改善中频加热性能的装置

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 感应加热的方法在现代锻造生产中得到了广泛的应用，这与它具有升温快、控温准确、氧化脱碳小和自动化程度高的特点是分不开的。感应加热的原理就是集肤效应，适当频率的交变电流通过感应器，产生交变磁场，位于磁场内部的坯件内部便产生交变电势，形成涡流，通过坯料本身的电阻使电能转变为热能，从而加热坯料。 1.工艺分类 为使工件的温升均匀，工件的几何中心往往要与感应器的中心重合，以保证交变磁场的均匀分布，通常要在感应器的底部铺设耐热钢制成的炉条。这样同时也降低了坯料在炉体内的滑动摩擦力，减少坯件移动的卡滞现象的发生。 但这些情况对于一些有特殊要求的工件来说，往往需要一些特殊的装置来实现。 图1是一管式工件的锻造加工的工序图，最终毛坯形式如图1c所示。为了提高材料的利用率，采用管型材(Φ102mm×13.7mm)局部加热进行毛坯生产。为解决工件散热过快、变形抗力加大的矛盾，在生产中采用多次加热、分步成形的锻压形式。具体的流程为：下料→一次加热→预压整形→二次加热→过度整形→三次加热→最终压形。[img]http://www.jinkouzc.com/0903132334374518.bmp[/img]在预压整形中，工件大端的外径由102mm增大至104mm，并在内孔产生径缩至Φ65mm，在后续的两次压形中内孔尺寸保持不变，而只是将法兰的外形(Φ3、H)逐步压成。 在加工过程中，我们发现内孔径缩后表面出现折叠的现象，并在后步压形时折叠加剧，形成裂纹源，最终造成产品报废；另外尺寸H、L易超差。究其原因是由于在加热过程中工件温度不均和加热长度改变而造成的。 加热长度是指达到压形温度的那部分材料的长度，通常与受力变形区长度基本相等，若加热长度区内温度过高时坯料易被镦粗，金属向其内腔流动量增大，内孔径缩尺寸H3变长，法兰厚度减小，全长尺寸变短。温度过低时则出现的情况相反。此外加热的温度应均匀，否则由于金属的变形抗力不一致，造成压形后内孔出现折叠、凹坑等缺陷。 另外，在加热过程中由于磁场力的作用，工件往住会被吸人炉体，坯料的加热长度难以控制，影响毛坯的预成形尺寸致、也。这一情况在工件首次压形时体现的尤为明显(如图1a示)。2.装置设计 为解决这一问题，我们设计了工件在炉体内自转，并由夹具定位保证加热长度的装置(如图2所示)。采用工件在炉体内旋转的方式是为了消除由于磁场分布不均而造成的工件温升不均的问题。在保证达到规定的温度的同时，应力求缩短加热时间，以避免向不参与变形的区域传热过多，影响加热长度，并能减少加热时产生的材料氧化和烧蚀量。[img]http://www.jinkouzc.com/0903132335048087.bmp[/img]装置由动力和夹具两部分组成，动力由电动机输入变速箱4往后由接杆6传给夹具，使夹具7产生旋转从而带动工件旋转。现对夹具部分的结构进行阐述(如图3所示)。[img]http://www.c-cnc.com/news/file/2008-10/20081017145556.jpg[/img]夹具部分由本体、芯轴和定位盘等部件组成，芯轴11通过螺母5的作用可以在本体7内滑动，从而带动夹爪的径向移动以提供夹紧力以夹紧工件。该夹具具有良好的自定心性能，以确保工件夹紧后与夹具同心，调整夹具与炉体的同心度就可以保证工件与炉体的轴线重合，保证工件温升均匀。另外，由于夹紧力的作用可以有效地防止工件在磁场力的作用下而产生的窜动，所以工件在加热过程中应始终与夹具定位盘贴合，以确保加热长度一致，定位稳定、精确。 工作时，将工件套装在夹具本体7上，并确保工件端面与定位盘8良好的接触；转动螺母5，使芯轴11左移带动夹爪10夹紧工件；按下启动电钮，这时在油缸的作用下(如图2所示)工件进入炉体并自转；当坯件温度达到标准时，由于温控继电器的作用，工件停止转动，在油缸的作用下小车向左移动推动工件脱开炉体，这时转动螺母松夹；夹爪10在弹簧圈9的作用下缩回到本体7内，就可以取下工件转入下道工序进行生产。 为了提高芯轴的移动距离，芯轴螺纹采用大导程双头螺纹，以达到快速琐紧或松夹的目的。 3.效果 该装置通过温控继电器，精确控制温度，使该工件温度更加均匀，加热长度得到了精确控制。通过这些措施的保证，杜绝了由于温度不均匀而产生的废品，确保优良品率稳定提升。 【MechNet】

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