CN110904315A - 一种自动淬火设备 - Google Patents
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Abstract
一种自动淬火设备，包括具有伺服控制系统的机床主体，所述的机床主体上设有能够左右移动的横向支架、以及正向淬火工位、中转工位和反向淬火工位，所述的正向淬火工位中设有正向工件淬火工装和快速冷却装置，所述的中转工位中设有中转工装，所述的反向淬火工位中设有反向工件淬火工装和快速冷却装置；所述的机床主体上按工序依次设有进料机构、正向淬火机构、翻转机构、反向淬火机构和下料机构。本发明实现高度自动化生产，两个工件能够同步进行淬火处理，有效解决各个装置之间的位置干涉，能够实现联动功能，从而有效提升工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属淬火加工的技术领域，尤其是一种用于制造汽车球笼部件的自动淬火设备。
背景技术
汽车球笼，也称等速万向节，是车辆传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到驱动轮，驱动车辆高速行驶。为了保证汽车球笼的强度、硬度和韧性等性能，需对球笼内腔沟道及球笼花键等传动接合面进行表面淬火。
由于汽车球笼的结构限制，其两端的尺寸结构区别较大，因此在淬火处理时需要分开进行处理。最传统的加工方式主要依赖于人工，其工件的精密度等方面较差，淬火的效果也不尽如人意，因此人工淬火方式在汽车球笼的生产领域已经基本被淘汰。
现有的自动化球笼淬火设备对传统的加工方式进行了一定的改进，大大提升了自动化的程度。例如中国专利授权公告号CN10582118B，专利名称为一种自动淬火机床，其公开了“抓取第一个工位淬火完成的工件，并通过旋转臂将工件旋转，等待工件的第二个工位的淬火”，可以毫无疑义地认定为其就是通过旋转臂实现工件旋转以及从第一淬火位置移动至第二淬火位置的功能。但是其结构存在明显的一些缺陷，且并未在内容中提出解决办法。实际加工时需要对工件进行一定的位置固定以便在淬火时保持稳定，即在第一淬火工位和第二淬火工位中均需要有特定的用于固定工件的工装，由于该发明中旋转臂是直接抓取第一淬火工位上的工件并进行直接旋转并放入至第二淬火工位中的，实际中会出现工件与工装的接触碰撞情况，导致工件刮擦甚至受损，影响到成品的质量。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种全自动化、高效高质量加工球笼的自动淬火设备。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种自动淬火设备，包括具有伺服控制系统的机床主体，所述的机床主体上设有能够左右移动的横向支架、以及正向淬火工位、中转工位和反向淬火工位，所述的正向淬火工位中设有正向工件淬火工装和快速冷却装置，所述的中转工位中设有中转工装，所述的反向淬火工位中设有反向工件淬火工装和快速冷却装置；
所述的机床主体上按工序依次设有进料机构、正向淬火机构、翻转机构、反向淬火机构和下料机构；
所述的进料机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、以及固定在所述升降平台组件上的进料取放装置；
所述的正向淬火机构包括与工件一端接触的正向淬火件、以及与正向淬火件连接并用于加热正向淬火件的正向感应加热淬火装置，且所述的正向感应加热淬火装置与所述的横向支架固接；
所述的翻转机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、以及固定在所述升降平台组件上的翻转取放装置；
所述的反向淬火机构包括与工件另一端接触的反向淬火件、以及与反向淬火件连接并用于加热反向淬火件的反向感应加热淬火装置，且所述的反向感应加热淬火装置与所述的横向支架固接；
所述的下料机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、固定在所述升降平台组件上的移位取放装置、以及将工件从反向工件淬火工装上取出的下料取放装置。
作为优选，所述的平移滑座组件包括靠近横向支架设置的横向支撑板、设置在横向支架上的平移导轨、设置在横向支撑板上并与平移导轨滑动配合的平移导轨滑块、设置在横向支撑板上的横向平移电机、设置在横向支架上的横向齿轨、以及设置在横向平移电机输出轴上并与所述横向齿轨啮合的横向传动齿轮。
作为优选，所述升降平台组件包括一纵向支撑板、固设在纵向支撑板上的升降导轨、固设在横向支撑板上并与升降导轨滑动配合的升降导轨滑块、固设在纵向支撑板上纵向齿轨、固设在横向支撑板上的纵向升降电机、以及设置在纵向电机输出轴上并与所述纵向齿轨啮合的纵向传动齿轮。
作为优选，所述的进料取放装置包括固定在所述进料机构中的纵向支撑板上的进料动力电机、以及受该进料动力电机驱动的进料机械臂。
作为优选，所述的翻转取放装置包括固定在所述翻转机构中的纵向支撑板上的转动气缸、以及受该转动气缸驱动的翻转机械臂。
作为优选，所述的移位取放装置包括固定在所述下料机构中的纵向支撑板上的移料动力电机、以及受该移料动力电机驱动的移料机械臂。
作为优选，所述的下料取放装置包括设置在机床主体上的推出气缸、与推出气缸传动连接的转动电机、与转动电机传动连接的传动杆、固设在传动杆上的气缸座、设置在气缸座上的双向出杆的双联气缸、以及受所述双联气缸驱动的下料取放夹爪。
作为优选，所述的机床主体内还设有拖链移动组件和安装架，所述的正向感应加热淬火装置和反向感应加热淬火装置固定在安装架上，所述的安装架与所述的横向支架固接，所述的横向支架通过所述的拖链移动机构实现左右平移。
作为优选，还包括一储料盘和下料平台，所述的储料盘放置在所述的机床主体外，所述的下料平台位于所述的机床主体内，且所述的机床主体上开设有与所述下料平台的位置相对应的取料窗口。
作为优选，所述的正向工件淬火工装包括第一底板和第一工装台，所述的第一工装台通过第一调节螺丝与所述的第一底板连接；
所述的中转工装包括第二底板和第二工装台，所述的第二工装台通过第二调节螺丝与所述的第二底板连接，且所述的第二调节螺丝上还套设有缓冲弹簧，所述的第二工装台上开设有与工件反向相适配的第一反向孔；
所述的反向工件淬火工装包括第三工装台，所述的第三工装台上开设有与工件反向相适配的第二反向孔，且所述第二反向孔的一侧开设有避空槽。
本发明的有益效果在于：1、高度自动化生产，两个工件能够同步进行淬火处理，有效解决各个装置之间的位置干涉，能够实现联动功能，从而有效提升工作效率；2、提供了全新的翻转机构和下料机构，消除工件与工装之间可能产生的摩擦和碰撞问题，起到良好的保护作用，大大提高工件的质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的内部结构示意图。
图3是本发明的另一内部结构示意图。
图4是横向支架的结构示意图。
图5是正向工件淬火工装的结构示意图。
图6是中转工装的结构示意图。
图7是反向工件淬火工装的结构示意图。
图8是进料机构的结构示意图。
图9是进料机构的另一角度的结构示意图。
图10是翻转机构的结构示意图。
图11是翻转机构的另一角度的结构示意图。
图12是下料机构的局部结构示意图。
图13是下料机构的另一角度的局部结构示意图。
图14是平移滑座组件的结构示意图。
图15是平移滑座组件的另一角度的结构示意图。
图16是升降平台组件的结构示意图。
图17是正向淬火机构的结构示意图。
图18是反向淬火机构的结构示意图。
图19是下料取放装置的结构示意图。
图20是球笼工件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1～图20，一种自动淬火设备，包括具有伺服控制系统1的机床主体2，伺服控制系统1用于控制机床主体2上的各个电气组件，所述的机床主体2上设有能够左右移动的横向支架3、以及正向淬火工位、中转工位和反向淬火工位，所述的正向淬火工位中设有正向工件淬火工装4和快速冷却装置（图中未表示），所述的中转工位中设有中转工装5，所述的反向淬火工位中设有反向工件淬火工装6和快速冷却装置（图中未表示）；
所述的机床主体2上按工序依次设有进料机构7、正向淬火机构8、翻转机构9、反向淬火机构10和下料机构11；
所述的进料机构7包括设置在横向支架3上的平移滑座组件12、设置在所述平移滑座组件12上的升降平台组件13、以及固定在所述升降平台组件13上的进料取放装置14；
所述的正向淬火机构8包括与工件62一端接触的正向淬火件15、以及与正向淬火件15连接并用于加热正向淬火件15的正向感应加热淬火装置16，且所述的正向感应加热淬火装置16与所述的横向支架3固接；
所述的翻转机构9包括设置在横向支架3上的平移滑座组件12、设置在所述平移滑座组件12上的升降平台组件13、以及固定在所述升降平台组件13上的翻转取放装置17；
所述的反向淬火机构10包括与工件62另一端接触的反向淬火件18、以及与反向淬火件18连接并用于加热反向淬火件18的反向感应加热淬火装置19，且所述的反向感应加热淬火装置19与所述的横向支架3固接；
所述的下料机构11包括设置在横向支架3上的平移滑座组件12、设置在所述平移滑座组件12上的升降平台组件13、固定在所述升降平台组件13上的移位取放装置20、以及将工件62从反向工件淬火工装6上取出的下料取放装置21。
优选的，所述的正向淬火件15和反向淬火件18均采用可控硅制成。
本实施例中，所述的平移滑座组件12包括靠近横向支架3设置的横向支撑板22、设置在横向支架3上的平移导轨23、设置在横向支撑板22上并与平移导轨23滑动配合的平移导轨滑块24、设置在横向支撑板22上的横向平移电机25、设置在横向支架3上的横向齿轨26、以及设置在横向平移电机25输出轴上并与所述横向齿轨26啮合的横向传动齿轮27。本实施例中提供了一种具体的平移滑座组件12的结构，使用时横向平移电机25为整个平移滑座组件12提供横向移动的动力，通过横向齿轨26与横向传动齿轮27配合、以及平移导轨23滑动与平移导轨23的配合，确保横向平移时的稳定性和位置精确度。
本实施例中，所述升降平台组件13包括一纵向支撑板28、固设在纵向支撑板28上的升降导轨29、固设在横向支撑板22上并与升降导轨29滑动配合的升降导轨滑块30、固设在纵向支撑板28上纵向齿轨32、固设在横向支撑板22上的纵向升降电机31、以及设置在纵向电机输出轴上并与所述纵向齿轨32啮合的纵向传动齿轮33。本实施例中提供了一种具体的升降平台组件13的结构，通过纵向升降电机31为整个升降平台组件13提供纵向升降的动力，通过纵向齿轨32与纵向传动齿轮33配合、以及纵向导轨滑动与升降导轨29的配合，确保升降过程中的稳定性和位置精确度；并且该升降平台组件13固定设置在横向支撑板22上，因此当平移滑座组件12移动时能够同时实现横向平移功能。
由于所述进料机构7、翻转机构9、下料机构11中均采用了平移滑座组件12和升降平台组件13，相互之间的机械结构和运行原理相同，形状和尺寸上可根据实际需求进行调整，可能会存在偏差。
本实施例中，所述的进料取放装置14包括固定在所述进料机构7中的纵向支撑板28上的进料动力电机34、以及受该进料动力电机34驱动的进料机械臂35。所述的翻转取放装置17包括固定在所述翻转机构9中的纵向支撑板28上的转动气缸36、以及受该转动气缸36驱动的翻转机械臂37。所述的移位取放装置20包括固定在所述下料机构11中的纵向支撑板28上的移料动力电机38、以及受该移料动力电机38驱动的移料机械臂39。本实施例中分别提供了进料取放装置14、翻转取放装置17和移位取放装置20的具体结构，全都采用了机械臂的方式，实现上料、移料翻转、下料的功能。尤其是通过翻转机械臂37的设置，在实现工件62的翻转的步骤中，先将工件62从上一工装中夹取并处于半空中，再同时翻转，接着放入至下一工装中，消除工件62与工装间的摩擦碰撞风险，确保工件62移动翻转过程中完好无损。
现有技术中，球笼淬火处理之后的下料需要通过机械臂去实现，机械臂再下完料之后再平移回去进行另外的移料操作，而下料和移料两个动作无法同时进行，导致生产效率有所下降。为了解决上述问题，本实施例中，提供了全新的专用于下料的下料取放装置21。所述的下料取放装置21包括设置在机床主体2上的推出气缸40、与推出气缸40传动连接的转动电机41、与转动电机41传动连接的传动杆42、固设在传动杆42上的气缸座43、设置在气缸座43上的双向出杆的双联气缸44、以及受所述双联气缸44驱动的下料取放夹爪45。本实施例中的推出气缸40和转动电机41能够实现下料取放夹爪45的移动、翻转功能，从而可以在进行淬火功能时腾出空间，有效保护下料取放夹爪45。下料时，通过推出气缸40将双联气缸44移动至指定位置，再启动双联气缸44将下料取放夹爪45收紧并夹住工件62，接着启动转动电机41带动工件62转动并离开工反向工件淬火工装6，同时反向工件淬火工装6可实现复位，最后推出气缸40再次启动带动整个装置移动至下料平台，由于之前的翻转动作，可以使得工件62的大头端在下，从而松开下料取放夹爪45后，工件62可平稳的支撑在下料平台上，大大减少工件62跌倒受损的情况发生。
各个部件在工作时，如果能够具备更高的联动换位配合，就能够更高程度地提高生产效率。本实施例中，所述的机床主体2内还设有拖链移动组件46和安装架47，所述的正向感应加热淬火装置16和反向感应加热淬火装置19固定在安装架47上，所述的安装架47与所述的横向支架3固接，所述的横向支架3通过所述的拖链移动机构实现左右平移。通过拖链移动组件46的设置，能够带动安装架47整体的平移，从而也实现了固定在安装架47上的正向感应加热淬火装置16和反向感应加热淬火装置19的移动功能，进而配合其它部件能够同时换位形成联动效果。
本实施例中，还包括一储料盘48和下料平台49，所述的储料盘48放置在所述的机床主体2外，所述的下料平台49位于所述的机床主体2内，且所述的机床主体2上开设有与所述下料平台49的位置相对应的取料窗口。本实施例使用时，工作人员将待淬火处理的工件62放置到储料盘48上，进料取放装置14中的进料机械臂35能够自动夹取储料盘48上的工件62进入至机床主体2中进行加工处理；淬火处理完成后的工件62经过下料取放装置21的作用被移动至下料平台49中，工作人员可从取料窗口将成品工件62从机床主体2中取出。
本实施例中，所述的正向工件淬火工装4包括第一底板50和第一工装台51，所述的第一工装台51通过第一调节螺丝52与所述的第一底板50连接；所述的中转工装5包括第二底板54和第二工装台55，所述的第二工装台55通过第二调节螺丝56与所述的第二底板54连接，且所述的第二调节螺丝56上还套设有缓冲弹簧57，所述的第二工装台55上开设有与工件62反向相适配的第一反向孔58；所述的反向工件淬火工装6包括第三工装台59，所述的第三工装台59上开设有与工件62反向相适配的第二反向孔60，且所述第二反向孔60的一侧开设有避空槽61。本实施例中分别提供了正向工件淬火工装4、中转工装5和反向工件淬火工装6的具体结构，特点在于：一是在中转工装5中设置有缓冲弹簧57，使得刚刚经过翻转的工件62能够更加平稳的放入其中；二是在第三工装台59的一侧开设避空槽61，以腾出空间配合下料取放装置21使用时对工件62进行翻转和移动。
本发明提供的自动淬火设备的工作步骤如下：1、工作人员将待淬火工件62放置到储料盘48中；2、进料机械臂35移动至储料盘48上，再将待淬火工件62抓取并放入至正向工件淬火工装4中；3、正向淬火机构8移动至加工位置对正向工件淬火工装4中的工件62进行正向淬火，然后快速冷却装置启动喷出冷却液，对工件62进行快速冷却处理；4、翻转机械臂37将正向工件淬火工装4中的工件62夹取并在半空中实现翻转，接着将翻转后的工件62放入至中转工装5中；5、移料机械臂39启动将中转工装5中工件62移动至反向工件淬火工装6中；6、反向淬火机构10移动至加工位置对反向工件淬火工装6中的工件62进行反向淬火，然后快速冷却装置启动喷出冷却液，对工件62进行快速冷却处理；7、下料取放装置21将双向经过淬火处理后的工件62取出至下料平台49中，工作人员从取料窗口将成品工件62从机床主体2中取出。
Claims (10)
1.一种自动淬火设备，包括具有伺服控制系统的机床主体，其特征在于：所述的机床主体上设有能够左右移动的横向支架、以及正向淬火工位、中转工位和反向淬火工位，所述的正向淬火工位中设有正向工件淬火工装和快速冷却装置，所述的中转工位中设有中转工装，所述的反向淬火工位中设有反向工件淬火工装和快速冷却装置；
所述的机床主体上按工序依次设有进料机构、正向淬火机构、翻转机构、反向淬火机构和下料机构；
所述的进料机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、以及固定在所述升降平台组件上的进料取放装置；
所述的正向淬火机构包括与工件一端接触的正向淬火件、以及与正向淬火件连接并用于加热正向淬火件的正向感应加热淬火装置，且所述的正向感应加热淬火装置与所述的横向支架固接；
所述的翻转机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、以及固定在所述升降平台组件上的翻转取放装置；
所述的反向淬火机构包括与工件另一端接触的反向淬火件、以及与反向淬火件连接并用于加热反向淬火件的反向感应加热淬火装置，且所述的反向感应加热淬火装置与所述的横向支架固接；
所述的下料机构包括设置在横向支架上的平移滑座组件、设置在所述平移滑座组件上的升降平台组件、固定在所述升降平台组件上的移位取放装置、以及将工件从反向工件淬火工装上取出的下料取放装置。
2.根据权利要求1所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的平移滑座组件包括靠近横向支架设置的横向支撑板、设置在横向支架上的平移导轨、设置在横向支撑板上并与平移导轨滑动配合的平移导轨滑块、设置在横向支撑板上的横向平移电机、设置在横向支架上的横向齿轨、以及设置在横向平移电机输出轴上并与所述横向齿轨啮合的横向传动齿轮。
3.根据权利要求2所述的自动淬火设备，其特征在于：所述升降平台组件包括一纵向支撑板、固设在纵向支撑板上的升降导轨、固设在横向支撑板上并与升降导轨滑动配合的升降导轨滑块、固设在纵向支撑板上纵向齿轨、固设在横向支撑板上的纵向升降电机、以及设置在纵向电机输出轴上并与所述纵向齿轨啮合的纵向传动齿轮。
4.根据权利要求3所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的进料取放装置包括固定在所述进料机构中的纵向支撑板上的进料动力电机、以及受该进料动力电机驱动的进料机械臂。
5.根据权利要求3所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的翻转取放装置包括固定在所述翻转机构中的纵向支撑板上的转动气缸、以及受该转动气缸驱动的翻转机械臂。
6.根据权利要求3所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的移位取放装置包括固定在所述下料机构中的纵向支撑板上的移料动力电机、以及受该移料动力电机驱动的移料机械臂。
7.根据权利要求1所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的下料取放装置包括设置在机床主体上的推出气缸、与推出气缸传动连接的转动电机、与转动电机传动连接的传动杆、固设在传动杆上的气缸座、设置在气缸座上的双向出杆的双联气缸、以及受所述双联气缸驱动的下料取放夹爪。
8.根据权利要求1所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的机床主体内还设有拖链移动组件和安装架，所述的正向感应加热淬火装置和反向感应加热淬火装置固定在安装架上，所述的安装架与所述的横向支架固接，所述的横向支架通过所述的拖链移动机构实现左右平移。
9.根据权利要求1所述的自动淬火设备，其特征在于：还包括一储料盘和下料平台，所述的储料盘放置在所述的机床主体外，所述的下料平台位于所述的机床主体内，且所述的机床主体上开设有与所述下料平台的位置相对应的取料窗口。
10.根据权利要求1所述的自动淬火设备，其特征在于：所述的正向工件淬火工装包括第一底板和第一工装台，所述的第一工装台通过第一调节螺丝与所述的第一底板连接；
所述的中转工装包括第二底板和第二工装台，所述的第二工装台通过第二调节螺丝与所述的第二底板连接，且所述的第二调节螺丝上还套设有缓冲弹簧，所述的第二工装台上开设有与工件反向相适配的第一反向孔；
所述的反向工件淬火工装包括第三工装台，所述的第三工装台上开设有与工件反向相适配的第二反向孔，且所述第二反向孔的一侧开设有避空槽。
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