CN104651583B - 一种工件局部淬火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件局部淬火系统，包括：一震动上料机，一分料机构，所述分料机构通过一料道与所述震动上料机连接，一设置于分料机构一侧的定位板，所述定位板上设置并列排布旋转气爪，旋转气爪内设有淬火定位孔，所述淬火位定位孔上方设置一加热装置，所述上料机构抓取凹槽内待加工工件后，放置于所述淬火位定位孔内，还包括一喷液装置，所述喷液装置安装于所述加热装置内，加热淬火完毕后直接通过喷液装置喷液冷却，一出料装置，所述下料机构吸附加工完毕的工件，并将工件移至出料装置。采用上下料机构，工件自动定位、旋转，一体式感应器同时加热三至六件工件，同步喷液快速冷却，对工件指定部位淬硬，并保证生产效率。

Description

一种工件局部淬火系统

技术领域

本发明涉及一种工件局部淬火系统，具体针对螺栓杆部淬火。

背景技术

高频率电磁感应加热淬火工艺具有能量集中可控，能量利用率高，无污染，便于自动化生产等优势，越来越多地应用于各种行业，尤其是汽车、轴承、机床、标准件等行业。

但目前标准件中的螺栓紧固件热处理大多数仍在采用老式电炉整体加热再冷却的淬火工艺，而对于要求螺栓仅杆部（局部）淬火的零件，整体加热的淬火工艺显然不能使用。而且标准紧固件是大批量生产，单件加工时间要求在3秒钟左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工件局部淬火系统，采用上下料机构，工件自动定位、旋转，一体式感应器同时加热三至六件工件，同步喷液快速冷却，对工件指定部位淬硬，并保证生产效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种工件局部淬火系统，包括：

一震动上料机，用于将无序待加工工件放置在震动上料机料斗内，并自动排列成大径向上的竖直状态，

一分料机构，所述分料机构通过一料道与所述震动上料机连接，所述分料机构包括一分料板，所述分料板上设置若干个凹槽，所述凹槽用于承接待加工工件，

一垂直升降以及水平往复运动的平移滑板，所述平移滑板上设置一工件上料和下料机构，

一设置于分料机构一侧的定位板，所述定位板上设置并列排布旋转气爪，旋转气爪内设有淬火定位孔，

所述淬火位定位孔上方设置一加热装置，所述上料机构抓取凹槽内待加工工件后，放置于所述淬火位定位孔内，

还包括一喷液装置，所述喷液装置安装于所述加热装置内，加热淬火完毕后直接通过喷液装置喷液冷却，

一出料装置，所述下料机构吸附加工完毕的工件，并将工件移至出料装置。

在本发明的一个优选实施例中，所述上料机构包括一上料气爪，所述上料气爪连接一控制上料气爪动作的电磁气阀；所述下料机构包括一出料电磁线圈。

在本发明的一个优选实施例中，所述定位板连接一工件自转电机，所述工件自转电机由变频器驱动，转速可随时无级调整。

在本发明的一个优选实施例中，所述定位板下方设置一集水槽，用于收集淬火液。

在本发明的一个优选实施例中，所述加热装置为一加热感应器，所述加热感应器电连接一加热负载系统，所述加热负载系统包括淬火变压器、补偿电容以及高频电源，所述加热感应器与高频电源谐振，对待加工工件形成感应磁场，加热待加工工件。

在本发明的一个优选实施例中，所述加热感应器固定于一调节滑台上，所述调节滑台能对加热感应器与待加工工件位置进行微调。

在本发明的一个优选实施例中，其特征在于：还包括一设置于震动上料机一侧的机床电器数控系统。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明采用自动上下料机构，工件自动定位、旋转，一体式感应器同时加热三至六件工件，同步喷液快速冷却，对工件指定部位淬硬，并保证生产效率；

整机自动实现上料，分料，工件抓取松开，加热冷却，下料动作，无需人工参与。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视图的结构示意图；

图2为本发明的俯视图的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1以及图2，本发明涉及一种自动控制、紧固螺栓杆部感应淬火系统，包括床身机架100、震动上料机200、分料机构300、平移滑板400、气动升降机构500、上料机构600和下料机构601、工件夹持机构700和旋转驱动机构701、加热感应器800和喷液器801、加热负载系统900、电气数控系统1000。

各部件及工作原理介绍

1、床身机架100

床身机架100为钢制骨架焊接结构，分为上下两层；上层机架101为工件移动部件提供支承，分别安装上料机构600、下料机构601，和平移滑板400、气动升降机构500，

下层机架102高于地面约800mm，安装有工件夹持机构700、旋转驱动机构701、加热感应器800、喷液器801和加热负载系统900，

加热负载系统900下部设有收集淬火液的集水槽103，出料装置104设置于集水槽103一侧，其中出料装置104包括出料料斗106。

2、震动上料机200和分料机构300

震动上料机200为标准采购件，待加工工件成批无序放置在震动上料机200的料斗201内，通过震动上料机200可自动排列成大径向上的竖直状态，震动上料机200内部设有电磁震动装置和料斗201内置工件滑道，电磁震动器以一定的频率和微动幅度震动料斗，料斗201内工件在重力和震动的作用下沿着工件滑道自动自动排列，且保持大径向上，沿料道202依次输出到分料机构300；

分料机构300由分料板301和分料板平移机构303组成，分料板301一侧设有3-6个凹槽302，每个凹槽302容纳1件待加工工件。

待加工工件在震动上料机的震动力作用下，每一件均在出料道口保持一定的出料推力，分料板301移动过程中，调整其移动速度与震动出料频率一致，待加工工件可自动进入凹槽302内，在分料板301到达终点时，各待加工工件由各凹槽302固定在预定位置；

其中分料机构300一侧还设置一定位板304，定位板304上设置并列排布旋转气爪703，旋转气爪703内设有淬火定位孔305；定位板304连接一工件自转电机702，所述工件自转电机由变频器驱动，转速可随时无级调整。

定位板304下方还设置一集水槽103，用于收集淬火液；出料装置104设置于集水槽103一侧，其中出料装置104包括出料料斗106。

3、平移滑板400和气动升降机构500

平移滑板400上部可沿床身的导轨105左右移动，左侧终点为上料位置，右侧终点为下料位置；平移滑板400下部安装上料气爪401和电磁线圈402。

平移滑板400可在气动升降机构500的带动下，做垂直运动。在左侧上料位，滑板下降，上料气爪401抓起待加工工件，提升到上位再向右平移。到达右侧下料位，再下降放开待加工工件，

工件穿过加热感应器，其杆部落入下部旋转气爪703内，旋转气爪703内设有淬火定位孔305，在轴向的垂直方向由挡块自动定位工件，旋转气爪703抓紧后可在径向自动定位工件。

4、上料机构600和下料机构601

上料机构600采用上料气爪401，由电磁气阀控制气路夹紧/松开待加工工件；

下料机构601采用电磁线圈402，通电时吸起工件，断电时放开工件。其位置和数量与凹槽间隔一致，均安装在平移滑板下部。

5、工件夹持机构700和旋转驱动机构701

工件夹持机构700采用旋转气爪703，并装有旋转配气装置；待加工工件加热时，旋转气爪703收缩，抓紧待加工工件；保证加热、冷却过程中均为匀速旋转，保证加工部位径向淬硬层一致；

旋转驱动机构701采用工件自转电机702带动，由齿轮传动到各气爪位置，各气爪/工件同步旋转；工件自转电机702由变频器驱动，转速可随时无级调整。

6、加热感应器800和喷液器801

加热感应器800按工件加热部位的要求尺寸设计制造，加热工件数量与上料工位相同，采用串联方式。加热感应器800固定于一调节滑台802上，调节滑台802能对加热感应器与待加工工件位置进行微调。

喷液装置801安装在加热感应器800内部，加热后直接喷液冷却。

加热启停由高频电源控制；喷液启停由电磁阀控制，均可根据工艺程序设定、更改。

7、加热负载系统900

加热负载系系统900由淬火变压器、补偿电容组成，其与加热感应器800，高频电源谐振，对工件形成感应电流/磁场，加热工件。

负载系统安装在调节滑台上，可根据感应器与工件位置进行微调。

8、机床电气数控系统1000

机床电气控制数控系统100，根据整机动作需要，配以多轴伺服电机系统。伺服电机带动平移滑板400，其终点位置和运动速度可精确调整。

数控系统可存储多种淬火加工工艺程序，输入工件型号，系统自动调出相应的程序，按动启动按钮，机床即可进行自动加工。

以曲线方式记录整个加工工艺相关参数，以备追索和查询，工件冷却时间可根据工件有效加热区域自动调节。

本发明的工作原理：

工作时，人工将待加工工件成批无序放置在震动上料机的料斗内，选择与工件相应的加工程序，启动机床；

震动上料机工作，待加工工件自动排列成大径向上的竖直状态，沿料道依次输出到分料机构；

分料机构动作，将3-6件工件定位在分料板相对应的凹槽内，并到达左侧上料位置下方；

平移滑板此时处于左侧上料位置，上料气爪张开，滑板下降，各气爪收缩，抓紧对应待加工工件；平移滑板上升，右移到位，各上料气爪带动待加工工件到达加热感应器正上方；平移滑板下降，各上料气爪松开，待加工工件自动下落穿过加热感应器，其杆部落入下部旋转气爪内，在轴向的垂直方向自动定位，随即旋转气爪收缩，抓紧待加工工件，待加工工件自动定心；

工件自转电机启动，旋转气爪带动待加工工件自转；待加工工件在加热、冷却过程中均为匀速旋转，保证加工部位径向淬硬层一致；工件夹持采用旋转气爪，并装有旋转配气装置。

高频电源启动，加热感应器加热对应待加工工件位置；按工艺加热停止，喷液开启，快速冷却工件后关闭；

此时，上部的平移滑板已完成升起、左移、下降动作，电磁线圈位于工件上方；电磁线圈通电，吸住各工件；

平移滑板升起，右移，电磁线圈带工件到达右侧下料工位；滑板下降，电磁线圈失电，工件自动掉落到出料斗内。

平移滑板上刚性固定装有上料气爪和下料电磁线圈，在气爪抓/放未加工工件的同时，电磁线圈同步吸/放已加工完毕的工件。

整机循环自动工作。

本发明的优点：

1、利用加热感应器，与机床配合，对紧固件轴向杆部的局部进行淬火加工。

2、根据工件规格和产量要求，机床可选择配置：同时加工3件（或4，5，6件）工件，相应的加热感应器与之配套。

3、配置工件夹持/旋转驱动机构，工件加热、冷却时匀速自转，转速可无级调整，保证径向淬硬层一致。

4、配置分料机构，工件自动进入分料槽内，在分料板到达终点时，各工件由凹槽固定在预定位置。

5、整机自动实现上料，分料，工件抓取松开，加热冷却，下料动作，无需人工参与。

6、平移滑板上刚性固定装有上料气爪和电磁线圈，在气爪抓/放未加工工件的同时，电磁线圈同步吸/放已加工完毕的工件。提高工作效率。

7、机床电气控制采用数控系统。可存储多种淬火加工工艺程序，以曲线方式记录整个加工工艺相关参数，以备追索和查询，工件冷却时间可根据工件有效加热区域自动调节。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种工件局部淬火系统，其特征在于，包括：

一震动上料机，用于将无序待加工工件放置在震动上料机料斗内，并自动排列成大径向上的竖直状态，

一分料机构，所述分料机构通过一料道与所述震动上料机连接，所述分料机构包括一分料板，所述分料板上设置若干个凹槽，所述凹槽用于承接待加工工件，

一垂直升降以及水平往复运动的平移滑板，所述平移滑板上设置一工件上料和下料机构，

一设置于分料机构一侧的定位板，所述定位板上设置并列排布旋转气爪，旋转气爪内设有淬火定位孔，

所述淬火位定位孔上方设置一加热装置，所述上料机构抓取凹槽内待加工工件后，放置于所述淬火位定位孔内，

还包括一喷液装置，所述喷液装置安装于所述加热装置内，加热淬火完毕后直接通过喷液装置喷液冷却，

一出料装置，所述下料机构吸附加工完毕的工件，并将工件移至出料装置。

2.根据权利要求1所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：所述上料机构包括一上料气爪，所述上料气爪连接一控制上料气爪动作的电磁气阀；所述下料机构包括一出料电磁线圈。

3.根据权利要求1所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：所述定位板连接一工件自转电机，所述工件自转电机由变频器驱动，转速可随时无级调整。

4.根据权利要求1或3所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：所述定位板下方设置一集水槽，用于收集淬火液。

5.根据权利要求1所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：所述加热装置为一加热感应器，所述加热感应器电连接一加热负载系统，所述加热负载系统包括淬火变压器、补偿电容以及高频电源，所述加热感应器与高频电源谐振，对待加工工件形成感应磁场，加热待加工工件。

6.根据权利要求5所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：所述加热感应器固定于一调节滑台上，所述调节滑台能对加热感应器与待加工工件位置进行微调。

7.根据权利要求1所述的一种工件局部淬火系统，其特征在于：还包括一设置于震动上料机一侧的机床电器数控系统。