Габаритный чертеж

Рисунок 1 – Габаритный чертеж ИЗТ1-320/1

1. Литературный обзор применения индукционных установок для нагрева и закалки заготовок

В индукционных установках тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электромагнитным полем.

Индукционный нагрев обладает следующими преимуществами:

1) Осуществляется прямой нагрев проводниковых материалов путем передачи электрической энергии непосредственно в нагреваемое тело. По сравнению с установками косвенного действия, в которых изделие нагревается только с поверхности, скорость нагрева повышается.

2) Передача электрической энергии непосредственно в нагреваемое тело не требует контактных устройств. Это удобно в условиях автоматизированного поточного производства, при использовании вакуумных и защитных средств.

3) Благодаря явлению поверхностного эффекта максимальная мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Поэтому индукционный нагрев при закалке обеспечивает быстрый нагрев поверхностного слоя изделия. Это позволяет получить высокую твердость поверхности детали при относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки быстрее и экономичнее других методов поверхностного упрочнения изделия [1].

4) Индукционный нагрев в большинстве случаев позволяет повысить производительность и улучшить условия труда.

Индукционный нагрев широко применяется для:

1) Термической обработки деталей;

2) Плавки металлов;

3) Сварки металла;

4) Пайки и наплавки;

5) Сквозного нагрева детали либо заготовок перед пластической деформацией (ковка, штамповка, прессовка);

6) Химико-термической обработки изделий.

В индукционных нагревательных установках индуктором создается электромагнитное поле, оно наводит в металлической детали вихревые токи, наибольшая плотность которых приходится на поверхностный слой детали, где и выделяется наибольшее количество тепла. Это тепло пропорционально мощности, подведенной к индуктору, и зависит от времени нагрева и частоты тока индуктора. Путем соответствующего выбора мощности, частоты и времени действия нагрев может быть произведен в поверхностном слое разной толщины либо по всему сечению детали [4].

Индукционные нагревательные установки по способу загрузки и характеру работы бывают периодического и непрерывного действия. Последние могут встраиваться в поточные и автоматические технологические линии. Поверхностная индукционная закалка, в частности, заменяет такие дорогостоящие операции поверхностного упрочнения, как цементация, азотирование и др.

Цель индукционной поверхностной закалки: получение высокой твердости поверхностного слоя при сохранении вязкой середины детали. Для получения такой закалки производят быстрый нагрев детали на заданную глубину током, индуцированным поверхностным слоем металла с последующим охлаждением [2].

Глубина проникновения тока в металл зависит от частоты, то поверхностная закалка требует различных толщин закаливаемого слоя.

Различают следующие виды индукционной поверхностной закалки:

1) Одновременная;

2) Одновременно-поочередная;

3) Непрерывно-последовательная;

Одновременная индукционная закалка – заключается в одновременном нагреве всей закаливаемой поверхности с последующим охлаждением поверхности. Индуктор и охладитель удобно совместить. Применение лимитируется мощностями питающего генератора. Нагреваемая поверхность не превышает 200-300.

Одновременно-поочередная индукционная закалка – характерна тем, что отдельные части нагреваемой детали нагреваются одновременно-поочередно.

Непрерывно-последовательная индукционная закалка – применяется в случае большой протяженности закаливаемой поверхности и заключается в нагреве участка детали при непрерывном движении детали относительно индуктора либо наоборот. Охлаждение поверхности следует за нагревом. Возможно применение отдельных охладителей или совмещенных с индуктором.

На практике идея индукционной поверхностной закалки реализуется в индукционных закалочных станках.

Различают специальные индукционные закалочные станки, предназначенные для обработки определенной детали или групп деталей, незначительно отличающихся размеров и универсальные индукционные закалочные станки – для обработки любых деталей [3].