JP3115233B2 - Induction quenching method and apparatus and quenched product - Google Patents
Induction quenching method and apparatus and quenched productInfo
- Publication number
- JP3115233B2 JP3115233B2 JP08150786A JP15078696A JP3115233B2 JP 3115233 B2 JP3115233 B2 JP 3115233B2 JP 08150786 A JP08150786 A JP 08150786A JP 15078696 A JP15078696 A JP 15078696A JP 3115233 B2 JP3115233 B2 JP 3115233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quenching
- head
- work
- quenched
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導加熱により
ワークの所定の領域を所望のパターンで焼入する部分焼
入に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to partial quenching for hardening a predetermined area of a work in a desired pattern by high frequency induction heating.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、自動車のシリンダブロックに
より構成される燃焼室の内面は、すなわちシリンダボア
内面はピストンが高速で摺接するために、高度の耐磨耗
性が要求される。同時に、ピストンの摺動を円滑にする
ための良好な潤滑性も要求される。従来では、この要求
を満たすためにシリンダブロックのボアの内面にシリン
ダブロックの材質よりも硬度の高い材料で構成されるシ
リンダライナーを配設することが普通に行われている。
しかし、このようなシリンダライナーを配設する構造
は、部品点数が多くなり、工程も多くなることから、そ
の分製造コストが上昇するという問題がある。このよう
な事情に鑑み、シリンダライナーを使用せず、シリンダ
ボア内面を焼入して耐磨耗性を向上させることが提案さ
れている。この場合、シリンダボア内面を全面を一様に
焼き入れすると、ボアのピストンとの摺動面の全面にわ
たって耐磨耗性を向上させることはできるが、焼入部に
おいては潤滑油が保持されにくいという性質があるた
め、シリンダボア内面の潤滑性が低下してピストンの摺
動抵抗が増大するという問題が生じる。したがって、耐
磨耗性と潤滑性の両方について所望の性能を確保するた
めに、シリンダボア内面を部分焼入し、特に、ボア内面
において複数の焼入部が互いに独立分散状態で存在する
ように焼入を行うことが提案されている。2. Description of the Related Art For example, the inner surface of a combustion chamber formed by a cylinder block of an automobile, that is, the inner surface of a cylinder bore, requires a high degree of wear resistance because the piston slides at high speed. At the same time, good lubrication for smooth sliding of the piston is also required. Conventionally, in order to satisfy this requirement, it is common practice to dispose a cylinder liner made of a material having a higher hardness than the material of the cylinder block on the inner surface of the bore of the cylinder block.
However, the structure in which such a cylinder liner is provided has a problem in that the number of parts increases and the number of steps increases, so that the manufacturing cost increases accordingly. In view of such circumstances, it has been proposed to improve the wear resistance by quenching the inner surface of a cylinder bore without using a cylinder liner. In this case, if the entire inner surface of the cylinder bore is hardened uniformly, the wear resistance can be improved over the entire sliding surface of the bore with the piston, but the lubricating oil is hardly retained in the hardened portion. Therefore, there arises a problem that the lubrication of the inner surface of the cylinder bore is reduced and the sliding resistance of the piston is increased. Therefore, in order to secure desired performance with respect to both abrasion resistance and lubricity, the inner surface of the cylinder bore is partially quenched, and in particular, quenching is performed such that a plurality of quenched portions exist in the bore inner surface in an independent and dispersed state. It has been proposed to do so.
【0003】このような複数の独立分散焼入部をシリン
ダボア内面に形成する手法として、特開平4−3621
16号あるいは特開平4−362117号に開示される
ものがある。[0003] As a method of forming such a plurality of independent distributed quenching portions on the inner surface of a cylinder bore, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 16 or JP-A-4-362117.
【0004】[0004]
【本発明が解決しようする課題】この開示されたもので
は、レーザ光線を用いてシリンダボア内面を部分焼入す
るようになっている。しかし、レーザ光線を使用する方
法は、均一な焼入効果を確保することが困難であり、こ
れを達成するためには、精密な制御が必要となるため、
製品の品質の安定性が悪くなるという問題があり、この
問題を解消するためには、設備が高価になるという問題
が生じる。特公昭60−39127号公報には、液中高
周波誘導加熱によって焼入を行うことが開示されてい
る。しかし、この開示された高周波焼入は、ワークの偏
肉圧に関わらず焼入面の全体にわたって一様な焼入深さ
を得るために冷却液の供給の制御を行うもので焼入パタ
ーンを形成する部分焼入については適用することができ
ない。また、ドイツ特許第39,26,571号には誘
導加熱コイルを用いて高周波誘導加熱によってシリンダ
ボア内面を所望のパターンで焼き入れする方法が開示さ
れている。しかし、この手法では、形成される焼入部が
連続しているために耐磨耗性については所望の特性を達
成することができるが、シリンダボア内面上の潤滑油の
保持性が悪くなり、所望の潤滑性を確保できなくなると
いう問題がある。また、焼入部と焼入しない部分との境
界部分の領域が広くなって、焼入領域を所望のパターン
で発生させることができず、したがって、耐磨耗性およ
び潤滑性の両方について望ましい特性を有する焼入製品
を安定的に製造することができないという問題がある。In this disclosure, a laser beam is used to partially quench the inner surface of the cylinder bore. However, in the method using a laser beam, it is difficult to ensure a uniform quenching effect, and in order to achieve this, precise control is required.
There is a problem that the stability of product quality is deteriorated, and in order to solve this problem, there is a problem that equipment becomes expensive. Japanese Patent Publication No. 60-39127 discloses quenching by high-frequency induction heating in liquid. However, the disclosed induction hardening controls the supply of the coolant in order to obtain a uniform hardening depth over the entire hardened surface regardless of the uneven thickness pressure of the work, and the hardening pattern is changed. It cannot be applied to the formed partial quench. German Patent No. 39,26,571 discloses a method of hardening the inner surface of a cylinder bore in a desired pattern by high-frequency induction heating using an induction heating coil. However, in this method, although the desired characteristics of abrasion resistance can be achieved because the formed quenched portions are continuous, the retention of the lubricating oil on the inner surface of the cylinder bore becomes poor, and the desired characteristics are obtained. There is a problem that lubricity cannot be ensured. In addition, the area of the boundary between the quenched portion and the non-quenched portion is widened, and the quenched region cannot be generated in a desired pattern. Therefore, desirable characteristics for both wear resistance and lubricity are obtained. There is a problem that a quenched product cannot be stably manufactured.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような背景
のもとになされたものであって、潤滑性と耐磨耗性との
両方の特性を満足する焼入製品を製造できる焼入方法を
提供することである。さらに本発明の他の目的は、上記
の優れた特性を両立させた焼入製品を製造するための装
置を提供することである。本発明の別の目的は、潤滑性
と耐磨耗性との両方について優れた特性を有する焼入部
を有する焼入製品を提供することである。本発明は上記
目的を達成するために、以下のように構成される。すな
わち、本発明の1つの特徴によれば、液中で高周波誘導
加熱を行うことによってワークの部分焼入を行う高周波
焼入方法が提供されており、この高周波焼入方法は、焼
入を行うべき焼入面を有するワークを液中に配置し、高
周波誘導加熱を行う焼入ヘッドを液中に配置し、前記焼
入ヘッドをワークの焼入面と対峙させてワークを誘導加
熱し、当該ワークの焼入面の所定領域を焼入し、これに
よって、ワークの焼入面上に複数の実質的に独立した焼
入部を有する焼入パターンを形成するようにワークの部
分焼入を行うことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under such a background, and is capable of producing a quenched product which satisfies both lubricity and abrasion resistance. Is to provide a way. Still another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a quenched product having both of the above excellent characteristics. Another object of the present invention is to provide a quenched product having a quenched part having excellent characteristics in both lubricity and wear resistance. The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, according to one feature of the present invention, there is provided an induction quenching method for performing partial quenching of a workpiece by performing high frequency induction heating in a liquid. A work having a quenching surface to be placed in the liquid, a quenching head for performing high frequency induction heating is placed in the liquid, and the work is induction-heated by facing the quenching head to the quenching surface of the work. Quenching a predetermined region of the quenched surface of the work, thereby partially quenching the work so as to form a quenched pattern having a plurality of substantially independent quenched portions on the quenched surface of the work. It is characterized by.
【0006】好ましくは、前記焼入ヘッドに所定時間所
定電力を供給してワークの焼入面の一部の領域に焼入部
を形成する焼入工程を行うようになっており、1回の焼
入工程によってワークの焼入面上には1つの方向に1列
に並ぶ独立した焼入部が形成されるようになっており、
焼入ヘッドと焼入面との相対位置を変えて前記焼入工程
を複数回実行することによって複数の前記焼入部の列が
焼入面上に形成されるようになっている。さらにこの場
合、好ましくは、前記焼入ヘッドは環状であり前記ワー
クがこの焼入ヘッドに対応した環状焼入面を有している
ことによって、1回の焼入工程により該焼入面には1列
に並ぶ周方向に隔置した焼入部が形成されるようになっ
ており、前記焼入工程を、焼入ヘッドをワークの焼入面
に対して相対的に移動させつつ反復実行することによっ
て前記ワークの焼入面上において、前記焼入部を焼入面
の周方向及びかつ軸方向に隔置する焼入部を形成し、こ
れによって、焼入面上に実質的に独立した焼入部が複数
形成される前記焼入パターンを形成するようになってい
る。Preferably, a predetermined power is supplied to the hardening head for a predetermined time to perform a hardening step of forming a hardened portion in a partial area of a hardened surface of the work. In the quenching process, independent quenched portions are formed on the quenched surface of the work in a line in one direction.
By executing the quenching step a plurality of times while changing the relative position between the quenching head and the quenching surface, a plurality of rows of the quenching portions are formed on the quenching surface. Further, in this case, preferably, the quenching head is annular, and the work has an annular quenching surface corresponding to the quenching head. Quenching portions arranged in a line in the circumferential direction are formed, and the quenching step is repeatedly performed while moving the quenching head relative to the quenching surface of the workpiece. On the quenching surface of the workpiece, a quenching portion is formed that separates the quenching portion in the circumferential direction and in the axial direction of the quenching surface, whereby a substantially independent quenching portion is formed on the quenching surface. A plurality of the quenching patterns are formed.
【0007】本発明の別の特徴によれば、液中で高周波
誘導加熱を行うことによってワークの部分焼入を行う高
周波焼入装置が提供される。この高周波焼入装置は、前
記液を入れる液槽と、前記ワークの焼入面上の所定の領
域を高周波誘導加熱によって部分的に焼入を行う焼入ヘ
ッドと、ワークの焼入面と焼入ヘッドとの位置関係を検
出する位置検出手段と、該位置検出手段によって検出さ
れた位置関係に基づいて前記ワークの焼入面に対して焼
入ヘッドが前記液槽内の液中で対峙するように位置決め
する位置決め手段と、前記ワークの焼入面と焼入ヘッド
とが所定の関係で位置決めされた状態において所定の条
件で前記焼入ヘッドに電力を供給してワークの焼入面を
高周波誘導加熱して焼入を行う電力供給手段と、を備え
たことを特徴とする。好ましい態様では、前記焼入ヘッ
ドは環状であり前記ワークがこの焼入ヘッドに対応した
環状焼入面を有していることによって、1回の焼入工程
により該焼入面には周方向に1列に並ぶ隔置した焼入部
が形成されるようになっており、前記焼入ヘッドが、周
方向に隔置した誘導コイルを有している。そして、高周
波焼入装置がさらに、前記焼入ヘッドとワークの焼入面
の周方向の相対位置を制御する周方向制御手段と、上記
ワークの焼入面と焼入ヘッドの中心軸方向の相対位置を
制御する軸方向制御手段と、をさらに備えるのが好まし
い。According to another feature of the present invention, there is provided an induction hardening apparatus for partially hardening a workpiece by performing high frequency induction heating in a liquid. The induction hardening apparatus includes a liquid tank for storing the liquid, a quenching head for partially quenching a predetermined region on the quenching surface of the workpiece by high-frequency induction heating, and a quenching surface for the workpiece. Position detecting means for detecting the positional relationship with the immersion head, and the quenching head confronts the quenching surface of the workpiece in the liquid in the liquid tank based on the positional relation detected by the position detecting means. In such a state that the hardening surface of the work and the hardening head are positioned in a predetermined relationship, power is supplied to the hardening head under a predetermined condition so that the hardening surface of the work is subjected to high frequency. And a power supply means for performing quenching by induction heating. In a preferred embodiment, the quenching head is annular, and the work has an annular quenching surface corresponding to the quenching head. The quenching portions are formed so as to be arranged in a line in a row, and the quenching head has induction coils spaced in a circumferential direction. Further, the induction hardening device further includes a circumferential direction control means for controlling a circumferential relative position between the hardening head and the hardened surface of the work, and a relative position of the hardened surface of the work and the center axis direction of the hardened head. And an axial control means for controlling the position.
【0008】この場合、1つの好ましい態様では、前記
周方向制御手段が前記焼入ヘッドの回転位置をワークの
焼入面に対して制御するものであり、前記軸方向制御手
段が、焼入ヘッドの上下方向位置を制御する昇降手段か
らなる。また、本発明の別の特徴によれば、液中高周波
誘導加熱によってシリンダボア内面に複数の実質的に独
立しており、それぞれが形状、面積が同一でほぼ一様な
焼入深さを有する焼入部を有する焼入パターンが形成さ
れたシリンダブロックが提供される。In this case, in one preferred embodiment, the circumferential direction control means controls the rotational position of the hardening head with respect to the hardened surface of the work, and the axial direction control means includes a hardening head. And lifting means for controlling the vertical position of the camera. According to another feature of the present invention, a plurality of substantially independent quenching depths having substantially the same shape and area are formed on the inner surface of the cylinder bore by high-frequency induction heating in liquid. A cylinder block provided with a quenching pattern having an insertion portion is provided.
【0009】[0009]
【本発明の実施の形態】上記のように、本発明の基本的
な特徴は焼入を行うべき焼入面を有するワークおよび焼
入を行うための誘導コイルを有する焼入ヘッドともに液
中に配置し、液中において高周波誘導加熱によって上記
ワークの焼入面に部分焼入を行い焼入部が明瞭な境界を
もって非焼入部と区別できる独立分散状態の焼入パター
ンをワーク上に形成することにある。本発明は、シリン
ダブロックのシリンダボア内面に所望の焼入パターンを
形成する場合などに好適に応用することができる。本発
明の実施において使用される焼入ヘッドは、誘導加熱コ
イルを備えており所定の周波数、電圧、電流による電力
の供給を受けてワークの焼入面を誘導加熱によって焼入
温度以上に加熱する。本発明において、たとえば、特開
平7−272845号公報に開示されるようなリング状
の1ターンコイルが誘導加熱コイルとして好適に使用す
ることができる。この1ターンコイルの発生する磁界は
その周方向において一様ではなく、所定の角度間隔で規
則的に強い磁界が発生する。このために、ワークの焼入
面においては周方向において所定間隔をもって焼入温度
以上に加熱されることになる。すなわち、周方向に独立
分離した焼入部が発生することとなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, the basic features of the present invention are that a work having a quenching surface to be quenched and a quenching head having an induction coil for quenching are both immersed in the liquid. In order to form a quenching pattern in an independent dispersed state on the quenched surface of the work by arranging and quenching the quenched surface of the work by high frequency induction heating in the liquid, the quenched part can be distinguished from the non-quenched part with a clear boundary is there. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to a case where a desired quenching pattern is formed on the inner surface of a cylinder bore of a cylinder block. The quenching head used in the embodiment of the present invention is provided with an induction heating coil, and is supplied with power at a predetermined frequency, voltage and current to heat the quenched surface of the work to a quenching temperature or higher by induction heating. . In the present invention, for example, a ring-shaped one-turn coil as disclosed in JP-A-7-272845 can be suitably used as the induction heating coil. The magnetic field generated by the one-turn coil is not uniform in the circumferential direction, and a strong magnetic field is generated regularly at predetermined angular intervals. For this reason, the quenching surface of the work is heated to the quenching temperature or higher at predetermined intervals in the circumferential direction. That is, a quenched portion that is independently separated in the circumferential direction is generated.
【0010】本発明にかかる環状焼入ヘッドの一回の焼
入工程において形成される焼入部は焼入面上において円
周方向に独立した焼入部が全周にわたって一列に整列し
た焼入パターンとして形成される。この場合、環状焼入
ヘッドの中心軸方向の幅は、ワークの焼入面の同方向の
長さより小さくなっているのが普通であり、したがっ
て、ワーク焼入面の全体にわたって焼入部を形成するた
めには、焼入ヘッドを中心軸方向に移動させて、複数回
の焼入操作を行う必要がある。軸方向に焼入ヘッドを移
動させる場合に、焼入ヘッドを上記円周方向に隔置した
焼入部の間隔の半分の角度だけ回転させると、焼入部の
位置がその軸方向に関してその両側の焼入部の中間の角
度位置になるような環状の焼入パターンが形成される。
この結果焼入面全体として形成される焼入パターンは、
円周方向かつ軸方向に独立した焼入部が分散形成された
パターンとなる。本発明においては、焼入ヘッドおよび
ワークの両方が液中の没した状態で焼入工程を行うよう
になっている。このように液中高周波誘導加熱を行うこ
とによって、焼入をすべき領域は確実に焼入温度以上に
することができるとともに、それ以外の領域は液と接触
状態にあることから焼入部の熱が焼入面の周囲の領域に
対する熱影響を効果的に防止することができる。すなわ
ち、焼入部と非焼入部との境界領域を少なくして両者を
明瞭に区分することができるので、面積、形状、レイア
ウト等に関して所望の焼入パターンを形成することがで
きる。この結果、焼入パターンを有する全体表面の耐磨
耗性および潤滑性の両方を有効に改善することができる
ものである。さらに、このように焼入部以外の領域への
熱的影響を極力少なくすることができるので、本発明の
液中部分焼入を行うことによって焼入部の焼入深さを、
全体にわたって一様でかつ比較的薄く形成することがで
きるという利点がある。さらに液の存在は、焼入工程の
実行に伴う焼入ヘッドの加熱損傷を防止できるという効
果もある。The quenched portion formed in one quenching step of the annular quenching head according to the present invention is a quenching pattern in which quenching portions independent in the circumferential direction are arranged in a line on the quenching surface over the entire circumference. It is formed. In this case, the width of the annular quenching head in the central axis direction is generally smaller than the length of the quenching surface of the work in the same direction, and thus a quenched portion is formed over the entire work quenching surface. For this purpose, it is necessary to move the quenching head in the direction of the central axis and perform a plurality of quenching operations. When moving the quench head in the axial direction, if the quench head is rotated by an angle which is half the interval between the quench portions spaced apart in the circumferential direction, the position of the quench portion becomes hardened on both sides in the axial direction. An annular quenching pattern is formed so as to be at an intermediate angular position between the insertion portions.
As a result, the quenching pattern formed as the entire quenched surface is
A pattern in which hardened portions independent in the circumferential direction and in the axial direction are dispersedly formed. In the present invention, the quenching step is performed with both the quenching head and the work submerged in the liquid. By performing the high-frequency induction heating in the liquid in this manner, the region to be quenched can be reliably heated to the quenching temperature or higher, and the other regions are in contact with the liquid, so that the heat of the quenched part Can effectively prevent thermal influence on the area around the quenched surface. That is, since the boundary region between the quenched portion and the non-quenched portion can be reduced and the two can be clearly distinguished, a desired quenched pattern can be formed in terms of area, shape, layout, and the like. As a result, both the wear resistance and the lubricity of the entire surface having the quenching pattern can be effectively improved. Furthermore, since the thermal influence on the region other than the quenched portion can be minimized as described above, the quenching depth of the quenched portion can be reduced by performing the submerged partial quenching of the present invention.
There is an advantage that it can be formed uniformly and relatively thin throughout. Further, the presence of the liquid has the effect of preventing the quenching head from being damaged by heating due to the execution of the quenching step.
【0011】なお、この焼入工程が行われる液は、代表
的には外気温に近い温度に調整された水を使用すること
ができるが、この水の性質は適宜調整することが望まし
い。たとえば、焼入ヘッドへの付着物の防止のための添
加物、例えば界面活性剤、PH調整剤等を入れることが
できる。本発明の液中焼入を行うにあたっては、液を収
容する液槽が用意される。この液槽は、ワークおよび焼
入ヘッドを収容する大きさを有しており、好ましくは、
焼入ヘッドに対して位置調整できるように平面上でその
動きを制御することができるように移動制御機構を備え
ており、焼入ヘッドに対してNC制御されるようになっ
ている。そして、ワークが焼入ヘッドに対して、所定の
誤差範囲内にNC制御された場合には、焼入ヘッドがワ
ークの焼入面に対して軸方向に移動して、焼入ヘッドと
ワークとの間隔が精密に調整されて両者対峙する位置関
係となった状態で焼入ヘッドに電力供給がされ、誘導加
熱が行われる。焼入による一回の焼入動作は数秒程度で
あり、この一回の焼入工程によって、環状に所定間隔で
並んだ一列の焼入部パターンを形成する。この一回の焼
入工程が終わると、電力供給は一旦停止され、焼入ヘッ
ドは異なる軸方向(通常は上下方向)の領域を焼入でき
るように軸方向に移動させられる。そしてこの位置にお
いて再び電力供給を受けて、焼入工程をおこなう。[0011] As the liquid in which the quenching step is performed, typically, water adjusted to a temperature close to the outside air temperature can be used, but it is desirable to appropriately adjust the properties of the water. For example, additives for preventing deposits on the quenching head, such as a surfactant and a pH adjuster, can be added. In performing the quenching in the liquid according to the present invention, a liquid tank for storing the liquid is prepared. This liquid tank has a size to accommodate the work and the quenching head, and is preferably
A movement control mechanism is provided so that the movement can be controlled on a plane so that the position can be adjusted with respect to the quenching head, and the quenching head is NC-controlled. When the workpiece is NC-controlled with respect to the quenching head within a predetermined error range, the quenching head moves in the axial direction with respect to the quenching surface of the workpiece, and the quenching head and the workpiece are moved together. Are precisely adjusted so that the quenching heads are in a positional relationship facing each other, and power is supplied to the quenching head to perform induction heating. One quenching operation by quenching is about several seconds, and a single quenching process forms a line of quenched portion patterns arranged in a ring at predetermined intervals. After this one quenching step is completed, the power supply is temporarily stopped, and the quenching head is moved in the axial direction so as to quench different axial (usually vertical) regions. At this position, power is supplied again to perform the quenching process.
【0012】この場合、通常は隣接する軸方向の位置に
移動するが、熱影響を考慮して、隣接する位置よりも遠
くの所定間隔だけ離れた軸方向の位置に設定するように
してもよい。なお、焼入工程中において焼入面と焼入ヘ
ッドとの間に向けて液を噴射する液噴射手段を設けて焼
入工程中において常に液流に曝して置くことが望まし
く、これによって冷却効果を高めることができ、焼入ヘ
ッド、ワークの焼入面の焼入部以外の熱影響をさらに効
果的に抑制することができる。焼入ヘッドとワークとの
位置制御は必ずしもワークを焼入ヘッドに対して移動さ
せる必要はなく、焼入ヘッドをNC制御してワークに対
して位置制御するように構成することも勿論可能であ
る。ワークを水槽に収容した状態で焼入ヘッドに対して
位置を調整する場合には、まず液槽の支持部材に設けら
れたマスタリングを検出し、このマスタリングに基づい
て焼入ヘッドとワークの位置関係を調整するのが好まし
い。この場合水槽の支持部材に設けられたマスタリング
が焼入ヘッドと既知の所定の位置関係にあるセンサによ
って検出されることによってマスタリングと焼入ヘッド
との位置関係が一義的に定まる。In this case, the actuator usually moves to an adjacent position in the axial direction, but may be set to an axial position farther than the adjacent position by a predetermined distance in consideration of the influence of heat. . It is desirable to provide a liquid jetting means for jetting a liquid between the quenching surface and the quenching head during the quenching step, and to always expose the liquid to the liquid flow during the quenching step. And the thermal influence of the quenching head and the quenched surface of the work other than the quenched portion can be more effectively suppressed. The position control between the quenching head and the workpiece does not necessarily have to be moved with respect to the quenching head, and the quenching head may be NC-controlled to control the position with respect to the workpiece. . When adjusting the position with respect to the quenching head while the work is accommodated in the water tank, first, mastering provided on the support member of the liquid tank is detected, and based on the mastering, the positional relationship between the quench head and the work is determined. Is preferably adjusted. In this case, the mastering provided on the support member of the water tank is detected by a sensor having a known predetermined positional relationship with the quenching head, so that the positional relationship between the mastering and the quenching head is uniquely determined.
【0013】つぎに、ワークの焼入面の位置をセンサに
よって検出することにより、焼入面と焼入ヘッドとの位
置関係を求めることができる。このようにして求められ
たワークの焼入面の位置を液槽の位置制御機構に入力し
て、焼入ヘッドに対する所定の焼入面の位置を位置決め
するようになっている。ワークに対して焼入ヘッドを位
置決めする場合には、焼入ヘッドについて同様の位置制
御機構を設ければよい。ワークは焼入工程においては液
面下に位置するが、上記の位置検出の際には、その焼入
面がセンサによって正確に検出できるように、液面上に
露出した状態に維持されており、位置検出が行われた後
にワークの焼入面が浸漬する程度に液が導入される。ま
た、焼入の全工程が終了した場合には、液槽内の液は速
やかに排出されるとともに、液槽はワークとともに、焼
入ヘッドと同軸上になった位置から所定の離間した位置
まで移動させられ、その位置において焼き戻しされて、
搬送ラインに戻される。Next, by detecting the position of the quenching surface of the work by a sensor, the positional relationship between the quenching surface and the quenching head can be obtained. The position of the quenching surface of the work thus obtained is input to the position control mechanism of the liquid tank, and the position of the predetermined quenching surface with respect to the quenching head is determined. When the quenching head is positioned with respect to the workpiece, a similar position control mechanism may be provided for the quenching head. The work is located below the liquid surface in the quenching process, but is kept exposed above the liquid surface so that the quenched surface can be accurately detected by the sensor during the above position detection. After the position is detected, the liquid is introduced to such an extent that the hardened surface of the work is immersed. In addition, when the entire quenching process is completed, the liquid in the liquid tank is quickly drained, and the liquid tank is moved together with the work from a position coaxial with the quenching head to a predetermined spaced position. Moved, tempered in that position,
Returned to the transport line.
【0014】[0014]
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はシリンダブロックのボア内面を高周波液
中焼入れする高周波焼入方法およびその装置を示し、ま
ず高周波焼入装置の構成について述べると、図1、図
2、図3において、ベース部材としてのベッド1の一例
(図1、図2の右側)にコラム2を立設すると共に、ベ
ッド1の中間部分には門型の架構3を立設固定してい
る。上述のベッド1の上面には2本の水平かつ並行なY
軸レール4、4を取付け、このY軸レール4、4に沿っ
て前後方向(Y軸方向)に移動可能なロアテーブル5を
設けている。すなわち、該ロアテーブル5の下面に設け
た複数のスライダ6を上述のY軸レール4に摺動可能に
装着する一方、ベッド1の一側端部に取付けたY軸モー
タM1にボールねじを連結し、このボールねじにボール
を介して配設されるボールガイドナットを上述のロアテ
ーブル5に連結することで、Y軸モータM1の正逆回転
によりロアテーブル5を前後方向(図1、図2の左右方
向)に移動すべく構成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The drawings show an induction quenching method and an apparatus for quenching the inner surface of a bore of a cylinder block in an induction liquid. First, the configuration of the induction quenching apparatus will be described. In FIG. 1, FIG. 2 and FIG. The column 2 is erected in one example (the right side of FIGS. 1 and 2), and a gate-shaped frame 3 is erected and fixed at an intermediate portion of the bed 1. On the upper surface of the bed 1 described above, two horizontal and parallel Y
Axle rails 4 and 4 are attached, and a lower table 5 that can move in the front-rear direction (Y-axis direction) along the Y-axis rails 4 and 4 is provided. That is, a plurality of sliders 6 provided on the lower surface of the lower table 5 are slidably mounted on the Y-axis rail 4 described above, and a ball screw is connected to a Y-axis motor M1 mounted on one end of the bed 1. Then, by connecting a ball guide nut disposed on the ball screw via a ball to the lower table 5, the lower table 5 is moved in the front-rear direction by forward and reverse rotation of the Y-axis motor M <b> 1 (FIGS. 1 and 2). (Left-right direction of the camera).
【0015】上述のロアテーブル5の上面には2本の水
平かつ並行なX軸レール7、7を取付け、このX軸レー
ル7、7に沿って左右方向(X軸方向)に移動可能なア
ッパテーブル8を設けている。すなわち該アッパテーブ
ル8の下面に設けた複数のスライダ9を上述のX軸レー
ル7に摺動可能に装着する一方、ロアテーブル5上に取
付けたX軸モータM2にボールねじ10を連結し、この
ボールねじ10にボールを介して配設されるボールガイ
ドナットを上述のアッパテーブル8に連結することで、
X軸モータM2の正逆回転によりアッパテーブル8を左
右方向に移動すべく構成している。而して、上述のロア
テーブル5とアッパテーブル8との両者5、8によりワ
ークテーブル11(いわゆるX−Yテーブルもしくはク
ロステーブル)を構成し、このワークテーブル11の上
面には、上方が開放された箱状の水中焼入れ用の水槽
(以下単にタンクと略記する)12を取付けている。こ
のタンク12はその内部に冷却液体としての冷却水Wが
貯留および排出されるもので、このタンク12の内部に
は支持部材13を介して被焼入れ部材としてのシリンダ
ブロック14(いわゆるワーク)が着脱可能に位置決め
固定されている。Two horizontal and parallel X-axis rails 7, 7 are mounted on the upper surface of the above-mentioned lower table 5, and the upper movable along the X-axis rails 7, in the left-right direction (X-axis direction). A table 8 is provided. That is, while the plurality of sliders 9 provided on the lower surface of the upper table 8 are slidably mounted on the X-axis rail 7, the ball screw 10 is connected to the X-axis motor M 2 mounted on the lower table 5. By connecting a ball guide nut disposed on the ball screw 10 via a ball to the upper table 8,
The upper table 8 is configured to move in the left-right direction by the forward / reverse rotation of the X-axis motor M2. Thus, a work table 11 (a so-called XY table or cross table) is constituted by both the lower table 5 and the upper table 8, and the upper part of the work table 11 is open at the top. A box-shaped underwater quenching water tank (hereinafter simply referred to as a tank) 12 is attached. The tank 12 stores and discharges cooling water W as a cooling liquid therein. A cylinder block 14 (so-called work) as a member to be hardened is attached to and detached from the tank 12 via a support member 13. It is positioned and fixed as possible.
【0016】上述のシリンダブロック14は高周波焼入
れが可能な鋳鉄等の金属材料で構成され、気筒相当数
(図面では直列4気筒を例示)のシリンダボア14aを
有する。一方、上述のコラム2の立設面には上下方向に
延びる2本の並行なZ軸レール15、15を取付け、こ
のZ軸レール15、15に沿って上下方向(Z軸方向)
に移動可能な昇降ユニット16を設けている。すなわち
該昇降ユニット16の背面(図1、図2で右側面)に設
けた平板部材17に対して複数のスライダ18を取付
け、該スライダ18を上述のZ軸レール15に摺動可能
に装着する一方、コラム2の上部に取付けたZ軸モータ
M3にボールねじ19を連結し、このボールねじ19に
ボールを介して配設されるボールガイドナット20を上
述の平板部材17に連結することで、Z軸モータM3の
正逆回転により昇降ユニット16を上下方向に移動すべ
く構成している。ここで、上述の昇降ユニット16は平
板部材17と、この平板部材17の前面に一体的に取付
けた昇降台1とを含み、この昇降台21には高周波誘導
加熱用のトランス22を搭載すると共に、昇降台21の
下面には上記トランス22の2次側に電気接続された焼
入れヘッド23を垂設している。つまり、この焼入れヘ
ッド23は上述のZ軸モータM3により上下動するよう
に構成されている。The above-described cylinder block 14 is made of a metal material such as cast iron that can be induction hardened, and has a number of cylinder bores 14a corresponding to the number of cylinders (an in-line four-cylinder is illustrated in the drawings). On the other hand, two parallel Z-axis rails 15, 15 extending in the vertical direction are mounted on the upright surface of the column 2 described above, and the Z-axis rails 15, 15 extend in the vertical direction (Z-axis direction).
Is provided with a movable lifting unit 16. That is, a plurality of sliders 18 are attached to a flat plate member 17 provided on the back surface (the right side surface in FIGS. 1 and 2) of the elevating unit 16, and the sliders 18 are slidably mounted on the Z-axis rail 15 described above. On the other hand, a ball screw 19 is connected to the Z-axis motor M3 mounted on the upper part of the column 2, and a ball guide nut 20 provided via a ball to the ball screw 19 is connected to the flat plate member 17 described above. The lifting unit 16 is configured to move up and down by forward and reverse rotation of the Z-axis motor M3. Here, the above-mentioned elevating unit 16 includes a flat plate member 17 and the elevating table 1 integrally attached to the front surface of the flat plate member 17. The elevating table 21 has a transformer 22 for high-frequency induction heating mounted thereon. A quenching head 23 electrically connected to the secondary side of the transformer 22 is vertically provided on the lower surface of the elevating table 21. That is, the hardening head 23 is configured to move up and down by the Z-axis motor M3.
【0017】また上述の昇降台21の台面上部には円盤
受け部材24を介して円盤25を取付け、図2に示すよ
うに、この円盤25の一部にギヤ26を部分的に一体形
成する一方、焼入れ位置変更用モータM4の回転軸27
にはピニオン28を取付け、このピニオン28を上述の
ギヤ26と噛合わせている。而して、上述のモータM4
の正逆回転によりピニオン28、ギヤ26および円盤2
5を介して上述のトランス22と焼入れヘッド23とを
一体的に仮想水平面内において該焼入れヘッド23のセ
ンタ部(センタリングポイント)を中心として所定角度
捻回すべく構成している。さらに上述の昇降ユニット1
6の下面と対向するように前記のベッド1の左右両側に
はバランス用エアシリンダ29を立設固定し、このエア
シリンダ29のピストンロッド30でアタッチメント3
1を介して昇降ユニット16のブラケット32に対して
昇降ユニット16およびトランス22等を含む昇降部の
重量に対向する圧力を付加することで、上述のZ軸モー
タM3の移転負荷を軽減すべく構成している。なお、上
述のバランス用エアシリンダ29のピストンロッド30
は昇降ユニット16の昇降と対応して突没制御されるこ
とは勿論である。A disk 25 is mounted on the upper surface of the elevating table 21 via a disk receiving member 24. As shown in FIG. 2, a gear 26 is partially formed integrally with a part of the disk 25. , The rotating shaft 27 of the hardening position changing motor M4
, A pinion 28 is attached, and the pinion 28 is meshed with the gear 26 described above. Thus, the aforementioned motor M4
28, the gear 26 and the disk 2
5, the transformer 22 and the quenching head 23 are integrally twisted in a virtual horizontal plane at a predetermined angle around the center (centering point) of the quenching head 23. Further, the above-described lifting unit 1
A balance air cylinder 29 is erected and fixed on both left and right sides of the bed 1 so as to face the lower surface of the bed 6, and the attachment 3 is attached to the piston rod 30 of the air cylinder 29.
1 to reduce the transfer load of the Z-axis motor M3 by applying a pressure opposing the weight of the lifting unit including the lifting unit 16 and the transformer 22 to the bracket 32 of the lifting unit 16 via doing. The piston rod 30 of the balance air cylinder 29 described above is used.
It goes without saying that the projection and depression control is performed in accordance with the elevation of the elevation unit 16.
【0018】ところで、上述の架構3にはワーク円筒位
置としてのシリンダブロック14のボア14a位置を計
測するボア位置測定子33を取付けている。このボア位
置測定子33としては本来、ワークの内径を測定するの
に用いられる差動トランス型内径測定子いわゆるマーポ
スゲージ(商品名)を用い、この差動トランス型内径測
定子でボア14aの中心位置を求めるように構成してい
る。また前述のワークテーブル11、詳しくはアッパテ
ーブル8には焼入れヘッド23の取付位置を測定する測
定手段としての電気抵抗式のタッチ信号プローブ(以下
単にタッチプローブと略記する)34と、テーブル基準
部材としてその上部に凹状に窪んだ円筒部を有するマス
タリング35とを離間させて立設固定している。上述の
ボア位置測定子33は上下方向(Z軸方向)に移動でき
るように構成されている。すなわち、図4に示す如く測
定子昇降台36に上述のボア位置測定子33を取付ける
一方、架構3側の固定部材37には上下方向に延びる2
本(但し、図4では一方のみを示す)のレール38を取
付け、測定子昇降台36の背面に取付けた複数のスライ
ダ39を該レール38に装着して昇降用モータM5の正
逆回転によりボア位置測定子33を上下方向に移動すべ
く構成している。The frame 3 is provided with a bore position measuring element 33 for measuring the position of the bore 14a of the cylinder block 14 as the work cylinder position. As the bore position measuring element 33, a differential transformer type inner diameter measuring element so-called Marpos gauge (trade name) used for measuring the inner diameter of the work is used. The position is determined. The work table 11, more specifically, the upper table 8, has an electric resistance type touch signal probe (hereinafter simply referred to as a touch probe) 34 as a measuring means for measuring the mounting position of the quenching head 23 and a table reference member. A master ring 35 having a cylindrical portion that is concavely recessed at the upper portion thereof is erected and fixed apart from each other. The above-mentioned bore position measuring element 33 is configured to be able to move in the vertical direction (Z-axis direction). That is, as shown in FIG. 4, the above-described bore position measuring element 33 is attached to the measuring element elevating table 36, while the fixing member 37 on the frame 3 side extends vertically.
A rail 38 (only one is shown in FIG. 4) is mounted, and a plurality of sliders 39 mounted on the back surface of the tracing stylus elevating table 36 are mounted on the rail 38, and a bore is formed by forward / reverse rotation of the elevating motor M5. The position tracing element 33 is configured to move in the vertical direction.
【0019】ここで、上述の昇降用モータM5にはカッ
プリング40を介してボールねじ41を連結し、このボ
ールねじ41にボールを介して配設されるボールガイド
ナット42を上述の測定子昇降台36に連結している。
一方、上述の焼入れヘッド23は図5乃至図8に示すよ
うに構成されている。すなわち、この焼入れヘッド23
はトランス22の2次側に接続される接続フランジ部4
3と、シリンダブロック14のボア14aに対して焼入
れを行なうCu製の誘導加熱コイル44と、これら両者
43、44を接続するCu製のリード部45とを備え、
必要箇所を四フッ化エチレン樹脂または雲母(マイカ)
製の絶縁板46で絶縁している。また、この実施例では
シリンダブロック14のボア14aを円周上11等分に
て同時に焼入れする目的で、上述の誘導加熱コイル44
には11箇所の凸部47(図7参照)と11箇所の凹部
48(図7参照)とを形成し、これらの各凸部47には
磁束密度を集中および向上させる目的で磁気コア49を
配設している。さらに上述の誘導加熱コイル44の下方
部には、予め焼入れヘッド23に対して芯出しされた状
態で合成樹脂、例えばNCナイロン製のヘッドセンタリ
ング計測用の計測部50を組み付けている。Here, a ball screw 41 is connected to the elevating motor M5 via a coupling 40, and a ball guide nut 42 provided on the ball screw 41 via a ball is connected to the above-mentioned stylus elevating / lowering element. It is connected to the platform 36.
On the other hand, the above-described hardening head 23 is configured as shown in FIGS. That is, the quenching head 23
Is a connection flange 4 connected to the secondary side of the transformer 22
3, a Cu induction heating coil 44 for quenching the bore 14a of the cylinder block 14, and a Cu lead 45 connecting the two 43, 44,
Necessary places are ethylene tetrafluoride resin or mica (mica)
Insulated by an insulating plate 46 made of aluminum. Further, in this embodiment, the above-described induction heating coil 44 is used for the purpose of simultaneously quenching the bore 14a of the cylinder block 14 in 11 equal parts on the circumference.
Are formed with eleven convex portions 47 (see FIG. 7) and eleven concave portions 48 (see FIG. 7). Each of these convex portions 47 is provided with a magnetic core 49 for the purpose of concentrating and improving magnetic flux density. It is arranged. Further, a measuring part 50 for measuring a head centering made of a synthetic resin, for example, NC nylon, is assembled below the induction heating coil 44 in a state where the head is centered with respect to the quenching head 23 in advance.
【0020】加えて、焼入れヘッド23のシリンダボア
14aへの挿入先端部としての最下端部位にはシリンダ
ボア14aの内面に対する干渉を検知するために、ステ
ンレス製棒状体を十文字に組合わせた非磁性通電部材5
1が取付けられている。この非磁性通電部材51は図5
に示すように誘導加熱コイル44の外径部に対して若干
量Lだけ径方向外方へ突出するようにその長さが設定さ
れた弾性部材である。この非磁性通電部材51を用いた
干渉検知回路は図8に示す如く構成される。すなわち、
アース52と焼入れヘッド23の接続フランジ部43と
の間を結ぶライン53に、干渉検知電源54および干渉
検知リレー55を介設する一方、上述の誘導加熱コイル
44と非磁性通電部材51とをSUS製のリード線56
で接続し、上述の干渉検知電源54により非磁性通電部
材51に例えば10数ボルトの電圧を印加し、この非磁
性通電部材51をシリンダブロック14のボア14a内
に挿して、該非磁性通電部材51がボア14aに干渉し
た時、通電回路が形成されて、干渉検知リレー55がO
Nになるように構成されている。ここで、詳述の非磁性
通電部材51およびリード線56は、非磁性条件、通電
条件および加熱されにくい条件を全て満たすステンレス
により構成される。In addition, in order to detect interference with the inner surface of the cylinder bore 14a, a non-magnetic current-carrying member formed by cross-linking a stainless steel bar at the lowermost end as the insertion end of the quenching head 23 into the cylinder bore 14a. 5
1 is attached. This non-magnetic conducting member 51 is shown in FIG.
The length of the elastic member is set so as to protrude radially outward by a small amount L with respect to the outer diameter of the induction heating coil 44 as shown in FIG. An interference detection circuit using the non-magnetic conductive member 51 is configured as shown in FIG. That is,
An interference detection power supply 54 and an interference detection relay 55 are interposed in a line 53 connecting the ground 52 and the connection flange 43 of the quenching head 23, while the induction heating coil 44 and the non-magnetic conductive member 51 are SUS Made of lead wire 56
And a voltage of, for example, more than 10 volts is applied to the non-magnetic conductive member 51 by the above-described interference detection power supply 54, and the non-magnetic conductive member 51 is inserted into the bore 14a of the cylinder block 14, and the non-magnetic conductive member 51 is inserted. When the interference with the bore 14a occurs, an energizing circuit is formed and the interference detection relay 55
N. Here, the non-magnetic conducting member 51 and the lead wire 56 described in detail are made of stainless steel which satisfies all of the non-magnetic condition, the conducting condition, and the condition that is hard to be heated.
【0021】ところで、上述のタンク12に対して冷却
水Wを供給、排出および循環させる冷却水系路は図9に
示すように構成している。すなわち、高周波焼入装置の
ベッド1(図1参照)底部に形成された底面スライド構
造の冷却水リターン通路60と、この冷却水リターン通
路60の傾斜下端部に連通形成された冷却水ドレンタン
ク61と、上述の冷却水リターン通路60の傾斜上端側
に対して離間形成された冷却水供給タンク62とを備
え、この冷却水供給タンク62内に配設したストレーナ
63にサクションライン64を介して送液用の第1ポン
プ65を接続し、この第1ポンプ65の吐出ライン66
には流量調整弁67を介設している。また上述の吐出ラ
イン66の先端を3つの分岐ライン68、69、70に
分岐し、第1分岐ライン68には第1バルブ71を介設
すると共に、この第1分岐ライン68の先端をタンク1
2の左右両側(但し、図面では一側のみを示す)に形成
したインレットポート72に連続接続している。同様に
上述の第2分岐ライン69には第2バルブ73を介設す
ると共に、この第2分岐ライン69の先端をタンク12
の底部複数箇所に形成したインレットポート74に連続
接続している。ここで、上述の各ライン66、68、6
9、70は各タンク12がワークテーブル11に追従移
動するのでその必要箇所をフレキシブル構成をなすこと
は勿論である。The cooling water system for supplying, discharging, and circulating the cooling water W to and from the tank 12 is constructed as shown in FIG. That is, a cooling water return passage 60 having a bottom slide structure formed at the bottom of the bed 1 (see FIG. 1) of the induction hardening device, and a cooling water drain tank 61 formed to communicate with the inclined lower end of the cooling water return passage 60. And a cooling water supply tank 62 formed at a distance from the upper end of the cooling water return passage 60. The cooling water is supplied to a strainer 63 disposed in the cooling water supply tank 62 via a suction line 64. A first pump 65 for liquid is connected, and a discharge line 66 of the first pump 65 is connected.
Is provided with a flow control valve 67. Further, the tip of the discharge line 66 is branched into three branch lines 68, 69, 70, a first valve 71 is provided in the first branch line 68, and the tip of the first branch line 68 is connected to the tank 1
2 are continuously connected to inlet ports 72 formed on both left and right sides (only one side is shown in the drawing). Similarly, a second valve 73 is interposed in the above-described second branch line 69, and the tip of the second branch line 69 is connected to the tank 12.
Are continuously connected to inlet ports 74 formed at a plurality of locations on the bottom. Here, each of the lines 66, 68, 6
Since the tanks 9 and 70 move following the work table 11, the necessary parts are of course made flexible.
【0022】上述の第3分岐ライン70には第3バルブ
75を介設すると共に、この第3分岐ライン70の先端
は上述のタンク12の内底部に配設された連通パイプ7
6に連通接続し、この連通パイプ76にはシリンダブロ
ック14の気筒相当数の各ボア14a下方部にそれぞれ
位置する冷却液送給手段としての冷却水噴射ノズル77
を連通接続している。ここで、上述の第1、第2、第3
の各バルブ71、73、75および後述する第4バルブ
85は電磁開閉弁単独または電磁開閉弁と流量制御弁と
の組合せにより構成される。また上述のタンク12内の
冷却水Wは同タンク12の底部に取付けられたピンチバ
ルブ78の開時に冷却水リターン通路60に一度に排出
処理される一方、このタンク12からオーバフローした
冷却水Wも上述の冷却水リターン通路60に流出され
る。さらに、冷却水ドレンタンク61内に配設したスト
レーナ79にサクションライン80を介して冷却水還流
用の第2ポンプ81を接続し、この第2ポンプ81の吐
出ライン82先端を冷却水供給タンク62に臨設すると
共に、この吐出ライン82にはフィルタ83、冷却水を
所定温度に降温冷却するための冷却器84および第4バ
ルブ85を介設している。A third valve 75 is interposed in the third branch line 70, and a distal end of the third branch line 70 is connected to a communication pipe 7 provided in the inner bottom of the tank 12 described above.
6 is connected to the communication pipe 76, and a cooling water injection nozzle 77 as a coolant supply means located below each of the bores 14 a corresponding to the number of cylinders of the cylinder block 14 is connected to the communication pipe 76.
Is connected. Here, the above-described first, second, and third
Each of the valves 71, 73, 75 and a fourth valve 85 described later are constituted by an electromagnetic on / off valve alone or a combination of an electromagnetic on / off valve and a flow control valve. The cooling water W in the tank 12 is discharged to the cooling water return passage 60 at a time when the pinch valve 78 attached to the bottom of the tank 12 is opened, while the cooling water W overflowing from the tank 12 is also discharged. The cooling water returns to the above-mentioned cooling water return passage 60. Further, a second pump 81 for cooling water recirculation is connected to a strainer 79 provided in the cooling water drain tank 61 via a suction line 80, and a tip of a discharge line 82 of the second pump 81 is connected to a cooling water supply tank 62. The discharge line 82 is provided with a filter 83, a cooler 84 for lowering and cooling the cooling water to a predetermined temperature, and a fourth valve 85.
【0023】また上述の冷却水Wには予め所定量の防錆
材が添加される一方、図9に示すような冷却水系路の構
成により、冷却水供給タンク62から水槽としてのタン
ク12に供給され、ワークの冷却に供された冷却水Wは
冷却水リターン通路60を介して冷却水ドレンタンク6
1に貯留された後に、第2ポンプ81の駆動によりその
吐出ライン82を介して再び冷却水供給タンク62に至
って循環使用される。上述の冷却液送給手段としての冷
却水噴射ノズル77は図10、図11に示すように頂面
外周部に環状傾斜面77aを有する円筒状に形成され、
この環状傾斜面77aには多数の冷却水噴出口77bが
形成されて、これらの各冷却水噴出口77bから噴出さ
れる冷却水をシリンダボア14aの内壁面に沿わせて、
多数の噴出流Aを形成するように構成している。この実
施例ではヘッド移動手段としてのZ軸モータM3で焼入
れヘッド23をシリンダボア14aの上部(トップデッ
キ側)から下部(オイルパン側)に向けて移動する。つ
まり焼入順序方向を図10の矢印B方向に設定している
ので、上述の冷却水噴射ノズル77は冷却水Wをシリン
ダボア14aの下方から上方に向けて噴射送給する。A predetermined amount of a rust preventive is added to the cooling water W in advance, and the cooling water is supplied from the cooling water supply tank 62 to the tank 12 as a water tank by the configuration of the cooling water passage shown in FIG. The cooling water W used for cooling the work is supplied to the cooling water drain tank 6 through the cooling water return passage 60.
After being stored in the storage tank 1, the second pump 81 drives the cooling water supply tank 62 again through the discharge line 82 to be circulated and used. The cooling water injection nozzle 77 as the above-described cooling liquid supply means is formed in a cylindrical shape having an annular inclined surface 77a on the outer peripheral portion of the top surface as shown in FIGS.
A large number of cooling water jets 77b are formed on the annular inclined surface 77a, and the cooling water jetted from each of the cooling water jets 77b is made to flow along the inner wall surface of the cylinder bore 14a,
It is configured to form a large number of jets A. In this embodiment, the hardening head 23 is moved from the upper part (top deck side) to the lower part (oil pan side) of the cylinder bore 14a by a Z-axis motor M3 as head moving means. That is, since the quenching order direction is set in the direction of arrow B in FIG. 10, the above-described cooling water injection nozzle 77 injects and supplies the cooling water W from below the cylinder bore 14a to above.
【0024】図12は高周波焼入装置の制御回路ブロッ
ク図を示し、CPU90はボア位置測定子33、タッチ
プローブ34、干渉検知リレー55からの必要な各種信
号入力に基づいて、ROM86に格納されたプログラム
に従って、Y軸モータM1、X軸モータM2、Z軸モー
タM3、焼入れ位置変更用モータM4、ボア位置測定子
昇降用モータM5、バランス用エアシリンダ29および
発振器87、ピンチバルブ78、各ポンプ65、81、
各バルブ71、73、75、85および流量調整弁67
を駆動制御し、またRAM88はボア位置測定子33で
計測されたシリンダボア14aの計測位置データ、ボア
位置測定子33で計測されたマスタリング35の計測位
置データ、タッチプローブ34で測定された焼入れヘッ
ド23の取付位置データ、タッチプローブ34で測定さ
れた焼入れヘッド23の取付位置データ、タッチプロー
ブ34で測定されたボア位置測定子33の位置データな
どの必要な各異種データやマップを記憶する。上述のタ
ッチプローブ34による焼入れヘッド23の取付位置測
定に際しては、この焼入れヘッド23に予め芯出し固定
されたNCナイロン製のヘッドセンタリング計測用の計
測部50を利用して行なわれる。つまり図7において非
磁性通電部材51が配設された箇所から各45度隔てた
計測部50外周にタッチプローブ34の先端球状部を接
触させ、合計4箇所の位置から焼入れヘッド23のセン
タリングポジションを割出す。また上述の発振器87は
高周波誘導加熱電源(図示せず)に接続されている。FIG. 12 is a block diagram showing a control circuit of the induction hardening apparatus. The CPU 90 stores the signals in the ROM 86 based on various necessary signal inputs from the bore position measuring element 33, the touch probe 34, and the interference detection relay 55. According to the program, Y-axis motor M1, X-axis motor M2, Z-axis motor M3, hardening position changing motor M4, bore position measuring element elevating motor M5, balance air cylinder 29 and oscillator 87, pinch valve 78, each pump 65 , 81,
Each valve 71, 73, 75, 85 and the flow regulating valve 67
And the RAM 88 stores measurement position data of the cylinder bore 14a measured by the bore position measurement element 33, measurement position data of the mastering 35 measured by the bore position measurement element 33, and the hardening head 23 measured by the touch probe 34. Required data such as the mounting position data of the hardening head 23 measured by the touch probe 34, the position data of the bore position measuring element 33 measured by the touch probe 34, and maps. The measurement of the mounting position of the quenching head 23 by the touch probe 34 described above is performed by using a measuring unit 50 for head centering measurement made of NC nylon which is pre-centered and fixed to the quenching head 23. That is, in FIG. 7, the spherical portion of the tip of the touch probe 34 is brought into contact with the outer periphery of the measuring unit 50 at 45 degrees apart from the position where the non-magnetic conducting member 51 is disposed, and the centering position of the quenching head 23 is changed from a total of four positions. Find out. The oscillator 87 is connected to a high-frequency induction heating power supply (not shown).
【0025】本願発明の高周波焼入方法の説明に先立っ
て、図13、図14、図15に示すフローチャートを参
照して、コイル位置決定処理、座標ゼロイング処理、ボ
ア位置補正処理について略記する。まず図13のフロー
チャートを参照して誘導加熱コイル44の位置(焼入れ
ヘッド23の位置)決定処理について述べると、第1ス
テップS1で、トランス22の2次側にて作業にて焼入
れヘッド23を取付け、次の第2ステップS2で、CP
U90はコイル取付け誤差を測定する。つまり、Y軸モ
ータM1、X軸モータM2を介してワークテーブル11
を移動して、タッチプローブ34でボア位置測定子33
の位置を測定し、次に同様にワークテーブル11を移動
して、タッチプローブ34で焼入れヘッド23の位置を
測定する。この際、タッチプローブ34の先端球状部を
NCナイロン製の計測部50に接触させて、センタリン
グポジションを割出す。次に第3ステップS3で、CP
U90は誘導加熱コイル44の位置が許容範囲か否かを
判定、例えば0.1mm以下の時にはOKとし、それ以上の
時にはNGとする。Prior to the description of the induction hardening method of the present invention, coil position determination processing, coordinate zeroing processing, and bore position correction processing will be briefly described with reference to flowcharts shown in FIGS. First, the process of determining the position of the induction heating coil 44 (the position of the quenching head 23) will be described with reference to the flowchart of FIG. 13. In a first step S1, the quenching head 23 is attached by work on the secondary side of the transformer 22. , In the next second step S2, the CP
U90 measures the coil mounting error. That is, the work table 11 is connected via the Y-axis motor M1 and the X-axis motor M2.
Is moved, and the bore position measuring element 33 is
Then, the work table 11 is similarly moved, and the position of the hardening head 23 is measured by the touch probe 34. At this time, the spherical portion at the tip of the touch probe 34 is brought into contact with the measuring section 50 made of NC nylon to determine the centering position. Next, in the third step S3, the CP
U90 determines whether or not the position of the induction heating coil 44 is within the allowable range. For example, if the position is 0.1 mm or less, it is OK, and if it is more than 0.1 mm, it is NG.
【0026】次に第4ステップS4で、CPU90はボ
ア位置測定子33の測定位置データから焼入れヘッド2
3の位置を割出して、決定する。このようにして決定さ
れた焼入れヘッド23の取付位置データはRAM88の
所定エリアに記憶される。この図13に示す一連の処理
は始動時(始業時)および所定時間間隔にて実行され
る。次に図14のフローチャートを参照して座標ゼロイ
ング処理について述べると、第1ステップS11で、C
PU90はマスタリング35の位置確認を実行する。つ
まりワークテーブル11を介してマスタリング35をボ
ア位置測定子33の直下に移動させ、次にボア位置測定
子昇降用モータM5を介してボア位置測定子33を下降
させて、このボア位置測定子33をマスタリング35内
に挿入することで、マスタリング35の位置を確認す
る。次に第2ステップS12で、CPU90は座標誤差
が許容範囲内か否かを判定する。例えば座標の狂いが8
0μm 以下の時にはOKとし、それ以上の時にはNGと
する。OKと判定された時には第3ステップS13に移
行する一方、NGと判定された時に別の第4ステップS
14に移行する。Next, in a fourth step S4, the CPU 90 determines the hardening head 2 from the measured position data of the bore position measuring element 33.
The position of 3 is determined and determined. The mounting position data of the hardening head 23 determined in this way is stored in a predetermined area of the RAM 88. A series of processing shown in FIG. 13 is executed at the time of starting (at the time of starting operation) and at predetermined time intervals. Next, the coordinate zeroing process will be described with reference to the flowchart of FIG.
The PU 90 executes the position confirmation of the mastering 35. That is, the mastering 35 is moved directly below the bore position measuring element 33 via the work table 11, and then the bore position measuring element 33 is lowered via the bore position measuring element elevating motor M5. Is inserted into the mastering 35 to confirm the position of the mastering 35. Next, in a second step S12, the CPU 90 determines whether or not the coordinate error is within an allowable range. For example, if the coordinates are out of order,
If it is 0 μm or less, it is OK, and if it is more than 0 μm, it is NG. When it is determined to be OK, the process proceeds to the third step S13, and when it is determined to be NG, another fourth step S13 is performed.
Go to 14.
【0027】上述の第3ステップS13で、CPU90
は座標のゼロイングを実行する一方、第4ステップS1
4ではCPU90はマシン停止を実行する。上述の座標
ゼロイングデータはRAM88の所定エリアに記憶され
る。この図14に示す一連の処理は始動時(始業時)お
よび所定時間間隔にて実行される。次に図15のフロー
チャートを参照してボア位置補正処理について述べる
と、第1ステップS21で、CPU90はワークとして
のシリンダブロック14のボア位置の確認処理を実行す
る。つまり、ワークテーブル11を介してシリンダブロ
ック14のボア14aがボア位置測定子33の直下に位
置するように移動させる。次にボア位置測定子昇降用モ
ータM5を介してボア位置測定子33を下降させて、こ
のボア位置測定子33をボア14a内に挿入すること
で、ボア位置の確認を実行する。次に第2ステップS2
2で、CPU90はボア位置が許容範囲か否かを判定す
る。例えば前述の座標ゼロイング値に対して補正最大量
が0.2mm以下の時にはOKとし、それ以上の時にはNG
とする。そして、OKと判定された場合には次の第3ス
テップS23に移行する一方、NGと判定された場合に
は別の第5ステップS25に移行して、不良ワークを除
外する。In the above-mentioned third step S13, the CPU 90
Performs zeroing of coordinates, while the fourth step S1
In step 4, the CPU 90 executes a machine stop. The above-described coordinate zeroing data is stored in a predetermined area of the RAM 88. A series of processing shown in FIG. 14 is executed at the time of starting (at the time of starting operation) and at predetermined time intervals. Next, the bore position correction process will be described with reference to the flowchart of FIG. 15. In a first step S21, the CPU 90 executes a process of confirming the bore position of the cylinder block 14 as a work. That is, the cylinder 14 is moved via the work table 11 so that the bore 14 a of the cylinder block 14 is located immediately below the bore position measuring element 33. Next, the bore position measuring element 33 is lowered via the bore position measuring element elevating motor M5, and the bore position measuring element 33 is inserted into the bore 14a, thereby confirming the bore position. Next, the second step S2
In 2, the CPU 90 determines whether or not the bore position is within the allowable range. For example, if the maximum correction amount for the above-mentioned coordinate zeroing value is 0.2 mm or less, it is OK.
And Then, when it is determined to be OK, the process proceeds to the next third step S23, and when it is determined to be NG, the process proceeds to another fifth step S25 to exclude the defective work.
【0028】一方、上述の第3ステップS23で、CP
U90はボア位置の確認データと座標ゼロイング値との
対比によりボア位置の補正量を決定し、この補正量に対
応して焼入れ時においてワークテーブル11を介してボ
ア位置の補正を実行する。なお、このような処理は全気
筒に対してそれぞれ実行させる。次に第4ステップS2
4で、CPU90は焼入れ開始を実行する。なお、上述
の第4ステップS24での焼入れ開始実行までの間にC
PU90は第1ポンプ65等を駆動して、図9に仮想線
αで示すタンク12の約半分までの位置に冷却水Wを予
め貯留する。また、上述の焼入れ開始に先立って、ワー
クテーブル11によりタンク12およびシリンダブロッ
ク14を図1に示す位置から同図の右方へ移動して、シ
リンダボア14aを焼入れヘッド23の直下に位置させ
た後に、ボア14a内に挿入される非磁性通電部材51
がボア14a内面と干渉した場合には、干渉検知リレー
55がONとなり、このON信号によりCPU90はZ
軸モータM3を停止するが、干渉のない正常時には高周
波液中焼入れが実行される。さらに、この焼入れ開始時
には、CPU90は第1ポンプ65等を駆動して複数の
インレットポート72、74から短時間でタンク12の
所定位置(図9の実線位置参照)まで冷却水Wを貯留す
る。On the other hand, in the above-mentioned third step S23, the CP
U90 determines the correction amount of the bore position by comparing the confirmation data of the bore position with the coordinate zeroing value, and executes the correction of the bore position via the work table 11 at the time of hardening corresponding to the correction amount. Note that such processing is executed for all cylinders. Next, the fourth step S2
In 4, the CPU 90 executes quenching start. It should be noted that C is required before the start of quenching in the above-described fourth step S24.
The PU 90 drives the first pump 65 and the like to store the cooling water W in advance in a position up to about half of the tank 12 indicated by the imaginary line α in FIG. Prior to the above-described quenching, the tank 12 and the cylinder block 14 are moved from the position shown in FIG. 1 to the right in FIG. 1 by the work table 11 so that the cylinder bore 14 a is positioned immediately below the quenching head 23. Non-magnetic conducting member 51 inserted into bore 14a
Is interfered with the inner surface of the bore 14a, the interference detection relay 55 is turned ON.
Although the shaft motor M3 is stopped, high-frequency quenching in liquid is performed when there is no interference in normal operation. Further, at the start of the quenching, the CPU 90 drives the first pump 65 and the like to store the cooling water W from the plurality of inlet ports 72 and 74 to a predetermined position of the tank 12 (see the solid line position in FIG. 9) in a short time.
【0029】この実施例においてはZ軸モータM3を駆
動して焼入れヘッド23をシリンダボア14aの上部か
ら下部に向けて所定間隔置きに移動させ、図16に示す
焼入れ斑a,b,c,d,e,f,g,h,i,jがこ
の順に1条ずつ形成される焼入順序にて高周波焼入を実
行する。1条の焼入工程は約0.5秒で完了し、焼入ヘ
ッドは、次の位置には約0.5秒かけて移動する。5条
の環状焼入部を形成する場合には1つのシリンダボア内
面の焼入行うのに約5秒が必要である。この時、上述の
焼入順序方向(図10の矢印B方向)と対向する逆方向
からシリンダボア14aの加熱部位を冷却する冷却水W
を送給する。つまり定位置に予め位置決め固定されたシ
リンダボア14a下方部の冷却水噴射ノズル77におけ
る冷却水噴射口77bからの噴出流Aがシリンダボア1
4aの内壁面に沿ってその下方から上方に向けて形成さ
れるように冷却水を常時噴出する。図16はシリンダブ
ロック14におけるボア14aを展開し、かつ焼入れ斑
が形成される部位を図示の便宜上ハッチングを施して示
す説明図で、同図のピストンのストローク方向と対応す
る。而して焼入れヘッド23における誘導加熱コイル4
4による焼入れ順序は図16に示す焼入れ斑がa,b,
c,d,e,f,g,h,i,jの順で形成されるよう
に設定する。In this embodiment, the quenching head 23 is moved at predetermined intervals from the upper part to the lower part of the cylinder bore 14a by driving the Z-axis motor M3, and quenching spots a, b, c, d, and e, f, g, h, i, j are subjected to induction hardening in a quenching order in which one row is formed in this order. One quenching step is completed in about 0.5 seconds, and the quenching head moves to the next position in about 0.5 seconds. In the case of forming five annular quenched portions, it takes about 5 seconds to quench the inner surface of one cylinder bore. At this time, the cooling water W for cooling the heated portion of the cylinder bore 14a from a direction opposite to the above-described quenching order direction (the direction of arrow B in FIG. 10).
To send. In other words, the jet flow A from the cooling water injection port 77b of the cooling water injection nozzle 77 below the cylinder bore 14a, which is pre-positioned and fixed at a fixed position, is the cylinder bore 1
The cooling water is constantly jetted so as to be formed from below to above along the inner wall surface of 4a. FIG. 16 is an explanatory view in which the bores 14a of the cylinder block 14 are unfolded and the portions where quenching spots are formed are hatched for convenience of illustration and correspond to the stroke direction of the piston in FIG. Thus, the induction heating coil 4 in the quenching head 23
The quenching sequence shown in FIG.
It is set to be formed in the order of c, d, e, f, g, h, i, j.
【0030】この時、焼入れ斑a〜eの次に焼入れ斑f
〜jを形成するには、焼入れヘッド23を所定角度だは
捻回する必要があるので、この場合、CPU90は焼入
れ位置変更用モータM4を駆動して、ピニオン28、ギ
ヤ26および円盤25を介してトランス22と共に焼入
れヘッド23の角度を所定量変更する。なお、このよう
な焼入れ順序に設定すると、前回の焼入れ熱による影響
を受けない部位を順次高周波液中焼入れすることができ
るので、冷却水Wによる冷却時間をかせぎつつ、熱影響
をなくすことができて、図16に示すような千鳥状もし
くは市松模様の焼入れ斑a〜jを形成することができ
る。また焼入れ斑相互間に所定の間隔があるため、この
間隔部分(焼入れ斑が形成されていない部分)でエンジ
ンのシリンダに必要なオイル保持を確保しつつ、焼入部
すなわち焼入れ斑a〜jが形成された部位の表面硬度向
上により耐摩耗製の向上を図ることができる。以上要す
るに本発明の高周波焼入方法によれば、焼入れヘッド2
3による焼入順序方向(図10の矢印B方向参照)と対
向する逆方向からワーク(シリンダブロック14参照)
の加熱部位を冷却する冷却水Wを送給する方法であるか
ら、ワークおよび冷却水中の熱を冷却液送給方向にそっ
て焼入れ順序方向と逆方向へ逃がすことができ、この結
果、今回の焼入箇所で発生する熱が次回の焼入箇所に伝
わりにくくなり、焼入毎の各焼入れパターンの均一化が
達成できて、焼入れ品質の安定化を図ることができ、ま
た均一な焼入れパターンの形成によりワークの偏摩耗等
を防止することができる効果がある。At this time, after the quenching spots a to e, the quenching spots f
In this case, the CPU 90 drives the quenching position changing motor M4 to rotate the quenching head 23 through the pinion 28, the gear 26 and the disk 25. The angle of the quenching head 23 is changed together with the transformer 22 by a predetermined amount. When the quenching sequence is set as described above, the portions not affected by the previous quenching heat can be sequentially quenched in the high-frequency liquid, so that the heat effect can be eliminated while saving the cooling time by the cooling water W. As a result, staggered or checkered quenching spots a to j as shown in FIG. 16 can be formed. In addition, since there is a predetermined interval between the quenching spots, quenched portions, that is, quenching spots a to j are formed in this interval portion (portion where no quenching spots are formed) while securing oil necessary for the cylinder of the engine. It is possible to improve the wear resistance by improving the surface hardness of the set portion. In short, according to the induction hardening method of the present invention, the hardening head 2
Work (see cylinder block 14) from the opposite direction to the direction of quenching sequence (see arrow B direction in FIG. 10).
This is a method of feeding the cooling water W for cooling the heating part of the work, so that the heat in the work and the cooling water can be released in the direction opposite to the quenching sequence direction along the cooling liquid supply direction. The heat generated at the quenching location is less likely to be transmitted to the next quenching location, which makes it possible to achieve uniform quenching patterns for each quench, stabilize the quenching quality, and improve the uniform quenching pattern. The formation has an effect of preventing uneven wear of the work and the like.
【0031】この発明は、上述の実施例の構成のみに限
定されるものではない。例えば、上述の冷却液としては
冷却水Wに代えて焼入れ用のオイルを用いてもよく、ま
た上述の焼入れヘッド23の内部に自己冷却用の冷却水
通路を形成してもよい。さらに焼入れにより形成される
焼入れ斑の条数は実施例のものに限定されてるものでは
なく、さらにまた焼入れ斑の形成順序は実施例で示して
a,b,c,d,e,f,g,h,i,jの順序に代え
てa,f,b,g,c,h,d,i,e,jの順序にな
るように設定してもよい。なお、焼入装置は、上記した
ようにベッド1に設けられたコラム2と、ベッド1の中
間部分に設けられた架構3を備えている。そして、ベッ
ド1の上方には、Y軸方向およびX軸方向に移動可能な
ワークテーブル11が配置されており、このワークテー
ブル11上には、ワークを配置したタンク12が設けら
れている。架構3の後方には、円盤25とその中心位置
に配置された焼入ヘッド23が位置している。図2に示
すように、本実施例では、この焼入装置に隣接して焼戻
し装置が配置される。焼戻し装置は上記焼入装置と同様
に、Y軸方向に延びるレール100、100を備えてい
る。The present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment. For example, quenching oil may be used instead of the cooling water W as the above-mentioned cooling liquid, or a cooling water passage for self-cooling may be formed inside the above-mentioned quenching head 23. Further, the number of quenching spots formed by quenching is not limited to that of the embodiment, and the order of formation of the quenching spots is shown in the embodiment, and the order of a, b, c, d, e, f, g is shown. , H, i, j, the order may be set to a, f, b, g, c, h, d, i, e, j. The quenching apparatus includes the column 2 provided on the bed 1 and the frame 3 provided at an intermediate portion of the bed 1 as described above. A worktable 11 movable in the Y-axis direction and the X-axis direction is arranged above the bed 1, and a tank 12 on which the work is arranged is provided on the worktable 11. Behind the frame 3, a disk 25 and a quenching head 23 arranged at the center thereof are located. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, a tempering device is arranged adjacent to the quenching device. The tempering device includes rails 100, 100 extending in the Y-axis direction, similarly to the above-described quenching device.
【0032】該レール100には、焼戻しを行うシリン
ダブロック14を載置するテーブル101がレール上を
移動可能に設置されている。レール100の一端側に
は、シリンダブロック14の焼戻しを行う焼戻しヘッド
102が設置されている。本例ではワークは4つのシリ
ンダボアを有する4気筒用シリンダブロックであるの
で、それぞれのシリンダボア内面の高周波誘導加熱を一
度に行うために4つの円筒上高周波誘導加熱コイル10
3、103、103、103を備えている。この高周波
誘導加熱コイルは焼戻しヘッド102から垂下してお
り、ワークのシリンダボア内面に対して上記焼入装置の
焼入ヘッド23の環状高周波誘導加熱コイル44と同様
の手法で位置決めされるようになっている。この高周波
誘導加熱コイル103をシリンダブロック14に対して
セットし、後退させるために焼入装置と同様に昇降装置
104が取り付けられている。焼戻しヘッドから離間し
た第1位置にワークを載置するテーブル101が位置す
るとき、この側方には、焼戻し加熱されたシリンダブロ
ックを水冷するための冷却水を貯溜した箱型の冷却水槽
105が配置されている。焼入処理が行われたのちワー
クは、焼入装置の焼入ヘッドのある第2位置から第1位
置までレール4上をタンク12に入れられた状態で戻さ
れる。この第1位置においてワークはローダ(図示せ
ず)によってタンク12から持ち上げられ、図2におい
てラインX1にそってX方向に移動させられて、焼戻し
装置に搬入される。On the rail 100, a table 101 on which a cylinder block 14 for tempering is mounted is movably mounted on the rail. A tempering head 102 for tempering the cylinder block 14 is provided at one end of the rail 100. In this example, since the work is a four-cylinder cylinder block having four cylinder bores, four high-frequency induction heating coils 10 on the cylinder are used to perform high-frequency induction heating of the inner surface of each cylinder bore at one time.
3, 103, 103 and 103 are provided. The high-frequency induction heating coil hangs from the tempering head 102 and is positioned with respect to the inner surface of the cylinder bore of the work in the same manner as the annular high-frequency induction heating coil 44 of the quenching head 23 of the quenching device. I have. An elevating device 104 is attached to the high-frequency induction heating coil 103 for setting and retracting the high-frequency induction heating coil 103 in the same manner as the quenching device. When the table 101 on which the work is placed is located at the first position separated from the tempering head, a box-shaped cooling water tank 105 storing cooling water for cooling the tempered and heated cylinder block with water is provided on the side. Are located. After the quenching process is performed, the work is returned from the second position, where the quenching head of the quenching device is located, to the first position while being placed in the tank 12 on the rail 4. At this first position, the work is lifted from the tank 12 by a loader (not shown), moved in the X direction along the line X1 in FIG. 2, and is carried into the tempering device.
【0033】この場合、シリンダブロック14は、上記
のように第1位置にあるテーブル101上に配置され
る。次に、ワーク14を載せたテーブル101がY軸方
向に移動させられて焼戻しヘッド102の直下に位置決
めされる。この状態で昇降装置104が駆動して焼戻し
ヘッドが下降し、各高周波誘導加熱コイル103がシリ
ンダブロックのシリンダボア内面14aの内部に挿入さ
れて所定の対峙した位置関係に配置される。そして、所
定の条件の焼戻しヘッド102に電力が供給されて、シ
リンダブロック14は、常温から約1分かけて約300
℃ないし350℃に高周波誘導加熱される。シリンダブ
ロック14はこの温度で所定時間保持されたのち、テー
ブル101が駆動されて第2位置から焼戻しヘッド10
2から離間した第1位置まで移動させられる。この状態
でローダが再び駆動されて、テーブル101上にあるワ
ークを把持して冷却槽105内に浸漬させる。この冷却
水槽は、ほぼ外気温に維持されているので、シリンダブ
ロック14は、約2乃至3分で外気温のレベルまで冷却
される。冷却後ワークは、ローダによって冷却槽105
からピックアップされてさらX軸方向に移動させられ
て、冷却槽か105からさらに所定距離だけX軸方向に
離間した位置でテーブル106上で待機させられる。そ
して、所定のタイミングでY軸方向に移動するベルトコ
ンベア107に移載され、コンベヤ107からさらにそ
の一端部側に配置されたAGV108に積み込まれ、そ
の後通常の製造ラインに戻される。In this case, the cylinder block 14 is disposed on the table 101 at the first position as described above. Next, the table 101 on which the work 14 is placed is moved in the Y-axis direction and positioned immediately below the tempering head 102. In this state, the elevating device 104 is driven to lower the tempering head, and each of the high-frequency induction heating coils 103 is inserted into the cylinder bore inner surface 14a of the cylinder block and arranged in a predetermined facing relationship. Then, electric power is supplied to the tempering head 102 under predetermined conditions, and the cylinder block 14 is moved from normal temperature for about one minute to about 300 minutes.
The high-frequency induction heating is performed at a temperature of from 350C to 350C. After the cylinder block 14 is held at this temperature for a predetermined time, the table 101 is driven and the tempering head 10 is moved from the second position.
2 is moved to a first position separated from the second position. In this state, the loader is driven again to grip the work on the table 101 and immerse it in the cooling bath 105. Since the cooling water tank is maintained at substantially the outside air temperature, the cylinder block 14 is cooled to the outside air temperature level in about 2 to 3 minutes. After cooling, the work is cooled by a loader into a cooling tank 105.
And is further moved in the X-axis direction, and is made to stand by on the table 106 at a position further away from the cooling bath 105 by a predetermined distance in the X-axis direction. Then, it is transferred to the belt conveyor 107 which moves in the Y-axis direction at a predetermined timing, is further loaded from the conveyor 107 onto the AGV 108 arranged at one end thereof, and thereafter returned to the normal production line.
【図1】本発明の高周波焼入方法に用いる高周波焼入装
置の側面視図。FIG. 1 is a side view of an induction hardening apparatus used in the induction hardening method of the present invention.
【図2】図1の平面図。FIG. 2 is a plan view of FIG. 1;
【図3】図1の左側面視図。FIG. 3 is a left side view of FIG. 1;
【図4】ボア位置測定子の昇降構造を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an elevating structure of a bore position measuring element.
【図5】焼入れヘッドの構成を示す正面図。FIG. 5 is a front view showing a configuration of a quenching head.
【図6】図5の右側面図。FIG. 6 is a right side view of FIG.
【図7】図5の底面図。FIG. 7 is a bottom view of FIG. 5;
【図8】干渉検知用の回路を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a circuit for detecting interference.
【図9】冷却水系路を示す系統図。FIG. 9 is a system diagram showing a cooling water passage.
【図10】本発明の高周波焼入方法を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory view showing the induction hardening method of the present invention.
【図11】冷却水噴射ノズルの斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a cooling water injection nozzle.
【図12】制御回路ブロック図。FIG. 12 is a control circuit block diagram.
【図13】コイル位置決定処理を示すフローチャート。FIG. 13 is a flowchart showing a coil position determination process.
【図14】座標ゼロイング処理を示すフローチャート。FIG. 14 is a flowchart illustrating a coordinate zeroing process.
【図15】ボア位置補正処理を示すフローチャート。FIG. 15 is a flowchart showing a bore position correction process.
【図16】本発明の高周波焼入方法により形成された焼
入れ斑の一例を示す説明図。FIG. 16 is an explanatory view showing an example of quenching spots formed by the induction hardening method of the present invention.
14 シリンダブロック(ワーク) 14a ボア 23 焼入れヘッド 77 冷却水噴射ノズル 77a 環状傾斜面 77b 冷却水噴出口 M3 Z軸モータ(ヘッド移動手段)。 14 Cylinder block (work) 14a Bore 23 Hardening head 77 Cooling water injection nozzle 77a Annular inclined surface 77b Cooling water injection port M3 Z-axis motor (head moving means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川尻 利彦 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 濱本 幸雄 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 小島 芳彦 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−260769(JP,A) 特開 平7−161461(JP,A) 特開 平5−202418(JP,A) 特開 平8−225846(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/10 C21D 1/42 C21D 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshihiko Kawajiri 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (72) Yukio Hamamoto 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Inside (72) Inventor Yoshihiko Kojima 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Corporation (56) References JP-A-60-260769 (JP, A) JP-A-7-161461 (JP) JP-A-5-202418 (JP, A) JP-A-8-225846 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 1/10 C21D 1/42 C21D 9/00
Claims (9)
てワークの部分焼入を行う高周波焼入方法であって、 焼入を行うべき焼入面を有するワークを液中に配置し、 高周波誘導加熱を行う焼入ヘッドを液中に配置し、 前記焼入ヘッドをワークの上部から下部に向けて相対移
動させ、 前記焼入ヘッドをワークの焼入面と対峙させてワークを
誘導加熱し、当該ワークの焼入面の周方向及び軸方向に
独立した所定領域を焼入し、 前記焼入ヘッドの移動方向とは逆の方向から冷却水を送
給し、 これによって、ワークの焼入面上に複数の実質的に独立
した焼入部を有する焼入パターンを形成するようにワー
クの部分焼入を行うことを特徴とする高周波焼入方法。An induction quenching method for partially quenching a workpiece by performing high frequency induction heating in a liquid, wherein a workpiece having a quenching surface to be quenched is disposed in the liquid. A quenching head for heating is arranged in the liquid, the quenching head is relatively moved from the upper part to the lower part of the work, and the quenching head is opposed to a quenching surface of the work to induction-heat the work, In the circumferential direction and axial direction of the hardened surface of the workpiece
Quenching an independent predetermined region, and supplying cooling water from a direction opposite to a moving direction of the quenching head, thereby having a plurality of substantially independent quenching portions on the quenching surface of the work. An induction hardening method characterized by partially hardening a work so as to form a quenching pattern.
部の領域に焼入部を形成する焼入工程を行うようになっ
ており、1回の焼入工程によってワークの焼入面上には
1つの方向に1列に並ぶ独立した焼入部が形成されるよ
うになっており、次に、一旦電力の供給を停止して、ワ
ークを軸方向及び周方向に移動させた後、電力を供給す
ることによってさらなる焼入工程を行うことを特徴とす
る高周波焼入方法。2. A quenching step for forming a quenched portion in a part of a quenched surface of a workpiece according to claim 1, wherein a single quenching step is performed on the quenched surface of the workpiece. Are formed so that independent hardened portions are formed in a line in one direction. Then, the supply of power is temporarily stopped, and the workpiece is moved in the axial direction and the circumferential direction. A further quenching step is carried out by supplying quenching.
ッドに所定時間所定電力を供給してワークの焼入面の一
部の領域に焼入部を形成する焼入工程を行うようになっ
ており、1回の焼入工程によってワークの焼入面上には
1つの方向に1列に並ぶ独立した焼入部が形成されるよ
うになっており、焼入ヘッドと焼入面との相対位置を変
えて前記焼入工程を複数回実行することによって複数の
前記焼入部の列が焼入面上に形成されるようになったた
ことを特徴とする高周波焼入方法。3. A quenching step according to claim 1 or 2 , wherein a predetermined power is supplied to the quench head for a predetermined time to form a quenched portion in a partial region of a quenched surface of the work. A single hardening step forms independent hardened portions in a line in one direction on the hardened surface of the work, and the relative position between the hardened head and the hardened surface. And a plurality of rows of the quenched portions are formed on the quenched surface by performing the quenching step a plurality of times while changing the quenching step.
状であり前記ワークがこの焼入ヘッドに対応した環状焼
入面を有していることによって、1回の焼入工程により
該焼入面には周方向に1列に並ぶ隔置した焼入部が形成
されるようになっており、 前記焼入工程を、焼入ヘッドをワークの焼入面に対して
相対的に移動させつつ反復実行することによって前記ワ
ークの焼入面上において、前記焼入部を焼入面の周方向
及びかつ軸方向に隔置する焼入部を形成し、これによっ
て、焼入面上に実質的に独立した焼入部が複数形成され
る前記焼入パターンを形成するようになったことを特徴
とする高周波焼入方法。4. The quenching head according to claim 3 , wherein the quenching head is annular, and the work has an annular quenching surface corresponding to the quenching head. The surface is formed with quenched portions spaced in a line in the circumferential direction, and the quenching step is repeated while moving the quenching head relative to the quenched surface of the workpiece. By performing, on the quenching surface of the work, a quenching portion is formed that separates the quenching portion in the circumferential direction and in the axial direction of the quenching surface, and thereby is substantially independent on the quenching surface. An induction quenching method, wherein the quenching pattern in which a plurality of quenched portions are formed is formed.
てワークの部分焼入を行う高周波焼入装置であって、 前記液を入れる液槽と、 前記ワークの焼入面上の所定の領域を高周波誘導加熱に
よって部分的に焼入を行う焼入ヘッドと、 ワークの焼入面と焼入ヘッドとの位置関係を検出する位
置検出手段と、 該位置検出手段によって検出された位置関係に基づいて
前記焼入ヘッドをワークの上部から下部に向けて相対移
動させ、前記ワークの焼入面に対して焼入ヘッドが前記
液槽内の液中で対峙するように位置決めする位置決め手
段と、 前記ワークの焼入面と焼入ヘッドとが所定の関係で位置
決めされた状態において所定の条件で前記焼入ヘッドに
電力を供給してワークの焼入面を高周波誘導加熱して焼
入を行う電力供給手段と、 前記焼入ヘッドの移動方向とは逆の方向から冷却水を送
給する冷却手段と、 を備えたことを特徴とする高周波焼入装置。5. An induction hardening device for partially quenching a workpiece by performing high-frequency induction heating in a liquid, comprising: a liquid tank for charging the liquid; and a predetermined area on a quenched surface of the workpiece. A quenching head for partially quenching by high-frequency induction heating, position detecting means for detecting a positional relationship between a quenching surface of the work and the quenching head, and Positioning means for relatively moving the quenching head from the upper part to the lower part of the work, and positioning the quenching head so as to face the quenching surface of the work in the liquid in the liquid tank; Power supply for supplying power to the quenching head under predetermined conditions in a state where the quenching surface and the quenching head are positioned in a predetermined relationship, and induction hardening the quenching surface of the workpiece by high-frequency power to perform quenching. Means and the quenching head And a cooling means for supplying cooling water from a direction opposite to a moving direction of the metal.
形成される焼入部はワークの焼入面の周方向及び軸方向
に独立して形成されることを特徴とする高周波焼入装
置。6. The method of claim 5, the hardened formed on quenching the surface of the workpiece is induction hardening instrumentation, characterized in that it is formed independently in the circumferential direction and the axial direction of the baked Irimen work
Place .
部の領域に焼入部を形成する焼入工程を行うようになっ
ており、1回の焼入工程によってワークの焼入面上には
1つの方向に1列に並ぶ独立した焼入部が形成されるよ
うになっており、次に、一旦電力の供給を停止して、ワ
ークを軸方向及び周方向に移動させた後、電力を供給す
ることによってさらなる焼入工程を行うことを特徴とす
る高周波焼入装置。7. A quenching step of forming a quenched portion in a part of a quenched surface of a workpiece according to claim 6, wherein the quenching step is performed on the quenched surface of the workpiece by one quenching step. Are formed so that independent hardened portions are formed in a line in one direction. Then, the supply of power is temporarily stopped, and the workpiece is moved in the axial direction and the circumferential direction. An induction quenching apparatus characterized in that a further quenching step is performed by supplying quenching.
ッドは環状であり前記ワークがこの焼入ヘッドに対応し
た環状焼入面を有していることによって、1回の焼入工
程により該焼入面には周方向に1列に並ぶ隔置した焼入
部が形成されるようになっており、 前記焼入ヘッドが、周方向に隔置した誘導コイルを有し
ているとともに、 前記焼入ヘッドとワークの焼入面の周方向の相対位置を
制御する周方向制御手段と、 上記ワークの焼入面と焼入ヘッドの中心軸方向の相対位
置を制御する軸方向制御手段と、 をさらに備えたことを特徴とする高周波焼入装置。8. The quenching head according to claim 6 , wherein the quenching head is annular, and the work has an annular quenching surface corresponding to the quenching head. The quenching surface is formed with spaced-apart quenched portions arranged in a line in the circumferential direction. The quenching head has induction coils spaced in the circumferential direction, and Circumferential control means for controlling the relative position of the quenching head and the quenching surface of the workpiece in the circumferential direction; and axial control means for controlling the relative position of the quenching surface of the workpiece and the quenching head in the central axis direction. An induction hardening device further provided.
が前記焼入ヘッドの回転位置をワークの焼入面に対して
制御するものであり、前記軸方向制御手段が、焼入ヘッ
ドの上下方向位置を制御する昇降手段であることを特徴
とする高周波焼入装置。9. The quenching head according to claim 8 , wherein the circumferential direction control means controls the rotational position of the quenching head with respect to the quenching surface of the workpiece, and the axial direction control means moves the quenching head up and down. An induction quenching device, which is an elevating means for controlling a direction position.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08150786A JP3115233B2 (en) | 1995-06-19 | 1996-06-12 | Induction quenching method and apparatus and quenched product |
| DE19624499A DE19624499B4 (en) | 1995-06-19 | 1996-06-19 | Method and apparatus for curing using high frequency heating |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-176725 | 1995-06-19 | ||
| JP17672595 | 1995-06-19 | ||
| JP08150786A JP3115233B2 (en) | 1995-06-19 | 1996-06-12 | Induction quenching method and apparatus and quenched product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967613A JPH0967613A (en) | 1997-03-11 |
| JP3115233B2 true JP3115233B2 (en) | 2000-12-04 |
Family
ID=26480265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08150786A Expired - Fee Related JP3115233B2 (en) | 1995-06-19 | 1996-06-12 | Induction quenching method and apparatus and quenched product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115233B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106555032A (en) * | 2017-01-23 | 2017-04-05 | 泉州市华茂机械设备有限公司 | A fully automatic super audio quenching machine |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4512290B2 (en) * | 2001-05-30 | 2010-07-28 | 電気興業株式会社 | Induction hardening method and apparatus |
| CN107424505A (en) * | 2017-09-22 | 2017-12-01 | 桂林电子科技大学 | It is a kind of to be used to demonstrate the teaching equipment that hammer automatically quenches |
| CN114807576B (en) * | 2021-01-29 | 2024-08-13 | 浙江兴昌钢球有限公司 | A steel ball quenching device |
| CN117431390B (en) * | 2023-10-29 | 2024-12-20 | 江苏保捷精锻有限公司 | A heat treatment device and heat treatment method for precision automobile bearing ring |
-
1996
- 1996-06-12 JP JP08150786A patent/JP3115233B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106555032A (en) * | 2017-01-23 | 2017-04-05 | 泉州市华茂机械设备有限公司 | A fully automatic super audio quenching machine |
| CN106555032B (en) * | 2017-01-23 | 2018-05-22 | 泉州市华茂机械设备有限公司 | A fully automatic super audio quenching machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0967613A (en) | 1997-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3115233B2 (en) | Induction quenching method and apparatus and quenched product | |
| US4401485A (en) | Method for inductively heating thin-walled elongated workpieces | |
| JP3733578B2 (en) | Induction hardening method and apparatus | |
| CN112899461A (en) | Special-shaped cam local profiling composite strengthening method and device | |
| KR20080103269A (en) | Surface processing automation device of hull shell | |
| JP3760456B2 (en) | Induction hardening method and apparatus | |
| KR20000001250A (en) | Pression induction heating type annealing apparatus and its method | |
| KR101104662B1 (en) | Method of cooling hot forged part, apparatus therefor, and process for producing hot forged part | |
| US20190107152A1 (en) | Bearing ring for roller bearing, method for manufacturing the same, and roller bearing | |
| JP3704696B2 (en) | Induction hardening method and apparatus | |
| CN114752750A (en) | Welding seam treatment pry for field construction of oil and gas long-distance pipeline and treatment process thereof | |
| KR100437232B1 (en) | High frequency hardening method and device | |
| JP3733614B2 (en) | Induction hardening method and apparatus | |
| US6673304B2 (en) | Apparatus for heat-treating a V-type cylinder block by induction heating | |
| CN113528793B (en) | Camshaft strengthening treatment process | |
| JP3085880B2 (en) | Induction hardening equipment | |
| US4720311A (en) | Camshaft lobe hardening method and apparatus | |
| KR102430293B1 (en) | A cup-differential case inner and outer induction hardening system | |
| KR102430294B1 (en) | A cup-differential case inner and outer induction hardening method | |
| JP3537566B2 (en) | Precision induction quenching method and apparatus for cylinder block | |
| JP3676972B2 (en) | Induction hardening cooling method and apparatus for crankshaft | |
| US8845831B2 (en) | Heat treatment method | |
| JP2004107685A (en) | Induction hardening method and apparatus for crankshaft | |
| US8399815B2 (en) | Apparatus and method for hardening bearing surfaces of a crankshaft | |
| JP3954480B2 (en) | Induction hardening method and apparatus for crankshaft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080929 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |