一种电动循环球转向器壳体的淬火装置的制作方法

本技术涉及一种淬火装置，具体涉及一种电动循环球转向器壳体的淬火装置。

背景技术：

1、电动循环球转向器作为汽车智能驾驶系统中的核心安全承载部件，直接关联车辆行驶的操控稳定性与行驶安全性，其传动精度和结构可靠性对整车驾驶体验及安全性能起着决定性作用。其中，电动循环球转向器壳体作为转向器的核心支撑与定位结构，不仅需承受转向过程中产生的径向载荷与轴向作用力，其内壁还需与螺母（活塞）形成高精度的配合传动副，因此对壳体内壁的耐磨性能、尺寸稳定性及表面硬度提出了极高的技术要求。

2、从材料特性来看，电动循环球转向器壳体零件因需兼顾结构强度、铸造工艺性及成本控制，大多采用球墨铸铁材质，其基体硬度约为20hrc，属于低硬度耐磨材料范畴。而与之形成配合并做高频往复运动的螺母，为满足耐磨与抗疲劳需求，通常采用优质合金钢经淬火回火处理，表面硬度可达60hrc左右，二者硬度差值高达40hrc。这种显著的硬度差异，在车辆长期行驶过程中，随着相对挤压摩擦次数的累积，磨损问题会迅速凸显。

3、经工程试验验证，在未做硬化处理的工况下，当壳体与螺母的相对挤压摩擦次数达到10000次时，低硬度的壳体内壁表面会出现明显的磨痕、凹陷及材料脱落现象。这种严重磨损会直接导致壳体主孔内孔尺寸精度丧失，破坏二者原有的间隙配合关系，进而影响壳体对螺母的精准限位作用。螺母限位偏差会进一步引发传动间隙增大、转向迟滞、定位不准等问题，显著降低转向器的传动精度，大幅缩减电动循环球转向器的使用寿命，无法满足汽车行业对核心零部件的耐久性要求。

4、目前，行业内对电动循环球转向器壳体的淬火处理，普遍采用感应淬火工艺，其通过感应线圈产生高频磁场，使工件表面产生涡流效应实现快速加热，再经冷却介质喷淋完成淬火硬化，适用于结构规则、壁厚均匀的合金工件批量处理。

5、但将该类通用装置应用于球墨铸铁材质转向器壳体的内孔大范围感应淬火时，电动循环球转向器壳体为适应整车安装空间需求，外形设计复杂不规则，同时壳体壁厚较薄，不同部位壁厚差异较大，导致感应加热时热量难以均匀传导和分布，厚壁部位升温缓慢、薄壁部位升温过快，形成明显的温度梯度；且在冷却阶段，由于壳体外形不规则，导致冷却速率不一致，高温区域冷却滞后，低温区域冷却过快。上述加热与冷却不均匀的问题，直接引发缺陷：一是壳体内孔淬火后的表面硬度不均匀，部分区域耐磨性能不足，部分区域则因硬度过高而韧性下降；二是内孔尺寸变形量大，由于热胀冷缩不均匀产生残余应力，圆柱度偏差超标，直接影响与螺母的配合精度，需要后期修正，而修正又会破坏淬火层；三是壳体主孔内壁易出现微裂纹及应力裂纹，这些隐性裂纹在车辆行驶的振动载荷与交变应力作用下会不断扩展，最终可能导致壳体断裂，引发转向系统失效的重大安全事故。

6、基于上述感应淬火工艺在电动循环球转向器壳体加工中的应用局限及产生的技术缺陷，有必要设计一种电动循环球转向器壳体的淬火装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种加热、冷却均匀，确保硬度均匀、变形量小且不易出现裂纹的电动循环球转向器壳体的淬火装置。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种电动循环球转向器壳体的淬火装置，它由间隔设置的上料传送带和下料传送带、机台、分度盘、支撑座、上下料桁架以及激光淬火机构构成，其特征在于：上料传送带与下料传送带之间的机台上设置有分度盘，分度盘上设置有固定工件（电动循环球转向器壳体）的支撑座；分度盘上方的上料传送带与下料传送带之间设置有上下料桁架；上下料桁架对侧设置有激光淬火机构。

4、所述的支撑座下方的分度盘上设置有旋转电机，旋转电机的输出轴与支撑座固定连接，以通过旋转电机驱动支撑座转动。

5、所述的上下料桁架包括架体、滑座、齿条、平移电机、上下料升降缸和气动夹爪构成，架体上通过滑轨活动安装有滑座，滑座一侧的架体上设置有齿条；滑座上设置有平移电机，平移电机通过设置在平移电机输出轴上的齿轮与齿条连接；滑座侧面设置有上下料升降缸，上下料升降缸的活塞杆端头设置有气动夹爪。

6、所述的激光淬火机构包括机架、激光发生器、淬火升降缸和激光头，机架旁侧设置有激光发生器；分度盘上方的机架上设置有淬火升降缸，淬火升降缸的活塞杆端头设置有激光头，激光头通过光纤与激光发生器连接。

7、本实用新型的有益效果在于：

8、该电动循环球转向器壳体的淬火装置通过激光产生的高温进行淬火，通过控制输出的激光能量大小，控制淬火深度和范围，使其能按照预设的轨迹进行连续淬火；由于激光的能量稳定，能保证淬火均匀，进而保证淬火后的硬度均匀。由于激光加热区域小，使其热影响区域小，使壳体主孔内壁激光淬火后变形量小且不易产生裂纹，其不易受壳体外形和壁厚的限制，能仅对壳体内壁的内表面淬火且淬火深度可控，后续不需要再加工来处理变形问题，大大缩短工艺周期、降低了加工成本。且由于激光加热区域小，通过工件自身即能对加热后的区域迅速冷却，不需要额外冷却介质冷却的情况下，即能达到淬火的目的，进一步降低成本。解决了现有淬火工艺大范围淬火时，存有的硬度不均匀、变形量大或易出现裂纹的问题。

1.一种电动循环球转向器壳体的淬火装置，它由间隔设置的上料传送带（1）和下料传送带（2）、机台（3）、分度盘（4）、支撑座（5）、上下料桁架以及激光淬火机构构成，其特征在于：上料传送带（1）与下料传送带（2）之间的机台（3）上设置有分度盘（4），分度盘（4）上设置有固定工件的支撑座（5）；分度盘（4）上方的上料传送带（1）与下料传送带（2）之间设置有上下料桁架；上下料桁架对侧设置有激光淬火机构；所述的激光淬火机构包括机架（13）、激光发生器（14）、淬火升降缸（15）和激光头（16），机架（13）旁侧设置有激光发生器（14）；分度盘（4）上方的机架（13）上设置有淬火升降缸（15），淬火升降缸（15）的活塞杆端头设置有激光头（16），激光头（16）通过光纤与激光发生器（14）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器壳体的淬火装置，其特征在于：所述的支撑座（5）下方的分度盘（4）上设置有旋转电机（6），旋转电机（6）的输出轴与支撑座（5）固定连接，以通过旋转电机（6）驱动支撑座（5）转动。

3.根据权利要求1所述的一种电动循环球转向器壳体的淬火装置，其特征在于：所述的上下料桁架包括架体（7）、滑座（8）、齿条（9）、平移电机（10）、上下料升降缸（11）和气动夹爪（12）构成，架体（7）上通过滑轨活动安装有滑座（8），滑座（8）一侧的架体（7）上设置有齿条（9）；滑座（8）上设置有平移电机（10），平移电机（10）通过设置在平移电机（10）输出轴上的齿轮与齿条（9）连接；滑座（8）侧面设置有上下料升降缸（11），上下料升降缸（11）的活塞杆端头设置有气动夹爪（12）。