Konstruktion und Inbetriebnahme der Induktionshärtungswerkzeuge für Automobil-Radnaben (Teil 1)

  Vor der Induktionswärmebehandlung auf der Oberfläche von Automobilnabenprodukten ist das Design des Induktors sehr wichtig. Die Qualität des Induktors wirkt sich direkt auf die Fehlersuche und -verarbeitung des Produkts aus, was einen großen Einfluss auf die Löschqualität des Produkts hat. Die Induktionswärmebehandlung eines bestimmten Produkts wird von der Konstruktion des Induktors bis zum Abschluss der Produktinbetriebnahme analysiert und diskutiert.

Übersicht

  Metalle können im Induktor hauptsächlich durch elektromagnetische Induktion erhitzt werden. Das Wesen der elektromagnetischen Induktion ist: Magnetisches Wechselfeld verursacht ein elektrisches Wechselfeld, ein elektrisches Wechselfeld verursacht ein magnetisches Wechselfeld. Wenn ein Wechselstrom durch den Leiter fließt, ist die Stromdichte an der Oberfläche des Leiters höher, während die Stromdichte im Inneren des Leiters niedriger ist. Dieses Phänomen ist der Skin-Effekt, auch bekannt als Skin-Effekt oder Oberflächeneffekt. Hinzu kommen Proximity-Effekte und Ringeffekte, die für die induktive Wärmebehandlung sehr wichtig sind. Die Induktionswärmebehandlung hat eine kurze Aufheizzeit, weniger Oxidhaut, geringe Verformung, Energieeinsparung und Umweltschutz, eine leicht zu realisierende Mechanisierung und Automatisierung und ist daher weit verbreitet in der Automobilherstellung, Traktoren, Baumaschinen, Schwermaschinen, Lagerindustrie, Eisenbahn und Metallurgieindustrie, der zukünftige Entwicklungstrend ist sehr gut.

  Ingenieure von KETCHAN ELECTRONIC beschäftigt sich seit fast 10 Jahren mit der induktiven Wärmebehandlung von Automobil-Radnaben. Das Folgende ist die Analyse des induktiven Wärmebehandlungsprozesses des Außenflansches und des Innenflansches als Peer-Referenz und gemeinsame Diskussion.

Analyse der Produktzeichnung

  Die Struktur des Außenflansches und des Innenflansches ist in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigt.

FEIGE. 1 Externe Flanschstruktur

FEIGE. 2 Struktur des inneren Flansches

1. Hauptabmessungen

Außenflansch (Innenloch): Produktwandstärke, Innendurchmesser, Höhe, Rillenabstand, Grundkreisgröße und Gesamtstruktur usw.

Der Rillenabstand des Produkts beträgt 30.64 mm, der Durchmesser des Grundkreises 65.25 mm, der Durchmesser der Wand 10 mm und der Abschreckbereich 40 mm. Innenflansch (Außenkreis): Hauptkanalachsendurchmesser, Achshöhe, Grundkreisgröße und Gesamtstruktur usw. Das Produkt ist eine Vollwelle mit einem Hauptkanaldurchmesser von 33.8 mm, einer Schafthöhe von 71.1 mm und einem Grundkreisdurchmesser von 60 mm, Löschbereichslänge von 52 mm.

2. Technische Anforderungen

Die technischen Anforderungen der Wärmebehandlung sind in Bild 3 und Bild 4 dargestellt.

FEIGE. 3 Äußerer Flansch

FEIGE. 4 Nepharan

(1) Technische Anforderungen an das Abschrecken und Anlassen von Innen- und Außenflanschen

Oberflächenhärte abschrecken 62 ~ 65HRC, Oberflächenhärte anlassen 59 ~ 63HRC. Die metallografische Struktur ist Martensit Grad 4 ~ 6.

(2) Technische Anforderungen für die Außenflanscherkennung

Punkt A und Punkt F Ds = 1.9–3.2 mm; Punkt B und Punkt E Ds = 2.2–3.7 mm; Ds≥2.4 mm an Punkt C und D.

(3) Technische Anforderungen für die Erkennung von Innenflanschen

Ds = 1.9–3.7 mm an den Punkten A, B, E und H, erkannt durch Musterwinkelrichtung; D-Punkt Ds = 2.2–3.7 mm; G-Punkt Ds-Schärfe 1.5 mm; C-Punkt Ds-Schärfe 2.4 mm; F-Punkt Ds = 2 ~ 6mm.

3. Zeichnen Sie die Zeichnung des Produktinduktors

Berechnen Sie gemäß den oben genannten Größendaten und den relevanten technischen Anforderungen des Produkts die Gesamthöhe und die effektive Ringgröße des Sensors, zeichnen Sie die Konstruktionszeichnung des Sensors, ändern Sie sie entsprechend der tatsächlichen Situation und bestimmen Sie schließlich die Form des Sensors .

4. Bestimmen Sie das Material und die Größe des Induktors

Der Induktor besteht aus einem Wirkring, einer leitfähigen Platte, einer Kontaktplatte und Zubehör und wird aus verschiedenen Materialien hergestellt.

(1) Leitfähige Kontaktplatte, effektiver Ring und leitfähige Platte. Hergestellt aus reinem T2-Kupfer und mit der Messingelektrode verlötet.

(2) Der Außendurchmesser und die Wandstärke des Einlass- und Auslasswasserrohrs sind 12 mm und 2 mm rundes Kupferrohr; Quadratisches Kupferrohr 14 mm × 14 mm × 2 mm.

(3) Effektiver Kreis.Kupferrohr mit quadratischem Außenflansch 8 mm × 10 mm × 1.5 mm; Vierkantkupferrohr mit Innenflansch 12 mm × 15 mm × 2 mm.

Induktionsspule und Herstellung

1. Designmuster für Induktionsspulen

Das Design der Induktionsspule ist in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 5 Designmuster für Induktionsspulen

(1) Entwerfen und zeichnen Sie ein Sensormuster entsprechend der Produktstruktur und markieren Sie die Namen jeder Komponente.

(2) Kontaktplatte. Siehe Abbildung 6.

FEIGE. 6 Kontaktplatte

Die Kontaktplatte muss in Verbindung mit dem gelöschten Transformator zuverlässig, dicht und fest sein. Die Dicke der Kontaktplatte sollte > 1.57 d (d ist die Eindringtiefe des Stroms), aber < 12 mm sein. Die Dicke der Platte sollte hier 10 mm betragen.

Die Plattenbreite variiert je nach Leistung des Induktors. Sie wird im Allgemeinen innerhalb des Bereichs von 60 bis 190 mm ausgewählt, und die obere Grenze wird ausgewählt, wenn die Leistung groß ist. Die Breite der Platte beträgt hier 60 mm und die Länge der Platte 70 mm.

Der Durchmesser der Druckschraubenlöcher auf der Kontaktplatte beträgt 15 mm, und es gibt insgesamt 4 Schraubenlöcher. Die Schrauben können M12 sein. Zu beachten ist, dass die Position der vier Fixlöcher gut ausgemessen werden muss, da sonst die Verbindung zum Trafo nicht zustande kommt.

Außerdem verteilt sich die Leistung auf dem Induktor über die Länge des Leiters, sodass die leitende Platte breit, aber nicht schmal sein sollte.

(3) Design eines effektiven Rings des Induktors. Um die Qualität des Induktors sicherzustellen, müssen einige notwendige Formen vorbereitet werden.

Die effektive Spule wird durch Wickeln der Dornform hergestellt (siehe Fig. 7). Nachdem das Kupferrohr geglüht ist, wird der Dorn auf den Dorn gewickelt. Der Durchmesser des Dorns muss nach dem Wickeln des fertigen Produkts etwas kleiner sein als der des Induktors.

FEIGE. 7 Matrize für Dornwicklung

Beispielsweise beträgt die Breite des effektiven Ringkupferrohrs des Induktors 10 mm, der Durchmesser der Schulter des Produkts 47.5 mm und der Durchmesser des Dorns 35 mm. Das Innenflanschprodukt wählt auch die Dornwicklung, bei der die Induktionsspule im R-Winkel des Produkts gewickelt wird, der Durchmesser des Dorns auf 63 mm gewählt werden kann und dieser Abschnitt der Induktionsspule zu einer bestimmten Abschrägung verarbeitet werden sollte Angle, um die Abschreckeffizienz bei R Angle zu verbessern. Andere Teile des Wirkkreises entsprechen der Zeichnungsgröße.

(4) Parameterbestimmung. Der Induktor ist in das äußere Abschrecken und das innere Abschrecken unterteilt, der Höhenunterschied zwischen dem wirksamen Ring und dem Werkstück und der Abstand zwischen dem wirksamen Ring und dem Werkstück werden entsprechend der Frequenz der Feldabschreckausrüstung bestimmt.

Entsprechend der obigen Datenreferenz die Produktparameterauswahl: Innenflansch (Innenlochabschrecken). Basierend auf der von der Technologie geforderten Form der Härtungsschicht beträgt die Gesamthöhe des Produkts 64.6 mm, der Abschreckbereich 40 mm, sodass die Gesamthöhe des Wirkrings auf 44 mm eingestellt ist, der Spalt zwischen dem Wirkring und dem Werkstück ist 2mm. (2) Außenflansch (Abschrecken). Basierend auf der von der Technologie geforderten Form der Härteschicht beträgt die Höhe über der Flanschebene des Produkts 71 mm und der Abschreckbereich eine Länge von 52 mm. Die Höhe des Wirkrings ist auf 54 mm eingestellt, und der Abstand zwischen dem Wirkring und dem Werkstück beträgt 3 mm.

(5) Magnetische Leitfähigkeit. Der magnetische Fluss (siehe Abbildung 8) kann die Heizeffizienz des Induktors verbessern und die abgerundeten Ecken des Produkts besser erwärmen.

FEIGE. 8 Magnetische Leitfähigkeit

Seine Größenberechnung: C = (0.2-0.75) a, im Allgemeinen C ≥ 3 mm. Daher wird die Breite des äußeren Flansches mit 3 mm und die Breite des inneren Flansches mit 4 mm gewählt.

(6) Sprühdüse. Das Sprühgerät mit externem Flansch ist in Abbildung 9 dargestellt, während das Sprühgerät mit internem Flansch in Abbildung 10 dargestellt ist. Der Lochabstand beträgt 3.5 bis 4.0 mm und die Öffnung 1.2 bis 1.6 mm. Die Öffnung sollte klein, aber nicht groß sein. Darüber hinaus kann der Innenflanschsprüher auch mit Schnellwechselanschluss installiert werden.

FEIGE. 9 Außenflanschauslauf

FEIGE. 10 Spritzgerät mit Innenflansch