小型化自动淬火装置-资料.ppt

LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO LOGO 小型化自动淬火装置 成都理工大学 答辩人：xxx 学号：201006040xxx 班级：机械xx 指导教师：陈xx 论文的基本框架 一、讲述了关于淬火以及国内外现状 二、提出设计方案 三、设计加热缸体并进行计算 四、活塞的设计与计算 五、支撑架及冷却槽的结构设计 六、PLC编程 七、结束语 1、什么叫淬火　　淬火是把钢加热到临界点Ac1，或Ac3以上，使其从奥氏体化组织转化为马氏体化组织一保温并随之以大于临界冷却速度 (Vc)快速冷却，以得到介稳状的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法。2、装置的淬火原理　　在缸体的外表面加金属线圈，当线圈中通有交变电流时，在缸体中会产生涡流，涡流会使缸体产生高温，温度由缸体的电阻率和交变电流频率及线圈匝数有关。 一、淬火 4、研究现状 国外：（1）推行高压气冷淬火（2）热处理设备采用油冷 （3）渗氮炉上采用氢探头（4）燃气辐射管 国内：（1) 真空热处理(2) 化学热处理(3) 形变热处理 此外国内对于高压气淬方面的研究也较为深入，很具有代表性。 3、淬火方法　　单介质淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火法复合淬火法、延迟冷却淬火法等。 二、设计方案 1、装置的功能 要求装置可实现常见的淬火方法的自动化淬火，且装置结构简单，操作方便，性能安全，可用于教学，实验室实验操作。 2、常见的淬火装置 机床导轨式淬火装置 高频淬火机 * 3、选定装置结构 　　考虑装置的功能以及现有淬火装置的结构及其原理，设计一种应用涡流原理的淬火设备，其由缠有高频交变电流金属线圈的缸体实现对工件的加热，再由密封活塞实现对工件的加热冷却升降处理，设计冷却槽装有淬火剂，装置结构简单，功能完善。在现有设备上实现了创新与结合。 创新点： (1)缸体是密封保温加热。使其加热更为迅速，节省能源，相对于外部淬火装置来说更为安全。 (2)升降活塞使工件放入冷却槽中冷却，可随时控制其快速冷却，并且操作简单，可由控制台直接控制。 装置的特点在于；性能稳定，节省电量，加热速度较快，装置体积小，可用与教学和实验室操作实验，淬火后的工件刚度硬度比较好，不易断裂变形，无氧化层。 三、加热缸体的设计计算 1、材料的选择： 　　考虑工作环境在700℃左右的高温下工作，选择高温耐热材料，310s不锈钢、氮化硅陶瓷等。 2、结构设计： 　　本装置是应用了涡流生热的原理，所以气缸体要在外表面加金属线圈，所以设计一个内壳圆柱体，其表面加金属圈之后在外边再加个外壳圆柱，在内壳圆加一层聚四氟乙烯膜隔热。 3、计算加热所用时间 　　缸体的加热采用涡流生热原理，它是依靠感应器通过电磁感应把电能传递给被加热的金属，电能在金属内部转变为热能，达到加热金属的目的。 根据MAXWELL电磁方程式，焦耳热公式以及比热容公式，计算出在一定高频交流电压下，淬火所用的时间。 　　根据装置整体大小，设计出尺寸，并计算出其屈服了强度，进行温度分析模拟 四、活塞 　　本结构的设计是为了实现装置的密封加热，由于现阶段大多数淬火装置都是外部加热，装置在加热缸体上部用缸盖密封，下部采用活塞实现对整个加热缸体的密封，并有活塞带动工件上升加热和下降冷却，考虑工作环境和密封作用，采用氮化硅陶瓷材料。大体结构如下图所示： 其升降由下部连接的电动升降杆 来实现。 电动升降杆的选择： 　　液压升降杆作用在于通过控制台实现对工件加热、冷却的操作，需要满足起支撑条件和压力条件。需要对其进行强度分析。 氮化硅陶瓷的密度 310s不锈钢的密度 电动升降杆 　　经过分析计算之后，按照设计要求，可 选择YNT-03型电动升降杆。 五、支撑架及冷却槽 　　 　　支撑架其支撑整个加热缸体的作用，考虑其压力强度，选择310s不锈钢制造，其结构如图： 五、支撑架及冷却槽 　　冷却槽用于淬火的快速冷却，其内装有淬火剂，工作温度为室温下，要求材料耐磨，抗氧化性较好即可，所以可采用一般的铸铁即可。考虑装置整体大小可设计冷却槽尺寸为50x50x40cm的长方体，壁厚为1cm，其内部盛有各种淬火剂，其宽度与支撑板的10cm差的间隙为了工件冷却时散热和添加淬火剂时的通道。 六、PLC编程 　　论文介绍了PLC的历史来源及其发展历程，介绍了PLC的特点和应用。 PLC输入输出IO分配表 I0.0 启动开关 Q0.0 运行指示灯 I0.1 停止开关 Q0.1 加热装置 I0.2 升降杆上 Q0.2 升降杆上