CN114959211A - 一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备。设备中设计了仿形随动式的喷淬支管,可以使大型铝合金帽型工件和板型工件共线生产,能够满足帽型工件和板型工件淬火喷嘴高度不同的需求,同时可以提高淬火冷却的均匀性。

Description

一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备
技术领域
本发明涉及铝合金热处理设备技术领域,具体说是一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备。
背景技术
宇航领域超大型铝合金零件须经过整体固溶热处理,其淬火冷却工序主要包括通过式喷淋淬火和整体浸入式淬火两大类型。
现有的通过式喷淋淬火机床床身内设有辊道,上总管设置在床身内辊道上部一定高度,上总管向下设置有若干支管,支管端部设置有高压水喷头;下总管设置在床身内辊道下部,下总管向上设置有若干支管,支管端部设置有高压水喷头。采用如上结构,通过分布在辊道上下的高压水喷头,可以使工件更充分地与冷却水接触,使工件均匀降温,实现淬火过程的少无变形。但上总管上的喷头都位于同一平面,只能用于板型工件的生产,如果进行帽型工件生产,需通过上喷头高度更高的淬火机床进行喷淋淬火,这样会造成帽型工件前后区冷却不同步,且工件高低位置冷却速度差异较大。
整体浸入式淬火由于存在下部蒸汽浮力,会对冷却均匀性产生不利影响。此外,由于需要处理的工件尺寸巨大,设备一次投入较大,且宇航领域工件的生产频次很低,所以实际生产过程中存在大型铝合金帽型工件和板型工件进行共线生产的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备。设备中设计了仿形随动式的喷淬支管,可以使大型铝合金帽型工件和板型工件共线生产,能够满足帽型工件和板型工件淬火喷嘴高度不同的需求,同时可以提高淬火冷却的均匀性。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,由淬火室壳体14和设备主体组成,其特征在于:设备主体包括传送辊框架11,工件传送辊10安装在传送辊框架11上;工件传送辊10上方悬挂安装有上喷淬系统,传送辊框架11下方安装有下喷淬系统;上喷淬系统可以根据所加工工件的外形调整喷嘴6相对于工件的位置。
进一步,所述下喷淬系统包括下喷主管13,下喷主管13引出多路设置在各传送辊之间的下喷支管12,下喷支管12上均匀设置有喷嘴15,喷嘴15向上喷射冷却工件。
进一步,所述上喷淬系统包括上喷主管3,上喷主管3引出多路上喷软管4,多路上喷软管4一一对应连接在多个上喷支管5上,上喷支管5上均匀设置有多个喷嘴6,喷嘴6向下喷射冷却工件。
进一步,所述上喷淬系统还包括支管导向装置1,各个上喷支管5可以沿支管导向装置1上下滑动,支管导向装置1上还设有多个支管配重2,上述支管配重2通过支管导向装置1与各个上喷支管5一一对应连接,并随着上喷支管5沿支管导向装置1的上下滑动同时做上下运动,各个上喷支管5可以通过支管导向装置1根据所加工工件的外形调整其相对于工件的位置。
进一步,多个支管配重2通过钢丝和安装在支管导向装置1上的滑轮与各个上喷支管5一一对应连接。
进一步,上喷支管5上安装有仿形导向装置7,仿形导向装置7可以让各个上喷支管5及其上喷支管5上的喷嘴6与所加工工件的上表面保持一定的距离。仿形导向装置可以与工件上表面接触。
进一步,仿形导向装置7为安装在上喷支管5上的金属滚球或金属轮。
进一步,喷嘴6可以相对于上喷支管5进行运动,并和所加工工件上表面成一定的角度。
进一步,喷嘴15可以相对于下喷支管12进行运动,并和所加工工件下表面成一定的角度。
本发明所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其有益效果为:
通过专门设计的仿形随动式喷淬系统结构,可以满足宇航领域超大型铝合金零件整体淬火冷却一机多用的生产需求。
附图说明
本发明有如下附图:
图1 本发明一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备主体主视图。
图2 本发明一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备主体右视图。
图3 本发明一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备主体俯视图。
图4 本发明一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备主体结构图
图5 本发明一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备半剖结构图
图中:1.支管导向装置;2.支管配重;3.上喷主管;4.上喷软管;5.上喷支管;6.喷嘴;7.仿形导向装置;8.帽型工件;9.框式料盘;10.工件传送辊;11.传送辊框架;12.下喷支管;13.下喷主管;14.淬火室壳体;15.喷嘴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
工件传送辊10安装于传送辊框架11上。传送辊框架11上方布置有:支管导向装置1、支管配重2、上喷主管3、上喷软管4、上喷支管5、喷嘴6、仿形导向装置7。传送辊框架11下方布置有:喷嘴15、下喷支管12、下喷主管13。以上装置布置于淬火室壳体14内。
作业时,工件传送辊10将固溶炉运出的工件快速传送至淬火设备工作区域。淬火设备从上下两个方向喷水冷却帽型工件或板型工件。
从室外蓄水池泵来的高压水,分别进入两路上喷主管3和两路下喷主管13。
两路上喷主管3沿生产轴线左右布置。上喷主管3内的高压水经上喷软管4均匀分入各个上喷支管5。上喷支管5内的高压水通过喷嘴6均匀地喷射到工件上面。两侧上喷主管3、上喷软管4、上喷支管5、喷嘴6沿工件轴心中心对称布置。
所有上喷支管5和喷嘴6在初始状态在同一水平面布置,此状态适用于板型工件的通过式扫描冷却,也可用于板型工件的同时整体冷却。
上喷支管5可沿支管导向装置1上下滑动。支管导向装置1外端设计的支管配重2调试为与上喷支管5重量一致,支管配重2拉力与上喷支管5平衡。
以处理帽型工件为例:在帽型工件8出炉前,首先将高压空气通入上喷主管3。高压空气经上喷软管4、上喷支管5后从喷嘴6喷出。高压空气向下喷出后形成对上喷支管5向上的反作用力。在反作用力驱动下,上喷支管5由平衡静止态变为沿通过支管导向装置1向上滑动。上喷支管5运动到最高点后,停止供应高压空气。此时所有上喷支管5和喷嘴6均处在最高点。
随后,放置于框式料盘9上的帽型工件8出炉(如图1-5所示),经工件传送辊10传送至淬火设备工作区域。上喷主管3通入高压水。高压水经上喷软管4均匀分入各个上喷支管5。叠加水的重量后,上喷支管5沿支管导向装置1向下滑动。各上喷支管5的仿形导向装置7(金属滚球)与帽型工件8上表面接触,同时高压水自喷嘴6均匀喷射至帽型工件8的上表面。喷嘴6可以相对于上喷支管5运动,并与帽型工件8的上表面成一定的角度。
两路下喷主管13沿工件运行方向前后布置于传送辊框架11下方。下喷主管13内的高压水经下喷支管12均匀分入各个喷嘴15。喷嘴15在各工件传送辊10间隙中均匀布置,向上喷射冷却帽型工件8。
冷却后的水流到淬火室壳体14底部,被循环系统抽送回室外蓄水池。
完成喷冷工艺后,再次将高压空气通入上喷主管3。高压空气经上喷软管4、上喷支管5后从喷嘴6喷出。高压空气向下喷出后吹干工件残存的冷却水,同时高压空气向下喷出后形成对上喷支管5向上的反作用力。在反作用力驱动下,上喷支管5沿支管导向装置1向上滑动。在上喷支管5运动到最高点后,停止供应高压空气。此时所有上喷支管5和喷嘴6均处在最高点。
工件传送辊10将帽型工件8传送出淬火区。
以上仿形随动式喷淬系统结构(包括上喷支管5、上喷软管4、上喷主管3、支管配重2、支管导向装置1和仿形导向装置7),可使淬火设备同时满足帽型和板型两类大型铝合金工件的固溶冷却生产。
图1-5只是本发明所述一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备的实施方式之一。本发明所述的各个上喷支管5的外形可以为除直线形的其他形状,比如配合帽型工件的表面设计成为近似弧形。或者上喷支管5设计成为横截面积远小于加工工件表面的柱状体,多个这样的柱状体上喷支管5成平面点阵有序排列在工件传送辊10上方,每个上喷支管5下方设有数个可以活动的喷嘴6,上方通过支管导向装置1与支管配重2连接。这样的设计可以使仿形随动式喷淬系统结构与工件上表面的贴合度更好,淬火冷却均匀性更佳。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,由淬火室壳体(14)和淬火室壳体(14)内设备主体组成,其特征在于:设备主体包括传送辊框架(11),工件传送辊(10)安装在传送辊框架(11)上;工件传送辊(10)上方悬挂安装有上喷淬系统,传送辊框架(11)下方安装有下喷淬系统;上喷淬系统可以根据所加工工件的外形调整喷嘴(6)相对于工件的位置。
2.如权利要求1所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:所述下喷淬系统包括下喷主管(13),下喷主管(13)引出多路设置在各传送辊之间的下喷支管(12),下喷支管(12)上均匀设置有喷嘴(15),喷嘴(15)向上喷射冷却工件。
3.如权利要求1所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:所述上喷淬系统包括上喷主管(3),上喷主管(3)引出多路上喷软管(4),多路上喷软管(4)一一对应连接在多个上喷支管(5)上,上喷支管(5)上均匀设置有多个喷嘴(6),喷嘴(6)向下喷射冷却工件。
4.如权利要求3所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:所述上喷淬系统还包括支管导向装置(1),各个上喷支管(5)可以沿支管导向装置(1)上下滑动,支管导向装置(1)上还设有多个支管配重(2),上述支管配重(2)通过支管导向装置(1)与各个上喷支管(5)一一对应连接,并随着上喷支管(5)沿支管导向装置(1)的上下滑动同时做上下运动,各个上喷支管(5)可以通过支管导向装置(1)根据所加工工件的外形调整其相对于工件的位置。
5.如权利要求4所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:多个支管配重(2)通过钢丝和安装在支管导向装置(1)上的滑轮与各个上喷支管(5)一一对应连接。
6.如权利要求4所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:上喷支管(5)上安装有仿形导向装置(7),仿形导向装置(7)可以让各个上喷支管(5)及其上喷支管(5)上的喷嘴(6)与所加工工件的上表面保持一定的距离。
7.如权利要求6所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:仿形导向装置(7)为安装在上喷支管(5)上的金属滚球或金属轮。
8.如权利要求4所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:喷嘴(6)可以相对于上喷支管(5)进行运动,并和所加工工件上表面成一定的角度。
9.如权利要求4所述的一种一机多用式大型铝合金工件淬火设备,其特征在于:喷嘴(15)可以相对于下喷支管(12)进行运动,并和所加工工件下表面成一定的角度。
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