杆件淬火裝置的製作方法

2023-07-02 21:23:21

專利名稱：杆件淬火裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬的熱處理設備，尤其涉及一種利用高頻感應加熱技術的杆件淬火設備。
目前國際上對杆件淬火熱處理都是採用電阻爐間接傳導加熱，存在熱效率低，能源消耗大，杆件易變形，質量不穩定，作業條件差的缺點，日本生產的設備雖然自動化程度較高，但能耗大，價格昂貴，設備投資和生產成本高，不是一般企業所能承擔的。
本發明的目的在於克服現有技術的不足之處而提供一種加熱均勻、淬火效果優良及性能價格比高的杆件淬火裝置。
為達到上述發明目的，本發明可通過採用如下的技術措施來實現，設計一種杆件淬火裝置，包括用於冷卻被淬火杆件的冷卻池、用於加熱被淬火杆件的加熱裝置、用於夾持和傳送被淬火杆件進入加熱裝置的機械升降機構、用於控制加熱裝置的溫度以及機械升降機構的行程和升降速度的控制電路板，其中，加熱裝置包括控制電路板中的高頻電源以及與高頻電源電連接的電磁感應線圈，淬火杆件被插入機械升降機構的夾具底部並被夾緊後，自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應線圈，位於線圈內的一小段淬火杆件在線圈所產生的高頻磁場的作用下形成渦流發熱並迅速達到淬火溫度，繼而快速進入冷卻池的冷卻液中進行光亮淬火，待杆件整體下降到位後，夾具鬆開杆件，杆件自行落入冷卻池中。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發明杆件淬火裝置的結構示意圖2是本發明加熱線圈的俯視圖(A)和正視圖(B)；圖3是本發明所述夾具的結構示意圖；圖4是本發明夾具行程控制電路的原理方框圖；圖5是本發明逆變高頻電源的原理方框圖；圖6是本發明控制電路板4的原理電路圖。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1所示，杆件淬火裝置包括用於冷卻被淬火杆件的冷卻池1、用於加熱被淬火杆件的加熱裝置2、用於夾持和傳送被淬火杆件進入加熱裝置2的機械升降機構3和用於控制加熱裝置2溫度以及機械升降機構3的行程和升降速度的控制電路板4，其中加熱裝置2包括控制電路板4中的高頻電源41以及與高頻電源41電連接的電磁感應線圈21，淬火杆件被送入機械升降機構3的夾具35後，在重錘353的重力作用下自行夾緊，被淬火杆件自上而下運動穿過電磁感應線圈21，當被淬火杆件的下端到達電磁感應線圈21時，控制電路板4中的高頻電源41立即向電磁感應線圈21供給高頻大電流(低壓)，線圈21的高頻電流將產生高頻磁場，而杆件為鐵磁材料，位於線圈21內的一小段淬火杆件在線圈21所產生的高頻磁場的作用下會產生渦流發熱並迅速達到淬火溫度，繼而快速進入冷卻池1的冷卻液中進行光亮淬火，待杆件整體下降到位後，固定在支架31下部的到位撐塊37碰觸重錘353，使重錘353向上偏移，帶動活動塊352移動使夾具35鬆開，杆件就自行掉進冷卻池1中，此時控制電路板4立即發出控制信號斷開電磁感應線圈21中的高頻大電流(低壓)，升降機構3下降到位後快速上升回到起始位置，定時時間到後重複進行下一輪杆件淬火工作。
在冷卻池1中設有料筐和提升料筐的卷揚機，料框以四二位旋轉式轉到出料位置並由微型卷揚機提升倒出。因此，杆件落入冷卻池1後由料框承接，當累積到一定量後並由卷揚機提升出料。冷卻池1為冷卻油池，池中安裝有一冷卻油泵11，用於對油池1內的淬火油進行攪拌，使冷卻油循環流動，以增強冷卻效果，另在電磁感應線圈的附近設有一排煙裝置，可排掉淬火過程中產生的油煙等。
如圖2所示，所述加熱裝置2的電磁感應線圈21由直徑6毫米的空心銅管繞製成螺旋形狀，其圈數和直徑直接影響穿過該線圈的被淬火杆件的溫度和設備效率。一般情況，該螺旋線圈的直徑為3至5釐米，圈數為3至6圈，線圈的兩端與兩個直徑為8毫米的銅管通過錫焊固定連接。為使線圈長期安全運行，線圈銅管內腔通水進行水冷卻，線圈外部由微型風扇進行風冷卻，水冷部分通過延長水路以增加水阻，以確保水電相互安全，同時設有欠水壓開關，保證同時通水電源才能工作。
如圖1所示，所述機械升降機構3包括支架31、安裝在支架31上的馬達32及由馬達32帶動的皮帶齒輪傳動系統，該傳動系統把從動輪33和螺杆34的旋轉運動轉換成與螺杆34旋配的螺帽36的垂直方向的直線運動；螺帽36的下端部固定一夾具35；因此馬達32可通過傳動系統帶動夾具35沿垂直方向上、下運動。如圖3所示，所述夾具35包括固定塊351、活動塊352、重錘353，固定塊351與活動塊352通過轉軸354活動軸連接，重錘353固定在活動塊352的上端且向外傾斜，重錘353靠自身的重量帶動活動塊352壓向固定塊351，從而自動把送入夾具35的杆件夾緊，夾具35內有定位臺階355可使杆件定位。當夾具35下行到支架31的下部時，固定在支架31下部的到位撐塊37碰觸重錘353，使重錘353向上偏移，帶動活動塊352移動使夾具35鬆開，杆件便自行掉進冷卻池1中。
所述控制電路板4的原理電路圖如圖6所示，它被置於控制機櫃5內，包括夾具行程控制電路及逆變高頻電源兩部分，其中的夾具行程控制電路含有三段變頻調速電路42，經編程設置三段速度，用於根據被淬火杆件的形狀結構，如杆件的粗細不均勻，以及不同的工藝要求把夾具35的整個行程分成三段具有不同線速度的分行程，在杆件直徑較大的部位，下降速度慢一些，以延長加熱時間；相反，在杆件直徑較小的部位，下降速度快一些，以縮短加熱時間；由於設置了三段變頻調速電路42，使得本發明裝置特別適合於不等徑杆件的淬火。限位開關A、B、C和D，用於設定各段位置並傳遞控制信號，改變某段分行程的速度；上、下限越位保護開關，用於限定夾具35的行程，確保設備安全(圖4)。杆件下降到位後，立即切斷電磁感應線圈21的高頻電流，馬達32自動反轉全速回復到位停止，同時啟動冷卻油泵11，油泵11運行到設定時間自動停止，夾具35回復到位後重新裝料，可設定一定的時間用於裝料，設定時間到後自動開始下一輪工作，全部控制迴路形成閉環自動反覆進行，也可手動調節，以備檢修調試之需。
加熱裝置中的逆變高頻電源41如圖5所示，該高頻電源41的產生過程如下三相工頻電壓經可控矽整流電路整流調壓變為直流，再經濾波電路濾波，使脈動直流更加平直穩定，最後經可控矽逆變電路逆變觸發，把平穩的直流電逆變為高頻交流電壓，再輸送到負載電磁感應線圈21以產生高頻磁場；另設有輔助電源供電給邏輯控制、電壓控制振蕩器(VCO)，對逆變電路進行調節和控制，其結果通過面板顯示。
上述電路部分是現有技術的組合應用，這裡不再贅述。
與現有技術相比，本發明產品具有如下優點優質高效，不但提高了淬火質量，還可大範圍降低能源消耗，降低投資和生產成本，改善作業條件和環境，且具有十分可觀的性能價格比。
本實用新型裝置實施例所用主要元、器件型號、參數如下電路符號名稱規格型號BP1 變頻器K1～K10 中間繼電器RJ1～RJ3熱繼電器SL1～SL6行程開關SJ1～SJ2開關SB1～SB2鉛子開關SA1～SA2主令開關Q1～Q2 空氣開關SC1 按鈕H1～H6 指示燈D1 冷卻泵D2 噴油泵D 馬達
權利要求
1.一種杆件淬火裝置，包括用於冷卻被淬火杆件的冷卻池(1)、用於加熱被淬火杆件的加熱裝置(2)、用於夾持和傳送被淬火杆件進入加熱裝置(2)的機械升降機構(3)和用於控制加熱裝置(2)溫度以及機械升降機構(3)的行程和升降速度的控制電路板(4)，其特徵在於加熱裝置(2)包括控制電路板(4)中的高頻電源(41)以及與高頻電源(41)電連接的電磁感應線圈(21)，淬火杆件被送入機械升降機構(3)的夾具(35)後，自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應線圈(21)，位於線圈(21)內的一小段淬火杆件在線圈(21)所產生的高頻磁場的作用下形成渦流發熱並迅速達到淬火溫度，繼而快速進入冷卻池(1)的冷卻液中，待杆件整體下降到位後，夾具(35)鬆開杆件，杆件自行落入冷卻池(1)中。
2.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於所述加熱裝置(2)的電磁感應線圈(21)由空心銅管繞製成螺旋形狀，該螺旋線圈的直徑為3至5釐米，圈數為3至6圈線圈銅管內腔通水進行水冷卻，線圈外部由微型風扇進行風冷卻。
3.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於所述機械升降機構(3)包括支架(31)、安裝在支架(31)的馬達(32)及由馬達(32)帶動的皮帶齒輪傳動系統，該傳動系統把從動輪(33)和螺杆(34)的旋轉運動轉換成與螺杆(34)旋配的螺帽(36)的垂直方向的直線運動；螺帽(36)的下端部固定一夾具(35)，該夾具(35)包括固定塊(351)、活動塊(352)、重錘(353)，固定塊(351)與活動塊(352)通過轉軸(354)活動軸連接，重錘(353)固定在活動塊(352)的上端且向外傾斜；夾具(35)靠重錘(353)的重量自行夾緊，當夾具(35)下行到支架(31)的下部時，固定在支架(31)下部的到位撐塊(37)碰觸重錘(353)，使重錘(353)偏移，帶動活動塊(352)使夾具(35)鬆開。
4.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於所述控制電路板(4)被置於控制機櫃(5)內，含有三段變頻調速電路(42)，用於根據被淬火杆件的形狀結構把夾具(35)的整個行程分成三段具有不同線速度的分行程；限位開關，用於傳遞控制信號，改變某段分行程的速度；上、下限越位保護開關，用於設定夾具(35)的行程，確保設備安全。
5.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於所述高頻電源(41)的產生過程如下三相工頻電壓經整流電路整流調壓變為直流，再經濾波電路濾波，使脈動直流更加平穩，最後經逆變電路，把平穩的直流電逆變為高頻交流電壓，再輸送到電磁感應線圈(21)以產生高頻磁場；邏輯控制、電壓控制振蕩器(VCO)、輔助電源對逆變電路進行調節和控制，其結果通過面板顯示。
6.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於所述冷卻池(1)為冷卻油池，在冷卻油池(1)中安裝一冷卻油泵(11)，用於對油池(1)內的淬火油進行攪拌，使冷卻油流動，以增強冷卻效果。
7.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於在電磁感應線圈(21)的附近設一排煙裝置，以排掉淬火時產生的油煙。
8.根據權利要求1所述的杆件淬火裝置，其特徵在於在冷卻池(1)中設有料筐和提升料筐的卷揚機，料筐用於盛放淬火後的杆件。
全文摘要
一種杆件淬火裝置,包括:冷卻池1、加熱裝置2、機械升降機構3和控制電路板4;所述加熱裝置2包括高頻電源41以及與高頻電源41電連接的電磁感應線圈21,淬火杆件被送入機械升降機構3的夾具35後,自上而下穿過通以高頻電源的電磁感應線圈21,位於線圈21內的一小段淬火杆件在高頻磁場的作用下形成渦流發熱並迅速達到淬火溫度,繼而快速進入冷卻池1的冷卻油中,待杆件整體下降到位後,夾具35鬆開杆件,杆件自行落入冷卻池1中。本發明能保證杆件淬火質量,減少能源消耗,特別適用於不等徑杆件的淬火,具有較高的性能價格比。
文檔編號C21D1/09GK1368559SQ0110750
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月3日 優先權日2001年2月3日
發明者楊松鶴, 趙宏哲, 戚偉 申請人:楊松鶴