CN113106217A - 一种喷嘴点冷加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷嘴点冷加工工艺，包括以下步骤：将模具零件放入真空淬火炉内，确认厚薄悬殊的位置；利用风机将惰性气体通入，并经由若干喷嘴分配气流和压力，各喷嘴输出的气流量大小可调，且各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔可调；对模具零件厚的位置以拉近距离、增大气流量地冷却,对模具零件薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却；配合温度检测模块调节各喷嘴，保持模具零件的各个位置之间的温差小于预设温度差值，直至冷却至特定温度。根据模具零件摆放和形状厚薄悬殊的位置去调节各喷嘴，充分发挥炉体内不同位置的冷却性能，让厚的地方与薄的地方都能均匀快速地冷却，减少温差产生热应力和产生组织应力，提高了淬火的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及淬火加工工艺技术领域，特别涉及一种喷嘴点冷加工工艺。
背景技术
真空淬火炉炉床设计大多是在炉内半径下方，对于厚薄悬殊复杂的零件产品热处理，尤其是对模具产品零件热处理，采用常规方法冷却时，模具零件中心部位较厚、零件离炉膛喷嘴较远的地方都会存在有冷却速度过慢，淬透性差等现象；较薄的地方则会出现冷却过快的现象，导致有的金相组织已经开始转变，产生组织应力和热应力过大并发生开裂，无疑给模具零件热处理带来较大的困难。目前通常都是采取对零件薄的位置包扎、遮挡和加厚等保护措施，防止薄的位置冷却过快，也可以提高压力加快冷速，从而充分保证模具零件厚的部位淬透性，但却又避免不了薄的位置受遮挡和加厚等保护过当的影响,使薄的位置同样也出现淬透性差和增加装炉重量超载的情况，又造成了出现过重超载不能操作等问题。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种喷嘴点冷加工工艺，能够使厚薄悬殊的模具产品零件均匀快速地冷却。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种喷嘴点冷加工工艺，包括以下步骤：
将模具零件放入真空淬火炉内，并根据模具零件的具体摆放确认模具零件中厚薄悬殊的位置；
启动炉内的风机，利用风机将惰性气体通入真空淬火炉内，并经由若干喷嘴分配气流和压力，其中各喷嘴输出的气流量大小可调，且各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔可调；
针对模具零件中厚薄悬殊的位置调节喷嘴，对模具零件厚的位置以拉近距离、增大气流量地冷却,对模具零件薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却；
配合温度检测模块检测零件的表面温度调节各喷嘴，保持模具零件的各个位置之间的温差小于预设温度差值，直至冷却至特定温度后结束冷却并转出。
有益效果：此喷嘴点冷加工工艺根据模具零件摆放和形状厚薄悬殊的位置去调节各喷嘴，对零件厚的位置拉近距离、增大气流量地冷却，薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却，充分发挥炉体内不同位置的冷却性能，让厚的地方与薄的地方都能均匀快速地冷却，减少温差产生热应力和产生组织应力，提高了淬火的加工质量。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，还包括上位控制器，上位控制器获取模具零件的各个位置的温度，同时获取各喷嘴的气流量大小信息和各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔大小信息，上位控制器分析得出各个位置之间的温差，以预设温度差值为基准点，上位控制器重新改变喷嘴输出的气流量大小和/或各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔，形成闭环控制系统。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，喷嘴包括若干第一喷嘴和若干第二喷嘴，第一喷嘴的管长比第二喷嘴的管长大，对模具零件厚的位置使用第一喷嘴进行冷却，对模具零件薄的位置使用第二喷嘴进行冷却。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，各喷嘴以模具零件为中心圆周阵列设置，受上位控制器的控制，各喷嘴可活动地设置在真空淬火炉内，以调节各喷嘴的输出口与加工工位之间的相对间隔。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，上位控制器根据各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔，上位控制器调节各喷嘴输出的气流量大小。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，温度检测模块设置为热电偶检测器，热电偶检测器的两个电极分别设置在模具零件中最厚的位置和模具零件中最薄的位置。
根据本发明第一方面实施例的喷嘴点冷加工工艺，预设温度差值设置为90℃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，一种喷嘴点冷加工工艺，包括以下步骤：
将模具零件放入真空淬火炉内，并根据模具零件的具体摆放确认模具零件中厚薄悬殊的位置；其中，真空淬火炉包括炉体10、加热机构和冷却机构，其中炉体10包括内腔，内腔内设有加工工位，模具零件可选择角度地放置于加工工位上；其中加热机构设置在炉体10上，用于对零件进行淬火加工，在真空状态下把工件加热到淬火温度，再配合冷却机构，对工件进行淬火；
在冷却时，启动炉内的风机，利用风机将惰性气体通入真空淬火炉内，并经由若干喷嘴20分配气流和压力，其中各喷嘴20输出的气流量大小可调，且各喷嘴20的输出口与模具零件之间的相对间隔可调；
针对模具零件中厚薄悬殊的位置调节喷嘴20，对模具零件厚的位置以拉近距离、增大气流量地冷却,对模具零件薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却；
配合温度检测模块检测零件的表面温度调节各喷嘴20，保持模具零件的各个位置之间的温差小于预设温度差值，直至冷却至特定温度后结束冷却并转出。
此喷嘴20点冷加工工艺根据模具零件摆放和形状厚薄悬殊的位置去调节各喷嘴20，对零件厚的位置拉近距离、增大气流量地冷却，薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却，充分发挥炉体10内不同位置的冷却性能，让厚的地方与薄的地方都能均匀快速地冷却，减少温差产生热应力和产生组织应力，提高了淬火的加工质量。
优选的，真空淬火炉的内腔设置成球形，加工工位位于内腔的中心，各喷嘴20均沿内腔的径向设置，各喷嘴20彼此间隔，且相邻的喷嘴20之间的间隔均可调，以内腔的中心为基准点调节喷嘴20更为方便、且利用各喷嘴20有方向性地分配气流量压力，可以保证零件的各个位置的冷却速度都可控，提高冷却的精度。
优选的，还包括上位控制器，上位控制器获取模具零件的各个位置的温度，同时获取各喷嘴20的气流量大小信息和各喷嘴20的输出口与模具零件之间的相对间隔大小信息，上位控制器分析得出各个位置之间的温差，以预设温度差值为基准点，上位控制器重新改变喷嘴20输出的气流量大小和/或各喷嘴20的输出口与模具零件之间的相对间隔，形成闭环控制系统。上位控制器可为计算机或单片机等设备，上位控制器通过电连接的方式控制加热机构、各喷嘴20和与各喷嘴20连接的传动系统、气动控制系统等。其中传动系统用于为各喷嘴20提供活动的驱动力，气动控制系统用于为各喷嘴20提供气压。
优选的第一实施例，喷嘴20包括若干第一喷嘴和若干第二喷嘴，第一喷嘴的管长比第二喷嘴的管长大，对模具零件厚的位置使用第一喷嘴进行冷却，对模具零件薄的位置使用第二喷嘴进行冷却。具体的，可分成自动更换和手动更换的方式实现，当为了节省成本，不想大幅改装炉体10时，各第一喷嘴和各第二喷嘴均可拆卸地设置在真空淬火炉内，根据零件的不同位置的壁厚在淬火前手动安装第一喷嘴或第二喷嘴；当使用自动更换的方式时，可以加工工位为中心，圆周阵列安装若干刀盘，第一喷嘴和第二喷嘴均安装于刀盘上，通过上位控制器转动刀盘，根据零件的不同位置的壁厚选择第一喷嘴或第二喷嘴，第一喷嘴或第二喷嘴的切换由上位控制器控制，提高自动化程度。
优选的第二实施例，各喷嘴20以模具零件为中心圆周阵列设置，受上位控制器的控制，各喷嘴20可活动地设置在真空淬火炉内，以调节各喷嘴20的输出口与加工工位之间的相对间隔。针对零件中不同的壁厚去调节各喷嘴20的输出口到零件表面的距离，保证零件各个表面的平衡冷却
优选的，上位控制器根据各喷嘴20的输出口与模具零件之间的相对间隔，上位控制器调节各喷嘴20输出的气流量大小。炉内的风机一端外接惰性气体，风机的另一端与调节模块连接，调节模块与各喷嘴20连接，调节模块用于控制各喷嘴20输出的气流量。具体的，惰性气体设置为氮气。
优选的，温度检测模块设置为热电偶检测器，热电偶检测器的两个电极分别设置在模具零件中最厚的位置和模具零件中最薄的位置。具体的，预设温度差值设置为90℃，减少温差产生热应力和产生组织应力。
此喷嘴20点冷加工工艺通过喷嘴20有方向性地分配气流量压力，对模具零件结构复杂，厚薄悬殊，厚薄落差太大的零件进行调整，零件薄的位置由缩短的喷嘴20加工，并减少气流量和降低压力，减慢冷却速度，使零件不能过快地冷却到马氏体组织转变危险温度区域，减少温差产生热应力和产生组织应力；把零件厚的位置由加长的喷嘴20加工，并增加压力和加大气流量，尽可能使模具零件厚的位置与喷嘴20距离拉近，加快冷却速度，使厚薄悬殊的零件的冷却速度得到均衡控制，实现了厚的部位冷却快，薄的位置冷却慢的效果。避免了厚的位置冷却速度慢,薄的地方冷却速度快形成热应力和组织应力过大造成的淬火质量事故，克服了因零件的厚薄悬殊而不得不采用遮挡包扎、加厚等保护措施而带来的质量影响和超载的问题。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种喷嘴点冷加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将模具零件放入真空淬火炉内，并根据模具零件的具体摆放确认模具零件中厚薄悬殊的位置；
启动炉内的风机，利用风机将惰性气体通入真空淬火炉内，并经由若干喷嘴分配气流和压力，其中各所述喷嘴输出的气流量大小可调，且各所述喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔可调；
针对模具零件中厚薄悬殊的位置调节喷嘴，对模具零件厚的位置以拉近距离、增大气流量地冷却,对模具零件薄的位置以放远距离、减少气流量地冷却；
配合温度检测模块检测零件的表面温度调节各喷嘴，保持模具零件的各个位置之间的温差小于预设温度差值，直至冷却至特定温度后结束冷却并转出。
2.根据权利要求1所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：还包括上位控制器，上位控制器获取模具零件的各个位置的温度，同时获取各喷嘴的气流量大小信息和各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔大小信息，上位控制器分析得出各个位置之间的温差，以预设温度差值为基准点，上位控制器重新改变喷嘴输出的气流量大小和/或各喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔，形成闭环控制系统。
3.根据权利要求2所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：所述喷嘴包括若干第一喷嘴和若干第二喷嘴，所述第一喷嘴的管长比所述第二喷嘴的管长大，对模具零件厚的位置使用所述第一喷嘴进行冷却，对模具零件薄的位置使用所述第二喷嘴进行冷却。
4.根据权利要求2所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：各所述喷嘴以模具零件为中心圆周阵列设置，受上位控制器的控制，各所述喷嘴可活动地设置在所述真空淬火炉内，以调节各所述喷嘴的输出口与所述加工工位之间的相对间隔。
5.根据权利要求3或4所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：所述上位控制器根据各所述喷嘴的输出口与模具零件之间的相对间隔，所述上位控制器调节各所述喷嘴输出的气流量大小。
6.根据权利要求2所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：所述温度检测模块设置为热电偶检测器，所述热电偶检测器的两个电极分别设置在模具零件中最厚的位置和模具零件中最薄的位置。
7.根据权利要求6所述的喷嘴点冷加工工艺，其特征在于：所述预设温度差值设置为90℃。
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