曲軸感應熱處理【設備】

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曲軸感應熱處理【設備】

信息編輯：鄭州高氏發(fā)布時間：2012-03-02

曲軸不僅是將活塞的往復運動轉化為旋轉運動，還必須能吸收由于交替循環(huán)的燃料爆炸而產生的振動。在發(fā)動機的整個壽命期間，曲軸一直承受扭矩和周期性的正弦彎曲，當發(fā)動機工作時，這個關鍵件將承受連續(xù)的高強度的應力循環(huán)，因而在設計時要考慮其臨界的疲勞強度，曲軸可能是發(fā)動機中承受力較大的零件。這個特殊的和復雜的功能決定了曲軸結構的復雜性，從而導致了復雜的熱處理工藝。這就是為什么感應淬火技術越來越多的應用于這些復雜零件的熱處理之中。

EFD從20世紀60年代就開始主要從事于這個特殊的熱處理領域，隨著材料（鋼或鑄鐵）的發(fā)展，EFD用設備展示了先進的技術。除了不同的材料之外，變形控制在曲軸的制造中也是一個主要的因素，市場上對于變形控制的要求促使越來越多新技術方案的誕生，并應用在設備當中。

客戶要求對曲軸的每個主軸頸和連桿頸進行精確的輪廓熱處理。在熱處理過程中，由于加工工藝而使工件產生變形，因此，這就要求曲軸淬火機不僅僅是對工件進行淬火，而且還要進行監(jiān)控和修正?，F(xiàn)在的制造加工，要求“即時性”和單件生產，這個變化使我們遠離了批量生產和過去長時間的爐式熱處理。此外，更小的占地面積也是感應熱處理設備被首選的主要原因。

因此，EFD集團結合了在汽車、重型載貨汽車和其他重型設備工業(yè)的要求，研發(fā)了一種新型的設備。

用于曲軸圓角淬火的新機型

一些曲軸的設計要求對曲軸的圓角區(qū)域進行淬火。EFD設計了一種全新的感應器并申請了專利，這種加熱效率極高的感應器的熱量分布與熱處理的要求完全一致。

除了進行正確的感應器設計之外，功率必須要隨著曲軸旋轉角度進行調整。EFD新型的的曲軸淬火機床設計有一個用于工件旋轉控制的NC軸，從而使功率能按照曲軸的角度位置而變化。

EFD還開發(fā)了一種用于曲軸變形控制的獨特工藝，通過對前一次加熱導致的曲軸變形的測量，接下來的淬火過程將根據上一次測量出的變形值自動地進行調整。這個過程是在設備控制中來完成的，不會計入到設備加工時間之內。通過這個調整，對于四缸鋼制曲軸而言，變形值能夠控制在0.15mm以內。
回火EFD在感應回火工藝方面做了大量的研究工作。對于感應回火，有兩種常用的解決方案：第一種方案是再次感應加熱工件，第二種方案是使用淬火工程中的余熱。對于感應加熱回火，工件是在淬火之后使用小功率進行二次加熱。這種工藝的優(yōu)點是不論淬火介質的質量和溫度如何，都可以完全控制回火溫度。用余熱進行回火（或稱為自回火）是通過縮短淬火時間，用剩下的余熱進行回火。這種工藝的風險是必須將淬火過程中的淬火冷卻速率控制得非常精確，淬火冷卻的溫度、時間、流量和淬火介質的濃度都必須進行保持和監(jiān)控，使工件具有一致的出口溫度，其明顯優(yōu)勢就是節(jié)省成本和提高節(jié)拍?！　o論使用哪種回火工藝，都必須要有冷卻工位，以使工件在下料前能冷卻到室溫。質量監(jiān)控 EFD專門開發(fā)了稱作RTM的淬火質量控制的軟件（如圖1所示）。RTM實時監(jiān)控系統(tǒng)能在連續(xù)變化中記錄和識別工件的每個熱處理區(qū)域。一個可選功能是：通過工廠的信息系統(tǒng)或網絡連接存檔數(shù)據以便追溯。使用這個系統(tǒng)可以減少在質量控制中所需要的破壞性試驗的次數(shù)。

曲軸淬火機床的新概念 EFD開發(fā)了一種新型曲軸淬火機（如圖2所示），其設計的原理是基于一個模塊化的概念，可加工工件的長度范圍在300～1500mm。模塊化設計的目的有兩個：一方面可以減少設備的交貨期，另一方面可以縮短安裝調試所需要的時間。這樣，設備就可以很容易從歐洲的制造工廠運輸?shù)绞澜绺鞯?。柔性化的設計使我們可以用標準模塊裝配出很多種機型，例如：單工位或雙工位、圓角淬火、手動或自動上下料（頂置機械手或機器人）、集成清洗工位等等.模塊化設計非常適合于按照用戶的工廠布置要求來進行設計.新的感應技術感應加熱是EFD技術核心。當然，新設備是與新的感應電源結合在一起的。EFD新型感應電源（如圖3所示）更為緊湊、牢固，采用模塊化設計以及恒定的大于0.95的功率因數(shù)cos（phi）。同時也集成了如外部診斷和清除文本信息等一些新功能。當這些新產品投放市場時，EFD重新設計了全套的曲軸淬火機的電源電路，實現(xiàn)了減少匹配箱尺寸約70%的目標，維護更加方便，設備利用率大大提高。

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