CN1293210C - 匀速万向节用高频淬火装置 - Google Patents

Abstract

一种匀速万向节用高频淬火装置，它设有对工件杆轴部的外表面进行淬火的第1淬火工位，对工件的杯部内面和/或工件内形成的沟部进行淬火的第2淬火工位，对工件内形成的花键孔内表面进行淬火的第3淬火工位，将工件搬运至各工位的搬运机构，生成对工件进行感应加热所需的、可变频高频电流的高频电源，可将从高频电源输出的高频电流向配置于各淬火工位的加热线圈进行切换输出的电流切换部，设定输入进行高频淬火的工件种类的设定输入部，以及预先为每种工件建立进行高频淬火所需的顺序模式并根据与通过设定输入部设定的工件的种类相对应的顺序模式对第1、第2、第3淬火工位、搬运机构、高频电源和电流切换部进行控制的顺序控制部。

Description

匀速万向节用高频淬火装置

(1)技术领域

本发明涉及一种以匀速万向节为工件，并根据工件的种类进行高频淬火的匀速万向节用高频淬火装置。

(2)背景技术

作为汽车驱动部件等使用的匀速万向节(CVJ：Constant Velocity universalJoints)已开发制造的形式有多种多样，图8中给出其中具有代表性的一种。同图其中(A)中所示的工件W1是直接驱动罩胎轮、并能上下左右(转动)活动自如的匀速万向节。同图(B)中所示的工件W2是能够与***差动机构的侧面齿轮上的轴一起滑动的匀速万向节。同图(C)中所示的工件W3虽然也是与同图(B)同一种类的匀速万向节，但属于凹型。

对匀速万向节的内应力容易集中的部分进行热处理，以图增加该部分的强度。即，当工件为图8(A)中所示的工件W1时，对杆轴部w11的外表面和杯部w12的内表面进行高频淬火，当工件为图8(B)中所示的工件W2时，对杆轴部w21的外表面及杯部w24内的沟部w22进行高频淬火，而当工件为图8(C)中所示的工件W3时，对头部w34内的花键孔w31及杯部w33内的沟部w32进行高频淬火。

进行这种匀速万向节的高频淬火时，通常使用匀速万向节用高频淬火装置。但是，由于淬火面的形状和硬化层的模式及其深度等随工件的种类以及淬火部位的不同而完全不同，所以，分别提供对各工件的杆轴部w11、w21、沟部w22、w32以及花键孔w31个别进行淬火的专用装置，根据需要进行选用。

然而，在所述的以往例中，对匀速万向节进行淬火时，由于需要几台专用装置，带来了设置空间大、设备成本高的问题。另外，由于进行感应加热时，向加热线圈供给的高频电流的频率根据淬火部位的不同而有所差异，因此需要使用多台电源。而且，为了提高热处理工艺的效率，依次将多个工件自动地搬运到各专用装置时，需要在不同的专用装置上同时进行感应加热，这就需要大容量的电源设备，这一点也提高了设备成本。

(3)发明内容

本发明的目的是提供一种不但能够对涉及多种形式的匀速万向节进行高频淬火，而且设置空间小、设备成本低的匀速万向节用高频淬火装置。

本发明的匀速万向节用高频淬火装置是一种以匀速万向节为工件，根据工件的种类进行相应的高频淬火的匀速万向节用高频淬火装置。具体而言，本装置设有对工件杆轴部的外表面进行淬火的第1淬火工位，对工件的杯部内面和/或工件内形成的沟部进行淬火的第2淬火工位，对工件内形成的花键孔内表面进行淬火的第3淬火工位，将工件搬运至各工位的搬运机构，生成对工件进行感应加热所需的、可变频高频电流的高频电源，可将从高频电源输出的高频电流向配置于各淬火工位的加热线圈进行切换输出的电流切换部，设定输入进行高频淬火的工件的种类的设定输入部，以及预先为每种工件建立进行高频淬火所需的顺序模式并根据与通过设定输入部设定的工件的种类相对应的顺序模式对第1、第2、第3淬火工位、搬运机构、高频电源和电流切换部进行控制的顺序控制部。

这种结构可进行多种匀速万向节的高频淬火，因此与以往例不同，不必使用几台专用装置，可提高热处理工艺的效率。而且，由于采用可变频率的高频电源来生成对工件进行感应加热所需的高频电流，可根据工件的种类和淬火部位改变电流的频率，因此，与以往例不同，不必使用几台电源，因此可缩小设置空间，并降低设备成本。

理想的是，在第1淬火工位和第2淬火工位之间配置对工件的位置进行分度的分度工位。在这种情况下，顺序控制部可采取根据对应于通过设定输入部设定的工件种类的顺序模式对包括分度工位在内的各工位进行控制的结构。

采用这种结构时，不需要在搬运工件时使工件的沟方向保持一致，因此，可进一步提高热处理工艺的效率。另外，由于在工件的沟部和加热线圈之间的间隙一定的情况下进行感应加热，通过这一点可保证高质量的高频淬火。

理想的是，在顺序模式搬运多个工件依次进行淬火的过程中，对分别位于第1淬火工位和第2淬火工位的各工件，或者位于第2淬火工位和第3淬火工位的各工件以分时方式进行感应加热。

采用这种结构时，可在各工位上同时进行对工件的感应加热，因此，可使用容量小的电源，由此可进一步降低设备成本。

理想的是，第1淬火工位由用加热线圈对工件的杆轴部进行感应加热的加热部、分别位于加热部两侧并用以冷却加热工件的杆轴部的第1、第2冷却部、将工件从加热部向第1、第2冷却部交替移动的往复机构、作为将工件向工位入口、加热部、工位出口依次移动的机构可将分别位于工位入口、加热部的工件同时分别搬运至加热部、工位出口的处理机构构成。在这种情况下的顺序模式在控制第1淬火工位时，使处理机构工作，将工件a从工位入口处搬运至加热部，一方面使加热部工作，对工件a的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置，在工件a的加热结束后，使往复机构工作，将工件a从加热部移至第1冷却部，一方面使第1冷却部工作，以冷却工件a的杆轴部，另一方面使处理机构工作，将工件b从工位入口搬运至加热部，在冷却工件a的期间，一方面使加热部工作，对工件b的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置。在工件a的冷却和工件b的加热结束之后，使往复机构进行逆向动作，将工件a从第1冷却部移至加热部并将工件b从加热部移至第2冷却部，一方面使第2冷却部工作，对工件b的杆轴部进行冷却，另一方面使处理机构工作，将工件a从加热部搬运至工位出口处，将工件c从工位入口处搬运至加热部，并使加热部工作，对工件c进行感应加热，在工件b的冷却和工件c的加热结束之后，使往复机构工作，将工件b从第1冷却部移至加热部，将工件c从加热部移至第1冷却部，并重复进行所述一系列的处理过程。另外，用搬运机构按顺序搬运的多个工件从最初运到的工件开始依次为a、b、c。

采用这种结构时，分别对前后相邻的2个工件进行的感应加热后的冷却和冷却前的感应加热是同时进行的，因此，可缩短对多个工件的杆轴部进行淬火所需的时间，进一步提高热处理工序的效率。

(4)附图说明

图1为说明本发明实施例的图，表示匀速万向节用高频淬火装置的部分省略正面图。

图2为同一装置的第2淬火工位部分省略侧面图。

图3为同一装置的内部部分省略平面图。

图4为同一装置的搬运机构部分的正面图。

图5为同一装置的电气结构图。

图6为同一装置的高频电源及电流切换部的电路图。

图7为说明同一装置的第1淬火工位处理机构及往复机构的动作的俯视模式图。

图8为一种典型的匀速万向节工件的纵断面图和杯部横断面图。

(5)具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。在此展示的匀速万向节用高频淬火装置是以作为汽车驱动部件使用的匀速万向节为工件W，并根据工件W的种类进行高频淬火的装置。可用本装置进行淬火的工件W种类有如图8所示的工件W1、工件W2以及工件W3。

本装置由图1至图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和搬运机构50，图6所示的高频电源60和电流切换部70以及如图5所示的设定输入部80和顺序控制部90构成。第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬运机构50和电流切换部70几乎都位于机壳H1内，而设定输入部80则位于机壳H2内。高频电源60、顺序控制部90以及冷却水供给单元(图中省略)设置在机壳H1、H2的附近。

下面参照图1至图4以及图7对本装置的机械结构进行详细说明。第1淬火工位10是图1、图3和图7中所示的工件W为工件W1或工件W2时，对杆轴部w11或w21的外表面进行淬火的装置。

在本实施例中使用所谓半开放鞍型线圈作为加热线圈111。此处所说的半开放鞍型线圈由铜管等制成，并由在杆轴部w11的外表面，沿其长度方向以一定间隔配置的一对直线状部分和分别连接在接近直线部分的两端并且在杆轴部w11的外表面沿其圆周方向配置的半圆状部分构成。

在第1淬火工位10，使工件W旋转的同时，用加热线圈111进行感应加热，然后，在使工件W旋转的同时，向其上喷射冷却液进行冷却。如果将由搬运机构50搬运的多个工件从最初搬运的工件依次用a、b、c表示(参见图7)，则同时进行感应加热结束后的工件a的冷却和工件b的感应加热，然后，同时进行工件b的冷却与工件c的感应加热。

第1淬火工位10具体由使用加热线圈111对工件W的杆轴部w11或w21进行感应加热的加热部11，分别配置于加热部11的两侧并对感应加热后的工件W的杆轴部w11或w21进行冷却的第1、第2冷却部12、13，支持工件W在图1中沿左右方向自由移动并可旋转的工作台17(参见图7)，独立决定放在工作台17上的2个工件W的各自位置并使其旋转的杆定心机构14，使放在工作台17上的2个工件W与杆定心机构14一起从加热部12到第1、第2冷却部12、13之间交替移动的往复机构15，作为将工件W依次向工位入口a、加热部11、工位出口b处移动的处理机构并可使工位入口a、加热部11上的2个工件W同时分别移至加热部11、工位出口b处的处理机构16构成。各组成部分的详细结构如下。

加热部11设置在由处理机构16从工位入口a处搬运的工件W的对面(参见图7)，它具有在进行感应加热时，使加热线圈111向前方移动，以便在接近工件W的加热位置上定位，当工件W在往复机构15作用下移动时，使加热线圈111向后方移动，以便在离开工件W的退避位置上定位的功能。向加热线圈111提供由高频电源60输出的10KHz高频电流。

第1冷却部12是在图1中配置于加热部11的左侧的冷却套，由它向通过往复机构15从加热部11移来的工件W的杆轴部w11或w21喷射冷却液。第2冷却部13是在图1中配置于加热部11的右侧的冷却套，具有与第1冷却部12完全相同的结构与功能。

杆定心机构14上有端部可***放在工作台17上的2个工件W的杆轴部w11或w21上形成的小孔w13或w23中的定心轴141、142，定心轴141、142可独立升降。在工作台17上设有使工件W旋转的机构。

往复机构15是使杆定心机构14在图1中左右移动的机构。它使工作台17上的2个工件W在由杆定心机构14确定位置的状态下，以加热部11的位置为中心进行左右移动。

处理机构16一方面用略呈L状的臂161的各端部夹住工件W，另一方面，如图7中所示，使臂161以90度的间距交互旋转。

如上所述，第1淬火工位10的高频淬火工件W的对象为工件W1和工件W2，工件W3只经过第1淬火工位10而不在此进行淬火。即，对工件W3进行高频淬火时，处理机构16只起着搬运机构50的部分作用。

如图1至图3所示，第2淬火工位30是当工件W为工件W1时，对杯部w12的内面进行淬火，当工件为工件W2、工件W3时，对沟部w22、w32进行淬火的装置。

在本实施例中，当工件W为工件W1时，使用多匝线圈作为加热线圈31。此处所说的多匝线圈是由铜管等制成，沿杯部w12的内壁卷绕成螺旋状并可装入杯部w12内的线圈。另一方面，工件W为工件W2或工件W3时，使用下面所说构造的线圈作为加热线圈32。所述线圈由铜管等制成，它具有沿沟部w22或32弯曲并且相互之间以120度的间距配置的3个线圈部分，以及在3个线圈部分的两端分别沿垂直方向连接的、全长比工件W的杯部w24或33更长的导线部分，3个线圈部分可装入按规定间隔打开的3个沟部w22或32。

在第2淬火工位30，当工件W为工件W1时，边通过喷射冷却液对其外表面进行冷却，边使工件W旋转的同时用加热线圈31对杯部w12的内面进行感应加热，然后，边使工件W旋转，边向杯部w12的内面喷射冷却液进行冷却。另一方面，当工件W为工件W2或工件W3时，边通过喷射冷却液对其外表面进行冷却，边用加热线圈32对工件W的沟部w22或32进行移动加热，与此同时，向沟部w22或32的加热部分喷射冷却液进行移动冷却。

第2淬火工位30具体由对工件W的杯部w12的内面进行感应加热的加热线圈31，对工件W的沟部w22或32进行加热的加热线圈32，安装在加热线圈31上并向工件W的杯部w12的内面喷射冷却液的冷却套33，安装在加热线圈32上并向工件W的沟部w22或32的加热部分喷射冷却液的冷却套34，支持工件W可自由旋转的工作台35，安装在工作台35上并向工作台35上的工件W的外表面喷射冷却液的环状冷却套36，配置在工作台35的下方，并能够以容易安装和拆卸的方式安装第1淬火单元(加热线圈31和冷却套33)和第2淬火单元(加热线圈32和冷却套34)中的任何一个单元的淬火单元安装台37，配置在工作台35的上方，并可在决定工作台35上的工件W的位置的同时使工件旋转的杯定心机构38、使工作台35升降的升降单元39等构成。

向加热线圈31、32供给由高频电源60输出的10KHz、50KHz高频电流。在工作台35的中央部分设有开口，以便将安装在淬火单元安装台37上的所述第1淬火单元或第2淬火单元的大部分***工件W的杯部w12、33或33。杯定心机构38的端部具有能与工作台35上的工件W的前端部分相接的定心轴381，定心轴381可升降。升降单元39在对工件W1的杯部w12的内面进行淬火时，使工作台35保持一定的高度位置，将所述第1淬火单元***工件W1的杯部w12，而对工件W2、工件W3的沟部w22或32进行淬火时，使工作台35以一定速度下移动，将所述外侧第1淬火单元缓慢***工件W1、工件W3的杯部w24或33中。另外，将第1/第2单元在淬火单元安装台37上安装或拆卸时，使用升降单元39使工作台35向上退避。(参见图2)

如图1至图3所示，分度工位20是设置在第1淬火工位10和第2淬火工位30之间，并在工件W为工件W2或工件W3时，对其方向进行分度的装置。

设置分度工位20的理由是在将工件W放在第2淬火工位30的工作台35上的状态下，使其沟部w22或32与加热线圈32的所述线圈部位置相吻合，使加热线圈32的线圈部与工件W的沟部w22或32之间保持一定的间隙。

分度工位20具体由能够支持工件W可旋转的工作台21，设置在工作台21下方，并对工作台21上的工件W的方向进行分度的分度单元22，设置在工作台21上方，决定使工作台21上的工件W能够自由旋转的位置的杯定心机构23构成。各组成部分的详细结构如下。

杯定心机构23具有端部嵌入放在工作台21上的工件W前端部分的定心轴231，并使定心轴231旋转自由地升降。

分度单元22具有通过设在工作台21中央部位的开口***工件W的杯部w24或33内的滚轴221。滚轴221具有与气缸或脉冲电动机等连接的杆部2211，在杆部2211的端部有向半径方向安装并能留有余地地***工件W的沟部w22或32的大滚轴部2212。

分度单元22用传感器对放在工作台21上的工件W的沟部w22或32的方向进行光学检测。根据检测结果，使与滚轴221相连接的脉冲电动机和气缸工作，升降滚轴221的同时，使其略微旋转，以便对其滚轴部2212的旋转角度进行调整。

即，用所述传感器检测出放在工作台21上的工件W的方向，运行所述脉冲电动机，调整滚轴部2212的方向，以便使滚轴部2212能够留有余地地***工件W的沟部w22或32。在这种状态下，使所述气缸工作，从而使滚轴221上升。于是，滚轴部2212可在不接触工件W的情况下***工件W的沟部w22或32。然后，使所述脉冲电动机进行微细动作，缓慢改变滚轴部2212的方向。由于滚轴部2212与工件W的沟部w22或32的壁面相接触，滚轴部2212的方向变化时，工件W的方向也被调整。如果所述传感器检测出的工件W的方向达到预先设定的指定方向，则停止所述脉冲电动机的微细动作，从而对放在工作台21上的工件W的方向进行分度。

如图1和图3所示，第3淬火工位40是当工件W为工件W3时，对花键孔w31的内表面进行淬火的装置。

在本实施例中，使用多匝线圈作为加热线圈41。此处所说的多匝线圈是由铜管等制成，沿着花键孔w31的内面卷绕成圆形，并可装入花键孔w31内的线圈。

第3淬火工位40边通过喷射冷却液对工件W的外表面进行冷却，边使工件W旋转的同时，用加热线圈41对花键孔w31的内面进行感应加热，然后，边使工件W旋转，边向花键孔w31的内面喷射冷却液进行冷却。

第3淬火工位40具体由对工件W的花键孔w31的内面进行感应加热的加热线圈41，安装在加热线圈41上并向工件W的花键孔w31内面喷射冷却液的冷却套42，向工件W的外表面喷射冷却液的环状冷却套43，可放置工件W的工作台44，升降第3淬火单元(加热线圈41和冷却套42、43)的升降单元45等构成。向加热线圈41提供从高频电源60输出的70KHz高频电流。

如图1至图4所示，搬运机构50是将工件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搬运的装置。

如图1和图3所示，搬运机构50具体由将淬火前的工件W搬运至第1淬火工位10的工位入口a位置的入口输送机51，配置在入口输送机51的相对位置并搬出淬火结束后的工件W的出口输送机53，将工件W从第1淬火工位10的工位出口b位置搬至对工件W进行分度的分度工位20附近的中间位置g为止的中间输送机52，如图1所示，将送到中间位置g的工件W依次向第2淬火工位30、第3淬火工位40、出口输送机53搬运的卡盘单元54等构成。在图1和图3中省略了卡盘单元54的图示。

卡盘单元54配置在图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的前侧上方(参见图2)，最多一次可将4个工件W从中间位置g搬至分度工位20，从分度工位20搬至第2淬火工位30，从第2淬火工位30搬至第3淬火工位40，从第3淬火工位40搬至出口输送机53。具体叙述如下。

卡盘单元54由在将工件W分别从中间位置g搬至分度工位20，从分度工位20搬至第2淬火工位30，从第2淬火工位30搬至第3淬火工位40，从第3淬火工位40搬至出口输送机53时，夹持各工件的夹具541a、b、c、d，分别使夹具541a~d上下升降的上下移动机构542a、b、c、d，使上下移动机构542a~d在水平方向同时移动的水平移动机构543等构成。

通过用夹具541a~d夹住工件W，用上下移动机构542a~d使工件W向上移动，用水平移动机构543使工件W在图4中向左侧进行水平移动，用上下移动机构542a~d使工件W向下方移动，用夹具541a~d使工件W开放的一系列过程实现工件W的所述搬运。然后，进行与所述完全相反的动作，使夹具541a~d回到原来的位置。将这种搬运行程重复进行4次，使处于中间位置g的工件W依次经过分度工位20、第2淬火工位30、第3淬火工位40搬运至出口输送机53。

下面参照图5和图6对本装置的电气机构进行详细说明。如图6所示，高频电源60是生成对工件W进行感应加热所需的可变频高频电流的装置。在此由于使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块的变换器电源，可从市电电压切换输出10、50、70KHz的高频电流。

如图6所示，电流切换部70是可将从高频电源60输出的10、50、70KHz高频电流向第1、第2、第3淬火工位10、30、40上配置的加热线圈111、31(或32)、41进行切换输出的开关组。在此使用大电流用继电器开关。

电流切换部70具体由切换从高频电源60输出的10、50、70KHz高频电流的开关71a、b、c，根据工件W种类以及淬火部位切换10、50KHz高频电流的开关72a、b、c，以及输出10KHz时，根据工件W的种类和淬火部位对共振电容器C2的容量进行切换的共计4个开关73等构成。

即，在对工件W1的杆轴部w11、工件W2的杆轴部w21的外表面进行淬火时，由高频电源60输出10KHz高频电流，开关71a、72a处于接通状态。于是，10KHz的高频电流依次经过共振电容器C1、C2、第1淬火工位用变压器Tr1后供给到加热线圈111。为使此时高频电源60的输出阻抗最小，将各开关73全部按规定的模式接通。

对外侧W2的杯部w24内面进行淬火时，由高频电源60输出10KHz高频电流，开关71a、72b处于接通状态。于是，10KHz的高频电流依次经过共振电容器C1、C2、第2淬火工位用变压器Tr2后供给到加热线圈31(或32)。为使此时高频电源60的输出阻抗最小，将各开关73全部按规定的模式接通。

对工件W2的沟部w22、工件W3的沟部w32进行淬火时，从高频电源60输出50KHz的高频电流，开关71b、72c处于接通状态。于是，50KHz的高频电流依次经过共振电容器C3、第2淬火工位用变压器Tr2供给到加热线圈32。

对工件W3的花键孔31的内表面进行淬火时，从高频电源60输出70KHz的高频电流，开关71c处于接通状态。于是，70KHz的高频电流依次经过共振电容器C4、第3淬火工位用变压器Tr3供给到加热线圈41。

如图5所示，设定输入部80是设定输入进行高频淬火的工件W的种类的输入开关。即，通过设定输入部80设定输入搬入本装置中进行高频淬火的工件W的种类，将此输入数据以电信号的形式输出到顺序控制部90。

如图5所示，顺序控制部90是为每种工件W建立进行高频淬火所需的顺序模式，并且根据对应于通过设定输入部80设定的工件W种类的顺序模式对第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬运机构50、高频电源60以及电流切换部70进行控制的装置。在此使用定序器，在其内存中预先记录的顺序程序中含有所述顺序模式。

在第1、第2、第3淬火工位10、30、40、分度工位20、搬运机构50中设有对各装置的工作状况及工件W的搬运位置进行检测的传感器。虽然在图5中将其省略，但这些传感器的检测信号也被输入到顺序控制部90中，即，顺序控制部90始终在监控各装置的工作状况及工件W的搬运位置，每一步都按所述顺序模式进行。

下面说明具有所述结构的本装置的工作情况，并对预先建立在顺序控制部90中的顺序模式的内容进行说明。

通过设定输入部80将工件W1设定为进行高频淬火的种类时，顺序控制部90依次处理对工件W1进行高频淬火所需的顺序模式，并进行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火单元工作台37上安装所述第1淬火单元，并且为了使外侧用单元的大部分从工作台35的开口处露出，用升降单元39预先对工作台35的高度进行调整。

接通本装置的电源开关时，入口输送机51和出口输送机53即处于始终工作状态。在这种状态下，如图1所示，在入口输送机51上装载多个工件W1时，通过入口输送机51将工件W1依次搬运至第1淬火工位10的工位入口a处。如果工件W1到达工位入口a，第1淬火工位10即开始工作。此时的顺序模式内容如下。

首先，使处理机构16工作。即，如图7所示，用臂161的一端夹持工件W1(工件a)，在此状态下使臂161旋转90度后，放开工件a。于是，工件a便从工位入口a处搬运至加热部11。当工件a搬运到加热部11时，使杆定心机构14工作，定心轴141下降以确定工件a的位置并使其旋转。如果臂161放开工件a，立即使处理机构16进行逆向动作，以便使臂161回到初始位置。

如果在通过杆轴部141确定工件a位置的状态下使其旋转，则加热部11工作。即，加热线圈111向工件a附近移动，使高频电源60和电流切换部70工作，以便在此状态下向加热线圈111供给10KHz的高频电流。于是，10KHz的高频电流流入加热线圈111。加热开始，到规定时间后，停止高频电源60。其结果，通过加热线圈111对工件a的杆轴部w11的外表面进行均匀的感应加热。

工件a的加热结束后，移动加热线圈111，使其离开工件a，此时，使往复机构15工作，将工件a从加热部11移至第1冷却部12。工件a的移动是在由定心轴141确定其位置并已旋转的状态下进行的。当工件a移到第1冷却部12时，使第1冷却部12工作，向工件a的杆轴部w11喷射冷却液进行冷却。从冷却开始经过规定的时间后，停止第1冷却部12的同时，也停止定心轴141的旋转。由此完成对工件a的杆轴部w11外表面的全面均匀的淬火。

另一方面，当工件a从加热部11移到第1冷却部12时，使处理机构16工作。即，用臂161的一端夹持工件b，在此状态下使臂161旋转90度后，放开工件b。于是，工件b便从工位入口a处搬运至加热部11。当工件b搬运到加热部11时，使杆定心机构14工作，定心轴142下降以确定工件b的位置并使其旋转。于是，在工件a进行冷却的期间，使加热部11工作，与处理工件a时的情况完全相同，对工件b杆轴部w11的外表面进行感应加热。如果臂161放开工件b，立即使处理机构16进行逆向动作，以便使臂161回到初始位置。

当工件a的冷却以及工件b的加热结束后，使往复机构15进行逆向动作，将工件a从第1冷却部12移至加热部11，同时，将工件b从加热部11移至第2冷却部13。工件b的移动是在由定心轴142确定位置并已旋转的状态下进行的。

当工件b从加热部11移到第2冷却部13时，使第2冷却部13工作，向工件b的杆轴部w11喷射冷却液进行冷却。从冷却开始经过规定的时间后，停止第2冷却部13的同时，也停止定心轴142的旋转。由此完成对工件b的杆轴部w11外表面的全面均匀的淬火。

另一方面，当工件a从第1冷却部12移至加热部11时，使定心轴141上升，并使处理机构16工作。即，将工件a从定心轴141放开，用臂161的一端夹持工件c，而用另一端夹持工件a，并在此状态下使臂161旋转90度后，分别放开工件a、c。于是，将工件a从加热部11搬运至工位出口b的同时，将工件c从工位入口a处搬运至加热部11。臂161放开工件a、c后，使臂161逆向旋转180度，回到初始位置。

当工件c被搬运至加热部11时，与处理工件a时的情况完全相同，使杆定心机构14、处理机构16和加热部11工作，在对工件b进行冷却的期间，通过加热部11对工件c杆轴部w11的外表面进行感应加热。在工件b的冷却和工件c的加热结束后，使往复机构15工作，在将工件b从第1冷却部13移到加热部11的同时，将工件c从加热部11移到第1冷却部12。

此后，反复进行所述的一系列处理。包括如上所述各项内容的顺序模式由顺序控制部90进行逐次处理。由此，在第1淬火工位10对从工位入口a依次搬入的工件a、b、c…的各杆轴部w11的外表面依次进行淬火，并依次向工位出口b搬出。

在第1淬火工位10完成工件W1的杆轴部w11的淬火后，当工件W1被搬运至工位出口b时，使中间输送机52进行规定时间的工作。于是，工件W1从工位出口b处被搬运至中间位置g。将工件W1搬运到中间位置g后，使卡盘单元54工作，共完成2次搬运行程。于是，使中间位置g处的工件W1经过分度工位20的工作台21，被搬运至第2淬火工位30的工作台35上。在此过程中，分度工位20不进行工作，工件W1只经过分度工位20而不停留。

将工件W1搬运到第2淬火工位30的工作台35上后，使第2淬火工位30工作。具体而言，使杯定心机构38等工作，定心轴381下降，以决定工件W1的位置并使之旋转。此时的工件W1位于工作台35上的环状冷却套36的中心，其杯部w12中***所述第1单元，即，加热线圈31和冷却套33。

如上所述，在工件W1处于由定心轴381确定其位置并已旋转的状态下，使加热线圈31进行规定时间的工作，即，使高频电源60和电流切换部70工作，以便在此状态下向加热线圈31供给10KHz的高频电流。于是，10KHz的高频电流流入加热线圈31。在使加热线圈31工作的同时，使冷却套36工作，向工件W1的外表面喷射冷却液进行冷却。其结果，在工件W1的外表面冷却的状态下，对杯部w12的内面进行均匀的感应加热。

若对工件W1的杯部w12内面的加热结束，便使冷却套33进行规定时间的工作。在此期间，由于冷却套36也在工作，因此，在工件W1的外表面处于冷却状态下，也向杯部w12的内面喷射冷却液进行冷却。冷却套33停止工作的同时，冷却套36也停止。其结果，完成对工件W1的杯部w12内面的均匀淬火。

在第2淬火工位30的工作结束后，即，完成工件W1的杯部w12的淬火后，使卡盘单元54工作，共完成2次搬运行程。于是，使第2淬火工位30的工作台35上的工件W1经过第3淬火工位40的工作台44，被搬运至出口输送机53。在此过程中，第3淬火工位40不进行工作，工件W1只经过第3淬火工位40而不停留。

当淬火处理已结束的工件W1从第2淬火工位30的工作台35被搬运到出口输送机53处时，由于出口输送机53处于始终工作状态，通过出口输送机53搬出工件W1。

由顺序控制部90逐次处理包括如上所述各项内容的顺序模式的结果，通过第1、第2淬火工位10、30可对多个工件W1依次进行淬火。然而，在对多个工件W1进行搬运并依次淬火的过程中，在第1淬火工位10上进行的感应加热和在第2淬火工位30进行的感应加热是以分时方式进行的。其具体情况如下。

在第1淬火工位10进行感应加热时，从高频电源60输出10KHz的高频电流，需要接通开关71a、72a等。另一方面，在第2淬火工位30进行感应加热时，从高频电源60输出10KHz的高频电流，需要接通开关71a、72b等。为使这样的2个处理不在同时进行，通过调整工件W1的搬运时间等措施，使在两个工位上进行的感应加热分时进行。

其次，通过设定输入部80将工件W2设定为进行高频淬火的种类时，顺序控制部90依次处理对工件W2进行高频淬火所需的顺序模式，并进行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火单元台37上安装所述的第2淬火单元，并且为防止内侧用单元从工作台35的开口处露出，用升降单元39预先对工作台35的高度进行调整。

接通本装置的电源开关时，入口输送机51和出口输送机53即处于始终工作状态。在这种状态下，如图1所示，在入口输送机51上装载多个工件W2时放，通过入口输送机51将工件W2依次搬运至第1淬火工位10的工位入口a处。如果工件W2到达工位入口a，第1淬火工位10即开始工作。此时，顺序模式的内容与处理所述工件W1时完全相同。

在第1淬火工位10完成工件W2的杆轴部w21的淬火后，当工件W2被搬运至工位出口b时，使中间输送机52进行规定时间的工作。于是，工件W2从工位出口b处被搬运至中间位置g。将工件W2搬运到中间位置g后，使卡盘单元54工作，完成1次搬运行程。于是，使中间位置g处的工件W2被搬运至分度工位20的工作台21上。

将工件W2搬运到工作台21后，使分度工位20工作。即，使杯定心机构23工作，定心轴231下降，以确定内侧W2的位置。然后，使分度单元22工作，用所述方法对工作台21上的工件W2的方向进行分度，完成此项工作后，使杯定心机构23进行逆向动作，从而使定心轴231上升。

分度工位20的工作一结束，便使卡盘单元54工作，完成1次搬运行程。于是，工作台21上的工件W2在保持原来方向的情况下被搬运至第2淬火工位30的工作台35上。

将工件W2搬运至第2淬火工位30的工作台35上后，使第2淬火工位30工作。具体而言，使杯定心机构38工作，定心轴381下降，以确定工件W2的位置。此时，工件W2位于工作台35上的环状冷却套36的中心，其沟部w22的方向与加热线圈32的线圈部的位置相符。

在工件W2的位置已被定心轴381确定的状态下，使加热线圈31、升降单元35和冷却套33、36进行规定时间的工作。

即，对于加热线圈31，为了向加热线圈31供应50KHz的高频电流，使高频电源60和电流切换部70工作，于是，加热线圈31中流入50KHz的高频电流。对于升降单元35，使工作台35以一定的速度下降，从而使加热线圈31的各线圈部从下***工件W2的沟部w22中，之后，以一定的速度向沟部w22的内部移动。在此过程中，工件W2的沟部w22由加热线圈31进行移动加热。冷却套36向工件W2的外表面喷射冷却液，从而使工件W2的全部外表面冷却。冷却套33则向工件W2的沟部w22的加热部分喷射冷却液，而且，由于它与加热线圈31同时移动，所以对工件W2的沟部w22的加热部分进行移动冷却。

通过加热线圈31、升降单元35和冷却套33、36的所述工作，对工件W2的全部沟部w22进行在长度方向上均匀的淬火处理。淬火结束后，使杯定心机构38进行逆向动作，定心轴381上升，从而避开工件W2。

第2淬火工位30的工作结束后，使卡盘单元54工作，共完成2次搬运行程。于是，在第2淬火工位30的工作台35上的工件W2经过第3淬火工位40的工作台44，被搬运至出口输送机53。在此过程中，第3淬火工位40不工作，工件W2只经过第3淬火工位40而不停留。

当淬火处理已结束的工件W2从第2淬火工位30的工作台35被搬运到出口输送机53处时，由于出口输送机53处于始终工作状态，通过出口输送机53搬出工件W2。

由顺序控制部90逐次处理包括如上所述各项内容的顺序模式的结果，通过第1、第2淬火工位10、30可对多个工件W2依次进行淬火。然而，在对多个工件W2进行搬运并依次淬火的过程中，在第1淬火工位10上进行的感应加热和在第2淬火工位30进行的感应加热时是以分时方式进行的。其具体情况如下。

在第1淬火工位10进行感应加热时，从高频电源60输出10KHz的高频电流，需要接通开关71a、72a等。另一方面，在第2淬火工位30进行感应加热时，从高频电源60输出50KHz的高频电流，需要接通开关71b、72c等。为使这样的2个处理不在同时进行，通过调整工件W2的搬运时间等措施，使在两个工位上的感应加热分时进行。

其次，通过设定输入部80将工件W3设定为进行高频淬火的种类时，顺序控制部90将依次处理对工件W3进行高频淬火所需的顺序模式，并进行如下工作。另外，在第2淬火工位30的淬火单元台37上安装所述的第2淬火单元(凹型内侧用)，并且为防止第2淬火单元从工作台35的开口处露出，用升降单元39预先调整工作台35的高度。

接通本装置的电源开关时，入口输送机51和出口输送机53即处于始终工作状态。在这种状态下，如图1所示，在入口输送机51上装载多个工件W3时，通过入口输送机51将工件W3依次搬运至第1淬火工位10的工位入口a处。

当工件W3到达工位入口a处时，使第1淬火工位10的处理机构16工作。即，如图7所示，用臂161的一端夹持工件W3，在此状态下使臂161旋转180度后，放开工件a。于是，工件W3便从工位入口a处搬运至工位出口b。在此过程中，除处理机构16外，第1淬火工位10实际上没有进行工作，工件W3只经过第1淬火工位10而不停留。

将工件W3搬运到工位出口b后，使中间输送机52进行规定时间的工作。于是，工件W3从工位出口b处被搬运至中间位置g。将工件W3搬运到中间位置g后，使卡盘单元54工作，共完成1次搬运行程。于是，使中间位置g处的工件W3被搬运至分度工位20的工作台21上。

当工件W3被搬运至工作台21上后，使分度工位20工作。其工作与处理工件W2时完全相同。分度工位20的工作一结束，便使卡盘单元54工作，完成1次搬运行程。于是，工作台21上的凹型工件W3在保持原来方向的情况下被搬运至第2淬火工位30的工作台35上。

将工件W3搬运至第2淬火工位30的工作台35上后，使第2淬火工位30工作。其工作与处理工件W2时完全相同。第2淬火工位30的工作结束后，即，对工件W3的沟部w32的淬火结束后，使卡盘单元54工作，完成1次搬运行程。于是，工作台35上的工件W3被搬运至第3淬火工位40的工作台44上。

将工件W3从工作台35搬运到第3淬火工位40的工作台44上后，使第3淬火工位40工作。具体而言，使升降单元45工作，工作台44下降。于是，第3淬火单元，即，加热线圈41和冷却套42、43下降配置在工作台44上。此时，工件W3位于工作台44上的环状冷却套43的中心，加热线圈41和冷却套42***在花键孔w31中。

在加热线圈41和冷却套42、43配置在工作台44上的状态下，使加热线圈41进行规定时间的工作，即，使高频电源60和电流切换部70工作，以便在此状态下向加热线圈41供给70KHz的高频电流。于是，70KHz的高频电流流入加热线圈41。另外，在使加热线圈41工作的同时，使冷却套43工作，通过喷射冷却液对工件W3的外表面进行冷却。由此实现在工件W3的外表面冷却的状态下，对花键孔w31的内表面进行均匀的感应加热。

如果对工件W3的花键孔w31内表面的加热结束，便使冷却套42进行规定时间的工作。在此期间，由于冷却套43也在工作，因此，在工件W3的外表面处于冷却状态下，也向花键孔w31的内表面喷射冷却液进行冷却。冷却套42停止工作的同时，冷却套43也停止。其结果，完成对工件W3的花键孔w31内表面的均匀淬火。

在第3淬火工位40的工作结束后，即，结束对工件W3的花键孔w31内表面的淬火后，使卡盘单元54工作，完成1次搬运行程。于是，使第3淬火工位40的工作台44上的工件W3被搬运至出口输送机53。由于出口输送机53处于始终工作状态，通过出口输送机53搬出外侧W3。

由顺序控制部90逐次处理包括如上所述各项内容的顺序模式的结果，通过第2、第3淬火工位30、40可对多个工件W3依次进行淬火。然而，在对多个工件W3进行搬运并依次淬火的过程中，在第2淬火工位30上进行的感应加热和在第3淬火工位40进行的感应加热时是以分时方式进行的。其具体情况如下。

在第2淬火工位30进行感应加热时，从高频电源60输出50KHz的高频电流，需要接通开关71b、72c等。另一方面，在第3淬火工位40进行感应加热时，从高频电源60输出70KHz的高频电流，需要接通开关71c等。为使这样的2个处理不在同时进行，通过调整工件W3的搬运时间等措施，使在两个工位上的感应加热分时进行。

使用具有所述结构的匀速万向节用高频淬火装置时，可对W1、W2、W3三种工件W全部进行淬火，而不需使用多台专用装置。在第1淬火工位10上，同时对依次搬运的前后2个工件分别进行感应加热后的冷却与冷却前的感应加热。由于设有分度工位20，将工件W搬入同一个装置时，不需要使工件W2、工件W3的沟部w22、w32的方向一致。由此可提高热处理工序的效率。

另外，不仅可通过1台高频电源60对3种工件W进行淬火，而且由于各工位上的感应加热是分时进行的，只需要使用1台小容量的电源设备即可。又，在第2淬火工位30，对工件W1的杯部w12和工件W2、工件W3的沟部w22、w32均可进行淬火。由此，与以往的装置相比，不仅实现小型化，而且可大幅地降低设备的成本。

另外，本发明的匀速万向节用高频淬火装置不仅限于所述的实施例，例如，可对在各工位进行的工件的淬火方法以及加热线圈、冷却套的种类、各工位的配置顺序、搬运方法等进行适当的设计变更。另外，在第2猝火工位上，也可分开进行对工件W1的杯部w12的淬火和对工件W2、工件W3的沟部w22、w32的淬火，或者通过在淬火单元安装台37上安装第1、第2淬火工位，使淬火安装台37移动自如的方式实现设备的全自动化。

Claims (5)

1.一种以匀速万向节为工件，根据工件的种类进行相应的高频淬火的匀速万向节用高频淬火装置，其特征在于：它设有对工件杆轴部的外表面进行淬火的第1淬火工位，对工件的杯部内面和/或工件内形成的沟部进行淬火的第2淬火工位，对工件内形成的花键孔内表面进行淬火的第3淬火工位，将工件搬运至各工位的搬运机构，生成对工件进行感应加热所需的、可变频高频电流的高频电源，可将从高频电源输出的高频电流向配置于各淬火工位的加热线圈进行切换输出的电流切换部，设定输入进行高频淬火的工件种类的设定输入部，以及预先为每种工件建立进行高频淬火所需的顺序模式并根据与通过设定输入部设定的工件的种类相对应的顺序模式对第1、第2、第3淬火工位、搬运机构、高频电源和电流切换部进行控制的顺序控制部。

2.权利要求1所述的匀速万向节用高频淬火装置，其特征在于：在第1淬火工位和第2淬火工位之间配置对工件进行分度的分度工位，顺序控制部根据对应于由设定输入部设定的工件种类的顺序模式对包括分度工位在内的各工位进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的匀速万向节用高频淬火装置，其特征在于：所述顺序模式在搬运多个工件依次进行淬火的过程中，对分别位于第1淬火工位和第2淬火工位的各工件，或者位于第2淬火工位和第3淬火工位的各工件以分时方式进行感应加热。

4.根据权利要求1或2所述的匀速万向节用高频淬火装置，其特征在于：第1淬火工位由用加热线圈对工件的杆轴部进行感应加热的加热部、分别位于加热部两侧并用来冷却加热工件的杆轴部的第1、第2冷却部，将工件从加热部向第1、第2冷却部交替移动的往复机构、作为将工件依次向工位入口、加热部、工位出口移动的机构可将分别位于工位入口、加热部的工件同时分别搬运至加热部、工位出口的处理机构等构成，用搬运机构按顺序搬运的多个工件从最初运到的工件开始依次为a、b、c时，所述顺序模式在控制第1淬火工位时，使处理机构工作，将工件a从工位入口处搬运至加热部，一方面使加热部工作，对工件a的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置，在工件a的加热结束后，使往复机构工作，将工件a从加热部移至第1冷却部，一方面使第1冷却部工作，以冷却工件a的杆轴部，另一方面使处理机构工作，将工件b从工位入口搬运至加热部，在冷却工件a的期间，一方面使加热部工作，对工件b的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置，在工件a的冷却和工件b的加热结束之后，使往复机构进行逆向动作，将工件a从第1冷却部移至加热部并将工件b从加热部移至第2冷却部，一方面使第2冷却部工作，对工件b的杆轴部进行冷却，另一方面使处理机构工作，将工件a从加热部搬运至工位出口处，将工件c从工位入口处搬运至加热部，并使加热部工作，对工件c进行感应加热，在工件b的冷却和工件c的加热结束之后，使往复机构工作，将工件b从第1冷却部移至加热部，将工件c从加热部移至第1冷却部，并重复进行所述一系列的处理过程。

5.根据权利要求3所述的匀速万向节用高频淬火装置，其特征在于：第1淬火工位由用加热线圈对工件的杆轴部进行感应加热的加热部、分别位于加热部两侧并用来冷却加热工件的杆轴部的第1、第2冷却部，将工件从加热部向第1、第2冷却部交替移动的往复机构、作为将工件依次向工位入口、加热部、工位出口移动的机构可将分别位于工位入口、加热部的工件同时分别搬运至加热部、工位出口的处理机构等构成，用搬运机构按顺序搬运的多个工件从最初运到的工件开始依次为a、b、c时，所述顺序模式在控制第1淬火工位时，使处理机构工作，将工件a从工位入口处搬运至加热部，一方面使加热部工作，对工件a的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置，在工件a的加热结束后，使往复机构工作，将工件a从加热部移至第1冷却部，一方面使第1冷却部工作，以冷却工件a的杆轴部，另一方面使处理机构工作，将工件b从工位入口搬运至加热部，在冷却工件a的期间，一方面使加热部工作，对工件b的杆轴部进行感应加热，另一方面使处理机构进行逆向动作以回到初始位置，在工件a的冷却和工件b的加热结束之后，使往复机构进行逆向动作，将工件a从第1冷却部移至加热部并将工件b从加热部移至第2冷却部，一方面使第2冷却部工作，对工件b的杆轴部进行冷却，另一方面使处理机构工作，将工件a从加热部搬运至工位出口处，将工件c从工位入口处搬运至加热部，并使加热部工作，对工件c进行感应加热，在工件b的冷却和工件c的加热结束之后，使往复机构工作，将工件b从第1冷却部移至加热部，将工件c从加热部移至第1冷却部，并重复进行所述一系列的处理过程。

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