一种曲轴旋转淬火机床的设计研制及应用

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　　1前言

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　　1995年一拖公司开发了新产品852拖拉机，对其B4125发动机曲轴感应淬火装备，公司决定自行研制。

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　　为稳定及提高曲轴的感应淬火质量，采用了曲轴旋转感应淬火工艺。实践证明，它具有如下优点：工件淬硬区层深和硬度分布均匀，淬火变形小，油孔开裂倾向小，能大大减少微裂纹的产生。

　　目前，曲轴旋转感应淬火机床在公司第一发动机厂投入使用，已生产出合格产品，使用效果良好。

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　　2机床设计方案

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　　B4125曲轴需淬火部位共11处：5个主轴颈表面、4个连杆颈表面、法兰面和止推面。连杆颈尺寸相同，主轴颈有3种尺寸，见图1。

　　图1曲轴淬火部位示意图

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　　通过对工件进行分析，我们决定整根曲轴使用四套感应器进行处理。结合第一发动机厂实际情况，采用喷液冷却、自回火工艺。用户提出在淬火过程中不更换感应器，为满足这一要求，确定采用两台独立机床完成1根B4125曲轴的淬火任务。一台机床完成主轴颈淬火，另一台机床完成连杆颈、法兰面和止推面淬火。每台机床为两工位，每个工位有独立的淬火变压器、感应器组，工件作纵向水平移动进给。为了进一步减轻操作者劳动强度及提高生产效率，运用计算机数控CNC(computernumericalcontrol)技术实现感应热处理全部工作过程(机械动作及感应淬火工艺)自动化。机床采用工业控制计算机实现对整个淬火过程的自动控制，主要功能由系统软件实现。淬火过程中，显示器屏幕实时显示工件淬火部位及工作进程，并且数控系统具有自诊断功能，可给出报警信号和出错内容，操作方便、直观、可靠。

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　　3机床的组成和性能特点及动作流程

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　　3.1机床组成、性能特点

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　　两台机床结构相似，下面以1台机床为例进行介绍。

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　　机床主要由床身、工作台、工作台驱动装置、浮动跟踪装置、中频柜及后床身等组成，见图2。

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　　图2曲轴旋转淬火机床简图

　　1.平衡机构2.托架升降机构3.浮动托架组件4.变压器5.感应器6.中频柜

　　7.工作台8.工作台驱动装置9.床身10.后床身11.床头箱12.支架13.尾架

　　床身和工作台均为焊接结构件。由工作台上的床头箱、尾座、支架实现工件装夹。在驱动装置的带动下，工作台沿床身导轨作纵向往复运动，将曲轴不同淬火部位准确送至预定工位的感应器下方。曲轴旋转由步进电机驱动，有效地抑制了起动冲击。