CN113088648B - 立体转盘四工位数控淬火机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立体转盘四工位数控淬火机，包括：机架；安装在机架上的四工位转盘机构；安装在四工位转盘机构一侧的淬火负载驱动机构；安装在淬火负载驱动机构中上顶尖滑台装置上的淬火负载总成；安装在淬火负载驱动机构一侧的回火负载驱动机构；安装在回火负载驱动机构上的回火负载总成；安装在机架后端的冷却水箱，冷却水箱分别通过水管连接至淬火负载总成和回火负载总成的上方。本立体转盘四工位数控淬火机集成化程度高，可以实现工件的自动夹持、淬火、回火、卸料，并实现工件在淬火、回火过程中旋转的要求，增强淬火、回火的效果，自动化程度高，智能化程度高。

Description

立体转盘四工位数控淬火机

技术领域

本发明涉及一种淬火机，具体涉及一种立体转盘四工位数控淬火机。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件，它的作用是控制气门的开启和闭合。凸轮轴的主体是一根与气缸组长度近似相同的圆柱形棒体，轴体上套有若干个用来驱动气门的凸轮，每个凸轮的位置是由轴向和圆周向两个方向来限定。凸轮轴上凸轮的轴向尺寸、凸轮轴上轴颈处的外径尺寸等等，都是为了保证发动机能精确控制运行的重要尺寸。

凸轮轴在实际加工过程中需要进行淬火处理，现有的凸轮轴淬火一般采用人工淬火，即首先通过人工将凸轮轴放入炉火中加热至需要的温度，然后人工放入冷却液中进行淬火处理，上述方式效率低下，自动化程度低，而且凸轮轴的加热温度也不好严格控制。

为解决淬火效率低、温度控制难的问题，现有技术中也开发了淬火机床，例如公开号为：CN203613224U的中国专利公开了一种双工位高频立式淬火机床，包括，循环冷却水系统和床身底座，床身底座上设置有框架式焊接床身；床身包括床身底座两侧对称设置的左侧淬火工位和右侧淬火工位，左侧淬火工位设置有左侧工位立式滑台；右侧淬火工位设置有右侧工位立式滑台。该双工位高频立式淬火机床，可对各类齿轮凸轮轴、花键轴、细长轴及空心轴类工件淬火，同时对两个淬火部位自动完成连续淬火加工，提高电源利用率，具有自动化程度高，生产效率提高2倍，节能环保，具有较好的适应能力，大大节约了人工成本或设备投资成本，机床整体密封结构，不锈钢材料防护耐腐蚀，工作环境保护好，无泄露，节能环保。但是该双工位高频立式淬火机床对于工件的淬火转换能力弱，工件夹持、转换的自动化程度低，无法实现多个凸轮轴在淬火和回火处理过程中实现自动上料、夹持，也无法满足工件保持上下夹持位置稳定的同时，实现工件的轴向旋转，也无法实现淬火、回火之间的自动切换轮转，自动化程度低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种立体转盘四工位数控淬火机，可以实现工件的自动夹持、淬火、回火、卸料，并实现工件在淬火、回火过程中旋转的要求，增强淬火、回火的效果，自动化程度高，智能化程度高。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种立体转盘四工位数控淬火机，包括：机架；安装在机架上的四工位转盘机构，所述四工位转盘机构包括安装在机架上的四工位转盘，所述四工位转盘的下方安装有转盘传动装置，所述转盘传动装置与四工位转盘之间通过转盘传动轴连接；所述四工位转盘上安装有四个呈圆周阵列分布的下顶尖总成，四工位转盘的斜下方安装有可驱动下顶尖总成转动的工件回转驱动机构，四工位转盘的上方安装有工件抓手总成，所述工件抓手总成通过抓手总成旋转轴固定在四工位转盘的正上方，抓手总成旋转轴的底部与转盘传动轴连接，工件抓手总成上安装有四个呈圆周阵列分布的且与四个下顶尖总成相对应的工件抓手；安装在四工位转盘机构一侧的淬火负载驱动机构，所述淬火负载驱动机构包括负载机架，所述负载机架上设置有两条沿负载机架Z向平行间隔设置的滑轨，负载机架上安装有十字滑台装置和上顶尖滑台装置，其中上顶尖滑台装置上安装与下顶尖总成相对应的上顶尖总成；安装在淬火负载驱动机构中上顶尖滑台装置上的淬火负载总成；安装在淬火负载驱动机构一侧的回火负载驱动机构；安装在回火负载驱动机构上的回火负载总成；安装在机架后端的冷却水箱，所述冷却水箱分别通过水管连接至淬火负载总成和回火负载总成的上方。

在上述技术方案中，实际工作时，需要进行淬火操作的工件首先通过工件抓手总成上的上料工位的工件抓手将工件抓取并放置在对应上料工位的下顶尖总成上，然后转盘传动装置驱动四工位转盘旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成和工件旋转至淬火工位，然后淬火负载驱动机构中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成下压，通过上顶尖总成将工件压紧在上顶尖总成与下顶尖总成之间，同时淬火负载驱动机构中的十字滑台装置驱动淬火负载总成与工件接触，然后通过淬火负载总成工作在工件表面产生感应电流，使得工件表面快速达到淬火的温度(凸轮轴的淬火温度为900℃)，然后十字滑台装置驱动淬火负载总成复位，冷却水箱通过水管向达到淬火的温度的工件表面喷淋，同时工件回转驱动机构驱动下顶尖总成带动工件匀速转动，以提升工件淬火的质量。工件淬火完成后，淬火负载驱动机构中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成复位，然后转盘传动装置驱动四工位转盘再次旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成和工件旋转至回火工位，回火负载驱动机构和淬火负载驱动机构的结构相同，回火负载总成的结构与淬火负载总成的结构相同，回火负载驱动机构首先驱动上顶尖总成下压，通过上顶尖总成将工件压紧在上顶尖总成与下顶尖总成之间，然后驱动回火负载总成与工件接触，然后通过回火负载总成工作在工件表面产生感应电流，使得工件表面达到回火的温度(凸轮轴的回火温度为200℃)，然后回火负载总成复位，冷却水箱通过水管向达到回火的温度的工件表面喷淋，同时工件回转驱动机构驱动下顶尖总成带动工件匀速转动，以提升工件回火的质量。工件回火完成后，回火负载驱动机构中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成复位，然后转盘传动装置驱动四工位转盘再次旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成和工件旋转至卸料工位，经过淬火、回火处理后的工件自动卸料。

优选的，所述下顶尖总成包括工件旋转传动轴、工件旋转传动齿轮、下顶尖轴承、下顶杆和下顶尖，其中下顶尖轴承固定在四工位转盘上，工件旋转传动轴的顶部插入至下顶尖轴承内，工件旋转传动齿轮固定在工件旋转传动轴上，下顶杆的底部插入至下顶尖轴承内，下顶尖头固定在下顶杆的顶部，实际工作时，工件旋转传动齿轮在工件回转驱动机构的驱动下，带动下顶尖轴承、下顶杆和下顶尖头转动，进而带动夹持在下顶尖头与上顶尖头之间的工件转动。

优选的，所述工件回转驱动机构包括回转驱动电机、减速器、回转传动轴和回转传动齿轮，其中减速器固定在四工位转盘的斜下方，回转驱动电机与减速器的输入轴连接，回转传动轴与减速器的输出轴连接，回转传动齿轮固定在回转传动轴上且可与下顶尖总成上的工件旋转传动齿轮啮合；实际工作时，回转驱动电机驱动减速器带动回转传动轴转动，通过回转传动齿轮与下顶尖总成中的工件旋转传动齿轮啮合，进而可以驱动下顶尖轴承转动。

优选的，所述工件抓手总成包括安装在抓手总成旋转轴上的安装座，所述安装座上固定安装有四个向外延伸且与四工位转盘上的四个下顶尖总成相对应的工件抓手。

优选的，所述工件抓手包括抓手气缸和抓爪，所述抓手气缸的尾部固定在安装座上，两对称设置的抓爪安装在抓手气缸的前端，所述抓爪合拢的位置位于下顶尖头的正上方，实际工作过程中，通过抓手气缸驱动抓爪的开合实现对工件的抓取或者松开。

优选的，所述上顶尖总成包括压紧气缸、上连接轴、上顶尖轴承、上顶杆和上顶尖头，所述压紧气缸竖直向下设置，上连接轴的顶部与压紧气缸的伸缩杆连接，上连接轴的底部与上顶尖轴承连接，上顶杆的顶部插入至上顶尖轴承内，上顶尖头固定在上顶杆的底部，实际工作过程中，通过压紧气缸可以驱动上顶尖轴承带动上顶杆和上顶尖头下压，通过上顶尖头与工件接触，实现对工件的定位压紧。

优选的，所述十字滑台装置包括沿机架Z向分布且与滑轨平行设置的十字滑台Z向丝杆，十字滑台Z向驱动电机安装在机架顶部且与十字滑台Z向丝杆的顶部连接，十字滑台Z向移动座的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨上，十字滑台Z向移动座的中部与十字滑台Z向丝杆连接，十字滑台组件安装在十字滑台Z向移动座上；机架上还安装有上顶尖滑台装置，所述上顶尖滑台装置包括沿机架Z向分布且与滑轨平行设置的上顶尖滑台丝杆，上顶尖滑台驱动电机安装在机架顶部且与上顶尖滑台丝杆的顶部连接，上顶尖滑台的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨上，上顶尖滑台的中部与上顶尖滑台丝杆连接，上顶尖总成安装在上顶尖滑台的侧端上且竖直向下设置。实际工作过程中，淬火负载总成固定在十字滑台组件上，通过十字滑台Z向驱动电机与十字滑台Z向丝杆之间的配合可以精确控制十字滑台组件在Z向的移动，十字滑台组件可以精确控制淬火负载总成在X向和Y向上的精确移动，同时通过上顶尖滑台驱动电机与上顶尖滑台丝杆之间的配合可以精确控制上顶尖总成在Z轴上的精确移动。

优选的，所述十字滑台组件包括十字滑台X向丝杆、十字滑台X向驱动电机、Y向座、十字滑台Y向丝杆、十字滑台Y向驱动电机和十字滑台，所述十字滑台X向丝杆沿X向固定在十字滑台Z向移动座上，十字滑台X向驱动电机安装在十字滑台Z向移动座上且与十字滑台X向丝杆连接，Y向座安装在十字滑台X向丝杆上，十字滑台Y向丝杆沿Y向固定在Y向座上，十字滑台Y向驱动电机安装在Y向座上且与十字滑台Y向丝杆连接，十字滑台安装在十字滑台Y向丝杆上，淬火负载总成安装在十字滑台上。实际工作时，淬火负载总成固定在十字滑台上，可以通过十字滑台X向驱动电机和十字滑台Y向驱动电机精确控制淬火负载总成在X向和Y向的精确移动。

优选的，所述淬火负载总成包括安装座壳体，所述安装座壳体内安装有变压器，安装座壳体顶部安装有与变压器固定连接的电容，安装座壳体的后端外侧设置有输入连接排，所述输入连接排与变压器的输入端之间通过输入连接铜片连接，负载输出块安装在安装座壳体前端的内侧，所述负载输出块与变压器的输出端之间通过输出连接铜片连接，传导套杆安装在安装座壳体的外侧且向前延伸，传导套杆的后端与负载输出块固定连接，传导套杆的前端安装有淬火座，淬火座上安装有淬火支杆，淬火支杆与传导套杆连接，淬火感应器安装在淬火支杆的前端。实际工作时，变压器通过输入连接排与外部电源连接，实际工作过程中，将需要进行淬火处理的凸轮轴放置到淬火感应器内，然后接通外部电源，经过变压器和电容处理后，依次通过负载输出块、传导套杆和淬火支杆进行高压电流的输出，并通过使得淬火感应器在凸轮轴表面产生一定的感应电流，迅速加热凸轮轴表面，进行快速淬火，通过负载输出块、传导套杆和淬火支杆之间的配合，可以确保高压电流的稳定输出，增强操作过程中的安全性能，而且结构简单，安装、使用非常方便。

优选的，所述机架外侧安装有控制面板，通过控制面板可以实现对工作参数的设定。

本发明提供的一种立体转盘四工位数控淬火机的有益效果在于：

1)本立体转盘四工位数控淬火机设计合理，集成化程度高，可以实现工件的自动夹持、淬火、回火、卸料，并实现工件在淬火、回火过程中旋转的要求，增强淬火、回火的效果，自动化程度高，智能化程度高。

2)本立体转盘四工位数控淬火机通过对四工位转盘夹持机构的结构设计，可以实现多个工件的自动上料夹持、转换，既可以满足工件上下稳定夹持的要求，又可以满足工件在淬火、回火过程中旋转的要求。

3)本立体转盘四工位数控淬火机通过对淬火负载驱动机构(回火负载驱动机构)的结构设计，可以实现对固定在十字滑台上的淬火负载总成(回火负载总成)进行XYZ三轴方向的精确控制，以便更加精确的与工件对接，同时可以保证对上顶尖总成的稳定驱动。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的前视图。

图3为本发明内部安装结构的前视图。

图4为本发明内部安装结构的俯视图。

图5为本发明内部安装结构的侧视图。

图6为本发明中四工位转盘机构的前视图。

图7为本发明中四工位转盘机构的俯视图。

图8为本发明中四工位转盘机构的局部结构示意图。

图9为本发明中下顶尖总成的结构示意图。

图10为本发明中上顶尖总成的结构示意图。

图11为本发明中工件抓手总成的结构示意图。

图12为本发明中淬火负载驱动机构的前视图。

图13为本发明中淬火负载驱动机构的侧视图。

图14为本发明中上顶尖总成、下顶尖总成夹持工件的状态示意图。

图中：1、机架；2、四工位转盘机构；21、转盘传动装置；22、工件回转驱动机构；221、回转驱动电机；222、减速器；223、回转传动轴；224、回转传动齿轮；23、转盘传动轴；24、下顶尖总成；241、工件旋转传动轴；242、工件旋转传动齿轮；243、下顶尖轴承；244、下顶杆；245、下顶尖；25、四工位转盘；26、工件抓手总成；261、安装座；262、抓手气缸；263、抓爪；27、上顶尖总成；271、压紧气缸；272、上连接轴；273、上顶尖轴承；274、上顶杆；275、上顶尖头；28、抓手总成旋转轴；3、淬火负载总成；31、安装座壳体；32、电容；33、变压器；34、输入连接排；35、输入连接铜片；36、输出连接铜片；37、负载输出块；38、传导套杆；39、套杆固定座；310、淬火座；311、淬火支杆；312、淬火感应器；313、调节开关；4、淬火负载驱动机构；41、负载机架；42、十字滑台Z向丝杆；43、上顶尖滑台丝杆；44、滑轨；45、十字滑台Z向移动座；46、十字滑台X向丝杆；47、十字滑台X向驱动电机；48、十字滑台Y向驱动电机；49、十字滑台；410、上顶尖滑台；411、上顶尖滑台驱动电机；412、十字滑台Z向驱动电机；5、回火负载总成；6、回火负载驱动机构；7、冷却水箱；8、控制面板；9、工件。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种立体转盘四工位数控淬火机。

参照图1至图14所示，一种立体转盘四工位数控淬火机，包括：

机架1；

安装在机架1上的四工位转盘机构2，所述四工位转盘机构2包括安装在机架1上的四工位转盘25，安装在四工位转盘25下方的转盘传动装置21，所述转盘传动装置21与四工位转盘25之间通过转盘传动轴23连接，本实施例中转盘传动装置21为分割器，实际工作过程中，转盘传动装置21可以驱动四工位转盘25顺时针转动；呈圆周阵列安装在四工位转盘25上的四个下顶尖总成24，所述下顶尖总成24包括工件旋转传动轴241、工件旋转传动齿轮242、下顶尖轴承243、下顶杆244和下顶尖245，其中下顶尖轴承243固定在四工位转盘25上，工件旋转传动轴241的顶部插入至下顶尖轴承243内，工件旋转传动齿轮242固定在工件旋转传动轴241上，下顶杆245的底部插入至下顶尖轴承243内，下顶尖头245固定在下顶杆244的顶部，下顶尖头245与下顶杆244之间通过螺纹连接，以方便下顶尖头245的快速安装及更换，下顶尖头245采用硬质合金材料制作而成，以增强下顶尖头245的使用寿命，实际工作过程中，工件旋转传动轴241可以带动下顶尖轴承243、下顶杆244和下顶尖245进行旋转；安装在四工位转盘25斜下方的工件回转驱动机构22，所述工件回转驱动机构22包括回转驱动电机221、减速器222、回转传动轴223和回转传动齿轮224，其中减速器222固定在四工位转盘25的斜下方，回转驱动电机221与减速器222的输入轴连接，回转传动轴223与减速器222的输出轴连接，回转传动齿轮224固定在回转传动轴223上且可与下顶尖总成24上的工件旋转传动齿轮242啮合；安装在四工位转盘25上方的工件抓手总成26，所述工件抓手总成26通过抓手总成旋转轴28固定在四工位转盘25的正上方，抓手总成旋转轴28的底部与转盘传动轴23连接，保证工件抓手总成26与四工位转盘25之间可以保持同步转动，所述工件抓手总成26包括安装在抓手总成旋转轴28上的安装座261，所述安装座261上固定安装有四个向外延伸且与四工位转盘25上的四个下顶尖总成24相对应的工件抓手，每个工件抓手上抓紧一个工件9并对应放置于一个下顶尖总成24上，所述工件抓手包括抓手气缸262和抓爪263，所述抓手气缸262的尾部固定在安装座261上，两对称设置的抓爪263安装在抓手气缸262的前端，所述抓爪263合拢的位置位于下顶尖头245的正上方，实际工作过程中，通过抓手气缸262驱动抓爪263的开合实现对工件9的抓取或者松开，四个工件抓手可以分别将工件9抓取，并放置到下顶尖总成24装置的下顶尖头245上，使得下顶尖头245顶入至工件9底部；安装在工件抓手总成26斜上方的上顶尖总成27，所述上顶尖总成27包括压紧气缸271、上连接轴272、上顶尖轴承273、上顶杆274和上顶尖头275，所述压紧气缸271竖直向下设置，上连接轴272的顶部与压紧气缸271的伸缩杆连接，上连接轴272的底部与上顶尖轴承273连接，上顶杆274的顶部插入至上顶尖轴承273内，上顶尖头275固定在上顶杆274的底部，上顶尖头275与上顶杆274之间通过螺纹连接，以方便上顶尖头275的快速安装及更换，上顶杆274顶部与上顶尖轴承273对接处安装有缓冲弹簧，当压紧气缸271推动上顶尖轴承273下压时，通过缓冲弹簧可以使得上顶尖头275与工件9压紧时有一个良好的缓冲，减少上顶尖头275对工件9下压时的损害，上顶尖头275为硬质合金材料制作而成。本四工位转盘机构结构简单，设计合理，可以实现四个工件9的自动上料夹持、转换，既可以满足工件9上下稳定夹持的要求，又可以满足工件9在淬火、回火过程中旋转的要求。实际加工过程中，四个工件抓手首先分别将工件9抓取，并将工件9放置到下顶尖总成24装置的下顶尖头245上，使得下顶尖头245顶入至工件9底部，然后转盘传动装置21驱动四工位转盘25和工件抓手总成26同步转动，使得需要淬火的工件9旋转至上顶尖总成27的正下方，然后压紧气缸271驱动上顶尖头275下压，使得上顶尖头275顶入至工件9的顶部，将工件9夹持在上顶尖头275与下顶尖头245之间，然后工件回转驱动机构22中的回转驱动电机221驱动减速器222带动回转传动轴223转动，通过回转传动齿轮224与下顶尖总成24中的工件旋转传动齿轮242啮合，进而可以驱动下顶尖轴承243带动下顶杆244和下顶尖头245转动，进而带动夹持在下顶尖头245与上顶尖头275之间的工件9转动，既可以满足工件9上下夹持的要求，又可以满足工件9在淬火、回火过程中旋转的要求，增强工件9淬火或者回火的效率。淬火完成后，压紧气缸271驱动上顶尖头275向上抬升，然后转盘传动装置21再次驱动四工位转盘25和工件抓手总成26同步转动，使得经过淬火的工件9旋转至下个工位，下一个为淬火的工件9旋转至上顶尖总成27下方，重复上述操作，本四工位转盘夹持机构自动化程度高，智能化程度高，可以大幅提高工件淬火的效率；

安装在四工位转盘机构2一侧的淬火负载驱动机构4，所述淬火负载驱动机构4包括负载机架41，所述负载机架41上设置有两条沿负载机架41Z向平行间隔设置的滑轨44；安装在负载机架41上的十字滑台装置，所述十字滑台装置包括沿负载机架41Z向分布且与滑轨44平行设置的十字滑台Z向丝杆42，十字滑台Z向驱动电机412安装在负载机架41顶部且与十字滑台Z向丝杆42的顶部连接，十字滑台Z向移动座45的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨44上，十字滑台Z向移动座45的中部与十字滑台Z向丝杆42连接，十字滑台组件安装在十字滑台Z向移动座45上，所述十字滑台组件包括十字滑台X向丝杆46、十字滑台X向驱动电机47、Y向座、十字滑台Y向丝杆、十字滑台Y向驱动电机48和十字滑台49，所述十字滑台X向丝杆46沿X向固定在十字滑台Z向移动座45上，十字滑台X向驱动电机47安装在十字滑台Z向移动座45上且与十字滑台X向丝杆46连接，Y向座安装在十字滑台X向丝杆46上，十字滑台Y向丝杆沿Y向固定在Y向座上，十字滑台Y向驱动电机48安装在Y向座上且与十字滑台Y向丝杆连接，十字滑台49安装在十字滑台Y向丝杆上；实际工作过程中，工件固定在十字滑台49上，可以通过十字滑台X向驱动电机47和十字滑台Y向驱动电机48分别驱动十字滑台X向丝杆46和十字滑台Y向丝杆精确控制工件在X向和Y向的精确移动，通过十字滑台Z向驱动电机412与十字滑台Z向丝杆42之间的配合可以精确控制工件在Z向的移动；安装在负载机架41上的上顶尖滑台装置，所述上顶尖滑台装置包括沿负载机架41Z向分布且与滑轨44平行设置的上顶尖滑台丝杆43，上顶尖滑台驱动电机411安装在负载机架41顶部且与上顶尖滑台丝杆43的顶部连接，上顶尖滑台410的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨44上，上顶尖滑台410的中部与上顶尖滑台丝杆43连接，上顶尖总成27安装在上顶尖滑台410的侧端上且竖直向下设置。实际工作过程中，通过上顶尖滑台驱动电机411可以驱动上顶尖滑台410带动上顶尖总成27下压，通过上顶尖总成27中的上顶尖头275与工件9接触，实现对工件9的定位压紧。本淬火负载驱动机构4结构简单，设计合理，控制精度高，可以实现对固定在十字滑台9上的淬火负载总成3进行XYZ三轴方向的精确控制，同时可以保证对上顶尖总成27的稳定驱动。实际工作过程中，淬火负载总成3固定在十字滑台49上，可以通过十字滑台X向驱动电机47和十字滑台Y向驱动电机48分别驱动十字滑台X向丝杆46和十字滑台Y向丝杆精确控制淬火负载总成3在X向和Y向的精确移动，通过十字滑台Z向驱动电机412与十字滑台Z向丝杆42之间的配合可以精确控制淬火负载总成3在Z向的移动，同时通过上顶尖滑台驱动电机411与上顶尖滑台丝杆43之间的配合可以精确控制上顶尖总成27在Z轴上的精确移动；

安装在淬火负载驱动机构4中上顶尖滑台装置上的淬火负载总成3，所述淬火负载总成3包括安装座壳体31，所述安装座壳体31内安装有变压器33，所述变压器33为高频变压器，安装座壳体31顶部安装有与变压器33固定连接的电容32，实际工作过程中变压器33和电容32之间的配合可以实现对输入电压的升压处理，安装座壳体31的后端外侧设置有输入连接排34，输入连接排34用于与外部电源连接，所述输入连接排34与变压器33的输入端之间通过输入连接铜片35连接，负载输出块37安装在安装座壳体31前端的内侧，所述负载输出块37与变压器33的输出端之间通过输出连接铜片36连接，经过变压器33升压后的高压电流通过负载输出块37向外输出，传导套杆38安装在安装座壳体31的外侧且向前延伸，传导套杆38的后端与负载输出块37固定连接，传导套杆38的中部安装有用于支撑传导套杆38的套杆固定座39，便于传导套杆38的稳定安装及向前延伸，传导套杆38的前端安装有淬火座310，所述传导套杆38包括传导铜杆和绝缘套杆，其中传导铜杆套接在绝缘套杆内侧，传导铜杆用于传递高压电流，绝缘套杆用于与套杆固定座39对接，并隔绝传导铜杆，防止套杆固定座39带电，淬火座310上安装有淬火支杆311，淬火支杆311与传导套杆38中的传导铜杆连接，淬火感应器312安装在淬火支杆311的前端，淬火座310上安装有控制淬火感应器312工作的调节开关313，方便对淬火感应器312的调节。本淬火负载总成结构简单，设计合理，安装使用方便，安全系数高。实际工作过程中，变压器33通过输入连接排34与外部电源连接，通过淬火负载驱动机构4驱动淬火负载总成3中的淬火感应器312与被夹持在上顶尖总成27与下顶尖总成4之间的工件9接触，然后接通外部电源，外部电流经过变压器33和电容32处理后，依次通过负载输出块37、传导套杆38和淬火支杆311进行高压电流的输出，并通过淬火感应器312在工件9表面产生一定的感应电流，迅速加热工件9表面，进行快速加热升温到900℃。通过负载输出块37、传导套杆38和淬火支杆311之间的配合，可以确保高压电流的稳定输出，增强操作过程中的安全性能，而且结构简单，安装、使用非常方便；

安装在淬火负载驱动机构4一侧的回火负载驱动机构6，所述回火负载驱动机构6与淬火负载驱动机构4的结构相同，用于驱动回火负载总成5；

安装在回火负载驱动机构6上的回火负载总成5，所述回火负载总成5的结构与淬火负载总成3的结构相同，只是变压器33和电容32的功率不同，使得工件加热的温度不同，淬火负载总成3可以使得工件快速升温至淬火温度(一般为900℃)，回火负载总成5可以使得工件快速升温至回火温度(一般为200℃)；

安装在机架1后端的冷却水箱7，所述冷却水箱7分别通过水管连接至淬火负载总成3和回火负载总成5的上方，当淬火负载总成3或者回火负载总成5将工件9表面加热至淬火温度或者回火温度后，冷却水箱7通过向工件9喷射冷却水进行淬火或者回火处理；

安装在机架1外侧的控制面板8，通过控制面板8可以实现对工作参数的设定。

本立体转盘四工位数控淬火机的具体工作流程如下：

(1)需要进行淬火操作的工件9首先通过工件抓手总成26上的上料工位的工件抓手将工件9抓取并放置在对应上料工位的下顶尖总成24上；

(2)转盘传动装置21驱动四工位转盘25旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成24和工件9旋转至淬火工位，然后淬火负载驱动机构4中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成27下压，通过上顶尖总成27将工件9压紧在上顶尖总成27与下顶尖总成24之间；

(3)淬火负载驱动机构4中的十字滑台装置驱动淬火负载总成3与工件9接触，然后通过淬火负载总成3工作在工件9表面产生感应电流，使得工件9表面快速达到淬火的温度(凸轮轴的淬火温度为900℃)，然后十字滑台装置驱动淬火负载总成3复位；

(4)冷却水箱7通过水管向达到淬火的温度的工件9表面喷淋，同时工件回转驱动机构22驱动下顶尖总成24带动工件9匀速转动，以提升工件淬火的质量；

(5)工件9淬火完成后，淬火负载驱动机构4中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成27复位；

(6)转盘传动装置21驱动四工位转盘25再次旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成27和经过淬火处理后的工件9旋转至回火工位；

(7)回火负载驱动机构6驱动安装在回火负载驱动机构6上的上顶尖总成27下压，通过上顶尖总成27将工件9压紧在上顶尖总成27与下顶尖总成24之间；

(8)回火负载驱动机构6驱动回火负载总成5与工件9接触，然后通过回火负载总成5工作在工件9表面产生感应电流，使得工件9表面达到回火的温度(凸轮轴的回火温度为200℃)，然后回火负载总成5复位；

(9)冷却水箱7通过水管向达到回火的温度的工件9表面喷淋，同时工件回转驱动机构22驱动下顶尖总成24带动工件9匀速转动，实现工件9表面的回火冷却，以提升工件回火的质量；

(10)工件9回火完成后，回火负载驱动机构6中的上顶尖滑台装置驱动上顶尖总成27复位，然后转盘传动装置21驱动四工位转盘25再次旋转90°，将工件抓手、下顶尖总成24和经过回火处理后的工件9旋转至卸料工位；

(11)经过淬火、回火处理后的工件9自动卸料。

本立体转盘四工位数控淬火机设计合理，集成化程度高，可以实现凸轮轴工件9的自动夹持、淬火、回火、卸料，并实现工件9在淬火、回火过程中旋转的要求，增强淬火、回火的效果，自动化程度高，智能化程度高。本立体转盘四工位数控淬火机通过对四工位转盘夹持机构2的结构设计，可以实现多个工件9的自动上料夹持、转换，既可以满足工件上下稳定夹持的要求，又可以满足工件9在淬火、回火过程中旋转的要求。本立体转盘四工位数控淬火机通过对淬火负载驱动机构4(回火负载驱动机构6)的结构设计，可以实现对固定在十字滑台上的淬火负载总成3(回火负载总成5)进行XYZ三轴方向的精确控制，以便更加精确的与工件9对接，同时可以保证对上顶尖总成27的稳定驱动。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于包括：

机架；

安装在机架上的四工位转盘机构，所述四工位转盘机构包括安装在机架上的四工位转盘，所述四工位转盘的下方安装有转盘传动装置，所述转盘传动装置与四工位转盘之间通过转盘传动轴连接；所述四工位转盘上安装有四个呈圆周阵列分布的下顶尖总成，四工位转盘的斜下方安装有可驱动下顶尖总成转动的工件回转驱动机构，四工位转盘的上方安装有工件抓手总成，所述工件抓手总成通过抓手总成旋转轴固定在四工位转盘的正上方，抓手总成旋转轴的底部与转盘传动轴连接，工件抓手总成上安装有四个呈圆周阵列分布的且与四个下顶尖总成相对应的工件抓手，所述工件回转驱动机构包括回转驱动电机、减速器、回转传动轴和回转传动齿轮，其中减速器固定在四工位转盘的斜下方，回转驱动电机与减速器的输入轴连接，回转传动轴与减速器的输出轴连接，回转传动齿轮固定在回转传动轴上且可与下顶尖总成上的工件旋转传动齿轮啮合；

安装在四工位转盘机构一侧的淬火负载驱动机构，所述淬火负载驱动机构包括负载机架，所述负载机架上设置有两条沿负载机架Z向平行间隔设置的滑轨，负载机架上安装有十字滑台装置和上顶尖滑台装置，其中上顶尖滑台装置上安装与下顶尖总成相对应的上顶尖总成；

安装在淬火负载驱动机构中上顶尖滑台装置上的淬火负载总成，所述淬火负载总成包括安装座壳体，所述安装座壳体内安装有变压器，安装座壳体顶部安装有与变压器固定连接的电容，安装座壳体的后端外侧设置有输入连接排，所述输入连接排与变压器的输入端之间通过输入连接铜片连接，负载输出块安装在安装座壳体前端的内侧，所述负载输出块与变压器的输出端之间通过输出连接铜片连接，传导套杆安装在安装座壳体的外侧且向前延伸，传导套杆的后端与负载输出块固定连接，传导套杆的前端安装有淬火座，淬火座上安装有淬火支杆，淬火支杆与传导套杆连接，淬火感应器安装在淬火支杆的前端；

安装在淬火负载驱动机构一侧的回火负载驱动机构；

安装在回火负载驱动机构上的回火负载总成；

安装在机架后端的冷却水箱，所述冷却水箱分别通过水管连接至淬火负载总成和回火负载总成的上方。

2.如权利要求1所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述下顶尖总成包括工件旋转传动轴、工件旋转传动齿轮、下顶尖轴承、下顶杆和下顶尖，其中下顶尖轴承固定在四工位转盘上，工件旋转传动轴的顶部插入至下顶尖轴承内，工件旋转传动齿轮固定在工件旋转传动轴上，下顶杆的底部插入至下顶尖轴承内，下顶尖头固定在下顶杆的顶部。

3.如权利要求1所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述工件抓手总成包括安装在抓手总成旋转轴上的安装座，所述安装座上固定安装有四个向外延伸且与四工位转盘上的四个下顶尖总成相对应的工件抓手。

4.如权利要求3所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述工件抓手包括抓手气缸和抓爪，所述抓手气缸的尾部固定在安装座上，两对称设置的抓爪安装在抓手气缸的前端，所述抓爪合拢的位置位于下顶尖头的正上方。

5.如权利要求1所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述上顶尖总成包括压紧气缸、上连接轴、上顶尖轴承、上顶杆和上顶尖头，所述压紧气缸竖直向下设置，上连接轴的顶部与压紧气缸的伸缩杆连接，上连接轴的底部与上顶尖轴承连接，上顶杆的顶部插入至上顶尖轴承内，上顶尖头固定在上顶杆的底部。

6.如权利要求1所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述十字滑台装置包括沿机架Z向分布且与滑轨平行设置的十字滑台Z向丝杆，十字滑台Z向驱动电机安装在机架顶部且与十字滑台Z向丝杆的顶部连接，十字滑台Z向移动座的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨上，十字滑台Z向移动座的中部与十字滑台Z向丝杆连接，十字滑台组件安装在十字滑台Z向移动座上；机架上还安装有上顶尖滑台装置，所述上顶尖滑台装置包括沿机架Z向分布且与滑轨平行设置的上顶尖滑台丝杆，上顶尖滑台驱动电机安装在机架顶部且与上顶尖滑台丝杆的顶部连接，上顶尖滑台的左右两端分别通过滑块契合安装在左右两滑轨上，上顶尖滑台的中部与上顶尖滑台丝杆连接，上顶尖总成安装在上顶尖滑台的侧端上且竖直向下设置。

7.如权利要求6所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述十字滑台组件包括十字滑台X向丝杆、十字滑台X向驱动电机、Y向座、十字滑台Y向丝杆、十字滑台Y向驱动电机和十字滑台，所述十字滑台X向丝杆沿X向固定在十字滑台Z向移动座上，十字滑台X向驱动电机安装在十字滑台Z向移动座上且与十字滑台X向丝杆连接，Y向座安装在十字滑台X向丝杆上，十字滑台Y向丝杆沿Y向固定在Y向座上，十字滑台Y向驱动电机安装在Y向座上且与十字滑台Y向丝杆连接，十字滑台安装在十字滑台Y向丝杆上，淬火负载总成安装在十字滑台上。

8.如权利要求1所述的立体转盘四工位数控淬火机，其特征在于：所述机架外侧安装有控制面板。

Images