JP3537566B2 - Precision induction quenching method and apparatus for cylinder block - Google Patents
Precision induction quenching method and apparatus for cylinder blockInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ディーゼ
ルエンジンのシリンダブロックのような高負荷で使用さ
れるシリンダの内面に部分的に分割した焼入層を形成す
る場合に、その被焼入部と誘導加熱コイルの関係位置を
精密に制御して誘導焼入れする精密誘導焼入方法及び装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a case where a quenched layer which is partially divided is formed on the inner surface of a cylinder used under a high load such as a cylinder block of a diesel engine. The present invention relates to a precision induction quenching method and apparatus for performing induction quenching by precisely controlling the position of an induction heating coil.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、ディーゼルエンジンのように高
負荷のシリンダの内面には、図9に示すようにシリンダ
75の内径部76に市松模様の部分的な焼入れ硬化部7
6aを形成する内面焼入れが施される。かかるシリンダ
ブロックの内面焼入れに対して、出願人は、さきに特開
平7−161461号及び特開平7−272845号記
載の誘導加熱コイル及び誘導焼入方法を提案した。この
発明は図8に示すほぼ円筒状誘導体部材より形成された
誘導子の円筒部の内周に部分的に凹部を形成した誘導子
からなる誘導加熱コイルを使用して、該誘導加熱コイル
をシリンダ内径に一定間隔をおいて円筒軸方向に移動す
るとともに、一定の回転角で割り出しながら誘導電流を
発生させて、前記誘導子の各凹部に対向するシリンダの
内周部を分割加熱し、シリンダ内周に図9に示すような
円周に等間隔の市松模様の複数列の焼入れ部を形成させ
るものである。2. Description of the Related Art For example, on the inner surface of a high-load cylinder such as a diesel engine, as shown in FIG.
Inner quenching to form 6a is performed. The applicant has previously proposed an induction heating coil and an induction quenching method described in JP-A-7-161461 and JP-A-7-272845 with respect to the inner surface quenching of such a cylinder block. The present invention uses an induction heating coil composed of an inductor having a recess formed partially on the inner periphery of a cylindrical portion of an inductor formed of a substantially cylindrical dielectric member shown in FIG. While moving in the direction of the cylinder axis at a constant interval in the inner diameter, and generating an induction current while indexing at a constant rotation angle, the inner peripheral portion of the cylinder facing each recess of the inductor is divided and heated, and the inside of the cylinder is heated. A plurality of quenched portions in a checkered pattern are formed around the circumference as shown in FIG.
【0003】また、上記の誘導焼入れを量産的に行うた
めに、出願人は特願平7−49337号において、下記
のような方法により、前記市松模様の焼入部にむらのな
い焼入層を形成する量産焼入れ可能なシリンダブロック
の内面焼入装置を提案した。即ち、このシリンダブロッ
クの内面焼入装置は、シリンダーブロックをベースフレ
ーム上に設けたX−Yテーブル上の冷却液槽内に載置し
た後、位置測定手段によりシリンダブロックのシリンダ
ボアの中心位置を測定し、その測定値信号により制御手
段がX−Yテーブルを駆動してシリンダボアの中心を誘
導加熱コイルの中心と一致させ、シリンダボアと誘導加
熱コイルの中心が一致した後、前記冷却液槽内に冷却液
を注入してシリンダーブロック浸漬して被焼入部が浸漬
した状態で誘導加熱して急冷焼入れするものである。[0003] In order to mass-produce the induction quenching, the applicant has disclosed in Japanese Patent Application No. 7-49337 the following method to form an even quenched layer in the checkered quenched portion. An internal hardening device for the cylinder block that can be mass-produced is proposed. That is, the cylinder block inner surface hardening device measures the center position of the cylinder bore of the cylinder block by the position measuring means after placing the cylinder block in the cooling liquid tank on the XY table provided on the base frame. The control means drives the XY table based on the measured value signal to make the center of the cylinder bore coincide with the center of the induction heating coil. After the center of the cylinder bore coincides with the center of the induction heating coil, cooling is performed in the cooling liquid tank. The liquid is injected, the block is immersed in the cylinder block, and the portion to be quenched is immersed in the induction heating and quenched and quenched.
【0004】上記発明の誘導コイルを使用して焼入れす
る場合に、シリンダ内径と誘導加熱コイル外径の隙間に
偏差が生ずると焼入部の加熱温度が異なり、円周各部の
焼入れ模様の形状にむらが生じ焼入層の深さにも深浅を
生ずる。したがって、上記の市松模様の部分的な焼入れ
硬化部76aを精度良く形成するためには、例えば、シ
リンダ径80mmφの内径焼入れにおいては、その隙間
を1.25mm±0.15mmにして加熱コイルとシリ
ンダの中心の偏差は0.03mm以下になるようにシリ
ンダ中心と誘導加熱コイルを精密に設定しなければなら
ないことが実験によって確かめられている。上記発明の
シリンダブロックの内面焼入装置によればこの精度が量
産的に容易に得られる。In the case of quenching using the induction coil of the invention described above, if there is a deviation in the gap between the inner diameter of the cylinder and the outer diameter of the induction heating coil, the heating temperature of the quenched part differs, and the shape of the quenched pattern in each part of the circumference becomes uneven. Occurs and the depth of the quenched layer also becomes shallow. Therefore, in order to accurately form the above-mentioned checkered partial quench hardened portion 76a, for example, in the case of internal diameter quenching with a cylinder diameter of 80 mmφ, the gap is set to 1.25 mm ± 0.15 mm and the heating coil and the cylinder It has been experimentally confirmed that the center of the cylinder and the induction heating coil must be precisely set so that the deviation of the center of the cylinder becomes 0.03 mm or less. According to the inner hardening device for a cylinder block of the present invention, this accuracy can be easily obtained in mass production.
【0005】一方、焼入れの冷却材としては水又は水溶
液が使用される。しかし、水又は水溶液を冷却液として
使用する場合、液温が低すぎると焼入れの際に焼き割れ
が生じ、また液温が高すぎると冷却能が低下して十分な
焼入れ硬さが得られないため、通常、水又は水溶液(以
下冷却液という)の液温は30〜40℃に保って使用さ
れている。On the other hand, water or an aqueous solution is used as a coolant for quenching. However, when water or an aqueous solution is used as a cooling liquid, if the liquid temperature is too low, quenching cracks occur during quenching, and if the liquid temperature is too high, the cooling capacity is reduced and sufficient quenching hardness cannot be obtained. Therefore, the temperature of water or an aqueous solution (hereinafter, referred to as a cooling liquid) is usually maintained at 30 to 40 ° C.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
明のシリンダブロックの内面焼入装置において、前記の
ような室温より高い温度の冷却材を使用して焼入れを行
うと、装置の温度が上がり装置のベースフレームの熱膨
脹により最初の位置測定手段の測定値から変動してずれ
が生じ精密な焼入れができないという問題点が生ずる。
即ち、作業開始時には焼入装置全体が室温になっている
が、前記のように室温より高い30〜40℃の冷却液を
焼入れの度に冷却液槽に注入したり排出したりすると、
その熱により前記ベースフレームの温度が上昇して、前
記位置測定手段と誘導加熱コイルの距離が変動して作業
開始時の室温で測定された数値から前記制御手段により
計算された値でX−Yテーブルを駆動しても、シリンダ
ボアの中心と誘導加熱コイルの中心にずれが生じ、前記
のシリンダ径と誘導加熱コイルの隙間に偏差が生じて前
記の市松模様の焼入れ部にむらが生ずるという問題点が
生じた。However, in the internal hardening apparatus for a cylinder block according to the above invention, if the hardening is performed using a coolant having a temperature higher than room temperature as described above, the temperature of the apparatus increases and the temperature of the apparatus increases. Due to the thermal expansion of the base frame, there is a problem in that the measured value fluctuates from the initial value measured by the position measuring means and shifts, so that precise hardening cannot be performed.
That is, at the beginning of the work, the entire quenching apparatus is at room temperature, but if the cooling liquid at 30 to 40 ° C. higher than room temperature is injected or discharged into the cooling liquid tank every time quenching as described above,
The heat causes the temperature of the base frame to rise, and the distance between the position measuring means and the induction heating coil fluctuates. The value calculated by the control means from the numerical value measured at room temperature at the start of work is XY. Even if the table is driven, the center of the cylinder bore and the center of the induction heating coil are displaced, and the gap between the cylinder diameter and the induction heating coil is deviated, resulting in unevenness in the checkered quenched portion. Occurred.
【0007】この対策として、あらかじめ温度が上昇し
た状態の偏差値を制御手段に組み入れて、前記の位置偏
差が一定になるのを待って焼入れ作業を行うようにする
ことも考えられる。しかし、この装置の温度が上昇する
までにはかなりの時間が掛かり、また冬期などは30〜
40℃に暖めた冷却液を冷却液槽に注入・排出して装置
の温度を均等に上げるなどの手間を要し、作業の前に早
出を要するなどの不経済な問題点がある。又、上記欠点
を解決するために、前記焼入装置を恒温室におくとか、
冷却液の温度を精密に制御するチラーを設けるなどの方
法もあるが、多額の設備費を要する欠点がある。[0007] As a countermeasure, it is conceivable to incorporate a deviation value in a state where the temperature has risen in advance in the control means and wait for the above-mentioned positional deviation to become constant before performing the quenching operation. However, it takes a considerable time for the temperature of this device to rise, and in winter, etc., it takes 30 to 30 minutes.
It takes time and effort to inject and discharge the cooling liquid heated to 40 ° C. into and out of the cooling liquid tank, so that the temperature of the apparatus is evenly increased. Also, in order to solve the above drawbacks, such as placing the quenching device in a constant temperature chamber,
Although there is a method of providing a chiller for precisely controlling the temperature of the cooling liquid, there is a disadvantage that a large amount of equipment cost is required.
【0008】そこで本発明は、簡易で経済的にシリンダ
ボアと誘導コイルの中心位置の変化を減少し、前記市松
模様の焼入層にむらのない内面焼入れを可能にする精密
誘導焼入方法及び装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides a precision induction hardening method and apparatus which can easily and economically reduce a change in the center position of a cylinder bore and an induction coil and enable uniform hardening of the checkered quenched layer. The purpose is to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシリンダブロックの精密誘導焼入方法は、
シリンダブロックを液中に浸漬して保持する冷却液槽
と、該冷却液槽を載置してX−Y方向にそれぞれ移動可
能なX−Yテーブルと、前記シリンダブロックのシリン
ダボアの中心位置を測定する位置測定手段と、シリンダ
内面を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記位置測定手
段の測定値により前記シリンダブロックのシリンダボア
中心を前記誘導加熱コイルの中心と一致させるように前
記X−Yテーブルを駆動する制御手段とを備えたシリン
ダブロックの内面焼入装置において、被焼入体の被焼入
部を前記冷却液槽の冷却液中に浸漬し、その被焼入部が
液中に浸漬した状態で誘導加熱コイルに通電して被焼入
部を焼入温度まで加熱した後、誘導加熱コイルの通電を
断つことにより急冷して焼入れする誘導焼入れする際
に、室温の冷却液により冷却して焼入れすることを特徴
とするものである。In order to achieve the above object, a method for precision induction hardening of a cylinder block according to the present invention comprises:
Coolant tank for holding cylinder block immersed in liquid
And the cooling liquid tank can be placed and moved in the X and Y directions respectively.
XY table and cylinder block cylinder
Position measuring means for measuring the center position of the dowel, and a cylinder
An induction heating coil for induction heating the inner surface;
The cylinder bore of the cylinder block is
Before aligning the center with the center of the induction heating coil
Control means for driving the XY table
In the inner quenching device of Dublock, quenching of the quenched body
The part to be quenched is immersed in the cooling liquid of the cooling liquid tank.
Energize the induction heating coil while immersed in the liquid to quench
After heating the part to the quenching temperature, turn on the induction heating coil.
Induction quenching, which is quenched by cutting and quenching
In addition, it is characterized by cooling with a cooling liquid at room temperature and quenching .
【0010】即ち、従来のように、30℃〜40℃の室
温より高い冷却液を使用すると、作業開始時にはベース
フレームの温度は室温であるが、作業につれその温度が
次第に上昇してベースフレームが膨脹するので、位置測
定手段と誘導加熱コイルの間隔が変動する。これに対
し、ベースフレームの温度と同じ室温の冷却液を前記冷
却液槽に供給して使用すればベースフレームの温度変化
が少なく、前記の位置測定手段と誘導加熱コイルの間隔
の変動が少ない。したがって、チラーなどの特別な手段
を設けなくても精密な誘導焼入れが可能となる。 That is, as in the prior art, a chamber at 30 ° C. to 40 ° C.
If you use a coolant that is hotter than
The temperature of the frame is room temperature, but it will increase as you work.
As the base frame gradually expands and the base frame expands,
The distance between the fixing means and the induction heating coil varies. Against this
And a coolant at room temperature equal to the temperature of the base frame.
Temperature change of the base frame if used by supplying to the reject tank
Less distance between the position measuring means and the induction heating coil
Fluctuations are small. Therefore, special means such as chillers
Precise induction quenching can be performed without providing a hole.
【0011】また、本発明のシリンダブロックの精密誘
導焼入装置は、シリンダブロックを液中に浸漬して保持
する冷却液槽と、該冷却液槽を載置してX−Y方向にそ
れぞれ移動可能なX−Yテーブルと、前記シリンダブロ
ックのシリンダボアの中心位置を測定する位置測定手段
と、シリンダ内面を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前
記位置測定手段の測定値により前記シリンダブロックの
シリンダボア中心を前記誘導加熱コイルの中心と一致さ
せるように前記X−Yテーブルを駆動する制御手段とを
備えたシリンダブロックの内面焼入装置において、被焼
入体の被焼入部を前記冷却液槽の冷却液中に浸漬し、そ
の被焼入部が液中に浸漬した状態で誘導加熱コイルに通
電して被焼入部を焼入温度まで加熱した後、誘導加熱コ
イルの通電を断つことにより急冷して焼入れする誘導焼
入れする際に、室温の冷却液により冷却して焼入れする
ように前記浸漬する冷却液の温度を室温に保持する液温
制御手段を備えたことを特徴とするものである。 Further , the cylinder block of the present invention can be precisely guided.
The quenching device holds the cylinder block immersed in the liquid
A cooling liquid tank to be mounted and the cooling liquid tank
A movable XY table and the cylinder block
Position measuring means for measuring the center position of the cylinder bore of the rack
And an induction heating coil for induction heating the inner surface of the cylinder, and
According to the measured value of the position measuring means,
Center the cylinder bore with the center of the induction heating coil
Control means for driving the XY table so that
In the internal hardening device for the cylinder block equipped with
The quenched part of the insert is immersed in the cooling liquid in the cooling liquid tank, and
Through the induction heating coil with the quenched part of
After heating the part to be quenched to the quenching temperature,
Induction quenching by quenching and quenching by cutting off the current
When quenching, cool with room temperature cooling liquid
So that the temperature of the immersion coolant is kept at room temperature
It is characterized by comprising control means.
【0012】このように冷却液槽に供給する冷却液の温
度を室温に保持する液温制御手段を備えることにより、
上記室温の冷却液により冷却する精密焼入れが簡易に達
成できる。 The temperature of the cooling liquid supplied to the cooling liquid tank as described above
By providing a liquid temperature control means for maintaining the temperature at room temperature,
Precision quenching by cooling with the above room temperature coolant is easily achieved
Can be achieved.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の一実施形態
について具体的に説明する。図1は本発明の精密誘導焼
入装置の冷却液の系統図、図2は本発明の精密誘導焼入
装置の正面図、図3はその側面図、図4は制御手段の構
成を示すブロック図、図5は冷却液槽の詳細断面図であ
る。図6は位置測定手段と誘導加熱コイルの距離の変化
を示す図、図7は本発明の精密誘導焼入方法により焼入
れした焼入部の寸法のばらつきを示す図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a system diagram of a coolant in the precision induction quenching apparatus of the present invention, FIG. 2 is a front view of the precision induction quenching apparatus of the present invention, FIG. 3 is a side view thereof, and FIG. FIG. 5 and FIG. 5 are detailed sectional views of the cooling liquid tank. FIG. 6 is a diagram showing a change in the distance between the position measuring means and the induction heating coil, and FIG. 7 is a diagram showing a variation in dimensions of a quenched portion quenched by the precision induction quenching method of the present invention.
【0014】また、図8は本発明の実施形態に使用した
誘導加熱コイルの誘導子の形状を示す図、図9はシリン
ダ内面に市松模様の焼入れを施した焼入部をエッチング
により明らかにした状態を示す斜視図である。FIG. 8 is a view showing the shape of the inductor of the induction heating coil used in the embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a state in which a quenched portion in which a checkered pattern is hardened on the inner surface of the cylinder is clarified by etching. FIG.
【0015】以下図1〜5を用いて、本発明の実施形態
の精密誘導焼入装置の構造の概要を説明する。本実施形
態の精密誘導焼入装置は、門型フレーム21がベースフ
レーム11の図2の左側第3位置にベースフレーム11
を跨いで固設され、可動フレーム22が門型フレーム2
1に上下に滑動自在に取り付けられ、制御手段100の
制御部101により送られるパルス信号により駆動され
るサーボモータの駆動装置25により上下垂直のZ方向
に移動駆動されるようになっている。また、制御部10
1により送られるパルス信号により回転駆動される駆動
装置26が可動フレーム22に固設され、駆動装置26
の垂直軸24に誘導加熱コイル23が軸止され正逆回転
駆動されるようになっている。The outline of the structure of the precision induction hardening apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the precision induction quenching apparatus according to the present embodiment, the portal frame 21 is located at the third position on the left side of FIG.
And the movable frame 22 is fixed to the portal frame 2
1 is slidably mounted vertically and is driven to move in the vertical and vertical Z directions by a servo motor driving device 25 driven by a pulse signal sent by a control unit 101 of the control means 100. The control unit 10
1 is fixedly mounted on the movable frame 22 by a pulse signal sent by the
The induction heating coil 23 is axially fixed to the vertical shaft 24, and is driven to rotate forward and reverse.
【0016】本発明の実施形態に使用した誘導加熱コイ
ル23は、図8に示すように誘導子70が円筒体誘導体
部材71の内周壁の周方向に等角度に部分的に凹部74
を12個形成しており、誘導加熱により各凹部74に対
向するシリンダ75の内周壁76に12個の市松模様の
部分分割焼入層76aが形成されるようになっている。
誘導加熱コイル23は、前述のように誘導子70の円筒
体誘導体部材71の中心を軸として垂直軸24に軸支さ
れ、かつ駆動装置26を介して可動フレーム22に上下
移動可能に保持されており、制御部101の信号により
誘導加熱コイル23を下方に移動して、焼入れするシリ
ンダブロック(以下ワークブロックという)Wのシリン
ダボアに挿入し、シリンダ内面の所定位置に第1列の円
周の市松模様の焼入層を形成した後、垂直軸Z方向に一
定距離移動し、かつ一定の回転角を割り出し回転して誘
導加熱する動作を繰り返し複数列の焼入部を形成できる
ようになっている。In the induction heating coil 23 used in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the inductor 70 is partially recessed at an equal angle in the circumferential direction of the inner peripheral wall of the cylindrical dielectric member 71.
Are formed, and twelve checkered partial quenching layers 76a are formed on the inner peripheral wall 76 of the cylinder 75 facing each recess 74 by induction heating.
The induction heating coil 23 is supported by the vertical shaft 24 about the center of the cylindrical dielectric member 71 of the inductor 70 as described above, and is held by the movable frame 22 via the driving device 26 so as to be vertically movable. The induction heating coil 23 is moved downward by a signal from the control unit 101 and inserted into a cylinder bore of a cylinder block (hereinafter referred to as a work block) W to be quenched. After forming the quenched layer of the pattern, a plurality of rows of quenched portions can be formed by repeating the operation of moving by a fixed distance in the vertical axis Z direction, indexing a fixed rotation angle, rotating and induction heating.
【0017】ベースフレーム11の図2のX方向のほぼ
中央近くの第2位置の上方に支持フレーム31がベース
フレーム11を跨いで設けられ、支持フレーム31のほ
ぼ中央に制御部101により送られるパルス信号により
上下移動駆動される駆動装置34が固設されている。駆
動装置34の垂直軸33の下部に位置測定手段であるマ
ーポス測定器(マーポス株式会社製の4針式内径測定
器)32が取り付けられて上下Z方向に移動するように
なっている。A support frame 31 is provided straddling the base frame 11 above a second position substantially near the center of the base frame 11 in the X direction of FIG. A driving device 34 driven up and down by a signal is fixedly provided. A Marposs measuring device (four-needle inner diameter measuring device manufactured by Marposs Co., Ltd.) 32 as a position measuring means is attached below the vertical axis 33 of the driving device 34 so as to move in the vertical Z direction.
【0018】ベースフレーム11の上面のX方向のレー
ル12上をXテーブル41が制御部101により送られ
るパルス信号により駆動されるパルスモータ44、ボー
ルねじ45により図2の左第1位置と右第3位置の間を
往復駆動されるようになっている。Xテーブル41上の
X軸に直角平面のY方向(図2の紙面に垂直)にレール
42が設けられ、レール42上をYテーブル43が制御
部101のパルス信号により駆動されるパルスモータ等
の駆動装置46により図2の紙面に垂直のY方向に往復
駆動されるようになっている。An X table 41 is driven on a rail 12 in the X direction on the upper surface of the base frame 11 by a pulse motor 44 driven by a pulse signal sent from the control unit 101 and a ball screw 45. It is designed to be driven back and forth between three positions. A rail 42 is provided in the Y direction (perpendicular to the plane of FIG. 2) of a plane perpendicular to the X axis on the X table 41, and the Y table 43 is driven on the rail 42 by a pulse signal from the controller 101. The drive unit 46 is driven to reciprocate in the Y direction perpendicular to the plane of FIG.
【0019】Yテーブル43上の冷却液槽48の第3位
置寄りの位置に、第2基準部材となるほぼシリンダボア
径と同一内径のリング体を形成する基準リング51が固
設されている。基準リング51は、リング上面がほぼワ
ークブロックWの上面と同位置で、その中心がワークブ
ロックWのシリンダ列とほぼ同一X線上に中心軸を垂直
にして設けられている。At a position near the third position of the cooling liquid tank 48 on the Y table 43, a reference ring 51 forming a ring body having substantially the same inner diameter as the cylinder bore diameter as a second reference member is fixedly provided. The reference ring 51 is provided such that the ring upper surface is substantially at the same position as the upper surface of the work block W, and the center thereof is substantially the same as the cylinder row of the work block W on the same X-ray with the central axis perpendicular thereto.
【0020】図4に示す制御手段100は、制御部10
1と記憶部102からなる。記憶部102はシリンダブ
ロックの内面焼入れの準備段階の各段階におけるX−Y
テーブルの座標と、焼入段階におけるワークブロックの
各シリンダボアの座標の測定値及び誘導加熱コイルの動
作位置を記憶する。制御部101は、記憶部102に記
憶された座標値から、後述する準備段階、焼入段階にお
いて、Xテーブル41、Yテーブル43、マーポス測定
器32、可動フレーム22及び誘導加熱コイル23を所
定の移動・回転するように駆動装置44、46、34、
25及び26に信号を送るようになっている。The control means 100 shown in FIG.
1 and the storage unit 102. The storage unit 102 stores X-Y in each stage of the preparation stage of the internal hardening of the cylinder block.
The coordinates of the table, the measured value of the coordinates of each cylinder bore of the work block in the quenching stage, and the operating position of the induction heating coil are stored. The control unit 101 determines the X table 41, the Y table 43, the Marposs measuring device 32, the movable frame 22, and the induction heating coil 23 from the coordinate values stored in the storage unit 102 in a preparation step and a quenching step, which will be described later. The driving devices 44, 46, 34,
25 and 26.
【0021】Yテーブル43の上にはワークブロックW
を冷却液中に浸漬する冷却液槽48が設けられている。
冷却液槽48は図5に詳細を示すように上面が開放した
箱型の槽をなし、内側底部には空洞部49aを有する底
板49が設けられ、底板49の上に被焼入れ体のワーク
ブロックWが載置される。そして、冷却液はパイプ94
から前記空洞部49aを介して各シリンダボアの中心位
置に相当する部に設けられたシリンダ数と同数の噴出孔
49bからシリンダ内径部を通って冷却液槽48に供給
され、冷却液槽48が空の状態から満液になるまでは大
量の液が送り込まれ、満液になるとタンク内の液面を保
持するように少量の液が送り込まれるようになってい
る。また、焼入れ中も定量の冷却液が注入され、冷却液
槽48の側面に設けられたオーバーフローパイプ83か
ら流出するようになっている。これにより、冷却液槽4
8の液面が一定に保たれるようになっている。冷却液槽
48の底面にはバルブ82を設けた複数の排出管81が
設けられ(図では1本のみを示す)、焼入れが完了する
とバルブ82を開いて急速に冷却液を排出し次のワーク
ブロックと速やかに交換できるようになっている。A work block W is placed on the Y table 43.
Is provided in a cooling liquid tank 48 in which the liquid is immersed in a cooling liquid.
As shown in detail in FIG. 5, the cooling liquid tank 48 is a box-shaped tank having an open upper surface, and a bottom plate 49 having a hollow portion 49a is provided on the inner bottom portion. W is placed. Then, the coolant is supplied to the pipe 94.
Is supplied to the cooling liquid tank 48 from the same number of ejection holes 49b provided in a portion corresponding to the center position of each cylinder bore through the hollow part 49a, through the cylinder inner diameter part, and the cooling liquid tank 48 is emptied. A large amount of liquid is sent from the state of (1) until the liquid becomes full, and when the liquid becomes full, a small amount of liquid is supplied so as to maintain the liquid level in the tank. Also, during the quenching, a fixed amount of cooling liquid is injected and flows out from an overflow pipe 83 provided on the side surface of the cooling liquid tank 48. Thereby, the cooling liquid tank 4
The liquid level of No. 8 is kept constant. A plurality of discharge pipes 81 provided with valves 82 are provided on the bottom surface of the cooling liquid tank 48 (only one is shown in the figure). When the quenching is completed, the valve 82 is opened to rapidly discharge the cooling liquid and the next work is performed. Blocks can be quickly replaced.
【0022】ベースフレーム11の内部は空洞が形成さ
れ、この空洞部にフレームの長さ方向に長い箱型形状の
フレームタンク85がベースフレーム11と断熱されて
内蔵されている。フレームタンク85の上部は開放さ
れ、冷却液槽48がX−Yテーブル41の上をX,Y方
向に走行中でも前記冷却液槽48の排出管81とオーバ
ーフローパイプ83から排出される冷却液を受けられる
ようになっている。図1の系統図に示すように、フレー
ムタンク85に排出された冷却液はパイプ86を介して
受液タンク87に流出するようになっており、受液タン
ク87に流出した冷却液はパイプ88、ポンプ89及び
パイプ90を介して貯液タンク91に送られるようにな
っている。貯液タンク91にはパイプ96を介して送ら
れる冷却水により冷却する熱交換器95が設けられ、貯
液タンク91に貯められる冷却液を室温に維持するよう
に冷却している。この熱交換器95による液温維持の方
法は通常用いられるもので特別の特徴はないが、熱交換
器95には冷凍器などを要せず常温の工業用水で十分で
あるので経済的である。そして、貯液タンク91に貯め
られた冷却液はパイプ92、ポンプ93及びパイプ94
を介して冷却液槽48に送られ、ワークブロックのシリ
ンダ内径を通って冷却液槽48内に注入されるようにな
っている。A cavity is formed inside the base frame 11, and a box-shaped frame tank 85 long in the longitudinal direction of the frame is housed in the cavity so as to be insulated from the base frame 11. The upper part of the frame tank 85 is opened, and receives the cooling liquid discharged from the discharge pipe 81 and the overflow pipe 83 of the cooling liquid tank 48 even while the cooling liquid tank 48 is running on the XY table 41 in the X and Y directions. It is supposed to be. As shown in the system diagram of FIG. 1, the cooling liquid discharged to the frame tank 85 flows out to a liquid receiving tank 87 via a pipe 86, and the cooling liquid discharged to the liquid receiving tank 87 is supplied to a pipe 88. , A pump 89 and a pipe 90 to a liquid storage tank 91. The liquid storage tank 91 is provided with a heat exchanger 95 for cooling with cooling water sent through a pipe 96, and cools the cooling liquid stored in the liquid storage tank 91 so as to maintain room temperature. The method of maintaining the liquid temperature by the heat exchanger 95 is generally used and has no special features, but is economical because the heat exchanger 95 does not require a refrigerator or the like and is sufficient with ordinary-temperature industrial water. . The coolant stored in the storage tank 91 is supplied to the pipe 92, the pump 93, and the pipe 94.
Is supplied to the cooling liquid tank 48 through the cylinder, and is injected into the cooling liquid tank 48 through the inner diameter of the cylinder of the work block.
【0023】ワークブロックWは冷却液槽48の冷却液
に浸漬したまま誘導加熱コイル23に通電することによ
り誘導加熱され、誘導加熱コイルの電流が遮断されると
浸漬している冷却液により冷却されて焼入れされるよう
になっている。The work block W is heated by induction through the induction heating coil 23 while being immersed in the cooling liquid in the cooling liquid tank 48, and when the current of the induction heating coil is cut off.
It is cooled by the immersion coolant and quenched.
【0024】以下、上記構成の精密誘導焼入れ装置の操
作について、1例としてシリンダボア径80mmφ、シ
リンダ間隔105mmの4気筒のシリンダブロックを焼
入れする場合について説明する。本操作には、シリンダ
ボアと誘導加熱コイルの位置を設定するための準備段階
と焼入れ段階とがある。まず準備段階として基準リング
51が第2位置に来るようにX−Yテーブルを移動し、
基準リング51の中心をマーポス測定器32の中心に一
致させる。このときのX−Yテーブルの座標Xo,Yo
を0点に設定する。この座標Xo,Yoは、主として作
業初めのテーブル位置の確正のために使用される。The operation of the precision induction quenching apparatus having the above configuration will be described below as an example in which a four-cylinder cylinder block having a cylinder bore diameter of 80 mm and a cylinder interval of 105 mm is quenched. This operation includes a preparation step for setting the positions of the cylinder bore and the induction heating coil and a quenching step. First, as a preparation stage, the XY table is moved so that the reference ring 51 is at the second position,
The center of the reference ring 51 is made to coincide with the center of the Marposs measuring device 32. At this time, the coordinates Xo, Yo of the XY table
Is set to 0 points. The coordinates Xo and Yo are mainly used for correcting the table position at the beginning of the operation.
【0025】次に、別に用意したワークブロックWと同
形状のマスタブロックMの第1シリンダボアM1の中心
のX−Yテーブルの座標を決定する。まず、マスタブロ
ックMを冷却液槽内に載置し、第1シリンダボアM1が
第2位置に来るようにX−Yテーブルを移動する。第1
シリンダボアM1の中心とマーポス測定器32の中心が
一致する点を検出して、その座標をX1,Y1とする。
マスタブロックMのシリンダボアの中心寸法は等間隔1
05mmに機械的に正確に加工されているので、第2シ
リンダボアM2以下の各シリンダボアの座標は、
第1シリンダボアの位置座標:X1,Y1,
第2シリンダボアの位置座標:(X1+105),Y1,
第3シリンダボアの位置座標:(X1+210),Y1,
第4シリンダボアの位置座標:(X1+315),Y1,
として記憶部102に記憶させる。Next, the coordinates of the center of the first cylinder bore M1 of the master block M having the same shape as the separately prepared work block W are determined in the XY table. First, the master block M is placed in the cooling liquid tank, and the XY table is moved so that the first cylinder bore M1 comes to the second position. First
A point at which the center of the cylinder bore M1 coincides with the center of the Marposs measuring device 32 is detected, and its coordinates are defined as X1 and Y1.
The center dimension of the cylinder bore of the master block M is 1 at equal intervals
Since it is mechanically machined to a size of 05 mm, the coordinates of each cylinder bore below the second cylinder bore M2 are: the position coordinates of the first cylinder bore: X1, Y1, the position coordinates of the second cylinder bore: (X1 + 105), Y1, The position coordinates of the three cylinder bore: (X1 + 210), Y1, and the position coordinates of the fourth cylinder bore: (X1 + 315), Y1, are stored in the storage unit 102.
【0026】次に誘導加熱コイル23とX−Yテーブル
の関係位置座標を決定する。X−Yテーブル40を図2
の右側第3位置に移動して、マスタブロックMの第1シ
リンダボアM1の中心と誘導加熱コイル23の中心を一
致させ、その中心の一致点のX−Yテーブルの座標をX
p,Ypとして記憶部102に記憶させる。上記の動作
が完了すると、X−Yテーブルを元の第1位置に戻しX
−Yテーブル上のマスターブロックMを積み下ろす。こ
れにより、シリンダブロックの誘導加熱焼入れの準備段
階が完了する。Next, the relative position coordinates between the induction heating coil 23 and the XY table are determined. The XY table 40 is shown in FIG.
Is moved to the third position on the right side of the drawing, the center of the first cylinder bore M1 of the master block M is made to coincide with the center of the induction heating coil 23, and the coordinates of the coincidence point of the center in the XY table are set to X
The data is stored in the storage unit 102 as p and Yp. When the above operation is completed, the XY table is returned to the original first position and X
-Unload the master block M on the Y table. Thus, the preparation stage of induction heating and quenching of the cylinder block is completed.
【0027】次に焼入段階の動作について説明する。ま
ず、ワークブロックWの各シリンダボアの位置座標を設
定するため、ワークブロックWをX−Yテーブル上の定
位置に載置する。このとき、ワークブロックWの各シリ
ンダボアの位置は、前述のマスタブロックMの各シリン
ダボアとほぼ同位置に位置するが、その載置の精度や個
別のワークブロック加工の精度によりやや位置がずれる
ため、このまま前述のマスタブロックの各シリンダの位
置座標を用いては精度の高い誘導加熱焼入れすることは
できない。そこで、このマスタブロックとワークブロッ
クの位置の偏差を測定する必要がある。以下その動作を
説明する。Next, the operation in the quenching stage will be described. First, in order to set the position coordinates of each cylinder bore of the work block W, the work block W is placed at a fixed position on the XY table. At this time, the position of each cylinder bore of the work block W is located at substantially the same position as each cylinder bore of the master block M described above. However, the positions are slightly shifted due to the accuracy of the mounting and the accuracy of the individual work block processing. It is impossible to perform induction heating and quenching with high precision using the position coordinates of each cylinder of the master block as it is. Therefore, it is necessary to measure the deviation between the position of the master block and the position of the work block. The operation will be described below.
【0028】ワークブロックWをX−Yテーブルに載置
した後、制御手段100の制御部101、記憶部102
の信号により駆動装置44、46はX−Yテーブルを座
標X1,Y1の位置に移動する。そして、駆動装置34
によりマーポス測定器32をワークブロックWの第1シ
リンダボアW1に挿入し、マーポス測定器32と当該第
1シリンダボアW1の中心との偏心値を検出する。即
ち、マーポス測定器32は、その偏心値から前記のマス
タブロックMの第1シリンダボアM1の中心の座標X
1,Y1に対するワークブロックWの第1シリンダボア
W1の位置座標のずれ値a1,b1を測定し、その座標
(X1+a1),(Y1+b1)を検出する。このずれ
値a1,b1が制御手段100の記憶部102に記憶さ
れる。上記の動作が終わると、制御部101は駆動装置
34を介してマーポス測定器32を第1シリンダボアW
1から引き上げた後、X−Yテーブル40を駆動して前
記マスタブロックの第2シリンダボアM2の位置座標:
(X1+105),Y1に移動し、前記同様の動作によ
り、ワークブロックWの第2シリンダボアW2のマスタ
ブロックMの第2シリンダボアM2からのずれ値a2,
b2が測定され、
第1シリンダボアW1の位置座標:(X1+a1),(Y1+b1),
第2シリンダボアW2の位置座標:(X1+105+a2),(Y1+b2)
第3シリンダボアW3の位置座標:(X1+210+a3),(Y1+b3)
第4シリンダボアW4の位置座標:(X1+315+a4),(Y1+b4)
として記憶される。After placing the work block W on the XY table, the control unit 101 of the control unit 100 and the storage unit 102
Drive devices 44 and 46 move the XY table to the positions of coordinates X1 and Y1. Then, the driving device 34
Inserts the Marpos measuring device 32 into the first cylinder bore W1 of the work block W, and detects the eccentricity between the Marpos measuring device 32 and the center of the first cylinder bore W1. That is, the Marpos measuring device 32 calculates the coordinate X of the center of the first cylinder bore M1 of the master block M from the eccentricity value.
The displacement values a1, b1 of the position coordinates of the first cylinder bore W1 of the work block W with respect to 1, 1 are measured, and the coordinates (X1 + a1), (Y1 + b1) are detected. The shift values a1 and b1 are stored in the storage unit 102 of the control unit 100. When the above operation is completed, the control unit 101 controls the Marpos measuring device 32 via the driving device 34 to the first cylinder bore W.
Then, the XY table 40 is driven to raise the position coordinates of the second cylinder bore M2 of the master block:
(X1 + 105), and moves to Y1, and by the same operation as above, the deviation value a2 of the second cylinder bore W2 of the work block W from the second cylinder bore M2 of the master block M.
b2 is measured, the position coordinates of the first cylinder bore W1: (X1 + a1), (Y1 + b1), the position coordinates of the second cylinder bore W2: (X1 + 105 + a2), (Y1 + b2) The position coordinates of the third cylinder bore W3: (X1 + 210 + a3), (Y1 + b3) The position coordinates of the fourth cylinder bore W4 are stored as (X1 + 315 + a4) and (Y1 + b4).
【0029】上記のワークブロックの各シリンダボアの
位置座標が決定されると焼入動作に入り、制御部101
はX−Yテーブルを駆動し座標値を(Xp−a1),
(Yp−b1)にX−Yテーブルを移動する。これによ
りマスタブロックとワークブロックのシリンダ位置のず
れ値a1,b1が補正されて誘導加熱コイル23と第1
シリンダボアW1の中心位置が一致する。この位置で駆
動装置25により誘導加熱コイル23を下降させて第1
シリンダボアW1の所定位置に挿入して通電加熱する。
この際に、冷却液槽48には冷却液が充填されているの
で、第1シリンダボアW1の内径が誘導加熱されて焼入
れ温度に達し、通電が遮断されると冷却液槽の冷却液に
より急冷されて焼入れが行われる。同様の操作が第1〜
第4シリンダーについて行われて全シリンダの焼入れが
完了する。全シリンダの焼入れが完了すると、バルブ8
2が開かれて冷却液槽48内の冷却液はフレームタンク
85に排出される。冷却液は排出動作等は焼入れ操作時
間の短縮のために冷却液槽48がX−Yテーブル上を走
行しながら行われる。When the position coordinates of each cylinder bore of the work block are determined, a hardening operation is started and the control unit 101
Drives the XY table and changes the coordinate value to (Xp-a1),
The XY table is moved to (Yp-b1). Thereby, the deviation values a1 and b1 of the cylinder position between the master block and the work block are corrected, and the induction heating coil 23 and the first
The center positions of the cylinder bores W1 match. At this position, the induction heating coil 23 is lowered by the
It is inserted into a predetermined position of the cylinder bore W1 and heated by energization.
At this time, since the cooling liquid tank 48 is filled with the cooling liquid, the inner diameter of the first cylinder bore W1 is induction-heated to reach the quenching temperature, and when the power is cut off, it is rapidly cooled by the cooling liquid in the cooling liquid tank. Quenching is performed. The same operation is performed for the first to first
This is performed for the fourth cylinder, and the quenching of all the cylinders is completed. When quenching of all cylinders is completed, valve 8
2 is opened and the coolant in the coolant tank 48 is discharged to the frame tank 85. The coolant is discharged while the coolant tank 48 is running on the XY table in order to shorten the quenching operation time.
【0030】上記の位置計測手段により計測されて制御
手段により計算された設定値は、マーポス測定器32と
誘導加熱コイル23の間隔が変動しなければ計算された
設定値で作動させれば良い。しかし、実際には作業の初
めには機械の温度が低いが運転を始めると次第に機械の
温度が上がるため、ベースフレームの熱膨脹等で前記マ
ーポス測定器32と誘導加熱コイル23の間隔が変化す
る。このため、計算式どおりに設定すると誘導加熱コイ
ル23とシリンダーボアの中心にずれが生じて偏心し焼
入れのむらが生ずる。この両者の距離は焼入れの操作を
行わない場合もモータの発生熱などによるベースフレー
ムの熱膨脹により変化する。図6にこの距離の変化の実
測値の1例を示す。図6の線図Bは室温22℃のときの
焼入れを行わない空運転の場合を示す。図から分かるよ
うに、空運転を始めるとベースフレームの温度が上昇し
てマーポス測定器32と誘導コイル23の間隔が次第に
増加し、約10分間運転すると運転前より前記両者の間
隔寸法は約30μm大きくなる。そして、約30μmで
飽和しその後はほとんど変化しない。また、運転を終了
すると、装置の温度は低下するがその降下速度は上昇時
より小さいために、マーポス測定器32と誘導コイル2
3の間隔が運転前の数値に戻るには約50分を要した。
しかし、前述のようにシリンダボアと誘導加熱コイルの
中心偏差が30μm以下であれば焼入れ精度としては許
容されるので、この空運転程度の変動であれば許容でき
る。The set value measured by the position measuring means and calculated by the control means may be operated with the calculated set value unless the distance between the Marpos measuring device 32 and the induction heating coil 23 fluctuates. However, in practice, the temperature of the machine is low at the beginning of the operation, but the temperature of the machine gradually increases when the operation is started. Therefore, the distance between the Marpos measuring device 32 and the induction heating coil 23 changes due to thermal expansion of the base frame or the like. For this reason, if it is set according to the calculation formula, the center of the induction heating coil 23 and the center of the cylinder bore are displaced to be eccentric, resulting in uneven quenching. Even when the hardening operation is not performed, the distance between the two changes due to thermal expansion of the base frame due to heat generated by the motor. FIG. 6 shows an example of the actually measured value of the change in the distance. A diagram B in FIG . 6 shows a case of idling at a room temperature of 22 ° C. without quenching. As can be seen from the figure, when the idle operation is started, the temperature of the base frame rises, and the distance between the Marposs measuring device 32 and the induction coil 23 gradually increases. When the operation is performed for about 10 minutes, the distance between the two is about 30 μm before the operation. growing. It is saturated at about 30 μm and hardly changes thereafter. When the operation is completed, the temperature of the apparatus decreases, but the rate of the decrease is lower than that at the time of the increase.
It took about 50 minutes for the interval of 3 to return to the value before operation.
However, as described above, if the center deviation between the cylinder bore and the induction heating coil is 30 μm or less, the quenching accuracy is permissible.
【0031】上記図6の線図Bは冷却液を流さない空運
転の場合であるが、焼入れのために冷却液を流した場合
はさらに変化量が増加することが推定される。そこで、
冷却液の温度を32℃にして(前述のごとく通常は30
℃〜40℃)、冷却液槽に注入・排出を繰り返し前記同
様にマーポス測定器32と誘導コイル23の間隔の変化
を測定した。図6の線図Aにその結果を示す。図から分
かるように、この場合、作業開始後20分間はマーポス
測定器32と誘導コイル23の間隔が増加し、約20分
後にその距離が約100μm伸びた状態で飽和する。こ
の結果から、30℃〜40℃の温度の冷却液を使用する
場合には、室温で測定した制御手段の設定値のままでは
作業中にシリンダボアと誘導加熱コイルの隙間を前述の
許容値1.25mm±0.15mmに維持することがで
きず精密な焼入れができないことが分かった。The diagram B in FIG . 6 shows the case of the idling operation in which the cooling liquid is not flown . However, when the cooling liquid is flowed for quenching, it is estimated that the amount of change further increases. Therefore,
Set the temperature of the cooling liquid to 32 ° C. (usually 30
-40 ° C.), and repeatedly injected and discharged into the cooling liquid tank, and the change in the distance between the Marpos measuring device 32 and the induction coil 23 was measured in the same manner as described above. The result is shown in diagram A of FIG . As can be seen from the figure, in this case, the interval between the Marposs measuring device 32 and the induction coil 23 increases for 20 minutes after the start of the work, and after approximately 20 minutes, the distance extends to about 100 μm and saturates. From these results, when using a coolant at a temperature of 30 ° C. to 40 ° C., the gap between the cylinder bore and the induction heating coil was set to the above-mentioned allowable value of 1. It was found that the temperature could not be maintained at 25 mm ± 0.15 mm and precise hardening could not be performed.
【0032】次に、冷却液の温度を室温と同じ22℃に
して前記同様に冷却液槽に注入排出を繰り返し行った。
このときのマーポス測定器32と誘導コイル23の間隔
の変化を図6の曲線Cに示す。この場合、図から分かる
ように間隔の変化は空運転の場合に比しほぼ同じかまた
はそれよりやや少ない値になるが、飽和するのは空運転
の場合よりやや遅れて約15分間運転後になった。これ
は室温の冷却液の冷却効果により、空運転より温度上昇
が押さえられた結果と推定される。運転停止後の前記間
隔の復元時間には大きな差異はなかった。Next, the temperature of the cooling liquid was set to 22 ° C., which is the same as the room temperature, and injection and discharge into the cooling liquid tank were repeated as described above.
A change in the distance between the Marpos measuring device 32 and the induction coil 23 at this time is shown by a curve C in FIG. In this case, as can be seen from the figure, the change in the interval is almost the same as or slightly smaller than in the case of the idling operation, but it saturates a little later than in the idling operation after about 15 minutes of operation. Was. This is presumed to be the result of suppressing the temperature rise from idling due to the cooling effect of the room temperature coolant. There was no significant difference in the recovery time of the interval after shutdown.
【0033】[0033]
【実施例】以上の結果から、冷却液の温度を室温と同じ
にして焼入れ操作を行えば、制御手段の計算設定値に特
別な補正を行わなくてもシリンダボアと誘導加熱コイル
の隙間を前述の許容値に収められることが分かった。そ
こで、室温が22℃の場合に冷却液の温度も22℃にし
てシリンダボア径80mmφ、シリンダ間隔105mm
の4気筒のシリンダブロックの内径に市松模様の6列の
部分焼入層を形成する内面焼入れを行った。誘導加熱コ
イル23はシリンダ内径との隙間を1.25mmとする
ため、図8に示す円筒体誘導体部材71の内周壁の周方
向に等間隔に12個の凹部74を形成した直径77.5
mmの誘導子70を有する加熱コイルを使用した。この
誘導コイルを使用し、前記の制御手段100により駆動
装置25を作動して誘導加熱コイル23をシリンダ内径
の垂直方向の第1列の焼入列の位置に設定して通電加熱
し、円筒体誘導体部材71の各凹部74に対向するシリ
ンダ75の内周壁76に図9に示すような12の市松模
様76aの第1列の部分分割焼入層を形成した。第1列
の焼入れが完了すると、誘導加熱コイル23をシリンダ
内の第2列の焼入列の位置に設定し、1/24円周の回
転角を回転して図9に示すような第2列の市松模様の部
分分割焼入層を形成した。同様の動作を繰り返して6列
の部分分割焼入層を形成した。From the above results, if the quenching operation is performed with the temperature of the coolant being the same as the room temperature, the gap between the cylinder bore and the induction heating coil can be formed without any special correction to the set value calculated by the control means. It turned out to be within acceptable values. Therefore, when the room temperature is 22 ° C., the temperature of the coolant is also set to 22 ° C., the cylinder bore diameter is 80 mmφ, and the cylinder interval is 105 mm.
The inner surface of the four-cylinder cylinder block was subjected to internal quenching to form six rows of checkered partial quenched layers. In order to make the gap between the induction heating coil 23 and the inner diameter of the cylinder 1.25 mm, a diameter 77.5 in which 12 concave portions 74 are formed at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral wall of the cylindrical dielectric member 71 shown in FIG.
A heating coil with a 70 mm inductor 70 was used. Using this induction coil, the drive unit 25 is operated by the control means 100 to set the induction heating coil 23 to the position of the first quenching row in the vertical direction of the inner diameter of the cylinder, and to heat it by heating. On the inner peripheral wall 76 of the cylinder 75 facing each concave portion 74 of the derivative member 71, a first partly quenched layer of twelve checkered patterns 76a as shown in FIG. 9 was formed. When the quenching of the first row is completed, the induction heating coil 23 is set to the position of the quenching row of the second row in the cylinder, and the rotation angle of 1/24 circle is rotated to obtain the second quenching as shown in FIG. A row of checkered partially quenched layers were formed. The same operation was repeated to form six rows of partially divided quenched layers.
【0034】この焼入部の寸法のばらつきの測定結果を
図7に示す。図は装置の運転開始から5分後に焼入れ作
業を開始し、以下5分毎に焼入れを行った5個のシリン
ダーブロックの円周回りの個々の焼入部の長さの測定値
を示す。図から分かるように、いずれのシリンダーブロ
ックも円周回りの焼入部の長さの差異は1.5mm以下
であった。焼入部の幅には僅かの差異しか認められなか
ったので図示は省略した。また、焼入部を蛍光探傷によ
り検査した結果、いずれの焼入部にも焼き割れは認めら
れなかった。即ち、通常の焼入れ熱処理に使用される3
0℃以下の温度の冷却液を使用しても本焼入方法によれ
ば焼き割れはなく健全な焼入層が得られることが分かっ
た。FIG. 7 shows the measurement results of the variation in the size of the quenched portion. The figure shows the measured values of the lengths of the individual quenched portions around the circumference of the five cylinder blocks that were quenched every 5 minutes after the quenching operation was started 5 minutes after the start of operation of the apparatus. As can be seen from the figures, the difference in the length of the quenched portion around the circumference of each cylinder block was 1.5 mm or less. Illustration was omitted because only a slight difference was recognized in the width of the quenched portion. In addition, as a result of inspecting the quenched portion by fluorescent flaw detection, no quenching crack was observed in any of the quenched portions. That is, 3 which is used for ordinary quenching heat treatment
It was found that according to the present quenching method, even if a cooling liquid having a temperature of 0 ° C. or less was used, there was no quenching crack and a sound quenched layer was obtained.
【0035】上述のように本発明の焼入方法によれば、
室温の冷却液を用いて焼入れ冷却を行うので、作業開始
から終了まで装置の温度変化が少ないため、位置測定手
段と誘導加熱コイルの間の間隔の変動が少なくなり、作
業開始時の測定値から制御手段により設定した数値で補
正なしに焼入れ作業を行っても精密な焼入れが可能であ
る。また、20℃以上の液温であれば室温の冷却液によ
り急冷を行っても焼き割れが生じないことが確認され
た。したがって、特別な冷却液のチラー等の費用のかか
る設備を要せず、また、暖気運転のための早出作業や、
複雑な制御手段の補正等の手間を要しないで精密な誘導
焼入れができる。As described above, according to the quenching method of the present invention,
Since the quenching and cooling is performed using a room temperature coolant, the temperature change of the device is small from the start to the end of the work, so the fluctuation of the interval between the position measuring means and the induction heating coil is reduced, and the measured value at the start of the work Precise quenching is possible even if quenching work is performed without correction using the numerical values set by the control means. In addition, it was confirmed that if the liquid temperature was 20 ° C. or more, even if rapid cooling was performed with a cooling liquid at room temperature, burning cracks did not occur. Therefore, costly equipment such as a special chiller for cooling liquid is not required.
Precise induction quenching can be performed without the need for complicated control means.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように本発明の精密誘導焼
入方法によれば、特別な設備の付加をしないで、シリン
ダブロックの内面焼入れなどで簡易に精密な誘導焼入れ
が可能である。As described above, according to the precision induction quenching method of the present invention, precise induction quenching can be easily performed by hardening the inner surface of the cylinder block without adding any special equipment.
【図1】本発明実施形態の精密誘導焼入装置の冷却液系
統図である。FIG. 1 is a coolant system diagram of a precision induction quenching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明実施形態の精密誘導焼入装置の正面図で
ある。FIG. 2 is a front view of the precision induction hardening device according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明実施形態の精密誘導焼入装置の側面図で
ある。FIG. 3 is a side view of the precision induction hardening device according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明実施形態の制御手段の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明実施形態の精密誘導焼入装置の冷却液槽
の詳細断面図である。FIG. 5 is a detailed sectional view of a cooling liquid tank of the precision induction quenching apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明実施例の位置測定手段と誘導加熱コイル
の距離の変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a change in the distance between the position measuring means and the induction heating coil according to the embodiment of the present invention.
【図7】本発明実施例の焼入部の寸法のばらつきを示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing a variation in dimensions of a quenched portion according to the embodiment of the present invention.
【図8】本発明実施例の誘導加熱コイルを示す図であ
る。FIG. 8 is a view showing an induction heating coil according to an embodiment of the present invention.
【図9】本発明実施例の焼入部の形状を示す図である。FIG. 9 is a view showing a shape of a quenched portion according to the embodiment of the present invention.
【符号の説明】 11 ベースフレーム 12 レール 21 門型フレーム 21b レール 22 可動フレーム 23 誘導加熱コイル 24 垂直軸 25 駆動装置 26 回転駆動装置 31 支持フレーム 32 マーポス測定器 33 軸 34 駆動装置 40 X−Yテーブル 41 Xテーブル 42 レール 43 Yテーブル 44 パルスモータ 45 ボールねじ 46 駆動装置 48 冷却液槽 49 底板 49a 空洞部 49b 噴出口 51 基準リング 70 誘導子 71 円筒体誘導体部材 74 凹部 75 シリンダ 76 シリンダ内面 76a 市松模様焼入層 81 パイプ 82 排出バルブ 83 フローパイプ 85 フレームタンク 86 パイプ 87 受液タンク 88 パイプ 89 ポンプ 90 パイプ 91 貯液タンク 92 パイプ 93 ポンプ 94 パイプ 95 熱交換器 96 パイプ 100 制御手段 101 制御部 102 記憶部 104 操作スイッチ 105 スタートスイッチ M マスタブロック W ワークブロック[Explanation of symbols] 11 Base frame 12 rails 21 Gate type frame 21b rail 22 Movable frame 23 Induction heating coil 24 vertical axis 25 Drive 26 Rotary drive 31 Support frame 32 Marpos measuring instrument 33 axes 34 Drive 40 XY table 41 X table 42 rails 43 Y table 44 pulse motor 45 Ball screw 46 Drive 48 Cooling liquid tank 49 Bottom plate 49a cavity 49b spout 51 Reference ring 70 inductor 71 Cylindrical derivative member 74 recess 75 cylinder 76 Cylinder inner surface 76a checkered quenched layer 81 pipe 82 Discharge valve 83 flow pipe 85 frame tank 86 pipe 87 Liquid receiving tank 88 pipe 89 pump 90 pipe 91 Liquid storage tank 92 pipe 93 pump 94 pipe 95 heat exchanger 96 pipes 100 control means 101 control unit 102 storage unit 104 Operation switch 105 Start switch M Master block W work block
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−37117(JP,A) 特開 平9−3531(JP,A) 特開 平9−67616(JP,A) 実公 平1−18607(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/02 - 1/84 C21D 9/00 - 9/44 C21D 9/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-58-37117 (JP, A) JP-A-9-3531 (JP, A) JP-A-9-67616 (JP, A) 18607 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 1/02-1/84 C21D 9/00-9/44 C21D 9/50
Claims (2)
する冷却液槽と、該冷却液槽を載置してX−Y方向にそA cooling liquid tank to be mounted and the cooling liquid tank
れぞれ移動可能なX−Yテーブルと、前記シリンダブロA movable XY table and the cylinder block
ックのシリンダボアの中心位置を測定する位置測定手段Position measuring means for measuring the center position of the cylinder bore of the rack
と、シリンダ内面を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前And an induction heating coil for induction heating the inner surface of the cylinder, and
記位置測定手段の測定値により前記シリンダブロックのAccording to the measured value of the position measuring means,
シリンダボア中心を前記誘導加熱コイルの中心と一致さCenter the cylinder bore with the center of the induction heating coil
せるように前記X−Yテーブルを駆動する制御手段とをControl means for driving the XY table so that
備えたシリンダブロックの内面焼入装置において、被焼In the internal hardening device for the cylinder block equipped with
入体の被焼入部を前記冷却液槽の冷却液中に浸漬し、そThe quenched part of the insert is immersed in the cooling liquid in the cooling liquid tank, and
の被焼入部が液中に浸漬した状態で誘導加熱コイルに通Through the induction heating coil with the quenched part of
電して被焼入部を焼入温度まで加熱した後、誘導加熱コAfter heating the part to be quenched to the quenching temperature,
イルの通電を断つことにより急冷して焼入れする誘導焼Induction quenching by quenching and quenching by cutting off the current
入れする際に、室温の冷却液により冷却して焼入れするWhen quenching, cool with room temperature cooling liquid
ことを特徴とするシリンダブロックの精密誘導焼入方Precision induction hardening of cylinder block characterized by the following:
法。Law.
する冷却液槽と、該冷却液槽を載置してX−Y方向にそA cooling liquid tank to be mounted and the cooling liquid tank
れぞれ移動可能なX−Yテーブルと、前記シリンダブロA movable XY table and the cylinder block
ックのシリンダボアの中心位置を測定する位置測定手段Position measuring means for measuring the center position of the cylinder bore of the rack
と、シリンダ内面を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前And an induction heating coil for induction heating the inner surface of the cylinder, and
記位置測定手段の測定値により前記シリンダブロックのAccording to the measured value of the position measuring means,
シリンダボア中心を前記誘導加熱コイルの中心と一致さCenter the cylinder bore with the center of the induction heating coil
せるように前記X−Yテーブルを駆動する制御手段とをControl means for driving the XY table so that
備えたシリンダブロックの内面焼入装置において、被焼In the internal hardening device for the cylinder block equipped with
入体の被焼入部を前記冷却液槽の冷却液中に浸漬し、そThe quenched part of the insert is immersed in the cooling liquid in the cooling liquid tank, and
の被焼入部が液中に浸漬した状態で誘導加熱コイルに通Through the induction heating coil with the quenched part of
電して被焼入部を焼入温度まで加熱した後、誘導加熱コAfter heating the part to be quenched to the quenching temperature,
イルの通電を断つことにより急冷して焼入れする誘導焼Induction quenching by quenching and quenching by cutting off the current
入れする際に、室温の冷却液により冷却して焼入れするWhen quenching, cool with room temperature cooling liquid
ように前記冷却液槽に供給する冷却液の温度を室温に保The temperature of the coolant supplied to the coolant tank is maintained at room temperature as described above.
持する液温制御手段を備えたことを特徴とするシリンダCharacterized by comprising a liquid temperature control means for holding
ブロックの精密誘導焼入装置。Precise induction hardening equipment for blocks.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP30045195A JP3537566B2 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Precision induction quenching method and apparatus for cylinder block |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30045195A JP3537566B2 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Precision induction quenching method and apparatus for cylinder block |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118916A JPH09118916A (en) | 1997-05-06 |
| JP3537566B2 true JP3537566B2 (en) | 2004-06-14 |
Family
ID=17884964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP30045195A Expired - Lifetime JP3537566B2 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Precision induction quenching method and apparatus for cylinder block |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1995
- 1995-10-26 JP JP30045195A patent/JP3537566B2/en not_active Expired - Lifetime
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