CN114941069A - 一种自动化活塞杆淬火设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化活塞杆淬火设备，包括第一机架、第二机架、旋转驱动机构、定位机构、喷淋冷却机构和感应升温机构，第二机架固定设置在第一机架的后侧，旋转驱动机构和定位机构分别固定在第一机架的左右两端，喷淋冷却机构固定在第一机架上且对应在旋转驱动机构和定位机构之间，感应升温机构固定在第一机架上且对应于喷淋冷却机构，其优点在于：安装活塞杆时，横向插入旋转驱动机构中进行固定，而无需将活塞杆竖直放置，便于操作且节省操作人员的体力，另一方面，本设备自动化程度和加工精度高，能够使活塞杆更均匀地进行升温和冷却，提高淬火效果。

Description

一种自动化活塞杆淬火设备

技术领域

本发明涉及金属热处理设备领域，特别涉及一种自动化活塞杆淬火设备。

背景技术

中高频淬火用于金属零件的表面热处理，淬火层深度一般约为2～4mm，这种工艺的好处在于可以将零件的表面淬硬，增加零件的耐磨性，而零件内部材料仍然保持原有的性能。工程机械中的液压缸的活塞杆经常要做伸出缩进运动，还要外载荷地承受剧烈冲击，这对液压缸的使用寿命是巨大的挑战。将活塞杆进行中高频淬火后其表面耐磨性大大增强，机械性能大幅度提升，这使得液压缸的返修几率大大降低。目前的淬火设备普遍将活塞杆竖直穿设过加热线圈，加热线圈加热完成后，喷淋水管对活塞杆喷水冷却，然而，此种方式存在以下缺陷：

(1)将活塞杆竖直放置，需要耗费操作人员大量的时间和体力，从而影响工作效率；

(2)竖直放置活塞杆时存在安全隐患，活塞杆竖直吊装的时候，有可能出现滑动，从而导致工件掉落，造成安全事故。

(3)活塞杆放置位置精确度不高，从而影响加热和冷却的均匀度不高。

因此，有必要制作出一种自动化活塞杆淬火设备，以解决上述问题点。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化活塞杆淬火设备以解决背景技术中所提及的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动化活塞杆淬火设备，包括第一机架、第二机架、旋转驱动机构、定位机构、喷淋冷却机构和感应升温机构，第二机架固定设置在第一机架的后侧，旋转驱动机构和定位机构分别固定在第一机架的左右两端，喷淋冷却机构固定在第一机架上且对应在旋转驱动机构和定位机构之间，感应升温机构固定在第一机架上且对应于喷淋冷却机构；

所述喷淋冷却机构包括汇水底座、侧部挡板、旋转盖板、第一安装板、第二安装板、第一喷淋管和第二喷淋管，汇水底座固定在第一机架上方，汇水底座上竖直设置有贯穿汇水底座中部的出水孔，侧部挡板竖直固定在汇水底座的上方后侧，侧部挡板上开设有第一通孔，旋转盖板上端能够转动地安装在侧部挡板的上端，旋转盖板的下端与汇水底座接触，第一安装板固定在汇水底座上方，第一喷淋管呈向上弯曲的弧形，第一喷淋管下端固定在第一安装板上且沿左右方向位置可调，第一喷淋管下端设有第一进水接口，第二安装板固定在旋转盖板内侧，第二喷淋管呈向下弯曲的弧形，第二喷淋管上端固定在第二安装板上且沿左右方向位置可调，第二喷淋管上端设有第二进水接口，第二喷淋管对应在第一喷淋管的上方，第一喷淋管和第二喷淋管内侧均设有多组喷淋孔。

对本发明的进一步描述：旋转盖板左右两侧设有第二通孔，旋转盖板上端设有可视窗口，旋转盖板下端设有手柄。

对本发明的进一步描述：旋转驱动机构包括旋转驱动电机、同步带、轴承座、旋转轴杆和三爪卡盘，旋转驱动电机和轴承座均固定在机架上，旋转轴杆能够转动地安装在轴承座上，旋转驱动电机的动力输出端通过同步带与旋转轴杆的左端驱动连接，旋转驱动电机驱动旋转轴杆旋转，三爪卡盘固定在旋转轴杆的右端。

对本发明的进一步描述：定位机构包括滑台、滑块、滑板、第一齿条、第一旋转手轮、齿轮、防护罩、顶尖部件和锁紧部件，滑台沿X轴方向固定在第一机架上且对应在旋转驱动机构的右侧，滑块固定在滑板的下方，滑块下端与滑台滑动连接，滑板能够沿着滑台左右滑动，第一齿条沿X轴方向固定在第一机架上，第一旋转手轮能够转动地安装在滑板上，齿轮固定在第一旋转手轮上且与第一齿条啮合，防护罩固定在滑板上且套设在齿轮外周，顶尖部件固定在滑板上，锁紧部件安装在第一机架和滑板上，用于固定滑板。

对本发明的进一步描述：顶尖部件包括安装底座、第二旋转手轮和定位顶尖，安装底座固定在滑板上，第二旋转手轮左端与安装底座螺纹连接，定位顶尖固定在第二旋转手轮的左端，第二旋转手轮驱动定位顶尖沿X轴方向移动。

对本发明的进一步描述：锁紧部件包括安装条、第二齿条、第三安装板、升降驱动开关、升降导杆、U型块和第三齿条，安装条沿X轴方向固定在第一机架上，第二齿条设置两组且分别固定在安装条的前后两侧，第三安装板固定在滑板上方，升降驱动开关固定在第三安装板上，升降导杆穿设过第三安装板和滑板，升降导杆的上端固定在升降驱动开关的动力输出端并由升降驱动开关驱动沿Z轴方向运行，U型块开口向下且上端固定在升降导杆的下端，第三齿条设置两组且分别固定在U型块的下端前后两侧，两组第三齿条上端分别与两组第二齿条下端啮合。

对本发明的进一步描述：还包括中心架，所述中心架固定在所述滑台上且沿X轴方向位置可调，所述中心架在所述滑台上设置两组。

对本发明的进一步描述：感应升温机构包括XY轴平移驱动机构、感应加热机箱和感应加热线圈，XY轴平移驱动机构固定在第二机架上，感应加热机箱固定在XY轴平移驱动机构的动力输出端，XY轴平移驱动机构驱动感应加热机箱沿X轴和Y轴方向运行，感应加热线圈一端与感应加热机箱电性连接，另一端对应于旋转驱动机构和定位机构之间。

对本发明的进一步描述：还包括控制面板，控制面板固定在第一机架的左侧，用于控制旋转驱动机构、喷淋冷却机构和感应升温机构。

对本发明的进一步描述：还包括急停按钮，急停按钮设置三组，三组急停按钮分别设置在控制面板、第一机架中部和第一机架右端。

本发明的有益效果为：通过将待加工的活塞杆一端插入旋转驱动机构中并进行固定，定位机构将活塞杆的另一端也进行固定，设备即可按照预先设定的参数开始对活塞杆自动进行感应加热以及喷淋冷却，从而对活塞杆完成自动淬火，本设计的优点在于：安装活塞杆时，横向插入旋转驱动机构中进行固定，而无需将活塞杆竖直放置，便于操作且节省操作人员的体力，另一方面，本设备自动化程度和加工精度高，能够使活塞杆更均匀地进行升温和冷却，提高淬火效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明旋转驱动机构的结构图；

图3是本发明定位机构的结构图；

图4是本发明定位机构的局部剖视图；

图5是本发明喷淋冷却机构的结构图；

图6是本发明喷淋冷却机构在旋转盖板打开状态下的结构图；

图7是本发明感应升温机构的结构图；

附图标记说明：

1、第一机架；2、第二机架；3、旋转驱动机构；31、旋转驱动电机；32、同步带；33、轴承座；34、旋转轴杆；35、三爪卡盘；4、定位机构；41、滑台；42、滑块；43、滑板；44、第一齿条；45、第一旋转手轮；46、齿轮；47、防护罩；48、顶尖部件；481、安装底座；482、第二旋转手轮；

483、定位顶尖；49、锁紧部件；491、安装条；492、第二齿条；493、第三安装板；494、升降驱动开关；495、升降导杆；496、U型块；497、第三齿条；5、喷淋冷却机构；51、汇水底座；511、出水孔；52、侧部挡板；

521、第一通孔；53、旋转盖板；531、第二通孔；532、可视窗口；533、手柄；54、第一安装板；55、第二安装板；56、第一喷淋管；561、第一进水接口；57、第二喷淋管；571、第二进水接口；6、感应升温机构；61、XY轴平移驱动机构；62、感应加热机箱；63、感应加热线圈；7、中心架；8、控制面板；9、急停按钮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步说明：

如图1所示，一种自动化活塞杆淬火设备，包括第一机架1、第二机架2、旋转驱动机构3、定位机构4、喷淋冷却机构5和感应升温机构6，第二机架2固定设置在第一机架1的后侧，旋转驱动机构3和定位机构4分别固定在第一机架1的左右两端，喷淋冷却机构5固定在第一机架1上且对应在旋转驱动机构3和定位机构4之间，感应升温机构6固定在第一机架1上且对应于喷淋冷却机构5。

在需要对活塞杆进行淬火工序时，操作人员将活塞杆放置在旋转驱动机构3中，旋转驱动机构3对活塞杆左端进行固定，再人工操作定位机构4对活塞杆的右端进行固定，使活塞杆只能做旋转运动，不能沿轴向运动，随后，在旋转驱动机构3的驱动下，活塞杆开始旋转，感应升温机构6对活塞杆进行感应加热，由于活塞杆做旋转运动，活塞杆的外侧能够均匀加热并升温，当升温完成后，喷淋冷却机构5对活塞杆喷水，使活塞杆快速冷却，从而完成淬火。在升温和冷却的过程中，旋转驱动机构3驱动活塞杆持续旋转，使活塞杆能够均匀地升温和冷却。

如图2所示，旋转驱动机构3包括旋转驱动电机31、同步带32、轴承座33、旋转轴杆34和三爪卡盘35，旋转驱动电机31和轴承座33均固定在机架上，旋转轴杆34能够转动地安装在轴承座33上，旋转驱动电机31的动力输出端通过同步带32与旋转轴杆34的左端驱动连接，旋转驱动电机31驱动旋转轴杆34旋转，三爪卡盘35固定在旋转轴杆34的右端。

安装活塞杆时，将活塞杆端部插入三爪卡盘35中，三爪卡盘35闭合并将活塞杆端部进行夹持，旋转驱动电机31通过同步带32驱动旋转轴杆34在轴承座33中旋转，从而驱动活塞杆旋转。

如图3至4所示，定位机构4包括滑台41、滑块42、滑板43、第一齿条44、第一旋转手轮45、齿轮46、防护罩47、顶尖部件48和锁紧部件49，滑台41沿X轴方向固定在第一机架1上且对应在旋转驱动机构3的右侧，滑块42固定在滑板43的下方，滑块42下端与滑台41滑动连接，滑板43能够沿着滑台41左右滑动，第一齿条44沿X轴方向固定在第一机架1上，第一旋转手轮45能够转动地安装在滑板43上，齿轮46固定在第一旋转手轮45上且与第一齿条44啮合，防护罩47固定在滑板43上且套设在齿轮46外周，顶尖部件48固定在滑板43上，锁紧部件49安装在第一机架1和滑板43上，用于固定滑板43。

通过转动第一旋转手轮45，使齿轮46转动并在第一齿条44上沿X轴方向运行，从而使滑板43和滑块42在滑台41上沿着X轴方向运行，防护罩47能够避免操作人员触碰齿轮46而受到损伤，当滑板43移动到活塞杆右端附近时，通过锁紧部件49将滑板43固定，使滑板43无法移动，随后微调顶尖部件48，对活塞杆的右端进行固定，使活塞杆只能做旋转运动。

所述顶尖部件48包括安装底座481、第二旋转手轮482和定位顶尖483，安装底座481固定在滑板43上，第二旋转手轮482左端与安装底座481螺纹连接，定位顶尖483固定在第二旋转手轮482的左端，第二旋转手轮482驱动定位顶尖483沿X轴方向移动。

通过转动第二旋转手轮482，使定位顶尖483沿X轴运行，定位顶尖483与活塞杆右端的旋转中心顶触，从而使活塞杆只能做旋转运动，而无法沿轴向运动。

所述锁紧部件49包括安装条491、第二齿条492、第三安装板493、升降驱动开关494、升降导杆495、U型块496和第三齿条497，安装条491沿X轴方向固定在第一机架1上，第二齿条492设置两组且分别固定在安装条491的前后两侧，第三安装板493固定在滑板43上方，升降驱动开关494固定在第三安装板493上，升降导杆495穿设过第三安装板493和滑板43，升降导杆495的上端固定在升降驱动开关494的动力输出端并由升降驱动开关494驱动沿Z轴方向运行，U型块496开口向下且上端固定在升降导杆495的下端，第三齿条497设置两组且分别固定在U型块496的下端前后两侧，两组第三齿条497上端分别与两组第二齿条492下端啮合。

滑板43滑动时，第三齿条497对应在第二齿条492的下方并与第二齿条492无接触，当滑板43位置调整好后，需要对滑板43进行固定时，通过升降驱动开关494使升降导杆495上升，从而使U型块496和第三齿条497上升，第三齿条497与第二齿条492啮合，从而使第三齿条497和第二齿条492无法沿X轴方向做相对运动，从而固定滑板43。

如图1、5和6所示，所述喷淋冷却机构5包括汇水底座51、侧部挡板52、旋转盖板53、第一安装板54、第二安装板55、第一喷淋管56和第二喷淋管57，汇水底座51固定在第一机架1上方，汇水底座51上竖直设置有贯穿汇水底座51中部的出水孔511，侧部挡板52竖直固定在汇水底座51的上方后侧，侧部挡板52上开设有第一通孔521，旋转盖板53上端能够转动地安装在侧部挡板52的上端，旋转盖板53的下端与汇水底座51接触，第一安装板54固定在汇水底座51上方，第一喷淋管56呈向上弯曲的弧形，第一喷淋管56下端固定在第一安装板54上且沿左右方向位置可调，第一喷淋管56下端设有第一进水接口561，第二安装板55固定在旋转盖板53内侧，第二喷淋管57呈向下弯曲的弧形，第二喷淋管57上端固定在第二安装板55上且沿左右方向位置可调，第二喷淋管57上端设有第二进水接口571，第二喷淋管57对应在第一喷淋管56的上方，第一喷淋管56和第二喷淋管57内侧均设有多组喷淋孔。

第一喷淋管56和第二喷淋管57分别通过第一进水接口561和第二进水接口571与供水设备连接，在活塞杆完成升温后，第一喷淋管56和第二喷淋管57通过喷淋孔对活塞杆喷射水柱进行冷却，第一喷淋管56和第二喷淋管57均为弧形并环绕在活塞杆的外侧，使喷淋孔与活塞杆的直线距离都相等，有利于活塞杆均匀地冷却，冷却水落入汇水底座51中，并通过出水孔511收集到相应容器或管道中，侧部挡板52上的第一通孔521能够使感应升温机构6的感应端进入旋转盖板53内部，以及能够允许管道进入旋转盖板53内部与第一进水接口561和第二进水接口571连接。

所述旋转盖板53左右两侧设有第二通孔531，旋转盖板53上端设有可视窗口532，旋转盖板53下端设有手柄533，旋转盖板53上的第二通孔531能够避免与活塞杆和三爪卡盘35发生干涉，可视窗口532能够使操作人员实时了解旋转盖板53内的升温和冷却情况，手柄533便于操作人员翻转旋转盖板53。

在本设计中，还包括中心架7，所述中心架7固定在所述滑台41上且沿X轴方向位置可调，所述中心架7在所述滑台41上设置两组。中心架7能够使活塞杆更加稳定地转动，提高加工精度。

在本设计中，还包括控制面板8，控制面板8固定在第一机架1的左侧，用于控制旋转驱动机构3、喷淋冷却机构5和感应升温机构6。控制面板8能够便于操作人员对设备进行控制。

在本设计中，还包括急停按钮9，急停按钮9设置三组，三组急停按钮9分别设置在控制面板8、第一机架1中部和第一机架1右端。由于活塞杆一般比较长，因此淬火设备也比较长，设备三组急停按钮9能够提高设备的安全性，当出现紧急状况时，能够尽快停止设备运行。

如图7所示，感应升温机构6包括XY轴平移驱动机构61、感应加热机箱62和感应加热线圈63，XY轴平移驱动机构61固定在第二机架2上，感应加热机箱62固定在XY轴平移驱动机构61的动力输出端，XY轴平移驱动机构61驱动感应加热机箱62沿X轴和Y轴方向运行，感应加热线圈63一端与感应加热机箱62电性连接，另一端对应于旋转驱动机构3和定位机构4之间。

通过XY轴平移驱动机构61，驱动感应加热机箱62沿X轴和Y轴方向运行，从而使感应加热线圈63对应在活塞杆待升温部位的旁侧，感应加热线圈63优选马鞍形线圈，一方面节省空间，另一方面有利于喷淋冷却机构5对活塞杆进行喷淋。

本实施例的工作原理：

在对活塞杆进行淬火工序时，操作人员将活塞杆放置在旋转驱动机构3中，旋转驱动机构3对活塞杆左端进行固定，再人工操作定位机构4对活塞杆的右端进行固定，随后，在旋转驱动机构3的驱动下，活塞杆开始旋转，感应升温机构6对活塞杆进行感应加热，当升温完成后，喷淋冷却机构5对活塞杆喷水，使活塞杆快速冷却，从而完成淬火。在升温和冷却的过程中，旋转驱动机构3驱动活塞杆持续旋转，使活塞杆能够均匀地升温和冷却。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：包括第一机架、第二机架、旋转驱动机构、定位机构、喷淋冷却机构和感应升温机构，所述第二机架固定设置在所述第一机架的后侧，所述旋转驱动机构和所述定位机构分别固定在所述第一机架的左右两端，所述喷淋冷却机构固定在所述第一机架上且对应在所述旋转驱动机构和所述定位机构之间，所述感应升温机构固定在所述第一机架上且对应于所述喷淋冷却机构；

所述喷淋冷却机构包括汇水底座、侧部挡板、旋转盖板、第一安装板、第二安装板、第一喷淋管和第二喷淋管，所述汇水底座固定在所述第一机架上方，所述汇水底座上竖直设置有贯穿所述汇水底座中部的出水孔，所述侧部挡板竖直固定在所述汇水底座的上方后侧，所述侧部挡板上开设有第一通孔，所述旋转盖板上端能够转动地安装在所述侧部挡板的上端，所述旋转盖板的下端与所述汇水底座接触，所述第一安装板固定在所述汇水底座上方，所述第一喷淋管呈向上弯曲的弧形，所述第一喷淋管下端固定在所述第一安装板上且沿左右方向位置可调，所述第一喷淋管下端设有第一进水接口，所述第二安装板固定在所述旋转盖板内侧，所述第二喷淋管呈向下弯曲的弧形，所述第二喷淋管上端固定在所述第二安装板上且沿左右方向位置可调，所述第二喷淋管上端设有第二进水接口，所述第二喷淋管对应在所述第一喷淋管的上方，所述第一喷淋管和所述第二喷淋管内侧均设有多组喷淋孔。

2.根据权利要求1所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述旋转盖板左右两侧设有第二通孔，所述旋转盖板上端设有可视窗口，所述旋转盖板下端设有手柄。

3.根据权利要求1所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、同步带、轴承座、旋转轴杆和三爪卡盘，所述旋转驱动电机和所述轴承座均固定在所述机架上，所述旋转轴杆能够转动地安装在所述轴承座上，所述旋转驱动电机的动力输出端通过所述同步带与所述旋转轴杆的左端驱动连接，所述旋转驱动电机驱动所述旋转轴杆旋转，所述三爪卡盘固定在所述旋转轴杆的右端。

4.根据权利要求1所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述定位机构包括滑台、滑块、滑板、第一齿条、第一旋转手轮、齿轮、防护罩、顶尖部件和锁紧部件，所述滑台沿X轴方向固定在所述第一机架上且对应在所述旋转驱动机构的右侧，所述滑块固定在所述滑板的下方，所述滑块下端与所述滑台滑动连接，所述滑板能够沿着所述滑台左右滑动，所述第一齿条沿X轴方向固定在所述第一机架上，所述第一旋转手轮能够转动地安装在所述滑板上，所述齿轮固定在所述第一旋转手轮上且与所述第一齿条啮合，所述防护罩固定在所述滑板上且套设在所述齿轮外周，所述顶尖部件固定在所述滑板上，所述锁紧部件安装在所述第一机架和所述滑板上，用于固定所述滑板。

5.根据权利要求4所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述顶尖部件包括安装底座、第二旋转手轮和定位顶尖，所述安装底座固定在所述滑板上，所述第二旋转手轮左端与所述安装底座螺纹连接，所述定位顶尖固定在所述第二旋转手轮的左端，所述第二旋转手轮驱动所述定位顶尖沿X轴方向移动。

6.根据权利要求4所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述锁紧部件包括安装条、第二齿条、第三安装板、升降驱动开关、升降导杆、U型块和第三齿条，所述安装条沿X轴方向固定在所述第一机架上，所述第二齿条设置两组且分别固定在所述安装条的前后两侧，所述第三安装板固定在所述滑板上方，所述升降驱动开关固定在所述第三安装板上，所述升降导杆穿设过所述第三安装板和所述滑板，所述升降导杆的上端固定在所述升降驱动开关的动力输出端并由所述升降驱动开关驱动沿Z轴方向运行，所述U型块开口向下且上端固定在所述升降导杆的下端，所述第三齿条设置两组且分别固定在所述U型块的下端前后两侧，两组所述第三齿条上端分别与两组所述第二齿条下端啮合。

7.根据权利要求4所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：还包括中心架，所述中心架固定在所述滑台上且沿X轴方向位置可调，所述中心架在所述滑台上设置两组。

8.根据权利要求1所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：所述感应升温机构包括XY轴平移驱动机构、感应加热机箱和感应加热线圈，所述XY轴平移驱动机构固定在所述第二机架上，所述感应加热机箱固定在所述XY轴平移驱动机构的动力输出端，所述XY轴平移驱动机构驱动所述感应加热机箱沿X轴和Y轴方向运行，所述感应加热线圈一端与所述感应加热机箱电性连接，另一端对应于所述旋转驱动机构和所述定位机构之间。

9.根据权利要求1所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：还包括控制面板，所述控制面板固定在所述第一机架的左侧，用于控制所述旋转驱动机构、喷淋冷却机构和感应升温机构。

10.根据权利要求9所述的一种自动化活塞杆淬火设备，其特征在于：还包括急停按钮，所述急停按钮设置三组，三组所述急停按钮分别设置在所述控制面板、所述第一机架中部和所述第一机架右端。

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