CN109321725B - 限形淬火脱模装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种限形淬火脱模装置，包括：定位夹具，用于定位淬火零件，具有基准面与设置于所述基准面上的基准轴，所述基准轴轴向垂直于所述基准面；顶出机构，可沿所述基准轴的轴向滑动地作用于所述淬火零件，以使所述淬火零件脱离所述基准轴。该限形淬火脱模装置可实现淬火零件的自动标准化脱模，淬火与脱模均于同一设备上完成而提高设备集成度，省却一次性使用的芯轴而节约材料成本与下料压出时间，以一致的顶出力而保证脱模质量的一致性，脱模效率与良品率俱高，有效地降低材料成本与劳动强度。

Description

限形淬火脱模装置
技术领域
本发明属于机械制造装备技术领域，具体地来说，是一种限形淬火脱模装置。
背景技术
整体热处理是一种对工件整体加热后以适当的速度冷却，以获得预期的金相组织和整体力学性能的金属热处理工艺，广泛应用于各类金属零件的制造过程。一般地，整体热处理包括退火、正火、淬火、回火等不同类型。
其中，齿轮、轴承座圈等套圈类精密传动零件，对整体力学性能要求很高，使整体热处理成为不可或缺的工艺环节。套圈类零件在限形淬火时，通常以芯轴插入红热零件的内孔进行淬火，从而保证淬火后零件内孔的圆柱度。由于零件淬火时的收缩力，淬火后零件内孔会与芯轴抱死，需要通过脱模作业将零件与芯轴分离。
现有的脱模方式，一个零件需要配套一个芯轴，淬火后将零件和芯轴同时取下，再用压机将芯轴从零件内孔中压出。芯轴属于一次性配件，极大地增加了生产成本。同时，压机脱模完全依靠人工操作，效率低下、脱模质量良莠不齐，无法保证良品率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种限形淬火脱模装置，可实现淬火零件的自动标准化脱模，脱模效率与良品率俱高，有效地降低材料成本与劳动强度。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种限形淬火脱模装置，包括：
定位夹具，用于定位淬火零件，具有基准面与设置于所述基准面上的基准轴，所述基准轴轴向垂直于所述基准面；
顶出机构，可沿所述基准轴的轴向滑动地作用于所述淬火零件，以使所述淬火零件脱离所述基准轴。
作为上述技术方案的改进，所述顶出机构包括脱模顶套与用于驱动所述脱模顶套滑动的驱动源，所述脱模顶套可沿所述基准轴的轴向滑动于所述基准轴的外周侧而顶出所述淬火零件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述脱模顶套与所述基准轴之间具有同轴分布关系，所述脱模顶套的内径不小于所述基准轴的外径。
作为上述技术方案的进一步改进，所述脱模顶套具有顶套座体与复数个顶出齿，所述复数个顶出齿环形分布于所述顶套座体接近所述基准轴的一端。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定位夹具具有贯穿其中并连通所述基准面的滑动槽孔，所述顶出齿可滑动地贯穿所述滑动槽孔内而作用于所述淬火零件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述滑动槽孔为复数个，并与所述顶出齿一一对应地环布于所述定位夹具上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述脱模顶套与所述定位夹具之间密封连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定位夹具包括定位基座与所述基准轴，所述定位基座具有所述基准面。
作为上述技术方案的进一步改进，所述限形淬火脱模装置还包括介质罩，所述介质罩用于与所述定位夹具密封连接而形成密封腔，所述基准面与所述基准轴位于所述密封腔内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定位夹具面向所述介质罩的一侧表面具有密封元件，所述密封元件用于实现所述定位夹具与所述介质罩的密封连接。
本发明的有益效果是：
以定位夹具实现淬火零件于限形淬火与脱模过程的精确定位，使淬火零件保持于正确位置，以顶出机构沿基准轴的轴向滑动而作用于淬火零件，使淬火零件脱离基准轴而实现脱模，淬火与脱模均于同一设备上完成而提高设备集成度，省却一次性使用的芯轴而节约材料成本与下料压出时间，以一致的顶出力而保证脱模质量的一致性，脱模效率与良品率俱高，有效地降低材料成本与劳动强度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的限形淬火脱模装置的淬火过程的状态结构示意图；
图2是图1中限形淬火脱模装置的M处局部放大示意图；
图3是图2中限形淬火脱模装置的N处局部放大示意图；
图4是本发明实施例1提供的限形淬火脱模装置的脱模过程的状态结构示意图；
图5是图4中限形淬火脱模装置的K处局部放大示意图；
图6是本发明实施例1提供的限形淬火脱模装置的脱模顶套的轴测结构示意图。
主要元件符号说明：
1000-限形淬火脱模装置，1100-定位夹具，1110-定位基座，1111-基准面，1112-基座本体，1112a-滑动槽孔，1113-本体支持件，1120-基准轴，1130-工作台座，1200-顶出机构，1210-脱模顶套，1211-顶套座体，1212-顶出齿，1220-驱动源，1230-转接座，1300-介质罩，1400-密封腔，1500-密封元件，1600-装置基座，SA-淬火零件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对限形淬火脱模装置进行更全面的描述。附图中给出了限形淬火脱模装置的优选实施例。但是，限形淬火脱模装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对限形淬火脱模装置的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在限形淬火脱模装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请结合参阅图1～5，本实施例公开一种限形淬火脱模装置1000，该限形淬火脱模装置1000包括定位夹具1100与顶出机构1200，用于实现淬火零件SA的自动标准化脱模，提高脱模生产的生产效率与良品率，降低制造成本，满足大批量生产的需要。
定位夹具1100用于定位淬火零件SA，使淬火零件SA保持于正确位置，保证限形淬火与脱模过程的定位精度。其中，定位夹具1100具有基准面1111与设置于基准面1111上的基准轴1120。基准面1111与上压模保持相对，基准轴1120轴向垂直于基准面1111。
可以理解，具有套圈类零件结构的淬火零件SA，其一端精度面贴合连接于基准面1111，其精度孔轴孔定位于基准轴1120上，实现各向定位。相应地，淬火零件SA的外周壁位于基准轴1120的外周侧外。可以理解，于限形淬火完成后，淬火零件SA的内孔变形收缩，使淬火零件SA过盈地抱紧于基准轴1120上。
顶出机构1200可沿基准轴1120的轴向滑动地作用于淬火零件SA，以使淬火零件SA脱离基准轴1120。换言之，顶出机构1200具有相对于基准轴1120的相对运动，运动地作用于淬火零件SA突出于基准轴1120外周侧的部分，从而驱动淬火零件SA同步运动。相应地，淬火零件SA与其所套设的基准轴1120具有沿轴向的相对运动，从而实现结构分离，达到脱模目的。
顶出机构1200的实现方式众多，包括各类可输出直线运动的机构形式。示范性地，顶出机构1200包括脱模顶套1210与驱动源1220，脱模顶套1210可沿基准轴1120的轴向滑动于基准轴1120的外周侧而顶出淬火零件SA。可以理解，脱模顶套1210可设置于定位夹具1100的外周侧，亦可贯穿定位夹具1100。示范性地，驱动源1220与脱模顶套1210之间通过转接座1230连接。
驱动源1220的种类众多，包括伸缩缸、电推杆、电缸、直线电机、丝杠机构等不同类型，用以输出直线往复运动，从而驱动连接于其上的脱模顶套1210直线滑动。
其中，脱模顶套1210可仅作用于淬火零件SA的一侧，亦可均匀地作用于淬火零件SA的端部。示范性地，脱模顶套1210与基准轴1120之间具有同轴分布关系，且脱模顶套1210的内径不小于基准轴1120的外径，保证运动畅顺平滑。
由此，当脱模顶套1210轴向滑动地接近淬火零件SA时，脱模顶套1210逐渐套设于基准轴1120的外周侧，从而均匀地作用于淬火零件SA的端部，使淬火零件SA受力均匀而避免脱模损伤，且规避一侧作用引起的倾覆力矩所造成的运动干涉。
脱模顶套1210的结构形式众多，包括连续环形构造与间断式环形构造。请结合参阅图1～6，示范性地，脱模顶套1210具有顶套座体1211与复数个顶出齿1212。其中，复数个顶出齿1212环形分布于顶套座体1211接近基准轴1120的一端，形成间断式环形构造。复数个顶出齿1212同步作用于淬火零件SA，形成分布式作用。示范性地，复数个顶出齿1212环形均布，保证分布式作用力的位置均匀。
示范性地，定位夹具1100具有贯穿其中并连通基准面1111的滑动槽孔1112a，顶出齿1212可滑动地贯穿滑动槽孔1112a内而作用于淬火零件SA。可以理解，滑动槽孔1112a可为开设于定位夹具1100外周面而多侧开口的开放槽，亦可为贯设于定位夹具1100内部、仅两端开口的贯孔槽，不一而足。
其中，滑动槽孔1112a可为一至复数个。示范性地，滑动槽孔1112a为复数个，并与顶出齿1212一一对应地环布于定位夹具1100上。换言之，任一顶出齿1212滑动贯穿一滑动槽孔1112a，保证各顶出齿1212的运动独立性，避免发生运动干涉。
示范性地，脱模顶套1210与定位夹具1100之间密封连接。换言之，于任意位置，脱模顶套1210与定位夹具1100之间保持密封，防止淬火介质发生渗漏而对顶出机构1200或其他部件造成浸泡腐蚀损害。其中，脱模顶套1210与定位夹具1100之间的密封可通过密封圈、密封填料等方式实现。示范性地，脱模顶套1210与定位夹具1100之间为动密封。
示范性地，定位夹具1100包括定位基座1110与基准轴1120。其中，定位基座1110的一侧表面具有基准面1111，基准面1111暴露于外而可与淬火零件SA定位连接。基准轴1120设置于定位基座1110上，并突出于基准面1111的外部，以便淬火零件SA套设于其上。
示范性地，定位基座1110包括基座本体1112与本体支持件1113。基座本体1112具有基准面1111，并用于支持基准轴1120；本体支持件1113用于支撑安装基座本体1112。
示范性地，本体支持件1113为环式盘体，基座本体1112套设于本体支持件1113的内部。示范性地，基座本体1112具有前述的滑动槽孔1112a，顶出齿1212可沿基准轴1120的轴向滑动地贯穿基座本体1112。
示范性地，定位夹具1100包括工作台座1130，本体支持件1113安装于工作台座1130上。示范性地，限形淬火脱模装置1000还包括装置基座1600，工作台座1130、驱动源1220分别安装于装置基座1600上。装置基座1600可直接承载于地面，实现承载支撑。
示范性地，限形淬火脱模装置1000还包括介质罩1300。介质罩1300用于与定位夹具1100密封连接而形成密封腔1400，基准面1111与基准轴1120位于密封腔1400内。密封腔1400具有良好的密封性，防止通入其中的淬火介质发生泄漏。
示范性地，介质罩1300可与工作台座1130实现密封连接。示范性地，介质罩1300连接有用于驱动其沿基准轴1120的轴向滑动的驱动机构，驱动机构的形式包括伸缩缸、电推杆、电缸、直线电机、丝杠机构等不同类型。
淬火介质的种类众多，诸如水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等类型，可根据淬火零件SA的固有特性与热处理目标而选择。示范性地，淬火介质为专用淬火油。
示范性地，定位夹具1100面向介质罩1300的一侧表面具有密封元件1500，密封元件1500用于实现定位夹具1100与介质罩1300的密封连接。示范性地，密封元件1500具有弹性变形特性，介质罩1300顶紧于密封元件1500上而使后者弹性变形，从而填充介质罩1300与定位夹具1100之间的连接间隙，实现对连接处的密封。密封元件1500的种类众多，包括密封圈、密封填料等类型。示范性地，密封元件1500设置于工作台座1130面向介质罩1300的一侧表面。
示范性地，限形淬火脱模装置1000连接有介质循环单元。介质循环单元流体连通于密封腔1400，从而实现密封腔1400所需的淬火介质的循环供应。
换言之，介质循环单元一端与密封腔1400的输入端流体连通，另一端与密封腔1400的输出端流体连通，使淬火介质循环流动地经过密封腔1400，并浸没或冲击密封腔1400内的淬火零件SA，以使淬火零件SA以预设速度冷却。
淬火作业前，介质罩1300位于上极限位而与定位夹具1100保持分离，以便实现淬火零件SA于定位夹具1100上的定位装夹操作。当淬火零件SA装夹到位后，介质罩1300与定位夹具1100密封连接而成密封腔1400，使淬火零件SA位于密封腔1400内。随即将淬火介质导入密封腔1400内，实现限形条件下的喷油淬火。
限形淬火完毕后，淬火介质被导出密封腔1400外而循环回收。随即打开介质罩1300使之上升至上极限位，由脱模顶套1210滑动作用于淬火零件SA，驱使淬火零件SA滑动而实现其与基准轴1120的分离，完成脱模下料。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种限形淬火脱模装置，其特征在于，包括：
定位夹具，用于定位淬火零件，具有基准面与设置于所述基准面上的基准轴，所述基准轴轴向垂直于所述基准面；
顶出机构，可沿所述基准轴的轴向滑动地作用于所述淬火零件，以使所述淬火零件脱离所述基准轴；
介质罩，所述介质罩用于与所述定位夹具密封连接而形成密封腔，所述基准面与所述基准轴位于所述密封腔内；
所述定位夹具面向所述介质罩的一侧表面具有密封元件，所述密封元件用于实现所述定位夹具与所述介质罩的密封连接；
所述顶出机构包括脱模顶套与用于驱动所述脱模顶套滑动的驱动源，所述脱模顶套可沿所述基准轴的轴向滑动于所述基准轴的外周侧而顶出所述淬火零件；
所述脱模顶套与所述基准轴之间具有同轴分布关系，所述脱模顶套的内径不小于所述基准轴的外径；
当所述脱模顶套轴向滑动地接近所述淬火零件时，所述脱模顶套逐渐套设于所述基准轴的外周侧，从而均匀地作用于所述淬火零件的端部，使所述淬火零件受力均匀而避免脱模损伤，且规避一侧作用引起的倾覆力矩所造成的运动干涉；
所述脱模顶套与所述定位夹具之间动密封连接；
所述脱模顶套具有顶套座体与复数个顶出齿，所述复数个顶出齿环形分布于所述顶套座体接近所述基准轴的一端；
所述定位夹具具有贯穿其中并连通所述基准面的滑动槽孔，所述顶出齿可滑动地贯穿所述滑动槽孔内而作用于所述淬火零件；
所述滑动槽孔为复数个，并与所述顶出齿一一对应地环布于所述定位夹具上；
所述定位夹具包括定位基座与所述基准轴，所述定位基座具有所述基准面；所述基准面暴露于外而与淬火零件SA定位连接；所述基准轴设置于所述定位基座上，并突出于所述基准面的外部，以便所述淬火零件套设于其上；
所述定位基座包括基座本体与本体支持件，所述基座本体具有所述基准面，并用于支持所述基准轴；所述本体支持件用于支撑安装所述基座本体；
所述本体支持件为环式盘体，所述基座本体套设于所述本体支持件的内部，所述基座本体具有滑动槽孔，顶出齿沿所述基准轴的轴向滑动地贯穿所述基座本体；
所述定位夹具包括工作台座，所述本体支持件安装于所述工作台座上，所述限形淬火脱模装置还包括装置基座，所述工作台座、所述驱动源分别安装于所述装置基座上，所述装置基座直接承载于地面，实现承载支撑。
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