52、53的控制阀54都打开的情况下，供给至冷却套4的每单位时间的冷却液的流量不同，变更从冷却套4喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。此外，在冷却液供给源50、51的每单位时间的冷却液的供给量不同的情况下，也能够通过择一地打开配管52、53各自的控制阀54，从而改变从冷却套4喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

图3示出使用淬火装置1的工件W的淬火方法的一个例子。

如上所述，随着加热线圈2和冷却套4的相对移动，工件W的各部从工件W的大直径轴部Wa侧起被依次加热冷却。

加热线圈2和冷却套4在超过位于大直径轴部Wa的一端部的凸的角部Wc的时机，变更从冷却套4喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。此外，加热线圈2和冷却套4超过角部Wc的时机例如能够基于大直径轴部Wa的长度、和加热线圈2和冷却套4从初始位置的相对移动量来检测。

大直径轴部Wa的角部Wc存在过热的倾向，冷却速度过大时容易产生烧裂。另一方面，在小直径轴部Wb中，工件W与冷却套4之间的间隙比大直径轴部Wa处的间隙大，存在从冷却套4喷射的冷却液扩散而冷却效率下降的倾向。

因此，如图3(B)所示，大直径轴部Wa的冷却中的喷射量比小直径轴部Wb的冷却中的喷射量少。由此，在大直径轴部Wa中，抑制冷却速度并抑制角部Wc的烧裂，在小直径轴部Wb中，补偿间隙的扩大所引起的冷却效率的下降，能够得到充分的淬火硬度。

另外，在向加热线圈2和冷却套4的相对移动方向的后侧并在与工件W的中心轴斜交的方向喷射冷却液的本例中，从冷却套4到工件W上的沾水部位的沿着工件W的轴向的距离L，在工件W与冷却套4之间的间隙较大的小直径轴部Wb会变长。

因此，在加热线圈2和冷却套4超过角部Wc的时机，加热线圈2和冷却套4的相对移动速度也变更，与大直径轴部Wa的冷却相比在小直径轴部Wb的冷却中相对移动速度加快。由此，能够缩短在小直径轴部Wb中从加热到冷却的时间间隔，提高小直径轴部Wb的淬火的品质。另外，也能够缩短工件W的淬火所需的时间。

而且，通过将小直径轴部Wb的冷却中的喷射量增多，从而能够补偿在小直径轴部Wb的冷却中因将加热线圈2和冷却套4的相对移动速度加速而引起的小直径轴部Wb的冷却不足。

如以上说明，本说明书公开的淬火装置是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火装置，包括：加热线圈，其对所述带阶梯的轴部件进行感应加热；冷却套，其向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件吹喷冷却液；及驱动部，其将所述加热线圈和所述冷却套作为一体，使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动，粗的部位的冷却与细的部的位冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量被变更。

另外，本说明书公开的淬火装置中，所述粗的部位的冷却中的所述喷射量比所述细的部位的冷却中的所述喷射量少。

另外，本说明书公开的淬火装置中，所述细的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度、比所述粗的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度快。

另外，本说明书公开的淬火装置中，所述冷却液向所述加热线圈及所述冷却套的相对移动方向的后侧且与所述带阶梯的轴部件的中心轴斜交的方向喷射。

另外，本说明书公开的淬火方法是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火方法，将对所述带阶梯的轴部件进行感应加热的加热线圈、和向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件吹喷冷却液的冷却套作为一体，一边使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动，一边将带阶梯的轴部件的各部加热冷却而淬火，变更粗的部位的冷却与细的部位的冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

另外，本说明书公开的淬火方法中，所述粗的部位的冷却中的所述喷射量比所述细的部位的冷却中的所述喷射量少。

另外，本说明书公开的淬火方法中，所述细的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度、比所述粗的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度快。

另外，本说明书公开的淬火方法中，所述冷却液向所述加热线圈及所述冷却套的相对移动方向的后侧且与所述带阶梯的轴部件的中心轴斜交的方向喷射。

Claims (8)

1.一种淬火装置，是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火装置，包括：

加热线圈，其对所述带阶梯的轴部进行件感应加热；

冷却套，其向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件吹喷冷却液；及

驱动部，其将所述加热线圈和所述冷却套作为一体，使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动，

粗的部位的冷却与细的部位的冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量被变更。

2.如权利要求1所述的带阶梯的轴部件的淬火装置，

所述粗的部位的冷却中的所述喷射量比所述细的部位的冷却中的所述喷射量少。

3.如权利要求2所述的带阶梯的轴部件的淬火装置，

所述细的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度、比所述粗的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度快。

4.如权利要求1至3的任一项所述的带阶梯的轴部件的淬火装置，

所述冷却液向所述加热线圈及所述冷却套的相对移动方向的后侧且与所述带阶梯的轴部件的中心轴斜交的方向喷射。

5.一种淬火方法，是具有在轴向相邻设置的相对粗的部位和相对细的部位的带阶梯的轴部件的淬火方法，

将对所述带阶梯的轴部件进行感应加热的加热线圈、和向被所述加热线圈加热的所述带阶梯的轴部件的被加热部位吹喷冷却液的冷却套作为一体，一边使所述加热线圈及所述冷却套与所述带阶梯的轴部件沿着所述带阶梯的轴部件的中心轴相对移动，一边将带阶梯的轴部件的各部加热冷却而淬火，

变更粗的部位的冷却与细的部位的冷却中的、从所述冷却套喷射的冷却液的每单位时间的喷射量。

6.如权利要求5所述的带阶梯的轴部件的淬火方法，

所述粗的部位的冷却中的所述喷射量比所述细的部位的冷却中的所述喷射量少。

7.如权利要求6所述的带阶梯的轴部件的淬火方法，

所述细的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度、比所述粗的部位的冷却中的所述冷却套的相对移动速度快。

8.如权利要求5至7的任一项所述的带阶梯的轴部件的淬火方法，

所述冷却液向所述加热线圈及所述冷却套的相对移动方向的后侧且与所述带阶梯的轴部件的中心轴斜交的方向喷射。