一种感应加热装置及热处理设备的制作方法

1.本实用新型涉及热处理技术领域，尤其涉及一种感应加热装置及热处理设备。


背景技术：

2.随着汽车普及率和人们对汽车的需求日益增加，汽车零部件的制造技术也迎来了新的机遇和挑战。感应淬火热处理属于汽车零部件加工中非常重要的特殊工艺，极大地影响总成零件的各项机械性能要求。变速箱中的输入轴与平衡模块中的平衡轴等轴类零件，作为汽车的核心部件，其被要求具有较高的表面耐磨性、屈服强度、抗拉强度等机械性能。通过整体感应淬火提高零件各项机械性能的热处理方式，因其效率高、成本低等优点，成为了主要的汽车零部件热处理工艺之一。
3.但随着汽车行业的发展及零件形状的多样化，感应线圈的设计与制造成为了感应淬火工艺开发的难点。例如：针对轴类零件，直径大的轴颈硬化层深要求为3mm
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5mm，原本大直径区域因料厚较厚的原因，导致其在淬火加热过程中，需要更高的能量输入才能达到奥氏体转变温度，直径小的轴颈硬化层深要求为 1mm
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2mm，小直径区域达到奥氏体转变温度所需要的能量输入较小。
4.因为，现阶段整体感应线圈在待加工件的各区段输入功率一致，无法同时满足小轴颈与大轴颈的硬化层深要求，经常会出现顾此失彼的情况，降低了产品的合格率。
5.为此，亟需提供一种感应加热装置及热处理设备以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种感应加热装置，根据待加工零件上不同的硬化层或表面硬度要求，改善加工工艺，提高了产品的合格率。
7.本实用新型的另一个目的在于提供一种热处理设备，根据待加工零件上不同的硬化层或表面硬度要求，改善加工工艺，提高加热效果和产品的合格率。
8.为实现上述目的，提供以下技术方案：
9.一种感应加热装置，用于对待加工件进行加热，包括：
10.至少两段内部中空的加热件，设置于所述待加工件的一侧，至少两段所述加热件沿所述待加工件的轴线方向依次间隔布置，每段所述加热件上均设有输入通道和输出通道；
11.第一通管，包括第一本体、第一输入口和至少两个第一输出口，所述第一输入口位于所述第一本体的一侧，至少两个所述第一输出口沿竖直方向间隔设于所述第一本体的另一侧，至少两段所述加热件的所述输入通道一一对应地与至少两个所述第一输出口相连通；
12.第二通管，包括第二本体、第二输出口和至少两个第二输入口，至少两段所述加热件的所述输出通道一一对应地与至少两个所述第二输入口相连通；
13.电阻控制模块，设置于各所述第一输出口与相应所述加热件的输入通道之间，所
述电阻控制模块用于调节接入每段所述加热件的电阻值。
14.作为感应加热装置的可选方案，所述电阻控制模块包括绝缘瓷筒、固定台、滑动件和电阻丝，所述绝缘瓷筒的一端与对应所述加热件的所述输入通道相连通，另一端与所述第一通管的所述第一输出口相连通，所述电阻丝绕设于所述绝缘瓷筒的外壁面，且所述电阻丝的两端分别与对应的所述加热件的所述输入通道和所述第一通管电连接，所述固定台的一端套设于对应所述加热件的所述输入通道的外壁面上，另一端滑设有所述滑动件，所述滑动件的一端与所述电阻丝相抵接。
15.作为感应加热装置的可选方案，所述滑动件远离所述电阻丝的另一端设有拨动部，所述拨动部采用绝缘材质制成。
16.作为感应加热装置的可选方案，所述电阻控制模块还包括罩体，所述罩体开口朝下且能够活动夹设于所述固定台的外壁面上。
17.作为感应加热装置的可选方案，相邻两段所述加热件之间设有绝缘层，所述绝缘层的相对两侧面分别与对应的两段所述加热件相抵接。
18.作为感应加热装置的可选方案，所述绝缘瓷筒的两端分别与对应的所述第一输出口和对应的所述加热件的所述输入通道密封插接。
19.作为感应加热装置的可选方案，所述感应加热装置包括三段所述加热件，分别为：
20.从上到下依次设置的第一分段加热件、第二分段加热件和第三分段加热件，所述第二输出口位于所述第三分段加热件的输出通道的下方。
21.作为感应加热装置的可选方案，所述第一分段加热件包括依次相连通的第一分段输入通道、第一分段加热体和第一分段输出通道，所述第一分段输入通道和所述第一分段输出通道分别垂直于所述第一分段加热体的两端，且所述第一分段输入通道的延伸方向与所述第一分段输出通道的延伸方向呈空间垂直。
22.作为热处理设备的可选方案，包括交流电源及感应加热装置，所述交流电源分别与所述第一通管和所述第二通管电连接。
23.作为热处理设备的可选方案，所述热处理设备还包括冷却循环装置，所述冷却循环装置的输出端与所述第一通管相连通，所述冷却循环装置的回流端与所述第二通管相连通。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
25.本实用新型提供的一种感应加热装置，将至少两段内部中空的加热件沿待加工件的轴线方向间隔设置，每段加热件的输入通道均与第一通管上对应的第一输出口相连通，每段加热件的输出通道均与第二通管上对应的第二输入口相连通，实现每段加热件之间相互并联，通过在每段加热件的相应的第一输出口和相应的输出通道之间设置电阻控制模块，实现调节接入每段加热件的电阻值的功能，可以根据待加工件上不同的硬化层或表面硬度要求，调节电阻控制模块的电阻值，实现至少两段加热件的输入功率的调控，即，分段调控待加工件的加热功率，改善加工工艺，有利于提高产品的合格率。
26.本实用新型所提供的一种热处理设备，根据待加工件上不同的硬化层或表面硬度要求，分段调控功率，提高加热效果，改善加工工艺，提高产品的合格率。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例中的感应加热装置的结构示意图；
28.图2为图1中a处的局部放大图；
29.图3为本实用新型实施例中第一通管的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例中第二通管的结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例中第一分段加热件的结构示意图。
32.附图标记：
33.1、第一分段加热件；11、第一分段输入通道；12、第一分段加热体；13、第一分段输出通道；2、第二分段加热件；3、第三分段加热件；
34.4、第一通管；41、第一本体；42、第一输入口；43、第一输出口；
35.5、第二通管；51、第二本体；52、第二输入口；53、第二输出口；
36.6、电阻控制模块；61、绝缘瓷筒；62、固定台；63、滑动件；631、拨动部；64、电阻丝；65、罩体；
37.7、绝缘层。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
42.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
45.本实施例提供的感应加热装置的工作原理为：利用电磁感应的原理，使待加工零件在交变磁场中切割磁力线，在待加工零件的表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应，以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷实现淬火加工。
46.以下结合图1至图5对本实施例的具体内容进行详细描述。本实施例提供了一种感应加热装置，该感应加热装置用于对待加工件进行加热，本实施例提供的感应加热装置在加热待加工件的工作状态时，感应加热装置的内部通道采用冷却水冷却。
47.如图1
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图4所示，感应加热装置包括：至少两段内部中空的加热件、电阻控制模块6、第一通管4和第二通管5。至少两段内部中空的加热件设置于待加工件的一侧，相邻两段加热件沿待加工件的轴线方向间隔布置，每段加热件上均设有输入通道和输出通道。如图3
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图4所示，第一通管4包括第一本体41、第一输入口42和至少两个第一输出口43，第一本体41内部中空，第一输入口 42位于第一本体41的一侧，至少两个第一输出口43沿竖直方向间隔设于第一本体41的另一侧，至少两段加热件的所述输入通道一一对应地与至少两个第一输出口43相连通；第二通管5包括第二本体51、至少两个第二输入口52以及第二输出口53，第二本体51内部中空，至少两段所述加热件的输出通道一一对应地与至少两个第二输入口52相连通。在本实施例中，第一输入口42和第一输出口43分别位于第一本体41的相对两侧，便于操作人员进行区分和优化整体结构，减少占用空间。每段加热件的输入通道均与第一通管4相连通，每段加热件的输出通道均与第二通管5相连通，实现所有的输入通道和所有的输出通道分别连通在第一通管4和第二通管5上。第一通管4和第二通管5用于接入电源，实现每段加热件的并联，同时第一通管4和第二通管5还用于接入冷却水，冷却水从第一通管4流入加热件内部，然后从第二通管5中流出，实现对感应加热装置的冷却。电阻控制模块6用于调节接入每段加热件的电阻值，在每段加热件接入的电压相同的条件下，通过调节每段加热件接入的电阻值，实现对每段加热件接入电流的调节。本实施例的具体原理为：通过调电阻来调试每段加热件的电流强度，电流强度影响磁场强度，磁场强度影响零件表面电流大小，从而影响输热量。本实施例中感应加热装置的加热件采用内部呈方形通道的铜管，待加工件在被感应加热装置加热时，需要始终处于旋转的状态。
48.简而言之，本实用新型提供的一种感应加热装置，通过将至少两段内部中空的加热件沿待加工轴的轴线方向间隔设置，每段加热件的输入通道均与第一通管4上对应的第一输出口43相连通，每段加热件的输出通道均与第二通管5 上对应的第二输入口52相连通，实现每段加热件之间相互并联，通过在每段加热件的相应的第一输出口43和相应的输出通道之间设置电阻控制模块6，实现调节接入每段加热件的电阻值的功能，可以根据待加工件上不同的硬化层或表面硬度要求，调节电阻控制模块6的电阻值，实现至少两段加热件
的输入功率的调控，即，分段调控待加工件的加热功率，改善加工工艺，有利于提高产品的合格率。
49.进一步地，如图2所示，电阻控制模块6包括绝缘瓷筒61，绝缘瓷筒61 的一端与对应的加热件的输入通道固定且相连通，绝缘瓷筒61的另一端与第一通管4的第一输出口43固定且相连通。采用相互连通的方式，实现冷却液体的顺畅流通，降低感应加热装置自身的温度，延长使用寿命。进一步可选地，电阻控制模块6还包括固定台62、滑动件63和电阻丝64，电阻丝64绕设于绝缘瓷筒61的外壁面，且电阻丝64的两端分别与对应加热件的输入通道和第一通管4电连接，固定台62的一端套设于对应加热件的输入通道的外壁面上，实现固定台62可以稳定的设置在加热件上，固定台62另一端滑设有滑动件63，滑动件63的一端与电阻丝64相抵接，滑动件63与电阻丝64相抵接的端部设有两个夹爪，两个夹爪分别与电阻丝64紧密贴合，保证滑动件63与电阻丝64连接的稳定性；另一方面，当一只夹爪与电阻丝64不接触时，另一只夹爪也能保证电路的正常接入，提高感应加热装置设计的冗余性，降低故障率。通过调节滑动件63与电阻丝64的抵接位置，改变接入电阻丝64的长度，实现电阻值的变化，可以根据待加工零件上不同的硬化层或表面硬度要求，调节输入每段加热件的输入功率，改善待加工零件的加热效果，调高产品的合格率。
50.进一步地，滑动件63远离电阻丝64的另一端设有拨动部631，拨动部631 采用绝缘材质制成。通过设置采用绝缘材质制成的拨动部631，一方面便于操作人员人工调节电阻控制模块6；另一方面，拨动部631不导电，即使在不断电情况下，操作人员也可以调节电阻控制模块6，保护人员安全。
51.进一步地，如图1
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图2所示，电阻控制模块6还包括罩体65，固定台62、滑动件63和电阻丝64均可以位于罩体65内，罩体65开口朝下且能够活动夹设于固定台62的外壁面上。当待加工件完成加热阶段并进入淬火阶段，冷却介质对处于红热状态的待加工件进行急速冷却时，避免冷却介质溅射到电阻控制模块6内部的元件上，延长电阻控制模块6的使用寿命。具体地，罩体65采用不锈钢材质或塑料材质制成。
52.进一步地，相邻两段加热件之间设有绝缘层7，绝缘层7的相对两侧面分别与对应的两段加热件相抵接。每段加热件之间并联连接，通过增设绝缘层7，进一步实现相邻加热件之间的电流隔离，进一步保证感应加热装置的正常使用，降低故障率。
53.进一步地，第一输出口43与绝缘瓷筒61的两端分别与对应的第一输出口 43和对应的加热件的输入通道密封插接。绝缘瓷筒61两端的密封插接处的形状分别与第一输出口43和加热件的输入通道的形状相适配，便于感应加热装置的组装和维修更换。具体地，在密封插接处设有密封圈，进一步提高密封效果。
54.进一步地，感应加热装置包括三段加热件，三段加热件分别为：第一分段加热件1、第二分段加热件2和第三分段加热件3，第一分段加热件1、第二分段加热件2和第三分段加热件3的输出通道均与对应的第二输入口52相连通，第二输出口53位于第三分段加热件3的输出通道的下方。将第二输出口53设在第三分段加热件3的输出通道的下方，便于加热件内部冷却水的快速流出，快速降低加热件的温度，避免加热件由于高温发生氧化，延长加热件的使用寿命。
55.进一步地，如图1结合图5所示，第一分段加热件1包括第一分段输入通道11、第一分段加热体12和第一分段输出通道13，第一分段输入通道11和第一分段输出通道13分别垂
直于第一分段加热体12的两端，且第一分段输入通道11的延伸方向与第一分段输出通道13的延伸方向呈空间垂直。采用第一分段输入通道11的延伸方向与第一分段输出通道13的延伸方向呈空间垂直的方式，即使加热件的输入通道和输出通道的位置调换后也能使用，提高加热件的适用性。在其他实施中，第一分段输入通道11和第一分段输出通道13可以与第一分段加热体12密封插接，便于感应加热装置的拼接使用；当通道堵塞时，也便于更换输入通道、输出通道和加热件，避免废弃整个感应加热装置，降低了生产成本。优选地，本实施例第二分段加热件2和第三分段加热件3的结构与第一分段加热件1的结构相同，本实施例不再具体赘述。
56.本实施例还提供一种热处理设备，包括交流电源及如上面的感应加热装置，交流电源分别与第一通管4和第二通管5电连接。进一步地，热处理设备还包括冷却循环装置，冷却循环装置的输出端与第一通管4连通，冷却循环装置的回流端与第二通管5连通，降低加热件自身对外部环境的导热影响。进一步可选地，热处理设备还包括快速喷淋装置，在待加工件加热完成后，快速喷淋装置对准处于红热状态的待加工件迅速喷出大量冷却介质，完成待加工件的淬火处理的最后一个阶段。
57.本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。