CN114737042B - 一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，包括高频感应热处理机构和用于定位待处理的内圈的定位机构，高频感应热处理机构包括基座，基座上连接有环状线圈组件，且环状线圈组件的周侧上间隔设置有若干镂空部，基座上设置有若干环绕环状线圈组件外周设置的侧向喷水器，各侧向喷水器分别对应各镂空部以便透过镂空部朝环状线圈组件内部喷水，且基座上设置有朝下伸入到环状线圈组件内部的内孔辅喷器。本发明通过内孔辅喷器能够持续对内圈的内孔进行喷水降温，通过各侧向喷水器能够快速地对内圈工件的四周进行淬火处理，使得内圈的外球面上获得均匀的有效淬硬层，最终使内圈具有表硬芯韧的优良综合机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体涉及一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置。
背景技术
表面热处理具备加热速度快，可有选择性地进行局部热处理，工件变形小，表面氧化脱碳少以及在表面形成一层压应力硬化层等优点，在工业上，被广泛应用于工件的淬火、回火、退火等工序。现有一种关节轴承的内圈在生产过程中会对其外球面进行高频感应热处理使在其外球面获得有效淬硬层，并使内圈外球面的表面硬度性能提升。但现有技术中并未有专用于关节轴承内圈的高频感应热处理装置，而使用普通的高频感应热处理装置对关节轴承内圈的外球面进行热处理时，较难控制热处理程度，使得内圈工件的芯部也会受到热处理影响而使其调质硬度发生改变。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其主要解决的是现有普通高频感应热处理装置在应用于关节轴承内圈外球面的热处理时，其热处理程度较难控制，容易导致内圈工件的芯部也会受到热处理影响而使其调质硬度发生改变的技术问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，包括高频感应热处理机构和用于定位待处理的内圈的定位机构，高频感应热处理机构安装于移动组件上，高频感应热处理机构包括基座，基座上连接有环状线圈组件，环状线圈组件的中空部分形成能供内圈置入的感应加热空间，且环状线圈组件的周侧上间隔设置有若干镂空部，基座上设置有若干环绕环状线圈组件外周设置的侧向喷水器，各侧向喷水器分别对应各镂空部以便透过镂空部朝环状线圈组件内部喷水，且基座上设置有朝下伸入到环状线圈组件内部的内孔辅喷器。
进一步，环状线圈组件包括紫铜基体，紫铜基体上下折弯呈连续凹凸状并经弯曲形成环状结构，且紫铜基体两端部分别形成两导电接头。
进一步，紫铜基体的两导电接头之间通过绝缘层绝缘隔离开。
进一步，紫铜基体上形成有若干竖向段和横向段，各竖向段上设置有主感应线圈，各横向段上设置有加强感应线圈。
进一步，还包括铜座，铜座上具有两个通过绝缘层绝缘隔离的导电部，紫铜基体的两导电接头分别与铜座的两导电部相连接。
进一步，基座上开设有一个与环状线圈组件的感应加热空间上下相对应的观察孔。
进一步，定位机构包括主体，主体上形成有用于与旋转驱动部件相连接的连接部，主体上远离连接部的另一端形成用于定位内圈的定位端，定位端由上至下依次形成有用于与内圈的内孔进行嵌套配合的嵌置部以及用于与内圈的下端面进行抵接配合的抵接部。
进一步，定位端上开设有轴向孔道，且主体的周侧上设置有若干与轴向孔道相连通的径向排水孔。
进一步，定位机构的主体最大外径处与环状线圈组件之间的间距大于8mm。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置中，高频感应热处理机构可以被安装到三轴移动机械手上使由机械手带动高频感应热处理机构移动，高频感应热处理机构包括基座，在基座上设置了直筒型的环状线圈组件作为关节轴承的内圈热处理的主要作用部件，在环状线圈组件的中心部分形成感应加热空间，待处理的内圈通过定位机构定位后，通过机械手可以将高频感应热处理机构移动到指定位置，并使得定位机构上的内圈从下方置入于高频感应热处理机构的环状线圈组件的感应加热空间，而当环状线圈组件通电后便可对内圈的外球面进行表面热处理加工，同时，在基座上还设置有朝下伸入到环状线圈组件内部的内孔辅喷器，通过内孔辅喷器能够持续对内圈的内孔进行喷水降温，进而使得在内圈的外球面表面热处理过程中其芯部不会受环状线圈组件的热处理影响而使得芯部的调质硬度，进而有效保证了内圈的热处理质量以便提高关节轴承产品可靠性及稳定性，并且，在基座上还设置有若干环绕环状线圈组件外周设置的侧向喷水器，各侧向喷水器分别对应各镂空部以便透过镂空部，使当加热工序完成后，通过各侧向喷水器能够快速地对内圈工件的四周进行淬火处理，使得内圈的外球面上获得均匀的有效淬硬层，最终使内圈具有表硬芯韧的优良综合机械性能。
附图说明
图1是本发明实施例的定位机构与内圈的嵌套配合结构示意图。
图2是本发明实施例的高频感应热处理机构的立体结构示意图。
图3是本发明实施例的环状线圈组件的紫铜基体上下折弯形成连续凹凸状且未弯曲成环状结构前的结构示意图。
标号说明：
1、高频感应热处理机构，2、定位机构，3、内圈，11、基座，12、环状线圈组件，13、侧向喷水器，14、内孔辅喷器，15、铜座，21、连接部，22、嵌置部，23、抵接部，24、轴向孔道，25、径向排水孔，111、观察孔，121、紫铜基体，122、主感应线圈，123、加强感应线圈，124、感应器水冷回路，151、导电部，1211、竖向段，1212、横向段。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参照附图1至附图3，本发明的一种实施例提供一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，包括高频感应热处理机构1和用于定位待处理的内圈3的定位机构2，高频感应热处理机构1安装于移动组件上，高频感应热处理机构1包括基座11，基座11上连接有环状线圈组件12，环状线圈组件12的中空部分形成能供内圈3置入的感应加热空间，且环状线圈组件12的周侧上间隔设置有若干镂空部，基座11上设置有若干环绕环状线圈组件12外周设置的侧向喷水器13，各侧向喷水器13分别对应各镂空部以便透过镂空部朝环状线圈组件12内部喷水，且基座11上设置有朝下伸入到环状线圈组件12内部的内孔辅喷器14。可以理解的是，本实施例中，高频感应热处理机构1可以被安装到三轴移动机械手上使由机械手带动高频感应热处理机构1移动，高频感应热处理机构1包括基座11，在基座11上设置了直筒型的环状线圈组件12作为关节轴承的内圈3热处理的主要作用部件，在环状线圈组件12的中心部分形成感应加热空间，待处理的内圈3通过定位机构2定位后，通过机械手可以将高频感应热处理机构1移动到指定位置，并使得定位机构2上的内圈3从下方置入于高频感应热处理机构1的环状线圈组件12的感应加热空间，而当环状线圈组件12通电后便可对内圈3的外球面进行表面热处理加工，同时，在基座11上还设置有朝下伸入到环状线圈组件12内部的内孔辅喷器14，通过内孔辅喷器14能够持续对内圈3的内孔进行喷水降温，进而使得在内圈3的外球面表面热处理过程中其芯部不会受环状线圈组件12的热处理影响而使得芯部的调质硬度，进而有效保证了内圈3的热处理质量以便提高关节轴承产品可靠性及稳定性，并且，在基座11上还设置有若干环绕环状线圈组件12外周设置的侧向喷水器13，各侧向喷水器13分别对应各镂空部以便透过镂空部，使当加热工序完成后，通过各侧向喷水器13能够快速地对内圈3工件的四周进行淬火处理，使得内圈3的外球面上获得均匀的有效淬硬层，最终使内圈3具有表硬芯韧的优良综合机械性能。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，环状线圈组件12包括紫铜基体121，紫铜基体121上下折弯呈连续凹凸状并经弯曲形成环状结构，且紫铜基体121两端部分别形成两导电接头。本实施例中，优选地，紫铜基体121的两导电接头之间通过绝缘层绝缘隔离开。优选地，高频感应热处理机构1还包括铜座15，铜座15上具有两个通过绝缘层绝缘隔离的导电部151，紫铜基体121的两导电接头分别与铜座15的两导电部151相连接。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，优选地，紫铜基体121上形成有若干竖向段1211和横向段1212，各竖向段1211上设置有主感应线圈122，各横向段1212上设置有加强感应线圈123。优选地，紫铜基体121可以为管状结构。优选地，环状线圈组件12上还设置有感应器水冷回路124，在其中一种较优实施例中，可以在管状结构的紫铜基体121上外接若干进水接头和出水接头使在紫铜基体121中形成感应器水冷回路结构，以便在感应加热过程中及时带走感应器热量，实现保护感应器的效果。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，基座11上开设有一个与环状线圈组件12的感应加热空间上下相对应的观察孔111。可以理解的是，通过观察孔111可以方便操作人员从上往下观察内圈3与高频感应热处理机构1中环状线圈组件12的相对位置以便通过机械手进行调整，精准校正二者的相对位置，提高工作效率。
此外，各侧向喷水器13与内圈3外球面之间的间距被配置为30mm～50mm，优选为40mm。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，定位机构2包括主体，主体上形成有用于与旋转驱动部件相连接的连接部21，主体上远离连接部21的另一端形成用于定位内圈3的定位端，定位端由上至下依次形成有用于与内圈3的内孔进行嵌套配合的嵌置部22以及用于与内圈3的下端面进行抵接配合的抵接部23，且抵接部23呈与内圈3下端面处的内锥孔相适配的锥面结构，以使套置在嵌置部22上的内圈3下端面处的内锥孔内壁能与锥面结构的抵接部23形成紧密贴合。可以理解的是，本实施例中，待处理的内圈3可以直接从上往下套置定位在定位机构2的嵌置部22上，无需使用多余的顶针类夹具来对其进行固定，使得内圈3的装卸效率高，有利于大大提高内圈3的热处理效率。且由于抵接部23被配置为呈与内圈3下端面处的内锥孔内壁相适配的锥面结构，因此，在内圈3嵌套定位在定位机构2上时，内圈3下端面处的内锥孔内壁能与锥面结构的抵接部23形成紧密贴合使其连接处无明显空隙，因此，在内圈3外球面高频感应加热淬火处理后，内圈3与定位机构2之间因为没有明显的空隙使其在相互配合位置处不会产生负压而使内圈3零件抱死在定位机构2。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，定位端上开设有轴向孔道24，且主体的周侧上设置有若干与轴向孔道24相连通的径向排水孔25。在热处理过程中，由内孔辅喷器14喷出的冷却水可以依次通过轴向孔道24和各径向排水孔25向外界排出。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，嵌置部22的外周壁与内圈3的内孔壁之间的间距为0.1～0.3mm。本实施例中，优选地，嵌置部22的外周壁与内圈3的内孔壁之间的间距为0.2mm。
请参照附图1至附图3，其中一种较优实施例中，定位机构2为不锈钢材质定位机构或耐热钢材质定位机构，且定位机构的主体最大外径处与环状线圈组件12之间的间距大于8mm。本实施例中，优选地，定位机构2由SUS316或SUS304不锈钢材料制成，或由3Cr2W8V、H13、6Cr4Mo3Ni2WV耐热钢材料制成；如果定位机构的主体最大外径处与环状线圈组件12之间的间隙小于8mm，则在感应加热内圈工件时，定位机构2也会被感应加热从而导致变形，影响定位机构的使用寿命，也会影响内圈工件的感应加热处理精度。
以上所述，实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，因此本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：包括高频感应热处理机构(1)和用于定位待处理的内圈(3)的定位机构(2)，高频感应热处理机构(1)安装于移动组件上，高频感应热处理机构(1)包括基座(11)，基座(11)上连接有环状线圈组件(12)，环状线圈组件(12)的中空部分形成能供内圈(3)置入的感应加热空间，且环状线圈组件(12)的周侧上间隔设置有若干镂空部，基座(11)上设置有若干环绕环状线圈组件(12)外周设置的侧向喷水器(13)，各侧向喷水器(13)分别对应各镂空部以便透过镂空部朝环状线圈组件(12)内部喷水，且基座(11)上设置有朝下伸入到环状线圈组件(12)内部的内孔辅喷器(14)；
定位机构(2)包括主体，主体上形成有用于与旋转驱动部件相连接的连接部(21)，主体上远离连接部(21)的另一端形成用于定位内圈(3)的定位端，定位端由上至下依次形成有用于与内圈(3)的内孔进行嵌套配合的嵌置部(22)以及用于与内圈(3)的下端面进行抵接配合的抵接部(23)；
抵接部(23)呈与内圈(3)下端面处的内锥孔相适配的锥面结构，以使套置在嵌置部(22)上的内圈(3)下端面处的内锥孔内壁能与锥面结构的抵接部(23)形成紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：环状线圈组件(12)包括紫铜基体(121)，紫铜基体(121)上下折弯呈连续凹凸状并经弯曲形成环状结构，且紫铜基体(121)两端部分别形成两导电接头。
3.根据权利要求2所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：紫铜基体(121)的两导电接头之间通过绝缘层绝缘隔离开。
4.根据权利要求3所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：紫铜基体(121)上形成有若干竖向段(1211)和横向段(1212)，各竖向段(1211)上设置有主感应线圈(122)，各横向段(1212)上设置有加强感应线圈(123)。
5.根据权利要求3所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：还包括铜座(15)，铜座(15)上具有两个通过绝缘层绝缘隔离的导电部(151)，紫铜基体(121)的两导电接头分别与铜座(15)的两导电部(151)相连接。
6.根据权利要求1所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：基座(11)上开设有一个与环状线圈组件(12)的感应加热空间上下相对应的观察孔(111)。
7.根据权利要求1所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：定位端上开设有轴向孔道(24)，且主体的周侧上设置有若干与轴向孔道(24)相连通的径向排水孔(25)。
8.根据权利要求1所述的关节轴承内圈外球面的高频感应热处理装置，其特征在于：定位机构(2)的主体最大外径处与环状线圈组件(12)之间的间距大于8mm。
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