中碳钢凸轮轴热处理工艺设计(9)
⑴用料厚度
用料厚度应按电流频率和冷却情况选取，见表2.1感应（线）圈用料厚度。感应器确定为加热时不通水，所以感应线圈应具有足够的热容量，以避免温度过高，需要使用厚度较大的紫铜材。当电流频率为8kHz时，感应线圈所用铜材的厚度为6～8mm，则本感应线圈厚度取7mm。
表2.1 感应（线）圈用料厚度
冷却情况 在不同电流频率下感应（线）圈厚度/mm
250000Hz 8000 Hz 2500 Hz
加热时不通水 1.5～2.5 6～8 10～12
加热时通水 0.5～1.5 1.5～2 2～3
⑵感应线圈的直径设计
表2.2 感应圈与工件的间隙
感应圈 加热工件 加热淬火方式 间隙/mm
高频 轴 同时 1～3
连续 1.5～3.5
齿轮 M=1.5～2
全齿同时 1.5～2
M=3～3.5 2.5～3
M=4～4.5 3～3.5
M=5～5.5 4～4.5
零件内孔 同时 1～2
连续 1～2
中频 轴 同时 2～5
连续 2.5～5
零件内孔（Ф>70mm） 连续 2～3
感应线圈内径的选择：
D_内=D_0+2a ⑴
式⑴中D_内：感应线圈内径，mm；
：零件外径，mm；
a：感应线圈与零件之间的间隙，mm。根据表2.2感应圈与零件的间隙，取a=3mm。
即感应线圈内径为
D_内=D_0+2a=(61+2×3)mm=67mm
则感应线圈外径为内径与厚度之和，即D_外=67+7=74mm
⑶感应线圈的高度设计
同时淬火时，有效线圈高度H_感是根据零件淬硬层区宽度H_零来选定。由于在加热过程中，零件轴向热传导的作用，加热区两端散逸了热量。因此，H_感应大于H_零
H_感=（1.1～1.2） H_零=1.1×19=20.9mm
但是由于轴承档的宽度为31mm，轴承档被加热的表面不能同时共热升温，零件需要加热的整个部分没有都被感应器包围着，所以轴承档不能使用同时淬火方式，只能使用连续加热法。凸轮使用同时加热法。
⑷感应线圈的形状设计
凸轮轴的淬火感应器可以是圆环形的，也可以是仿形的。一般说来，仿形感应器淬火的凸轮硬化层也是仿形的，但仿形感应器制造困难，操作麻烦。所以此次设计选用圆环形感应器。
⑸喷水设置
采用感应器附加喷水冷却装置。同时淬火时，每平方厘米淬火表面应得到3～4个喷水孔，一般应成棋盘式交叉布置，如图2.4所示。
图2.4 喷水孔的排列间隔
钻孔直径常用Ф1.5～1.8mm，钻孔中心线应与受冷表面相垂直。水压控制在100～200kPa。
喷水器进水管截面积之和一般应大于或等于所有喷水孔截面积之和，这样喷水压不致比进水压低。