渗碳凸轮轴热处理工艺设计(7)
凸轮：PL=P0SL=1.2×31.26=37.5kW
轴承：PL=P0SL=1.2×59.4=71.2kW
中频设备的输出功率：
Pj= PL/0.64 (3.4)
凸轮：Pj= PL/0.64=58.6 kW
轴承：Pj= PL/0.64=111.3 kW
确定使用BPSD-160/8000中频发电机供电，该设备的额定功率PE＝160 kW。
3.5 小结
所以，最终选择比功率P。＝1.2kW/cm2；
感应加热设备额定功率为PE＝160 kW；
淬火面积：SL=31.3cm2或者SL=59.4cm2
4 加热方法
4.1 同时加热法
对工件需淬火表面同时加热，一般在设备功率足够、生产批量比较大的情况下采用；
同时加热淬火法是将工件的整体或一部分置于感应器之中或其邻近位置，感应器接通高频或中频电流，使工件感应加热，待工件加热到淬火温度后，切断电流，立即或间隔一段时间或提前一点时间，对加热部分进行冷却，使该部位达到淬火的目的。同时加热淬火法操作简单、控制容易，具有高效、节能等优点，因此被广泛采用。
同时加热淬火的加热参数的调整。一般是先根据零件的淬火面积、材料及原始组织等特点，选定比功率P。，再计算出设备的输出功率Pj，在大批量生产的工厂为追求搞生产率，只要工件的淬火质量能得到保证，多取Pj=（80~90）%PE，然后再设定或变化加热时间tH。这时冷却时间应该长一些，保证工件冷透。
同时加热淬火的加热时间tH一般用图表法确定。
图4.2是统计了我国某大型工厂的多年工艺卡和检验卡而绘制的比功率P。（kW／cm2）、硬化层深度Ds(mm)与同时加热淬火的加热时间tH (s)之间的关系曲线。即在已知Po和Ds的前提下，通过曲线查得tH。使用条件是轴类零件、圆环感应器(间隙为2-3mm)、中频发电机供电、电流频率8kHz。
此时，取tH=2.2s，此时出现最佳淬火，此时硬化层为2mm。
4.2 连续加热法
对工件需淬火部位中的一部分同时加热，通过感应器与工件之间的相对运动，把已加热部位逐渐移到冷却位置冷却，待加热部位移至感应器中加热，如此连续进行，直至需硬化的全部部位淬火完毕。
4.3 小结
本设计选用同时加热淬火方式。tH=2.2s。
5 感应器的确定
5.1 感应器的分类
1) 按电源频率可分为超音频（20~1000kHz）、中频（1~10kHz）、工频（50Hz）感应器等三大类。
2) 按加热方法分为同时加热和连续加热感应器等两大类。
3） 按感应器形状可分为圆柱状外表面加热感应器，内孔表面加热感应器，平面加热感应器以及特殊形状表面加热感应器。
故本设计选用中频感应器。
5.2 感应器的设计要求
感应器与所加热工件的关系类似锻模与模锻工件的关系。感应器设计得好，就能满足工艺要求保证产品质量．能耗少，使用寿命长，制造成本合理。对于大量生产用的感应器，在设计时应考虑以下几个方面：
1）达到工件加热范围的要求，加热区温度应均匀一致，冷却均匀(感应器带有附加冷却器或具有喷水孔时必须考虑)；
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