Способ закалки распределительного вала

РСЕННЦЙ КОМИЕТ СОР СЮ С 21 Р / ПО илйи ЙЙСЮЕВВЯ н ОПуюЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВОУСНОМУ ФЕИДСТВУ 4477/22-02 .12 80 4. Бюл. У 46чко, Л.Л.КочерД.Ф.Синявскийсих.783 Ната авт трое го с. 4 по за(21) 32 (22) 26 (46) 15 (72) Н. В.Н.Сом и М.Н.Л .(53) 62 (56) . нагрев "Машино Авторское свидетельство ССС ке У 3222389/021 0 9/30, 1980. 80, 244 А(54) (57) СПОСОБ ЗАКАЛКИ РАСПРЕДЕЛИ-.ТЕЛЬНОГО ВАЛА, включающий размещениезакаливаемых элементов вала в иидук"торе со смещением оси вала относительно оси индуктора и последующиенагрев и охлалдение, о.т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД процесса нагрева, при на-,греве кулачка ось вала смещают отно .сительно оси индуктора на О,-0,3 ерадиуса в направлении затылка кулачка, при нагреве шейки ось вала смещают относительно оси индуктора на0,3-0,5. его радиуса и осуществляют вращение и аксиальное перемещение вала относительно индуктора,30 Изобретение относится к областиэлектротермии и может бьггь использовано для термообработки при индукционном нагреве распределительныхи кулачковых валов. 5Известен способ закалки распределительных и кулачковых валов,заключающийся в одновременном нагревекаждого из элементов вала (шеек икулачков ) путем поочередного помещения их в область осесимметричноговозрастающего к периферии электромагнитного поля, создаваемого,например, "коротким" одновитковымцилиндрическим индуктором. Аксиальный размер области выбирают равнымвысоте одного из элементов вала, апоперечное сечение области - в соответствии с максимальным размером поперечного сечения кулачка. При термообработке вал вращают вокруг оси,при этом ось вала совмещают с осьюсимметрии электромагнитного поля 11.Недостатком известного способаявляется невозможность обеспечения качественной термообработкикрупных распределительных валов,для большинства которых характернаудлиненная форма носика и диаметршеек в 1,5-2,0 раза меньше максимального размера кулачка, а высотареек значительно больше высоты кулачков. При термообработке по известному способу кулачки вала перегреваются в зоне носиков по сравнению с зоной затылков, а шей:и незакалены35по всей высоте или частично отпущены, Кроме того, недостатком .известного способа является пониженныйКПД процесса при нагреве шеек из-замалого коэффициента заполнения40металлом шейки рабочей областиполя.Известен также способ закалкиколенчатого вала, включающий размеще.ние закаливаемых элементов вала в45индукторе со смещением оси вала относительно оси индуктора и последующий нагрев и охлаждение. При этомпри термообработке шатунных шеек ко"ленчатого вала их геометрическуюось смещают относительно оси их вра-,щения 2 .Недостатком известного способа за.калки является низкий КПД процессанагрева шатунных шеек, поскольку при 55вращении вала происходит периодическое изменение технологического зазора между шейкой и индуктором. Цель изобретения - повышение КПД процесса нагрева.Указанная цель достигается тем, что согласно способу закалки распределительного вала, включающему размещение закаливаемых элементов вала в индукторе со смещением оси вала относительно оси индуктора и последующие нагрев и охлаждение, при нагреве кулачка ось вала смещают относительно оси индуктора на 0,1-0,3 его радиуса в направлении затылка кулачка, а при нагреве шейки ось вала смещают относительно оси индуктора на 0,3- 0,5 его радиуса и осуществляют вращение и аксиальное перемещение вала относительно индуктора.На фиг. изображена схема процесса нагрева; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.В исходном положении распределительный вал 1 устанавливают так, что его ось совчадает с осью симметрии, например, одновиткового цилиндрического индуктора 2, высоту которого устанавливают приблизительно равной высоте кулачка 3 вала 1, Затем валаксиально перемещают до установки кулачка 3 внутри индуктора 2. После установки кулачка 3 в индукторе 2 ось валасмещают относительно оси индуктора 2 на 0,1-0,3 радиуса индуктора 2 в сторону затылка 4 кулачка 3. Вал 1 фиксируют в этом положении и включают наг 1 ев (т.е. подают ток в индуктор 2 ). В результате смещения оси вала 1 сначала начинается разогрев поверхности массивного затылка 4 в зоне 5 электромагнитного поля, характеризующийся повышенной напряженностью, а затем и поверхности носика 6 кулачка в зоне 7 у которой пониженная напряженность электромагнитного поля. В момент выравнивания температуры поверхностей затылка 4 и носика 6 кулачка и достижения этими поверхностями закалочной температуры нагрев отключают и включают спрейерное .охлаждение закалочной жидкостью. После окончания закалки кулачка вал возвращают в положение, при котором его ось совпадает с осью индуктора, и затем аксимально перемещают для закалки следующего элемента.Для закалки шейки 8 вала 1 при .аксиальном движении вала 1 переднюююкромку шейки 8 смещают на расстоя1129244 3ние 0,3-0,5 радиуса индуктора так, чтобы шейка 8 оказалась в зоне 9 с максимальной напряженностью электромагнитного поля. Включают вращение и аксиальное перемещение вала 1, атакже нагрев и спрейерное охлаждение, в результате чего производится непрерывно-последовательный нагрев и закалка поверхности шейки 8. Как только произойдет закалка всей поверхности шейки по длине,.отключается нагрев и спрейерное охлаждение. Вал 1 возвращают. в положение, при котором его ось совпадает с осью индуктора, и затем аксиально перемещают для закалки следующего элемента. Таким образом производят поочередную закалку всех элементов вала. 26П р и м е р. Производят закалкураспределительного вала топливныхнасосов дизеля Д 100. Длина секции943 мм, материал - сталь 50 Г. Насекции поочередно располагают элементы вала, состоящие из трех шееки трех одинаковых кулачков. Диаметршеек 64 мм. Длина первой шейки 106 мм,двух других по 68 ммВысота кулачка 26 мм, максимальный размер поперечного сечения 1 02 мч, радиусзатылка 43 мм, а вылет носика.от осивала 59 мм, Для нагрева элементоввала под закалку используют одновитковый цилиндрический индуктор свнутренним диаметром 120 мм и высотой индуктирующего провода 25 мм.В качестве источника питания используют генератор мощностью 100 кВти частотой тока 8000.Гц,40Вал закаливают в такой последовательности: шейка длиной 1 06 мч,. за- . тем смежный с ней кулачок, далее шейка длиной 68 мм и т.д. 4Исходное положение вала вего установка в вертикальные центры зака-, лочного приспособления. Для закалки первой шейки длиной 106 мм вал аксимально перемещают вниз до совмещения йередней кромки шейки с торцом индуктора. Затем ось вала смещают на расстояние 25 мм относительно оси индуктора. Одновременно с включением вращения (60 об/мин ), нагрева и спрейерного охлаждения, вал перемещают аксиально вниз относительно индуктора со скоростью 3 мм/с вплоть до полной закалки шейки по всей ее длине, после чего включают нагрев, спрейерное охлаждение и вращение, а вал переводят в положение, когда его ось совпадает с осью нндуктора.Дальнейшее,аксиальное, перемещение вала производят до установки первого кулачка внутри индуктора.После установки кулачка на позицию закалки ось вала смещают относительно оси индуктора в сторону затылка кулачка на расстояние 10 мм. Затем включают нагрев. Время нагрева поверхности кулачка до эакалочной температуры 1 с. После отклочения нагревавключают спрейерное охлаждение, а вал переводят в положение совпадения его оси с осью индуктора.Аналогичнь 1 м образом производят закалку остальных шеек и кулачков вала.ф Проведенные металлографические -сисследования показали., что глубина закаленного слоя на шейках 3, 0-4,0 мм, твердость поверхности НОС 50-55;,глубина закаленного слоя на кулачках 3,5-4,5 мм, твердость поверхности НйС 53-58. Полученные параметры закаленного слоя соответствуюттехническим условиям на термообработку данной детали. КПД индуктора в процессе эксперимента колебался от 0,65 1 до 0,7.1129244 Я-Я306 2 Зак Подди Фнииал Пой. фПатентфф,Унгород, уд. Проектная