CN108611473B - 端面淬火试验机 - Google Patents

Abstract

端面淬火试验机，包括机头、机架、电阻炉、端淬喷水试验台、机头X轴左右运动机构、机头Y轴上下运动机构、工件，端淬喷水试验台上部设有喷水支架工件自动对中机构，喷水支架工件自动对中机构固定安装在机架的前侧，机头的前部固定安装多个机械手臂，喷水支架工件自动对中机构包括喷水支架，喷水支架上部前后两侧对称固定安装横轨，横轨上侧均设有横杆，横杆与对一个的横轨通过数个滑块连接，横杆的内侧均通过连接件固定安装数个均匀分布的半圆环状的夹板。实现了工件的自动抓取，提高了设备使用精度，还减少人为操作失误及发生烫伤等问题，可以完全保证多个工件在规定的时间内完成实验，同时抓取多个工件大大提高实验机的生产效率。

Description

端面淬火试验机

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，具体地说是一种端面淬火试验机。

背景技术

目前端面淬火实验是靠人工完成，由人工从高温加热炉中用火钳将试样一个个夹出，放到喷水支架上。人工取件时的取件时间不好控制，且一次只能夹取一件。在夹取实验过程中有可能出现工件滑落，烫伤等因素，很多程度上满足不了国家标准：《钢 淬透性的末端淬火试验方法》(GB/T225-2006、ISO642:1999)中规定的第7.2.1要求：“将试样从炉中取出至开始喷水之间的时间应不超过5s”。普通设备的喷水支架上只有个圆孔，工件放置成功率非常低，而且调整非常麻烦，费时费力，如果要保证多个工件一次对准多个支架圆孔，调整非常麻烦。如果机械臂夹持工件出现偏差，导致工件夹持不正。容易出现工件放置位置偏差，导致机械手放置工件时损坏喷水支架等现象。

发明内容

本发明提供一种端面淬火试验机，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

端面淬火试验机，包括机头、机架、电阻炉、端淬喷水试验台、机头X轴左右运动机构、机头Y轴上下运动机构、工件，端淬喷水试验台上部设有喷水支架工件自动对中机构，喷水支架工件自动对中机构固定安装在机架的前侧，机头的前部固定安装多个机械手臂，喷水支架工件自动对中机构包括喷水支架，喷水支架上部前后两侧对称固定安装横轨，横轨上侧均设有横杆，横杆与对应的横轨通过数个滑块连接，横杆的内侧均通过连接件固定安装数个均匀分布的半圆环状的夹板，安装在不同的横杆上相近的两个夹板的内凹面相对设置，安装在不同的横杆上相近的两个夹板能将工件夹住，喷水支架左右两端上部均固定安装第一气缸，两个第一气缸相对设置，第一气缸的活动杆的端部均设有杠杆，杠杆的一端与对应的第一气缸的活动杆端部交接连接，杠杆的另一端与其中一根横杆的端部通过连杆交接连接，杠杆中间处一侧均设有竖杆，竖杆的上端侧部与对应的杠杆侧部通过铰接件铰接连接，杠杆能绕铰接件的铰接轴进行水平方向转动，竖杆的下端与喷水支架固定连接。

如上所述的端面淬火试验机，所述的机械手臂包括竖向的铝支架，铝支架上端固定安装第二气缸，铝支架的下端固定安装矩形块，矩形块顶面中间开设第一盲孔，矩形块的底面靠近左右两端处均开设第二盲孔，第二盲孔内上部与第一盲孔内侧壁之间均通过连孔连通，第一盲孔上端固定安装竖向的第一活塞管，第一活塞管内均配合安装第一活塞杆，第一活塞杆的上端与第二气缸的活动杆下端之间通过竖向的导向杆固定连接，第二盲孔内均固定安装竖管，竖管的下端均设有横向的第二活塞管，两根第二活塞管中心线同轴，第二活塞管的外端封闭，第二活塞管顶部开设通孔，通孔的上端与对应的竖管下端固定连接，第二活塞管内均配合安装第二活塞杆，第二活塞杆的外端均固定安装弧形夹持件，两个弧形夹持件的内凹面相对设置，两个弧形夹持件能将工件夹住。

如上所述的端面淬火试验机，所述的夹板与弧形夹持件均耐高温材料制成。

如上所述的端面淬火试验机，所述的第二活塞杆的内端与对应的第二活塞管外端内部之间均通过弹簧固定连接。

如上所述的端面淬火试验机，所述的夹板与弧形夹持件的内凹面均开设防滑纹。

本发明的优点是：机头由X轴及Y轴两维空间做左右和上下运动，X轴由伺服电机、高精度齿条和直线导轨组成，Y轴由伺服电机、高精度滚珠丝杠和直线导轨组成，此结构能满足高速运动及高精度定位。数控伺服系统控制XY 轴的运动位置，以达到设备的要求。机头上安装多个机械手臂，由高精度丝杠和齿条传动机构，并有伺服电机采用位置控制。当工件加热完成后炉门自动打开，机械手臂做向下运动至工件夹持位置，由机械手臂夹持住工件快速移动到端淬喷水试验台上侧，将工件放入喷水支架上，整个动作在秒内完成，满足国家标准要求。机械手臂带动工件移动到喷水支架上部之前，两个第一气缸处于伸出状态，安装在不同的横杆上相近的两个夹板为一组，同一组的两个夹板此时分开，当多个机械手臂同时将多个工件同时放入到同一组的两个夹板之间后，两个第一气缸同时收缩，第一气缸通过对应的杠杆、连杆的联动下带动对应的横杆移动，横杆带动对应的夹板移动，同一组的两个夹板相互靠近最终将对应的工件夹紧，即使机械手臂夹持工件出现偏差也不会发生放置工件失败的情况，可以减少人为操作失误时损坏机械手臂及喷水支架的问题，一定程度上减少和避免了人与数控设备移动部件的接触，使数控设备操作安全性大大提高，实现了工件的自动抓取，提高了设备使用精度，还减少人为操作失误及发生烫伤等问题，可以完全保证多个工件在规定的时间内完成实验，同时抓取多个工件大大提高实验机的生产效率。

箱式电阻炉为新标准节能型、周期作业型试验电炉，配有欧姆龙ECWL型温度控制器及镍铬--镍硅热电偶，能对炉内温度进行监控，最高可设定温度可达℃。主要用于工件的淬火，退火，回火等热处理之用电阻炉壳用薄钢板经折弯焊接而成。炉膛由以耐火材料制成的箱形整体炉衬构成。加热元件--CrA铁铬铝合金丝绕成螺旋形后穿于炉衬上、下、左、右内的丝槽中。丝槽与炉膛连通，使加热元件直接向炉膛内辐射热量，这种敞开式炉衬能有效的加快炉膛升温速度、提高温度控制精度。电炉的炉衬与炉壳之间用硅酸铝纤维毯和硅藻、土砖等作保温层。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是喷水支架工件自动对中机构7的结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是图3的Ⅰ部的局部放大图；图6是图4的Ⅱ部的局部放大图；图7是机械手臂8的结构示意图；图8是图7的Ⅲ部的局部放大图；图9是本发明的使用状态图；图10是图9的左视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

端面淬火试验机，如图所示，包括机头1、机架2、电阻炉3、端淬喷水试验台4、机头X轴左右运动机构5、机头Y轴上下运动机构6、工件9，端淬喷水试验台4上部设有喷水支架工件自动对中机构7，喷水支架工件自动对中机构7固定安装在机架2的前侧，机头1的前部固定安装多个机械手臂8，喷水支架工件自动对中机构7包括喷水支架71，喷水支架71上部前后两侧对称固定安装横轨72，横轨72上侧均设有横杆73，横杆73与对应的横轨72通过数个滑块74连接，横杆73的内侧均通过连接件固定安装数个均匀分布的半圆环状的夹板75，安装在不同的横杆73上相近的两个夹板75的内凹面相对设置，安装在不同的横杆73上相近的两个夹板75能将工件9夹住，喷水支架71左右两端上部均固定安装第一气缸76，两个第一气缸76相对设置，第一气缸76的活动杆的端部均设有杠杆77，杠杆77的一端与对应的第一气缸76的活动杆端部交接连接，杠杆77的另一端与其中一根横杆73的端部通过连杆78交接连接，杠杆77中间处一侧均设有竖杆79，竖杆79的上端侧部与对应的杠杆77侧部通过铰接件铰接连接，杠杆77能绕铰接件的铰接轴进行水平方向转动，竖杆79的下端与喷水支架71固定连接。机头1由X轴及Y轴两维空间做左右和上下运动，X轴由伺服电机、高精度齿条和直线导轨组成，Y轴由伺服电机、高精度滚珠丝杠和直线导轨组成，此结构能满足高速运动及高精度定位。数控伺服系统控制XY 轴的运动位置，以达到设备的要求。机头上安装多个机械手臂8，由高精度丝杠和齿条传动机构，并有伺服电机采用位置控制。当工件加热完成后炉门自动打开，机械手臂8做向下运动至工件夹持位置，由机械手臂8夹持住工件9快速移动到端淬喷水试验台4上侧，将工件9放入喷水支架71上，整个动作在5秒内完成，满足国家标准要求。机械手臂9带动工件9移动到喷水支架71上部之前，两个第一气缸76处于伸出状态，安装在不同的横杆73上相近的两个夹板75为一组，同一组的两个夹板75此时分开，当多个机械手臂9同时将多个工件9同时放入到同一组的两个夹板75之间后，两个第一气缸76同时收缩，第一气缸76通过对应的杠杆77、连杆78的联动下带动对应的横杆73移动，横杆73带动对应的夹板75移动，同一组的两个夹板75相互靠近最终将对应的工件9夹紧，即使机械手臂8夹持工件9出现偏差也不会发生放置工件失败的情况，可以减少人为操作失误时损坏机械手臂8及喷水支架9的问题，一定程度上减少和避免了人与数控设备移动部件的接触，使数控设备操作安全性大大提高，实现了工件9的自动抓取，提高了设备使用精度，还减少人为操作失误及发生烫伤等问题，可以完全保证多个工件在规定的时间内完成实验，同时抓取多个工件大大提高实验机的生产效率。

具体而言，如图所示，本实施例所述的机械手臂8包括竖向的铝支架81，铝支架81上端固定安装第二气缸82，铝支架81的下端固定安装矩形块83，矩形块8顶面中间开设第一盲孔84，矩形块83的底面靠近左右两端处均开设第二盲孔85，第二盲孔85内上部与第一盲孔84内侧壁之间均通过连孔86连通，第一盲孔84上端固定安装竖向的第一活塞管87，第一活塞管87内均配合安装第一活塞杆88，第一活塞杆88的上端与第二气缸82的活动杆下端之间通过竖向的导向杆89固定连接，第二盲孔85内均固定安装竖管810，竖管810的下端均设有横向的第二活塞管811，两根第二活塞管811中心线同轴，第二活塞管811的外端封闭，第二活塞管811顶部开设通孔812，通孔812的上端与对应的竖管810下端固定连接，第二活塞管811内均配合安装第二活塞杆813，第二活塞杆813的外端均固定安装弧形夹持件814，两个弧形夹持件814的内凹面相对设置，两个弧形夹持件814能将工件9夹住。第二气缸82伸出通过导向杆89推动第一活塞杆88下移，在液压作用下两根第二活塞杆813均沿对应的第二活塞管811向外伸出，两根第二活塞杆813通过两个弧形夹持件814可以快速的将工件9夹住，第二气缸82收缩时即可将工件9松开，该设计结构简单，通过气压联动对工件9进行夹持可以避免两个弧形夹持件814夹持过紧而对工件9产生压痕，能实现自动抓取，保证设备使用精度，减少人为操作失误及发生烫伤等问题，一定程度上减少和避免了人与高温工件的的接触，使操作工人的自身安全性大大提高，完全保证工件在规定的夹取位置进行夹持。

具体的，如图所示，本实施例所述的夹板75与弧形夹持件814均耐高温材料制成。工件9经过电阻炉3的加热后温度较高，耐高温材料制成的夹板75与弧形夹持件814可以提高本发明的使用寿命，避免夹板75与弧形夹持件814经常接触高温的工件9而受损。

进一步的，如图所示，本实施例所述的第二活塞杆813的内端与对应的第二活塞管811外端内部之间均通过弹簧10固定连接。弹簧10既能保证第二活塞杆813不会自行转动，还能帮助第二气缸82收缩时第二活塞杆813快速的复位。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的夹板75与弧形夹持件814的内凹面均开设防滑纹。通过开设防滑纹可以提高夹板75及弧形夹持件814与工件9之间的摩擦力，只需要较小的夹紧力即可将工件9夹住，可以避免过大的夹紧力使工件9变形。

箱式电阻炉为新标准节能型、周期作业型试验电炉，配有欧姆龙E5CWL型温度控制器及镍铬--镍硅热电偶，能对炉内温度进行监控，最高可设定温度可达1000℃。主要用于工件的淬火，退火，回火等热处理之用电阻炉壳用薄钢板经折弯焊接而成。炉膛由以耐火材料制成的箱形整体炉衬构成。加热元件--0Cr25A15铁铬铝合金丝绕成螺旋形后穿于炉衬上、下、左、右内的丝槽中。丝槽与炉膛连通，使加热元件直接向炉膛内辐射热量，这种敞开式炉衬能有效的加快炉膛升温速度、提高温度控制精度。电炉的炉衬与炉壳之间用硅酸铝纤维毯和硅藻、土砖等作保温层。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.端面淬火试验机，其特征在于：包括机头（1）、机架（2）、电阻炉（3）、端淬喷水试验台（4）、机头X轴左右运动机构（5）、机头Y轴上下运动机构（6）、工件（9），端淬喷水试验台（4）上部设有喷水支架工件自动对中机构（7），喷水支架工件自动对中机构（7）固定安装在机架（2）的前侧，机头（1）的前部固定安装多个机械手臂（8），喷水支架工件自动对中机构（7）包括喷水支架（71），喷水支架（71）上部前后两侧对称固定安装横轨（72），横轨（72）上侧均设有横杆（73），横杆（73）与应的横轨（72）通过数个滑块（74）连接，横杆（73）的内侧均通过连接件固定安装数个均匀分布的半圆环状的夹板（75），安装在不同的横杆（73）上相近的两个夹板（75）的内凹面相对设置，安装在不同的横杆（73）上相近的两个夹板（75）能将工件（9）夹住，喷水支架（71）左右两端上部均固定安装第一气缸（76），两个第一气缸（76）相对设置，第一气缸（76）的活动杆的端部均设有杠杆（77），杠杆（77）的一端与对应的第一气缸（76）的活动杆端部交接连接，杠杆（77）的另一端与其中一根横杆（73）的端部通过连杆（78）交接连接，杠杆（77）中间处一侧均设有竖杆（79），竖杆（79）的上端侧部与对应的杠杆（77）侧部通过铰接件铰接连接，杠杆（77）能绕铰接件的铰接轴进行水平方向转动，竖杆（79）的下端与喷水支架（71）固定连接。

2.根据权利要求1所述的端面淬火试验机，其特征在于：所述的机械手臂（8）包括竖向的铝支架（81），铝支架（81）上端固定安装第二气缸（82），铝支架（81）的下端固定安装矩形块（83），矩形块（8）顶面中间开设第一盲孔（84），矩形块（83）的底面靠近左右两端处均开设第二盲孔（85），第二盲孔（85）内上部与第一盲孔（84）内侧壁之间均通过连孔（86）连通，第一盲孔（84）上端固定安装竖向的第一活塞管（87），第一活塞管（87）内均配合安装第一活塞杆（88），第一活塞杆（88）的上端与第二气缸（82）的活动杆下端之间通过竖向的导向杆（89）固定连接，第二盲孔（85）内均固定安装竖管（810），竖管（810）的下端均设有横向的第二活塞管（811），两根第二活塞管（811）中心线同轴，第二活塞管（811）的外端封闭，第二活塞管（811）顶部开设通孔（812），通孔（812）的上端与对应的竖管（810）下端固定连接，第二活塞管（811）内均配合安装第二活塞杆（813），第二活塞杆（813）的外端均固定安装弧形夹持件（814），两个弧形夹持件（814）的内凹面相对设置，两个弧形夹持件（814）能将工件（9）夹住。

3.根据权利要求2所述的端面淬火试验机，其特征在于：所述的夹板（75）与弧形夹持件（814）均耐高温材料制成。

4.根据权利要求2所述的端面淬火试验机，其特征在于：所述的第二活塞杆（813）的内端与对应的第二活塞管（811）外端内部之间均通过弹簧（10）固定连接。

5.根据权利要求3所述的端面淬火试验机，其特征在于：所述的夹板（75）与弧形夹持件（814）的内凹面均开设防滑纹。