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本申请公开一种阶梯轴热处理装置及其热处理方法,装置包括驱动组件、支撑组件和感应加热装置。感应加热装置与支撑组件并排设置,支撑组件和感应加热装置分别与驱动组件平行设置,驱动组件包括机架、固定顶尖、可调节顶尖和移动装置。方法包括以下步骤:S1、采集阶梯轴首尾两端的轴径数据R1、R2和轴向长度H;S2、控制步进电机进而带动第一液压升降台和第一信息采集装置移动到待定工位;S3、步进电机带动第一液压升降台和第二液压升降台下降;S4、机架带阶梯轴进入感应线圈的中心空位中。本发明通过分析收集的阶梯轴轴径数据来调控感应电源的功率大小和导磁体的空间位置,以此控制各阶梯轴段表面的磁场密度,实现对阶梯轴各轴段的温度控制。