文 献 综 述

一 引言

随着我国工业水平地不断发展,对传动齿轮强度的使用寿命提出了更高的要求。齿轮在受扭转和弯曲等冲击负荷、交变负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受外力摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此一些零件表面层就必须具备高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，而只有强化齿轮表面才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。这也充分说明了齿轮淬火的必要性。
为提高齿轮的承载能力,应从提高齿轮接触疲劳强度、抗弯曲疲劳强度及耐磨性入手,多采用齿轮表面淬火方法。而淬火机床是保证淬火质量的关键设备。目前我国表面淬火的加热设备(感应加热装置)已系列化生产,而与其配套的淬火机床均由各厂自行设计制造。因此生产出具有自主知识产权的高性能淬火机床对于中国工业水平的提高和发展具有非同寻常的意义！

感应热处理是一种清洁的热处理方式，感应热处理工艺具有节能、无污染、易于实现机械化、自动化和在线生产、生产效率高、少氧化等特点,对提高零件耐磨性和强度有着重要影响,在汽车、农业机械、工程机械、冶金、机床工具等行业得到了广泛应用。

二 齿轮淬火机床的工作原理及目的

（一）工作原理

直齿（或斜齿）回转支承及齿轴在分度回转工作台上定位并夹紧后，机床滑台运行至齿形位置，通过手动调整好感应器与齿形之间的间隙，将工件放入感应器（线圈）内，当感应器内通入一定频率的交变电流时，周围就会产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流#8212;#8212;涡流。感应电流在工件表面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小，这种现象叫做集肤效应。工件表层高密度电流的电能转化为热能，使工件表层的温度升高，即实现表面加热。而电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差就越大，加热层也就越薄。在加热层温度达到钢的临界点温度后就立即降温冷却，从而达到齿轮表面淬火的目的。

（二）齿轮淬火的目的

齿轮淬火的目的是使过冷奥氏体进行贝氏体或马氏体转变，得到贝氏体或马氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、韧性及疲劳强度等，也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。而采用齿轮感应淬火工艺，具有高效、节能、无氧化、零件不易变形的优点。

（三）机床的组成

机床由四部分组成: 床身、移动驱动部分、旋转驱动部分及淬火水路部分。其中移动和驱动部分通过伺服控制系统控制。

三：回转支承简介

（一）：基本定义

回转支承（slewing bearing ）是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。

回转支承在现实工业中应用很广泛，被人们称为：”机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩的机械所必需的重要传动部件。随着机械行业的迅速发展，回转支承在船舶设备、工程机械、轻工机械、冶金机械、医疗机械、工业机械等行业得到了广泛的应用。

（二）：基本结构

回转支承通常由蜗杆、回转支承、壳体、马达等部件构成。由于核心部件采用回转支承，因此可以同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩。 其形式很多，但结构组成基本大同小异。

四:感应加热的原理及优势

将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。

感应加热是非接触式加热，它具有加热温度高，加热效率高，加热速度快，温度容易控制，可以局部加热，容易实现自动控制，作业环境好，几乎没有热、噪声和灰尘，作业占地少，生产效率高，能加热形状复杂的工件，适用面广，工件容易加热均匀等优点。运用感应加热自动淬火机床，解决了大量典型轴类零件在普通淬火机床上难以解决的淬火问题，代替传统的淬火工艺，提高自动化程度。同时可有效地提高感应热处理技术水平，提高感应热处理工件质量，降低废品率，解决关键零件的感应热处理技术难点，并且能大幅度地提高生产效率，使操作者劳动强度大为减轻。

五 发展趋势

随着我国在煤矿、冶金、工程机械、汽车及造船工业领域的不断深入探索和发展，使得机械工业对轴类及齿轮表面加热淬火工艺的工艺要求越来越高。感应热处理主要应用在淬火、锻造、正火和回火等各种工艺上,尤其是有色合金、低碳钢和高碳钢、不锈钢和工具钢的表面淬火。感应热处理独特的优点是可以产生成高硬度和高耐磨的表面,心部又保持很好的强度、韧性和塑性,使得加工后零件具有高的抗磨损和抗疲劳的特性。因此,在表面热处理领域,感应淬火工艺只有不断改进才能日益显示出其优越性。表面淬火是制造重要零件的主要热处理方式之一，可以大大提高机械零件表面的机械性能。感应淬火是常用的表面淬火方法， 一般在感应淬火机床上进行。感应淬火是通过感应加热利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。 普通感应淬火机床， 由于结构的限制通常只能对形状规范零件的表面进行热处理， 且质量不稳定。 对于表面具有曲线形状且需进行表面热处理的零件， 往往需要设计专用的机床和形状结构复杂的感应线圈来解决。运用感应加热自动淬火机床，解决了大量典型轴类零件在普通淬火机床上难以解决的淬火问题，代替传统的淬火工艺，提高自动化程度。同时可有效地提高感应热处理技术水平，提高感应热处理工件质量，降低废品率，解决关键零件的感应热处理技术难点，并且能大幅度地提高生产效率，使操作者劳动强度大为减轻。

近几年来,国内外感应加热技术在提高产品质量、发挥材料潜力、降低生产成本、改善设备性能、增加淬火装置的容量、发展淬火机床、大量采用穿透感应加热淬火工艺、提高机械化和自动化程度等方面都有了很大进展。通过消化吸收国外感应热处理先进技术和自主开发研究,使我国感应热处理工艺及装备技术开发和应用研究方面取得了快速发展,大量典型零件感应热处理先进工艺技术的开发成功提升了我国的工艺技术水平,计算机技术在感应热处理工艺装备上得到了广泛应用,数控淬火机床已形成系列产品推向市场,在全国各行各业得以普遍推广应用,我国感应热处理技术整体水平有了较大提高。

六：参考文献

[1]：蒋建虎，葛运旺.齿轮感应淬火机床数控系统设计[J].制造业自动化.2012,(4):129~131.

[2]：刘继修，杨淑启，王秀梅.齿轮高频淬火自动生产线控制系统设计[J].微计算机信息.2008,(24):197.

[3]：孙炜，刘成川，周震.齿形感应淬火自动跟踪装置[J].金属加工.2012,(21):15.

[4]：周 海,曾少鹏,袁石根.感应加热淬火技术的发展及应用[J].热处理技术与装备, 2008,(6):12～15.

[5]：张志欣，沈莹镔，杨振亚，郑书华.感应加热自动淬火机床的关键技术及相关机构的设计[J].宁波工程学院学报.2011,(3):83~86.

[6]：王盛军. 感应热处理技术及工艺装备的开发与应用[J].热处理.2007,(22):19~23.

[7]: 刘又红,林信智.感应热处理设备的发展[J].热处理. 2006，(21):55~57.

[8]: 吴锐，阚长华.数控技术在设计感应淬火机床中的应用[J]机电产品开发与创新.2008，（11）：185~186.

[9]：葛运旺,白旭灿,张宗杰. 通用齿轮斜齿淬火机床[J].热加工工艺.2006，（35）：74~76.

[10]:姜绥宁,李映凯,孙修顺.齿轮淬火机床的分齿定位机构[J].工程机械.1980，（8）：52~53.

[11]:陈国禧.通用高频淬火机床[J].机械工人. 1975,(12):35~36.

[12]:吴德才.感应淬火机床[J].煤矿机械.1983，（6）：45~48.

[13]:王永红. 数控机床辅助功能控制[J].机床电气.2008，（6）：75~77.

[14]:廖厚德 .淬火机床概况[J].机械工人.1980,(6):1~5.

[15]:杨国太，陈玉 .齿圈整体感应淬火专机研制[J].机械工程师.2007，（2）：101~102.

[16]:曹祥.机床电气控制技术[M].北京:国防工业出版社.2009.

[17]:蒋晓云,王胜军.数控立式通用感应淬火机床的开发及应用[J].金属热处理.2001,(7):

[18]:张建生，赵艳伟，郭建江.数控系统应用及开发[M].北京：科学出版社.2006.

[19]:关颖.SIEMENS数控车床[M].辽宁：辽宁科学出版社.2009.

[20]:徐洪海，王莉.数控机床机械结构与电气控制[M].北京：化学工业出版社.2011.

[21]: Xiaodiao Huang; Chunjian Yu "Electro-Mechanical Heterogeneous Simulation of the Complex NC Machine Tool from Gear Milling and Hobbing," Robotics, Automation and Mechatronics, 2008,(9):121~123

[22]: Sotiris L. Omirou,Andreas C. Nearchou.An epitrochoidal pocket#8212;A new canned cycle forCNC milling machines[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing . 2007,(10):78~82

[23]: He Hanwu , Wu Yueming. Web-based virtual operating of CNC milling machine tools[J]. Computers in Industry.2009,(7):46~49.

[24]: Zhang Mingzhu,Li Hongtao,Wei Dongzhi.Numerical Control Innovation for Double Cradle StraightBevel Gear Milling Machine[J]. 2011,(6):18~21.

[25]: P E I - Y u WANG .ZHANG-HUA FONG. M a t h e m a t i c a l M o d e l of Face-MillingSpiral Bevel Gear with ModifiedRadial M o t i o n ( M R M ) Correction[J]. 2005,(7):143~146.