一種淬火工具機的製作方法
2023-06-02 00:25:31
專利名稱：一種淬火工具機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理設備，尤其涉及一種淬火工具機。
背景技術：
軸盤類零件有熱處理要求時，因其特殊的外形，在熱處理環節適合立式感應淬火，市場上多用立式通用淬火工具機，該工具機因處理工件方式不同或工件外形限制又分兩大類
1.工件在固定位置旋轉(即軸向不發生位移)，感應器沿工件軸向運動對工件感應淬
火；
2.感應器固定在設備特定位置不動，工件在工具機驅動下一邊沿工件軸向運動，一邊自 動旋轉對工件感應淬火；
上述兩種方案各有所長，在品種複雜的情況下不能兼顧，因此，如何設計一種工件和感應器都能移動，並且操作簡單、方便，生產效率高，適用性強，工件淬火質量好的淬火工具機一直是該技術領域技術人員研究的重要課題。鑑於此，在中國專利200720088703. X中提到一種立式淬火工具機，底座上安裝有工具機床身、淬火液水箱、冷卻水水箱，工具機床身的下端設有淬火浸液槽，床身上設有零件夾持拖板、感應器拖板，零件夾持拖板通過交流電機、滾珠絲槓帶動沿導軌可上下升降運動；感應器拖板可以實現XYZ三坐標調整；零件夾持拖板上有上頂尖總成、下頂尖總成；上頂尖總成採用氣動頂尖，上頂尖可上下移動採用圓柱導軌、T型絲槓傳動，採用交流電機驅動；下定尖總成安裝在零件夾持拖板的下端，下頂尖的旋轉運動採用齒型帶傳動，採用交流伺服電機驅動。雖然該淬火工具機能夠實現零件移動和感應器移動，但是該淬火工具機操作麻煩，工件淬火質量差且適用性也不夠強。綜上可知，有必要對現有技術進一步改進。
發明內容
本發明是為了解決現有淬火工具機適用性不好，使用效率低，操作不便，生產率低的問題而提出一種操作方便，適用性好，效率高，工件淬火質量好的淬火工具機。本發明是通過以下技術方案實現的
上述的一種淬火工具機，包括底座及設置於所述底座上的上下料機構、淬火機構、冷卻機構和控制系統；所述淬火機構包括工件滑臺、感應器移動滑臺和電源切換器；所述工件滑臺與所述上下料機構匹配設置，包括機架、裝設於所述機架上的滾珠絲槓和工件頂尖以及與所述工件頂尖匹配設置的工件頂座；所述滾珠絲槓由驅動裝置驅動，帶動所述工件滑臺直線移動；所述工件頂座由驅動裝置驅動旋轉；所述感應器移動滑臺與所述工件滑臺匹配設置，由驅動裝置驅動位移，包括裝設於所述感應器移動滑臺的過渡排上並隨所述感應器移動滑臺一起移動的感應器；所述電源切換器與所述感應器移動滑臺電連接並控制所述感應器移動滑臺進行不同頻率負載的相互切換。所述淬火工具機，其中所述淬火機構還包括匹配設置於所述上下料機構一側的防護罩；所述防護罩包括升降防護罩和固定防護罩；所述升降防護罩位於所述固定防護罩下偵牝與所述上下料機構匹配設置並由氣缸驅動在淬火工具機的立柱上上下移動；所述工件滑臺即匹配設置於所述升降防護罩內側。所述淬火工具機，其中所述感應器移動滑臺位於所述固定防護罩內側，包括中頻負載移動滑臺及設於所述中頻負載移動滑臺上側的高頻負載移動滑臺；所述中頻負載移動滑臺包括中頻負載X軸調整導軌、中頻負載X軸調整絲槓、中頻負載X軸調整滑板、中頻負載Y軸調整導軌、中頻負載Y軸調整絲槓、中頻負載Y軸調整滑板和中頻負載感應器；所述中頻負載X軸調整滑板與所述中頻負載X軸調整導軌滑動連接，並由所述中頻負載X軸調整絲槓及電機驅動沿X軸方向進行調整；所述中頻負載Y軸調整滑板與所述中頻負載Y軸調整導軌滑動連接，並由所述中頻負載Y軸調整絲槓及電機驅動沿Y軸方向進行調整；所述中頻負載感應器裝設於所述中頻負載移動滑臺的過渡排上，並隨所述中頻負載移動滑臺的移動而移動對工件進行中頻高溫加熱；所述高頻負載移動滑臺包括高頻負載X軸調整導軌、高頻負載X軸調整絲槓、高頻負載X軸調整滑板、高頻負載Y軸調整導軌、高頻負載Y軸調整絲槓、高頻負載Y軸調整滑板、高頻負載Z軸調整滑板和高頻負載感應器；所述高頻負載X軸調整滑板與所述高頻負載X軸調整導軌滑動連接，並由所述高頻負載X軸調整絲槓及電機驅動沿X軸方向進行調整；所述高頻負載Y軸調整滑板與所述高頻負載Y軸調整導軌滑動連接，並由所述高頻負載Y軸調整絲槓及電機驅動沿Y軸方向進行調整；所述高頻負載移動滑臺上下調整通過設置在所述高頻負載X軸調整滑板和高頻負載Z軸調整滑板之間的螺旋機構手動調整；所述高頻負載感應器裝設於所述高頻負載移動滑臺的過渡排上，並隨所述高頻負載移動滑臺的移動而移動對工件進行高頻高溫加熱。所述淬火工具機，其中所述中頻負載移動滑臺還包括中頻負載Z軸移動滑塊；所述中頻負載Z軸移動滑塊由驅動電機驅動並由滾珠絲槓傳動，沿直線導軌在工具機立柱上上下移動且帶動所述中頻負載移動滑臺一起在Z軸方向移動。所述淬火工具機，其中所述中頻負載感應器和高頻負載感應器均設有能適時對工件進行噴液淬火的噴液裝置。所述淬火工具機，其中所述淬火機構還包括設於所述固定防護罩頂部一側的配重裝置及匹配設置於所述冷卻機構的底側的淬火水箱；所述配重裝置通過鏈條及導向鏈輪與所述工件滑臺連接。所述淬火工具機，其中所述上下料機構包括踏板及匹配設置於所述淬火機構一側的第一上下料工位和第二上下料工位；所述踏板與所述第一上下料工位和第二上下料工位位置相適應；所述第一上下料工位和第二上下料工位均包括定位夾具及與所述定位夾具固定的定位夾具滑臺。所述淬火工具機，其中所述冷卻機構設於所述淬火機構一側，包括設於所述第二上下料工位一側的冷卻水箱、設於所述淬火水箱上側的冷卻裝置及連接於所述冷卻水箱的冷
卻管路。所述淬火工具機，其中所述控制系統與所述上下料機構、淬火機構和冷卻機構相匹配設置，包括操作面板、能量控制櫃、工具機控制櫃、電源櫃和電纜橋架；所述操作面板設於所述電源切換器一側並與所述淬火機構電連接；所述能量控制櫃設於所述上下料機構和冷卻機構之間且用於控制淬火工具機整個電路；所述工具機控制櫃和電源櫃位於所述淬火水箱一側，頂部均設有散熱裝置；所述電纜橋架匹配連接於所述淬火機構和控制系統之間。所述淬火工具機，其中所述工件頂座和滾珠絲槓均由電機驅動，並與所述電機之間均通過同步帶連接傳動。有益效果
本發明淬火工具機結構緊湊，布局合理，採用立式結構，通過工件滑臺、感應器移動滑臺和電源切換器的設置，既能實現工件上下移動、感應器固定不動對工件進行感應淬火，又能實現工件定位旋轉，感應器移動對工件掃描淬火，尤其還能實現工件與感應器同時運動；其中，高頻負載移動滑臺位於中頻負載移動滑臺的上方，在中頻淬火完成後，可通過電源切換器直接將中頻切換到高頻，由高頻負載感應器對工件實現高頻感應淬火，通過淬火區自動啟閉升降防護罩防止淬火時淬火液飛濺到地面上，同時防止操作人員接觸到淬火區旋轉件及高溫工件，保證安全。這種淬火方式不僅操控方便，而且控制準確，工件淬火質量高，淬火效率高，顯著的提高了工具機的適用性，而且操作靈活方便，使工具機淬火操作變得更簡單、智能，降低了勞動強度，提高了生產效率，整個淬火過程動作合理、功效高，能滿足大批量連續·生產需要。
圖I為本發明淬火工具機的整體結構示意圖。圖2為本發明淬火工具機的主視圖。圖3為本發明淬火工具機的右視圖。圖4為本發明淬火工具機的俯視圖。圖5為本發明淬火工具機的淬火機構的工件滑臺的主視圖。圖6為本發明淬火工具機的淬火機構的工件滑臺的俯視圖。圖7為本發明淬火工具機的淬火機構的中頻負載移動滑臺的結構示意圖I。圖8為本發明淬火工具機的淬火機構的中頻負載移動滑臺的結構示意圖2。圖9為本發明淬火工具機的淬火機構的高頻負載移動滑臺結構示意圖。
具體實施例方式如圖I至9所示，本發明淬火工具機，為立式感應淬火工具機，包括大致呈方形的底座I及設於底座I上的上下料機構2、淬火機構3、冷卻機構4、油水分離器5和控制系統6。上下料機構2設於淬火機構3 —側，包括腳踏21、第一上下料工位22和第二上下料工位23 ;腳踏21位於底座I 一角位置，高度與第一上下料工位22及第二上下料工位23相適應；第一上下料工位22包括第一定位夾具221及與第一定位夾具221固定裝配的第一定位夾具滑臺222 ;第二上下料工位23包括第二定位夾具231及與第二定位夾具231固定裝配的第二定位夾具滑臺232，其中，第一定位夾具滑臺222和第二定位夾具滑臺232的移動均由氣缸及曲柄連杆機構驅動；將需要淬火的零部件夾緊在第一定位夾具221與第二定位夾具231上，可自動送入淬火機構3中進行淬火工序。淬火機構3與上下料機構2匹配設置，包括防護罩31、工件滑臺32、配重裝置33、淬火水箱34、電源切換器35以及感應器移動滑臺；其中，本實施例中，感應器移動滑臺由驅動裝置驅動位移，包括中頻負載移動滑臺36和高頻負載移動滑臺37，同時中頻負載移動滑臺36和高頻負載移動滑臺37的過渡排上均裝設有用於對工件進行感應淬火的感應器。防護罩31與上下料機構2匹配設置，包括升降防護罩311和固定防護罩312 ;升降防護罩311通過氣缸驅動，其設於固定防護罩312下側且由三面式防護板和氣動升降機構組成，可在淬火工具機立柱上自動升降，升降防護罩311與上下料機構2中的第一上下料工位22的第一定位夾具221相匹配設置，還與上下料機構2中的第二上下料工位23的第二定位夾具231相匹配；當工件裝夾在第一定位夾具221上並在第一定位夾具滑臺222的移動下準備進入淬火位置時，升降防護罩311按程序指令自動提升起來，待第一定位夾具221上的工件在淬火位置被工件滑臺32裝夾定位後，第一定位夾具滑臺222和第一定位夾具221則自動退回至上下料位置，升降防護罩311按程序指令自動下降到位，防止淬火時淬火液飛濺到地面上，同時防止操作人員接觸到淬火區旋轉件及高溫工件，保證安全；固定防護罩312匹配固設於升降防護罩311的上側，用於防護淬火機構3的各個零部件；其中，本實施例中上下料機構2中的第二上下料工位23與升降防護罩311工作配合過程與上下料機構2中的第二上下料工位23類似。
工件滑臺32位於升降防護罩311內側，包括機架321、滾珠絲槓322、工件頂尖323、工件頂座324、進給電機325和旋轉電機326 ;滾珠絲槓322設於機架321頂部，由進給電機325驅動並帶動工件滑臺32直線移動，本實施例中滾珠絲槓322與進給電機325之間通過同步帶連接傳動；工件頂尖323也設於機架321頂部；工件頂座324設置於機架321底部，與工件頂尖323相匹配並由旋轉電機326驅動旋轉，本實施例中工件頂座324與旋轉電機326之間通過同步帶連接傳動；其中，工件通過工件頂尖323和工件頂座324裝夾在工件滑臺32上，既可以隨工件滑臺32上下直線移動，也可以隨工件頂座324旋轉。配重裝置33設置於固定防護罩312頂部一側，本實施例中配重裝置33通過鏈條及導向鏈輪與工件滑臺32連接，用於平衡掉工件滑臺32的部分重量，減小工件滑臺32的進給電機325功率。淬火水箱34匹配設置於冷卻機構4的底側。電源切換器35設於送料機構2的第二上下料工位23 —側，用於控制中頻負載移動滑臺36和高頻負載移動滑臺37的相互切換。中頻負載移動滑臺36設置於固定防護罩312內側，包括中頻負載X軸調整導軌361、中頻負載X軸調整絲槓362、中頻負載X軸調整滑板363、中頻負載Y軸調整導軌364、中頻負載Y軸調整絲槓365、中頻負載Y軸調整滑板366和中頻負載感應器367 ;中頻負載X軸調整滑板363與中頻負載X軸調整導軌361滑動連接，由中頻負載X軸調整絲槓362及相應電機驅動在X軸方向上進行調整；中頻負載Y軸調整滑板366與中頻負載Y軸調整導軌364滑動連接，由中頻負載Y軸調整絲槓365及相應電機驅動在Y軸方向進行調整；中頻負載感應器367安裝在中頻負載移動滑臺36的過渡排上，可隨中頻負載移動滑臺36的移動而移動，適時對工件進行中頻高溫加熱，其中，本實施中中頻負載感應器367上還裝設有噴液裝置，用於適時對工件噴液淬火；
其中，中頻負載移動滑臺36上還裝設有中頻負載Z軸移動滑塊，本實施例中，中頻負載Z軸移動塊是由驅動電機驅動並由滾珠絲槓傳動，沿直線導軌在工具機立柱上上下移動且帶動中頻負載移動滑臺36 —起在Z軸方向移動。高頻負載移動滑臺37位於固定防護罩312內側且設置於中頻負載移動滑臺36上偵牝包括高頻負載X軸調整導軌371、高頻負載X軸調整絲槓372、高頻負載X軸調整滑板373、高頻負載Y軸調整導軌374、高頻負載Y軸調整絲槓375、高頻負載Y軸調整滑板376、高頻負載Z軸調整滑板377和高頻負載感應器378 ;高頻負載X軸調整滑板373與高頻負載X軸調整導軌371滑動連接，由高頻負載X軸調整絲槓372及相應電機驅動在X軸方向進行調整；高頻負載Y軸調整滑板376與高頻負載Y軸調整導軌374滑動連接，由高頻負載Y軸調整絲槓375及相應電機驅動在Y軸方向進行調整；其中，高頻負載移動滑臺37上下調整通過設置在高頻負載X軸調整滑板373與高頻負載Z軸調整滑板377之間的螺旋機構手動調整；高頻負載感應器378安裝在高頻負載移動滑臺37的過渡排上，可隨高頻負載移動滑臺37的移動而移動，適時對工件進行高頻高溫加熱，其中，本實施例中高頻負載感應器378上設有噴液裝置，用於適時對工件噴液淬火。冷卻機構4設於淬火機構3 —側，包括冷卻水箱41、冷卻裝置42及冷卻管路43 ；冷卻水箱41位於送料機構2的第二上下料工位23 —側；冷卻裝置42設置於淬火機構3的淬火水箱34上側；冷卻管路43有多條分支，其與冷卻水箱41連接，還與電源切換器35連 接。油水分離器5設於淬火機構3的淬火水箱34與冷卻機構4的冷卻裝置42之間。控制系統6與上下料機構2、淬火機構3和冷卻機構4相匹配設置，包括操作面板61、能量控制櫃62、工具機控制櫃63、電源櫃64和電纜橋架65 ;操作面板61設於淬火機構3的電源切換器35 —側，並與淬火機構3匹配電連接,用於工具機加工操作；能量控制櫃62設於上下料機構2和冷卻機構4之間，用於控制淬火工具機整個電路；工具機控制櫃63位於淬火機構3的淬火水箱34 —側,頂部設有控制櫃散熱裝置631 ；電源櫃64設於工具機控制櫃63 —偵1J,頂部設有電源櫃散熱裝置641 ;電纜橋架65匹配設置於淬火機構3和冷卻機構4的上側，其有多條分支分別連接淬火機構3、操作面板61、能量控制櫃62、工具機控制櫃63及電源櫃64。本發明感應淬火工作原理
工件連續掃描感應淬火時，感應器按設定值進入被加工工件指定位置，感應器按照設定參數移動，感應器通過中(高)頻電流。根據電磁感應的原理，被加工件表面產生感應電流，也就是渦流，由於渦流巨大，在短時間內產生巨大熱量使工件表面迅速升溫達900°C左右。在感應器後方緊跟設置有噴液裝置，該噴液裝置將高壓淬火液噴到被加熱工件表面上，使工件表面快速冷卻，瞬間提高工件表面硬度，通過連續加熱及連續噴液淬火，實現整個工件的感應淬火。本發明結構緊湊，不僅能實現工件上下移動及旋轉，而且感應器也能固定不動或移動來對工件進行淬火，還能工件和感應器同時運動，生產效率高，而且工件質量穩定，工件淬火後層深和硬度均勻，質量一致性好，工件使用壽命得到了很大提高，整個淬火過程動作合理、功效高，能滿足大批量連續生產需要。
權利要求
1.一種淬火工具機，包括底座及設置於所述底座上的上下料機構、淬火機構、冷卻機構和控制系統；其特徵在於所述淬火機構包括工件滑臺、感應器移動滑臺和電源切換器； 所述工件滑臺與所述上下料機構匹配設置，包括機架、裝設於所述機架上的滾珠絲槓和工件頂尖以及與所述工件頂尖匹配設置的工件頂座；所述滾珠絲槓由驅動裝置驅動，帶動所述工件滑臺直線移動；所述工件頂座由驅動裝置驅動旋轉； 所述感應器移動滑臺與所述工件滑臺匹配設置，由驅動裝置驅動位移，包括裝設於所述感應器移動滑臺的過渡排上並隨所述感應器移動滑臺一起移動的感應器； 所述電源切換器與所述感應器移動滑臺電連接並控制所述感應器移動滑臺進行不同頻率負載的相互切換。
2.如權利要求I所述的淬火工具機，其特徵在於所述淬火機構還包括匹配設置於所述上下料機構一側的防護罩；所述防護罩包括升降防護罩和固定防護罩； 所述升降防護罩位於所述固定防護罩下側，與所述上下料機構匹配設置並由氣缸驅動在淬火工具機的立柱上上下移動； 所述工件滑臺即匹配設置於所述升降防護罩內側。
3.如權利要求2所述的淬火工具機，其特徵在於所述感應器移動滑臺位於所述固定防護罩內側，包括中頻負載移動滑臺及設於所述中頻負載移動滑臺上側的高頻負載移動滑臺； 所述中頻負載移動滑臺包括中頻負載X軸調整導軌、中頻負載X軸調整絲槓、中頻負載X軸調整滑板、中頻負載Y軸調整導軌、中頻負載Y軸調整絲槓、中頻負載Y軸調整滑板和中頻負載感應器；所述中頻負載X軸調整滑板與所述中頻負載X軸調整導軌滑動連接，並由所述中頻負載X軸調整絲槓及電機驅動沿X軸方向進行調整；所述中頻負載Y軸調整滑板與所述中頻負載Y軸調整導軌滑動連接，並由所述中頻負載Y軸調整絲槓及電機驅動沿Y軸方向進行調整；所述中頻負載感應器裝設於所述中頻負載移動滑臺的過渡排上，並隨所述中頻負載移動滑臺的移動而移動對工件進行中頻高溫加熱； 所述高頻負載移動滑臺包括高頻負載X軸調整導軌、高頻負載X軸調整絲槓、高頻負載X軸調整滑板、高頻負載Y軸調整導軌、高頻負載Y軸調整絲槓、高頻負載Y軸調整滑板、高頻負載Z軸調整滑板和高頻負載感應器；所述高頻負載X軸調整滑板與所述高頻負載X軸調整導軌滑動連接，並由所述高頻負載X軸調整絲槓及電機驅動沿X軸方向進行調整；所述高頻負載Y軸調整滑板與所述高頻負載Y軸調整導軌滑動連接，並由所述高頻負載Y軸調整絲槓及電機驅動沿Y軸方向進行調整；所述高頻負載移動滑臺上下調整通過設置在所述高頻負載X軸調整滑板和高頻負載Z軸調整滑板之間的螺旋機構手動調整；所述高頻負載感應器裝設於所述高頻負載移動滑臺的過渡排上，並隨所述高頻負載移動滑臺的移動而移動對工件進行高頻高溫加熱。
4.如權利要求3所述的淬火工具機，其特徵在於所述中頻負載移動滑臺還包括中頻負載Z軸移動滑塊；所述中頻負載Z軸移動滑塊由驅動電機驅動並由滾珠絲槓傳動，沿直線導軌在工具機立柱上上下移動且帶動所述中頻負載移動滑臺一起在Z軸方向移動。
5.如權利要求3所述的淬火工具機，其特徵在於所述中頻負載感應器和高頻負載感應器均設有能適時對工件進行噴液淬火的噴液裝置。
6.如權利要求2所述的淬火工具機，其特徵在於所述淬火機構還包括設於所述固定防護罩頂部一側的配重裝置及匹配設置於所述冷卻機構的底側的淬火水箱；所述配重裝置通過鏈條及導向鏈輪與所述工件滑臺連接。
7.如權利要求6所述的淬火工具機，其特徵在於所述上下料機構包括踏板及匹配設置於所述淬火機構一側的第一上下料工位和第二上下料工位；所述踏板與所述第一上下料工位和第二上下料工位位置相適應； 所述第一上下料工位和第二上下料工位均包括定位夾具及與所述定位夾具固定的定位夾具滑臺。
8.如權利要求7所述的淬火工具機，其特徵在於所述冷卻機構設於所述淬火機構一側，包括設於所述第二上下料工位一側的冷卻水箱、設於所述淬火水箱上側的冷卻裝置及連接於所述冷卻水箱的冷卻管路。
9.如權利要求8所述的淬火工具機，其特徵在於所述控制系統與所述上下料機構、淬火機構和冷卻機構相匹配設置，包括操作面板、能量控制櫃、工具機控制櫃、電源櫃和電纜橋架； 所述操作面板設於所述電源切換器一側並與所述淬火機構電連接； 所述能量控制櫃設於所述上下料機構和冷卻機構之間且用於控制淬火工具機整個電路； 所述工具機控制櫃和電源櫃位於所述淬火水箱一側，頂部均設有散熱裝置； 所述電纜橋架匹配連接於所述淬火機構和控制系統之間。
10.如權利要求I所述的淬火工具機，其特徵在於所述工件頂座和滾珠絲槓均由電機驅動，並與所述電機之間均通過同步帶連接傳動。
全文摘要
本發明涉及一種淬火工具機，其包括底座及設置於底座上的上下料機構、淬火機構、冷卻機構和控制系統；淬火機構包括工件滑臺、感應器移動滑臺和電源切換器；工件滑臺包括機架、裝設於機架上的滾珠絲槓、工件頂尖及工件頂座；滾珠絲槓由驅動裝置驅動，帶動工件滑臺直線移動；工件頂座由驅動裝置驅動旋轉；感應器移動滑臺與工件滑臺匹配設置，由驅動裝置驅動位移，包括裝設於感應器移動滑臺的過渡排上並隨感應器移動滑臺一起移動的感應器；電源切換器與感應器移動滑臺電連接並控制感應器移動滑臺進行不同頻率負載的相互切換。本發明不僅生產效率高，而且工件質量穩定，工件一致性好，整個淬火過程動作合理、功效高，能滿足大批量連續生產需要。
文檔編號C21D1/62GK102912094SQ201210432320
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者周祥成 申請人:十堰恆進科技有限公司