CN204039436U - 数控机床的大型工件表面快速淬火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数控机床的大型工件表面快速淬火装置，属于金属的表面硬化技术领域，该装置包括冷却水供水机构（1）、液压驱动机构（2）、电磁感应部件（3）、底座（4）、悬臂系统（5）、控制箱（6）、冷却水收集槽（7）、工件输送装置（8）、工件定位锁紧板（9）、多向移动工作台（10）、轨道（11）以及驱动装置（12）等部件，解决了背景技术中存在的因而淬火端移动造成淬火质量不稳定，以及电器元件使用寿命缩短的不足，并能够将工件抬起并调头，降低了工件转动的难度，同时设置了距离检测装置（13）以及液压驱动机构，可在工件运行时根据其表面状态实时检测并调整感应器与工件表面的间距。

Description

数控机床的大型工件表面快速淬火装置

技术领域

本实用新型涉及金属的表面硬化技术领域，具体涉及大型金属工件的表面快速淬火装置。

背景技术

金属工件表面淬火作为强化金属零件的手段之一，可以提高表面耐蚀性和耐磨性，减缓、消除和修复材料表面的变化及损伤，使普通材料获得具有特殊功能的表面，经表面处理零件不仅提高表面硬度和耐磨性，而且与适当预先处理的心部组织相结合，可以获得高的疲劳强度和强韧性，还可用于节约能源，降低成本，改善环境。

目前，表面淬火主要是火焰加热表面淬火以及感应加热表面淬火。其中，火焰加热表面淬火的设备简单、体积小、成本低、使用方便，淬火后表面清洁，很少氧化与脱碳，变形小，操作简便，工艺灵活，淬火成本低，火焰加热温度高、加热快、生产效率高，但是，火焰表面淬火的加热温度和淬硬层深度不容易控制，基本上只能得到大于2mm的淬硬层深度，工件表面易过热，质量不稳定，并且，火焰表面淬火所采用的混合气体有爆炸危险，工作环境差。

感应加热表面淬火是将工件置于交变磁场中，在交变磁场作用下产生较高的感应电势并在表面形成涡流，利用感应电流在零件表面产生的热效应而使零件加热称为感应加热；将感应加热后的零件快速冷却的淬火工艺称为感应加热淬火，主要分为中频淬火，高频淬火，工频淬火，淬火设备本身主要由淬火机床、中高频电源、冷却装置三大部分组成。

数控机床主要的结构件包括底座4、工作台、轨道11、支架等，均需要较高的表面硬度，特别是底座4、工作台以及轨道11，由于在工作时都在摩擦滑动，因此对于其接触表面的硬度要求高于其他部位，最简单快捷，同时效果较好的表面硬化处理手段就是淬火，但是现有的常规淬火装置对于处理数控机床上的底座4、工作台等大型板材时存在受热不均、操作复杂，工件不易调整等问题。

现有的机床大型工件表面淬火设备通常是工件固定不动，而淬火端直线往复运动来进行表面淬火，这种结构存在一些问题，因为淬火端包括感应线圈、电器控制设备等相对精密的部件，这些部件在稳定状态下其工作效能更好更精确，特别是感应线圈在工作时与工件表面的距离较小，轻微的变化就会引起工件加热厚度及温度的变化，造成同一工件的淬火效果起伏不定，而现有的淬火设备将工件固定来移动淬火端，会造成各电器元件工作状态的不稳定，进而造成淬火质量的降低，同时，淬火端的电器元件长期在不稳定的状态下工作，也会造成其使用寿命的缩短。

另外，现有淬火设备在解决因大型工件弯曲变形导致与感应器接触打火，烧毁感应器及工件表面这一缺陷时，采用的措施对设备改动较大，并且可靠性不高。例如“可伸缩式平面淬火感应器200720128228.4 ”，其采用感应线圈分为左右两部分,两个感应线圈分别焊有联接套,通过导线将联接套焊接形成整体通路;联接柱一端与右支承块采用盲孔螺纹固定联接,另一端穿过左支承块通孔,由销轴定位在左支承块上,弹簧套在联接柱上。定位器上圆柱与工件线接触,使感应器始终与工件保持恒定的间隙,通过弹簧变形及导线的软受力,使感应器向右移动,不与工件发生硬挤压,提高了零件的热处理质量及感应器的寿命。

该专利的技术方案通过定位器定位，依靠弹簧变形实现感应器不与工件挤压，的确能够避免上述问题，但是淬火设备是工作在高温潮湿的环境下，弹簧等部件极易发生腐蚀而失效，可靠性较低，并且需频繁更换相应部件，缩短了设备的正常工作时间。

发明内容

本实用新型旨在提供一种数控机床的大型工件表面快速淬火装置，解决背景技术中存在的现有淬火设备工件固定而淬火端移动造成淬火质量不稳定，以及电器元件长期在不稳定的状态下工作使用寿命缩短的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案，数控机床的大型工件表面快速淬火装置，包括冷却水供水机构1、液压驱动机构2、电磁感应部件3、底座4、悬臂系统5、控制箱6、冷却水收集槽7、工件输送装置8、工件定位锁紧板9、多向移动工作台10、轨道11以及驱动装置12。

所述电磁感应部件3、悬臂系统5以及控制箱6均设置在底座4上，悬臂系统5设置有上、中、下三根横梁，下横梁上设置有感应器以及冷却水喷淋装置，通过连接销连至绝磁材料的中横梁上，并最终固定到上横梁上连成一体。

所述工件输送装置8设置在冷却水收集槽7外侧，包括输送台以及定位装置，输送台包括输送底架811、电机812和多根输送辊813，输送台中前位置设置有定位装置，定位装置包括竖直安装在输送底架811两侧的导辊821和导向板822；竖直安装的导辊821为两根及以上，导辊821的间距大于工件宽度5%；所述导向板822为两块，分别安装在竖直导辊821上，两块导向板822的间距沿工件输送方向由大到小过渡，并延伸至输送底架811外侧，最小处与竖直导辊821的间距一致；该定位装置能够保证输送过程中的工件即使位置发生偏移也能够通过导向板822以及辊子的调整实现位置统一，为工件在工件定位锁紧板9上的固定做准备。

所述多向移动工作台10设置在冷却水收集槽7中，分为台体101和台面102，所述台体101嵌套于铺设在冷却水收集槽7底部的轨道11上，台体101同时与驱动装置12连接，在其作用下可沿轨道11移动。

因为有的待处理工件具有多个单独的表面，并且宽度较大，一次完成对于感应器以及悬臂系统5的要求较高，可分次进行，但工件转动需要吊车等设备参与导致工序上的难度增加，因此本装置为提高淬火效率，将所述台体101设置为内部中空，并竖直安装有驱动电机，驱动电机的驱动轴与台面102相连接，可带动台面102旋转，所述台面102可通过液压机构进行上下移动，可将工件进行任意角度的旋转、调头，实现三维运动，大大简化工件变动的相关工序。

为防止大型工件因弯曲变形导致与感应器接触打火，烧毁感应器及工件表面，在所述悬臂系统5的前端设置距离检测装置13，其下表面与感应器的下表面高度一致，并与控制箱6相连，同时控制箱6连接启停开关，根据距离检测装置13的得到的与工件表面的距离变化参数控制液压驱动机构带动悬臂上下移动。

所述输送装置的传动采用链传动、皮带传动、齿轮传动中的任意一种。

为提高工件移动的平稳性，所述驱动装置12采用丝杆传动结构。

上述数控机床的大型工件表面快速淬火装置的工作流程如下：铸造成型后并经表面精加工的数控机床大型工件通过输送台运送到达定位装置，定位装置的导辊821和导向板822将工件定位后推送到工件定位锁紧板9上，工件被锁紧后，安装有感应器的悬臂系统5调整感应器与工件表面的间距至合适数值，然后驱动装置12带动多向移动工作台10和固定好的工件匀速平移，在平移的同时，电磁感应器和冷却水喷淋装置也开始工作，对工件的表面进行淬火处理；一侧完成后，多向移动工作台10内部安装的液压机构和驱动电机，将工件升起后进行调头，工件归位后进行另外一侧待处理表面的淬火。

本实用新型具有以下优点

本实用新型所述的淬火装置中的淬火端不需移动，而是工件移动， 这种结构消除了感应线圈与工件表面距离变化引起的工件加热厚度及温度的变化，同一工件的淬火效果较稳定，提高淬火质量，同时保证淬火端的电器元件在稳定的状态下工作，延长其使用寿命。

本实用新型设置了距离检测装置13以及液压驱动机构，可在工件运行时根据其表面状态实时检测并调整感应器与工件表面的间距，防止感应器与工件表面接触，造成设备以及工件的损坏。

本实用新型中承载工件的多向移动工作台10设置有抬升以及旋转结构，能够将工件抬起并调头，降低了工件转动的难度，大大简化工件转动的相关工序。

本实用新型所述淬火装置生产效率高，每分钟150-300mm；淬火速度快，切变形量小于30丝。试用的工件尺寸范围大，纵向有效行程大。

本实用新型所述淬火装置加工的工件表面硬度均匀、一致,淬层适中、均匀,省电节能、操作方便。

附图说明

图1 是所述淬火装置的结构示意图。

图2是所述传多向移动工作台的剖视结构示意图。

图3是所述淬火装置在对工件进行调头的状态示意图。

图中，冷却水供水机构1、液压驱动机构2、电磁感应部件3、底座4、悬臂系统5、控制箱6、冷却水收集槽7、工件输送装置8、工件定位锁紧板9、多向移动工作台10、轨道11以及驱动装置12、距离检测装置13、输送底架811、电机812、输送辊813，输送底架811、导辊821、导向板822、台体101、台面102。

具体实施方式

下面结合附图及说明对本发明进行进一步说明。

实施例1

如图1、2所示，本实施例所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，淬火工件是数控机床的导轨，包括冷却水供水机构1、液压驱动机构2、电磁感应部件3、底座4、悬臂系统5、控制箱6、冷却水收集槽7、工件输送装置8、工件定位锁紧板9、多向移动工作台10、轨道11以及驱动装置12；电磁感应部件3、悬臂系统5以及控制箱6均设置在底座4上，悬臂系统5设置有上、中、下三根横梁，下横梁上设置有感应器以及冷却水喷淋装置，通过连接销连至绝磁材料的中横梁上，并最终固定到上横梁上连成一体；工件输送装置8设置在冷却水收集槽7外侧，包括输送台以及定位装置，输送台包括输送底架811、电机812和多根输送辊813，输送台中前位置设置有定位装置，定位装置包括竖直安装在输送底架811两侧的导辊821和导向板822；竖直安装的导辊821为两根及以上，导辊821的间距大于工件宽度5%；所述导向板822为两块，分别安装在竖直导辊821上，两块导向板822的间距沿工件输送方向由大到小过渡，并延伸至输送底架811外侧，最小处与竖直导辊821的间距一致；该定位装置能够保证输送过程中的工件即使位置发生偏移也能够通过导向板822以及辊子的调整实现位置统一，为工件在工件定位锁紧板9上的固定做准备；多向移动工作台10设置在冷却水收集槽7中，分为台体101和台面102，所述台体101嵌套于铺设在冷却水收集槽7底部的轨道11上，台体101同时与驱动装置12连接，在其作用下可沿轨道11移动;台体101设置为内部中空，并竖直安装有驱动电机，驱动电机的驱动轴与台面102相连接，可带动台面102旋转，所述台面102可通过液压机构进行上下移动，可将工件进行任意角度的旋转、调头。所述输送装置的传动采用皮带传动。

实施例2

如图2、3所示，本实施例所述数控机床的大型工件表面快速淬火装置，淬火工件是数控机床的底座，其结构与实施例1所述的基本一致，区别在于为防止大型工件因弯曲变形导致与感应器接触打火，烧毁感应器及工件表面，在所述悬臂系统5的前端设置距离检测装置13，其下表面与感应器的下表面高度一致，并与控制箱6相连，同时控制箱6连接启停开关，根据距离检测装置13的得到的与工件表面的距离变化参数控制液压驱动机构带动悬臂上下移动，所述输送装置的传动采用齿轮传动，所述驱动装置12采用丝杆传动结构。 

Claims (6)

1.数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，包括冷却水供水机构（1）、液压驱动机构（2）、电磁感应部件（3）、底座（4）、悬臂系统（5）、控制箱（6）、冷却水收集槽（7）、工件输送装置（8）、工件定位锁紧板（9）、多向移动工作台（10）、轨道（11）以及驱动装置（12）；

所述电磁感应部件（3）、悬臂系统（5）以及控制箱（6）均设置在底座（4）上，悬臂系统（5）设置有上、中、下三根横梁，下横梁上设置有感应器以及冷却水喷淋装置，通过连接销连至绝磁材料的中横梁上，并最终固定到上横梁上连成一体；

所述工件输送装置（8）设置在冷却水收集槽（7）外侧，包括输送台以及定位装置，输送台包括输送底架(811)、电机(812)和多根输送辊(813)，输送台中前位置设置有定位装置，定位装置包括竖直安装在输送底架(811)两侧的导辊(821)和导向板(822)；竖直安装的导辊(821)为两根及以上，导辊(821)的间距大于工件宽度5%；所述导向板(822)为两块，分别安装在竖直导辊(821)上，两块导向板(822)的间距沿工件输送方向由大到小过渡，并延伸至输送底架(811)外侧，最小处与竖直导辊(821)的间距一致；该定位装置能够保证输送过程中的工件即使位置发生偏移也能够通过导向板(822)以及辊子的调整实现位置统一，为工件在工件定位锁紧板（9）上的固定做准备；

所述多向移动工作台（10）设置在冷却水收集槽（7）中，分为台体(101)和台面(102)，所述台体(101)嵌套于铺设在冷却水收集槽（7）底部的轨道(11)上，台体(101)同时与驱动装置（12）连接，在其作用下可沿轨道(11)移动。

2.根据权利要求1所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，所述台体(101)设置为内部中空，并竖直安装有驱动电机，驱动电机的驱动轴与台面(102)相连接，带动台面(102)旋转，所述台面(102)可通过液压机构进行上下移动。

3.根据权利要求1所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，在所述悬臂系统（5）的前端设置距离检测装置（13），其下表面与感应器的下表面高度一致，并与控制箱（6）相连，同时控制箱（6）连接启停开关，根据距离检测装置（13）的得到的与工件表面的距离变化参数控制液压驱动机构带动悬臂上下移动。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，所述输送装置的传动采用链传动、皮带传动、齿轮传动中的任意一种。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，所述驱动装置（12）采用丝杆传动结构。

6.根据权利要求4所述的数控机床的大型工件表面快速淬火装置，其特征在于，所述驱动装置（12）采用丝杆传动结构。