循环控时淬火冷却技术在大型件上的应用与实现（二）

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　　三、裓-环控时淬火冷却工艺的制定

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　　裓-环控时淬火冷却工艺要综合考虑工件形状、大小、材质以及淬火要求的组织、力学性能、应力应变状态。因而必须以数值模拟技术为基础，结合试验验证的方式来实现。

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　　通过数值模拟计算的方法，可以对预设的工艺进行全面的预测和分析。在模拟数据的结果可以达到淬火处理预期要求的前提下，进一步通过少量的试验验证，修正工艺参数就可以得到相对有效可行的实际处理工艺内容。

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　　四、裓-环控制淬火冷却设备的设计与实现

　　传统的淬火设备无法满足裓-环控时淬火冷却工艺的需要。特别是对于大型复杂工件，如果采用传统的水槽和吊车吊挂淬火冷却，既无法适应工件快速、频繁的水淬空冷转换，也不能实现冷却时间的精确控制，因而需要设计专门的设备来满足工艺对设备的要求。

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　　例如大型曲轴，大型模具钢等工件的淬火处理，上海交通大学开发了具有相应功能的淬火槽设备满足工艺要求。

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　　这种设计的最大特点是：用快速注水代替了传统的工件吊装浸液方式实现浸液淬火，特别适合于大尺寸工件的处理，同时设备的可靠性和稳定性也较升降台式的淬火设备大为提高。由于注水系统采用了多点喷射阵列的设计，因此注水系统还可以提供喷水、喷雾等多种冷却手段，这就使得该淬火槽还可以实施对工件的多种复合处理。

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　　五、裓-环控制淬火冷却的控制

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　　要实现裓-环控制淬火冷却工艺，除了设计具有上述的功能淬火槽外，还需要有相应的控制系统来实现。

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　　这种控制模式从结构上讲需要包含3个层次。自下而上依次为电气驱动层、PLC控制层和软件管理层。

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　　(1)电气驱动层 这一层面主要包括了：电机驱动模块，用于驱动各类电机、风机、泵机；触发器模块，用于辅助驱动其他非强电机构，如电磁阀等设备；传感器模块，连接设备上的各种传感器元件，收集整个加工中的各类数据参数。

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　　(2)PLC控制层 这个层面的核心就是PLC(可编程序控制器)。它向下控制和衆-调电气驱动层的各项运作，向上返回各种数据信息，并接受软件管理层发送的管理信息，加以执行。目前普遍采用的PLC(可编程序控制器)，控制周期都可达毫秒数量级，其控制能力与精度都远远超出了传统的控制仪表，因而可以为淬火过程提供更为可靠和精密的控制能力。

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　　(3)软件管理层 这个层面主要是提供人机界面与高级管理功能。前面我们已綷-论述过，裓-环控制淬火冷却的工艺制定需要通过复杂的数值模拟和试验验证来完成，在实际的操作过程中，需要通过大量的预先模拟计算和试验来建立必要的工艺数据库，以便于为工件的实际工艺生成提供可靠的数据依据，因而工艺数据库系统是软件管理层的核心内容。

　　六、结语

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　　以上分析了裓-环控制淬火冷却的诊-理和相应的淬火设备，该诊-理和设备已綷-在企业得到了成功的应用。希望通过该技术的推广为企业解决更多用传统方法无法解决的难题。

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