[发明专利]重卡钢板弹簧自限位座承载圆柱面的感应淬火系统及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及曲面零件的感应淬火系统及方法，尤其涉及一种重卡钢板弹簧自限位座承载圆柱面的感应淬火系统及方法。

背景技术

重型汽车钢板弹簧自限位座就是一种铸造毛坯零件，结构形状像一个壁厚不等的方型管，钢板弹簧头部插入其方孔中，压在壁厚最厚的承载面之上，承载面为非平面，是一个沿着方孔的轴向、在孔的中部凸起，孔的两头孔口处低，呈拱形的圆柱面；其起到承受由钢板弹簧头部传递来的整车分配的载荷，并且，在整车发生颠簸震动时，承受着超出静载下几倍冲击载荷，方孔的其它三个侧面为平面，起限制钢板弹簧头部位移作用；因此，钢板弹簧自限位座的承载圆柱面需要强化处理。现有技术的强化方法有渗碳淬火和感应淬火两种工艺。其中渗碳淬火工艺周期较长，能耗较大；感应淬火处理，工艺简单且效率高，但由于重型卡车钢板弹簧自限位座是一种用中碳钢制造的铸造零件且不进行机加工，该类零件的感应表面淬火，有一个解决起来比较困难的问题，就是铸造毛坯零件的尺寸公差大，尤其是批次之间的尺寸公差更大，造成零件夹持定位的准确度差。基于此，一般采用定点加热淬火的方法，对于像钢板弹簧自限位座承载曲面这种较大曲面的感应淬火，不仅存在着加热不均匀导致的硬化层深度的不均匀，甚至出现部分未硬化区域。将严重地影响该产品的质量和使用寿命。

如果对该零件被加工曲面采用连续扫描加热的工艺方式，很容易因为零件定位效果差，当工件工进运动时，出现被加工表面与感应器的间隙发生变化，影响到加热乃至淬火后硬化层深度的均匀性，甚至出现感应器与被加工表面接触打火放电的现象，造成感应器和被加工工件的烧损。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的钢板弹簧自限位座承载圆柱面加热不均匀导致的硬化层深度不均匀、和出现部分未硬化区域，影响产品使用寿命问题；提供一种工艺方法和相关的设备、工装卡具及感应器、淬火冷却系统，以及实现重型卡车钢板弹簧自限位座其承载圆柱面感应淬火的工艺，达到加工面的硬化层深度均匀、硬度合格。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

重卡钢板弹簧自限位座承载圆柱面的感应淬火系统，包括淬火机床、感应器和淬火循环冷却液池，所述的淬火机床上安装有能沿其支架上下运动的且用于对工件进行定位的定位工装组，所述的感应器通过淬火变压器连接到中频电源，与淬火机床的定位工装组配合，实现对工件的加热；所述的定位工装组由驱动装置驱动，所述的驱动装置有控制器控制，所述的淬火循环冷却液池设置于淬火机床的一侧。

所述的定位工装组包括自定位工装、随行夹具和下定位基座，所述自定位工装包括一个水平底板I，所述的水平底板I上设有一个与其相垂直的侧板I，所述的侧板I上设有一个与底板平行且固定在侧板上的定位探臂。

所述的随行夹具的截面呈“U”型，包括一个水平底板II和与其垂直的两个侧板II；所述的两个侧板II上分别设有螺纹孔和与螺纹孔相互配合的螺栓，所述的螺栓用来夹住并定位在其“U”型槽腔内的钢板弹簧自限位座。

所述的自限位座为一个矩形框，所述的矩形框顶部的内侧为承载圆柱面，其外形与钢板弹簧外形一致。

所述下定位基座，包括三个彼此垂直的定位面，将用于对工件随行夹具进行定位；其下部用螺栓紧固的方法安装在机床工作台上，其可与机床工作台随机床做上下移动。

所述感应器为单匝感应器，所述的感应器用于加热的有效圈部分与钢板弹簧自限位座承载圆柱面为等距离的仿形结构，且在该部分的外部加装有导磁体；同时，所述的感应器的内部通有纯水冷却，所述的纯水由淬火机床的循环冷却系统提供。

所述的感应器中的纯水的压力为0.4-0.5Mp，进水温度不高于35℃。

所述的感应器的加热电源为中频感应加热电源ZP100/30，额定输出功率100kw，额定输出频率30KHz。

所述淬火循环冷却液池在淬火机床旁边，其用于加热后工件的淬火设备，其通过循环管路与外面的冷却塔、大液槽连接；保证着前者的冷却液温度控制在工艺要求的10-40℃范围内。

所述的驱动装置包括驱动电机，所述的驱动电机驱动一个皮带轮，所述的皮带轮通过皮带驱动一个丝杠旋转，所述的丝杠驱动机床工作台上下运动，所述的电机由控制器控制。