淬火压床说明书

自动淬火压床AH1200操作说明书

翻译：薛铮

1. Foundation Plan and Dimensions

（基础平面图和尺寸）

安装尺寸：

机床高度：3700mm

液压装置高度：1300mm

所需要面积：大约5000×3750mm

（包括开关阀装置和液压装置）

地基面积：3825×1950mm

液压装置的面积1250×710mm

开关装置的尺寸：1000×320×1400mm

装载工件的高度：大约900mm

2. Description of machine

(机床说明)

这个淬火压床AH1200利用了强制抽出的淬火油冲击覆盖工件。这种淬火方法可以确保工件在密封的淬油装置里均匀的冷却。这个装置基本是由带有中心模的下端模板, 一个中心液压锤和一个上端模板。油流动的体积和时间选择可以来控制，还可以按照工件的需要来适时的调节。这台机床在工件周围形成一个封闭的工作区域。机床的基座类似盒型床座，上部结构为罩子形状。基座A3（看附录图片89.10/02）联接了油箱，活动的机座A4被放置在由下端模具环绕起

来的区域上面。机器的上部机构A6带有冲程缸和气缸柱A5，气缸柱A5可以调节上端模板，还可以控制操作者边上的滑动门来形成比较封闭的紧凑的工作区域。通过调节液压装置，上升和降低气缸柱A5，还可以来打开或者关闭带有上端模板的淬火装置。这个气缸柱包含一个用来控制中心锤的气缸，和控制淬火夹具里2个止推环的2列六缸液压系统。对于2个止推环中的任意一个，可以选择不同的压力。在装载工件到淬火夹具里的时候，带有下端中心锤的工作台可以靠液压系统，移进或者移出工作区域。当工件自动对中好后的同时，工作台也移到工作区域。

淬火油的加热系统D1，热量转换器D9，循环油泵D7和淬火油泵D2和D3都在机器的后面排列好。这台机器提供了一个油的加热系统，来让淬火油在机器启动前加热到一个需要的操作温度。这个循环油泵D7将油从加热器和热量转换器D9中持续的抽上去。在淬火过程中，热量转换器与水管相连来驱散热量的形成。温度控制器D6可以使淬火油温保持恒定。离开淬火夹具和工作区域之后，淬火油从2个大的过滤箱C5流过，再回到机器的基座处。操作控制都放在工作区域的右边，可以在开关阀的的操作面板上方便的输入。这个液压系统被放在机器的旁边，包含一个压力控制连接器。

在机器的背后，在右手边的上部，是一个迎来释放压力的盖子，在一个额外的压力在工作区域产生的时候，它将自动打开。如果这个盖子打开了，压力将会降低，然后旋转这个盖子回到它原来关闭的位置。

3. Range of Application

(应用范围)

AH1200淬火压床一般都可用于淬火直齿轮和锥齿轮。但是，其他的大部分圆环和圆盘形状的工件同样能成功的淬火，但前提是他们不能超过工件的最大直径1200mm和最大的工件高度250mm。工件的形状约束了淬火工装的高度（在60.20/01有一个例子），并且，最大允许工件高度要根据实际情况而定。

在最小应用范围上，淬火工件的最小直径为500mm，而且考虑水平圆环状的工件很适合被压，所以最小直径可以降到350mm。

为了适应淬火工件相似的形状和大小，需要设计带有同心悬浮的上端模板和一个可移动的下端模板，作为普遍适用的淬火工装。

最大工件直径：1200mm 最小工件直径：500（350）mm 上下两模板表面的最大距离：900mm 工件的最大高度：大约250mm 上端模板的最大冲程量：600mm 这台机器带有自动操作的液压控制系统。整个淬火过程都按照一个存储程序。这个程序可以这样被存储：

冷却前期和淬火

只有淬火

在冷却前期和淬火下，进行带有初始加热矫直

没有前期冷却，在仅有淬火的情况下带有加热矫直的淬火

对于这些程序中的任意一个，淬火过程中的任何特殊阶段流过和减少的淬火油的体积都要预先设定。

4. Mounting the hardening Fixture

(安装淬火装置)

移动主要的绝缘开关B13到位置“ON”和开关B10到位置“Setting up”。然后用选择开关B7来选择所需要的功能，并且用开关B9来控制使用这个功能。

如果一个特定的操作已经保存了，例如，“工件台抬升”，接着“工件台返回”，用开关B7来选择功能“工作台上升”，删除它用开关B8。

现在有可能选择其他的功能用B7，并且用开关B9来让它运行该功能。这个信号将在控制面板上显现出来。它将保持亮着直至这个功能被删除。可能由于某个操作过程比较慢而导致开关9被关闭，功能“气缸拄往上/往下”将自动被删除。当启动模式被选定，工作区域的门将仍旧是敞开的。

用开关B7来重新选择“工作台返回”，按下B9，将工作台移出工作区域。这个下端模板将被移到工作台上。

放入一个未加热的工件，并且将带有上中心模的上端模板起放置到工件上。确保中心锤与下端模具的中心线正确的对齐。

测量下端模具的表面C6和上端模具的表面之间的距离，然后设置换档机构B14到这个尺寸。这个设置的范围在于控制棒上，这个换档机构只能在它处于不可移动的时候来设置。移动那些带有装载工件的下端模板和带有中心锤的上端模具，操作开关B9来降低气缸拄，使中心锤的夹具放到了中心锤上原有孔的位置。

上端模具依靠夹具A8与中心锤的活塞相连。这个夹具是由一个夹头和一个锁紧机构组成。在安装上端模具到中心锤上面之前，松开夹头上的锁紧螺母，然后把锁紧机构的窗口保护罩放到位置A。在这个位置，夹头上的锁紧螺母的位置可以用一个钳子（24mm a/f）来调整。在中心活塞上的原有孔位置上，中心锤的夹紧装置被锁紧在锁紧夹具上。锁紧机构的安全螺钉必须要接合在中心锤上的槽上。当这个上端模板处于上升的位置，如果这个锁紧螺母松了，这个将防止上端模具从中心锤上掉下来。这个夹具的锁紧螺母必须要充分的锁紧，需要一个大约150～200Nm的力矩。这个钳子（24mm a/f）作为标准设备的一部分，同样可以作为一个扭转扳手来使用。当气缸拄降低的时候，换档器B14并不与冲程缸相接合。

确保在上端模具和活塞之间由大约10mm的间隙。如果不能达到，调整换档器B14的位置。出于这个目的，抬高气缸拄，用选择开关B7来选择这个功能，用开关B9来计算运动，然后根据先前的得到的尺寸来调整换档机构B14的位置。

接着，再次降低气缸拄，然后再次测量上端模板和活塞之间的间隙。确保压紧环相对于下端模具定位正确是最基本的。如果压紧环的

装配接触面是不充分的，这将减缓或者甚至干扰淬火油在淬火夹具里的流动。淬火油受干扰的话将导致油被点燃，或者将产生过多的油烟而堆积在工作区域，也可以产生突然的爆炸。（看在03.40/02上的记号）。这个检查在设置模式和使用工件时必须要执行。

当上端模具必须要被拆除的时候，降低下端气缸拄直到上端模具依靠在工件的上面，和下端模具的上面。

松开夹具的锁紧螺母，通过扭转窗口保护罩到位置B来释放其他的机械装备。当窗口保护罩到了那个位置，夹具上的锁紧螺母将不再有影响，并且将无法使用，同时其他的机械装置也被释放了。当气缸拄上升到了一定高度之后，上端模具将可自由移动，因此可以从下端模具里的工作区域中移出。

5. Setting the Working Pressures

(设置工作压力)

通过在中心模上活动的活塞和2个防止工件扭曲的止推环，来使工件被压平。由于工件的形状往往都使不平的，所以这个的关键是，中心锤产生的压力和外部和内部的止推环产生的压力必须来适应特殊的需求。出于这个目的，液压装置连接着这三个可调的压力来降低E5，E6,E7的值。这几个值分别指示着他们对应的功能。

中心锤，外部和内部止推环三者产生的压力可以通过压力测量值E1读出，而E1是根据一个大概的检查位置，通过选择值E2来选择

出。在选择值的下面有一张图表，这张表给出了所选择的强制压力并以daN为计量单位。这个机器的启动压强是70 bar，这个等同于一个最大的中心锤产生的8000daN和每个最大的内外止推环产生的2100daN。

10N＝1daN＝大约1KP

6. Working Pressure Chart

(工作压力表)

见图20.11/01

7.Setting the Temperature Controls and the

Quenching Oil Volume

(温度控制和淬火油体积的设置)

这个淬火油池是油一个加热器D1和一个热量转换器D9组成。这个加热器是用来加热淬火油到一个特定的温度来启动机器。

热量转换器D9，连接着水管，用来驱散淬火过程中产生的热量。自动调温器D6自动控制淬火油的温度和确保一个在淬火过程中获得一个稳定的温度。根据刻度调节油温设置前，自动调温器上的盖子必须要打开。这个油的冷却过程一定要在超过设置温度10度时立刻进行。

例子：淬火油温在刻度上设置为50度。在开关阀控制面板上操控加热

器的绝缘开关B11，指示灯亮了说明加热器工作了。然后在开关阀控制面板上调节控制温度转换器的绝缘开关B16，由于转换器的操控需要预先设置，所以这个指示灯不会亮。当淬火油的温度达到了预先设定的温度50度时，加热器的开关将通过自动调温器D6自动关闭，指示灯熄灭，随着淬火油的温度继续上升达到了设置的60度，这个自动调温器D6将自动控制温度转换器，同时指示灯也会亮起来显示热量转换器已经启动，当油的温度降到了56度，温度调节器自动脱离热量转换器。

循环泵D7将淬火油连续不断得从加热器和热量转换器中抽上来。这样就保证了整个体积的油保持恒定的温度。这个淬火油泵D2和D3从淬火夹具里抽取淬火油。淬火油流动的体积可以通过在体积调整仪上预先选择来，以此来适应将被淬火的工件的大小和形状。这个油的体积调整仪安装在泵的电路进口处。根据所需要的油量，第二个淬火油泵可以由开关B17来操控或者脱离。对于淬火循环过程中的某个短暂时间段，有可能是在静止油的情况下冷却工件，这就是为何油的体积自动减少到了一个最小量，这个最小量同样也被调节并且可以设置为一个所需要的体积来来补偿在淬火夹具中的漏油损失。这个所有油的体积和损耗的体积可以通过调节螺母D10和D4来选择。这些设定只有在液压系统关闭的时候才可以运行。通过移动在控制面板上的绝缘开关B13到“0”位置。通过旋转螺母D5到他的死点位置，就可以读出超出了油量读取刻度范围后的油的体积。因此，设置一旦确定，设置就可以准确的复制。

8. Setting the Cooling Times

(设置冷却时间)

在各个单独的冷却阶段上，时间可以通过时间继电器B1，B3-B6来选择。

继电器B1可以用来选择“加热矫直”的所需时间段。在这个比较明确的时间（一般3～10S），红热的工件承受中心锤和2个止推环的压力，以此来保存他的精度，当然也有可能由于不平坦的烘箱地面或者从烘箱到淬火机器上压时运输过程中的不当操作，使它失去该有的平面度。“加热矫正”过程由开关B2来操控。

开关位置(I)，选择不带有淬火油流动的“加热矫正”，是最容易接受的“加热矫正”功能。开关位置（II）选择带有淬火油流动的“加热矫正”，在这功能下油可以自动的控制，而设置时间的同时，工件上已经开始按照位置I来承受压力的作用。当这个时间及时得设置后，继电器B1就不起作用了，这个加热矫正的阶段就结束了，而冷却准备工作将开始。现在这个工件被油所浸没，而同时唯一承受的力，就是静止在工件上面的上端模具的固定重量。从淬火循环的初始阶段开始测量，在前期冷却阶段快结束的时候将时间继电器设置在B3。在从加热矫正功能被选择（假如选择的话）开始到淬火过程结束这段总的冷却时间内，时间继电器应该设置在B4上。在一定淬火时间之后，同时油已经流满了整个体积内，工件内的材料开始了马氏体的转化。在这个点上，工件应该冷却得慢一点来产生一个减小压应力的效果。

为了减少流动油的体积，时间继电器应该设置在B5上。油的体积需要减少到一定数量来补偿从淬火夹具中漏出的油。在降低油量之后是否需要加满油量，完全取决于冷却工件过程中马氏体阶段到最终温度的时间和最终温度本身。如果一个工件很快得冷却到了一个温度，那么时间继电器B6应该设置到一个所需的时间，使其在一个降低油量的时候冷却。在这个过程的中止阶段，为了在淬火过程中保持持续性，淬火油的整个流量将被再次加满。如果整个油量不需要，时间继电器B6应该放到增加的位置来覆盖整个持续冷却过程。

9. Special Programme “Pulsating”

(特殊的程序“规律波动”)

这个特别的程序“规律波动”是对于淬火压床的标准程序的辅助。

这个特殊程序是由开关B19来控制的。当开关B19在位置1的时候，标准程序的总的冷却时间循环是不起作用的，而“规律跳动”在这个地方设置。选择“加热矫正”开关B2，在位置1或者2。这个“规律跳动”过程的时间根据平面压力和在电压计B18上的压力（符号见20.31/02）来单独选择。这些电位计的设置循环将每个最高到10s。

这个特殊的程序包括下面的几个程序变化：

1）在整个冷却时间内的“规律跳动”

a）继电器B1来设置加热矫正，B3是为了在“O”位置上

进行冷却准备。

b）选择开关B19来设置特殊程序在位置“1”上

c）电位计B18来设置到“规律跳动”所需要的时间。

d）继电器B4来控制总的冷却时间

2）在程序下进行“加热矫正“

a）选择开关B2和继电器B1来设置“加热矫直”

b）对于冷却准备，继电器B3设置在位置“O”上

c）开关B19在位置“1”上面来控制特殊程序。

d）继电器B18来设置“规律跳动”所需要的时间。

e）继电器B4来控制整个冷却时间。

3）按“规律跳动”来设置“冷却准备”

a）继电器在“加热矫直”时设置到位置“O“，（选择开关B2到位置1或者2）

b）对于冷却准备，继电器B3设置到所需要的冷却准备时间。

c）对于特殊程序，选择开关B19到位置“1“。

d）电位计B18来设置到“规律跳动“程序所需要的时间。

e）继电器B4来设置总的冷却时间。

4）按照程序来“加热矫直“和”冷却准备“

a)选择开关B2和继电器B1来控制“加热矫直“

b)对于冷却准备，继电器B3设置所需要的冷却准备时间。

c)对于程序，选择开关B19来设置到位置“1“

d)电位计B18来设置“规律跳动“所需要的时间。

e)继电器B4来控制总的冷却时间。

淬火油量的控制用B5，而B6可以按20.30页上所描述的来预先选择，不需要考虑程序是不是标准的还时特定的。

10. Chart of Workpiece Temperature，related to the

Cooling Time

（与冷却时间相关的工件温度表）

见24页

11. Operating the Machine and Automatic Work

Cycles

(操作机床和自动工作循环)

这台机器是由在绝缘开关盒口处的主体绝缘开关B13（看在89.01/02上的图可知）来操控。如果这台机器是在一个特殊的淬火温度来操作，那么用开关B11来操控油加热器，在温度控制器D6上设置所需要的温度。

在已经设置操控压力之后，冷却时间盒淬火油量体积，按20.10/02－20.30/01上描述的那样，控制机器到设置模式（选择开关C7到“设置”），打开工作区域的门，把下端模具滑到原来的位置（绿色指示灯亮）。按照这个，用开关10来预先选择自动工作循环，放置一个工件

到下端模具，然后用脚踏开关来开动自动循环。

如果冷却准备和淬火的程序已经被选择，自动循环将按这样来：在脚踏下开关之后，装有工件的下端模具将滑到上端模具的下面，门将关闭工作区域，上端模具将降低到它的工作位置。上端模具上的两个止推环将在他们自动重力下静止在工件上，同时工件将通过中心锤很精确的对中。仍然放置在下端模具上，没有任何压力作用的工件将被程序接收，现在淬火油通过上下模具的油孔将工件所淹没。这个过程一直持续到选择的预先选择的冷却时间到了之后。在预选冷却阶段的最后，工件将通过活塞和止推环被压在下端模具上。这个压力在预选选择的淬火时间上所输入。

如果工件在没有冷却准备的情况下淬火，对于有些工件的形状将可能更有利，这时候时间继电器B3应该设置在0。

代替或者增加冷却准备，却决于所选择的程序，在工件被油所淹没之前，“加热矫正”将优先于淬火。在这个情况下，液压将被选择到淬火过程上，明确的输入来让工件稳固的放在下端模具上进行“矫直”。

在淬火过程结束的时候，带有上端模具的气缸拄将上升，工作区域的门将打开，带有淬火工件的下端模具将回到装载时的原始位置。

如果在循环过程中按下“紧急情况”的按钮B12，这个机器将不得不选择到设置模式，然后回到它原来的位置。然后能做的就是可以重新开始自动循环程序。

12. Work Programme Diagram

（工作流程图）

见22.10/02

13. Setting up the loading Aid (Special Equipment)

（设置装载辅助装置）

这个装载辅助装置包括4个同步上升和下降的与工作台同中心的锤C1，这个锤可以在2个不同节圆直径1080mm和800mm转换。这个锤包括2个分开的部件，当上升的时候，2个部件可以自动联接，而当到了下降的位置，又会自动分离。在后者的过程中，锤的一部分仍然在工作台或者下端模具上，而同时另一部分与机器的床座相连（与下一页相关）。

为了在所需要的节圆范围1080mm或者800mm上设置，过程必须按照这样：

a）工作台A4必须在“退出”的位置。

b) 通过移动控制阀C2的水平到“上升”的位置，来上升装载辅助装置。

c）在垂直方向分开每个锤的上端部分

d）逆时针转动每个锤C1的下端部分，然后从固定的上面拔出。（卡口锁住）

e）这个锤将按反顺序替代。

把锤C1的下端部分插入到所需要的节圆直径的相对应的孔中，推

入知道不动，然后按逆时针反向旋转到位置。

f）通过移动控制阀C2的水平到位置“低”，装载辅助结构将被降低注：这个机器的工作台只有当装置辅助装置在它最低位置时候可以操作。这个控制阀水平不能在它中心位置的左边，因为这样将降低系统的压力。

在保护板C3上的口必须用适当的盖板C4关闭。

14. Loading apparatus

(装载仪器)

见28页

15. Explanation of Operating Principle

(工作原理的说明)

为了获得最佳的淬火结果，需要考虑到设备产生的所有可能性和工件材料在淬火过程中的影响。淬火设备的运用并不代表你可以去忽视工件材料的热处理性能，相反，必须要认清楚材料的元素和元素之间的互相影响。

在所有的淬火方法中，马氏体转化的淬火方法是最主要的。这儿，通过迅速的淬火，抑制珠光体和中间产物的形成，实现从奥氏体到马氏体（从退火组织到淬火组织）的结构转化。淬火的速度是以℃/s来计量，同时按100℃/s的纯的碳素钢到2℃/s的高碳刚可以排列出一系列材料代号。我们是以马氏体开始形成时的淬火速度和只有马氏体

在形成的淬火速度来区分高点与低点的临界淬火速度。高点的淬火速度在淬火过程中起决定性的作用，因此必须要达到。但是，如果在可能的情况下，高点的淬火速度不允许被超过，因为这个将导致在材料内部形成相当大的应力集中。在这里必须要提到表面硬化也是淬火过程中的一种转化，但是为何这种转化在工件的表面区域受限?尽管工件将变得很耐磨，但是工件的核心区域并没有硬化。

2个决定性的错误可能导致工件不恰当的淬火硬化，既没有获得所需要的硬度，在工件的周围的硬度也不均匀，工件也可能产生较大的扭曲变形。

如果一个工件没有硬化到所需要的硬度，这往往是由于一个错误的淬火速度。在淬火机的淬火装置里，淬火油按照设想的流动来确保工件表面周围都是一个均匀的冷却速度。因此，在工件周围硬度不均匀在理论上是不可能的。

工件的扭曲变形是由于外部的机械作用和材料结构处理和转化过程中产生的应力。烘箱内平面的不平坦和从烘箱到淬火装置中的不正确运输都常常导致扭曲，特别是在工件非常大的时候。扭曲变形往往归咎于在淬火前不恰当的准备工作和在工件加热到所需要的淬火温度过程中温度上升速度不均匀。

如果这种扭曲变形是发生在放到淬火装置里之前，往往这种可能性比较大，而如果将其反向来影响淬火过程，则可以选择“加热矫正”功能。这将可以使机器能消除这些扭曲变形至一个比较好的程度。

材料应力是在冷却过程中产生的，一部分是由于工件的收缩，还

一部分是由于材料结构的转变。试验已经证明奥氏体，珠光体，马氏体的比容是不等的。因此，当钢铁被加热再被淬火时就会考虑到会有长度或者体积的增加。改变的程度取决于碳含量的大小。

由于温度下降和马氏体的形成的应力，将可能发生在淬火压力下的工件上。但是，这个淬火压力将减少相当大的一些由于工件放在机器里不平坦和和冷却不均匀产生的扭曲变形。最后获得的结果取决于以下几个方面的程度：

淬火夹具的设计必须让淬火设备来获得一个均匀的冷却效果和合适的中心锤和止推环压强。

根据特殊的工件形状来选择合适的压力，压力能影响淬火工件的平面精度，不同的压力可以由外部和内部的止推环来调节。

确定各淬火阶段的时间：

a）总的冷却时间，设置计划时间

b）J加热矫正时间，设置大约1～4s

c）前期冷却时间，这个时间设置主要影响淬火工件的运转的同心度。开始的时候，这个时间必须设置在总的冷却时间

的10％～20％。

淬火，限制于淬火工件的横截面，适量体积的流动淬火油和淬火速度决定了主要的硬度和淬火工件的精度。

3．冷却阶段可以这样选用

a）油量满

b）油量减少

c）油量满

当马氏体的含量达到了，油体积必须要减少来补偿由于淬火速度下降而产生的转化应力。一旦这个转化过程结束，油量可以继续加满来完全冷却工件。根据油量的调节，再经过一定的试验，可以来确定达到转化温度范围的时间(当需要减少油量的时间) 。

16. Calculating the Quenching time

(计算淬火时间)

一台机床的最大性能发挥取决于工件留在淬火机里的时间，例如当他达到了100℃或者80℃或者当他冷却充分后来操控。因此，整体的冷却时间计算非常重要。所以为了确定前期冷却时间，计算马氏体结构形成的时间是非常有必要的。

由于工件很多是不一样的，这种计算只能是就于参考价值，但是这些计算对淬火过程是非常适用。

为了计算不同淬火条件下的冷却时间，由K.K.Klappzow总结的图表将帮你节省麻烦和冗长的计算时间去算不同种类和型号的工件。在30.12/01页上有这个图表的简单翻译版本，这个图表可以用来计算这里说的所有淬火装置的冷却时间。

这个冷却阶段由多个因素来决定，如淬火工件的表面积和体积比，淬火温度和结束的温度的不同，因为有大量的热量分散。换句话说，冷却时间取决于使用的冷却介质，考虑淬火装置的话，

还受温度和使用的淬火油的流动比决定的。

确定一个正常工件的表面积和体积比是一个相当简单的几何计算。但是，假如是一个齿轮，一是要必须考虑是整个齿的表面区域还是部分的齿表面积，那么允许热量从齿轮边缘到齿部分散的横截面部分与其他的热量分散区域表面相比是很小的。有效表面区域可以通过公式计算再乘以2倍的齿轮无齿区域的表面积，这个体积值应该近似为整个横截面体积的一半。

对于表面积与体积比的计算再30.12/01。

在通过计算得到表面积与体积比之后，淬火时间可以通过再

30.12/01页的图表来得到。图表已经计算出了表面积与体积的比，

图表说明：

Ta：淬火工件的初始温度。

T：在淬火之后，工件在温度“t”时的温度，可以得到

所需要的结束温度。

X：在工件开始冷却之后的时间延迟，以小时，分钟，

秒来测量。

图表的设计是与在静止油下冷却下得到的。

因此，在淬火装置里需要一个调节装置来允许以流动的淬火油来淬火。如果这个工件冷却到最终温度80℃，则需要用温度曲线上的T ＝200℃。

这个相对于30.12/01的图表的例子是基于工件的表面积与体积的比已经确定为O/V＝2（O为表面积，V为体积）的情况下说明的。