CN216473327U - 一种工件孔热处理旋转加工装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种工件孔热处理旋转加工装置，工件孔围绕工件设置，旋转加工装置包括底座、旋转机构、定位件和加热机构：底座具有加热工位，底座用于承载工件；旋转机构与底座相连，旋转机构能够带动底座旋转以使加热工位旋转；定位件将工件固定在加热工位，定位件沿垂直于加热工位旋转面的方向移动以使工件与底座抵靠从而夹持工件；加热机构包括感应部，沿加热工位的旋转面，感应部位于加热工位一侧，感应部绕有感应线圈；当工件固定于加热工位时，向感应线圈通入电流，并且旋转机构带动加热工位旋转，使得感应部依次对所有工件孔周围的表面进行电磁感应加热。本申请对工件孔进行单独高频淬火，在旋转机构的带动下对所有工件孔进行热处理。

Description

一种工件孔热处理旋转加工装置

技术领域

本实用新型涉及零件加工技术领域，具体涉及一种工件孔热处理旋转加工装置。

背景技术

热处理是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。

对于具有孔结构的零件，目前的高频淬火工艺的热处理效率低且效果不佳，常常会造成零件开孔位置的硬度不均匀，达不到产品要求，影响零件的使用寿命，而且当零件表面积较大时，会造成大量能量损失。

实用新型内容

为解决上述背景技术中阐述的技术问题，本申请的目的在于提出一种工件孔热处理旋转加工装置，本申请对工件孔进行单独高频淬火，并在旋转机构的带动下，对所有工件孔进行热处理，保证工件开孔位置的硬度达标，提高工件质量，并提高工作效率，减少能量损失，使得工作过程安全可靠。

为了达到上述目的，本申请采取了如下所述的技术方案：

一种工件孔热处理旋转加工装置，所述工件孔围绕工件设置，所述旋转加工装置包括底座、旋转机构、定位件和加热机构，其中，所述底座具有加热工位，所述底座用于承载所述工件；所述旋转机构与所述底座相连，所述旋转机构能够带动所述底座旋转以使所述加热工位旋转；所述定位件将所述工件固定在所述加热工位，所述定位件沿垂直于所述加热工位旋转面的方向移动以使所述工件与所述底座抵靠从而夹持所述工件；所述加热机构包括感应部，沿所述加热工位的旋转面，所述感应部位于所述加热工位一侧，所述感应部绕有感应线圈；当所述工件固定于所述加热工位时，向所述感应线圈通入电流，并且所述旋转机构带动所述加热工位旋转，使得所述感应部依次对所有所述工件孔周围的表面进行电磁感应加热。

由上，在对工件进行热处理时，首先通过定位件将工件固定在热处理工位上，减小工件在热处理过程中由于定位不可靠造成热处理位置存在偏差的可能性，为工件孔的位置能够对准提供保障，保证工件质量；然后，通过旋转机构(例如：旋转电机)带动底座旋转，以使定位于加热工位的工件旋转，使得工件孔与感应部互相对应；最后，向感应线圈通入电流，并且通过旋转机构带动加热工位旋转，使得感应部依次对所有工件孔周围的表面进行电磁感应加热，提高热处理效率，使得加热工作安全方便，提高产品一致性。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述旋转机构包括旋转电机和与所述旋转电机的输出轴相连的减速器，所述减速器的输出轴与所述底座远离所述加热工位的一端连接。由此，旋转机构通过电力驱动带动加热工位旋转，使得旋转加工安全可靠，效率高，提高旋转加工的自动化，且结构简单可靠。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，还包括冷却机构，沿所述加热工位的旋转面，所述冷却机构位于所述加热工位的一侧，所述冷却机构用于冷却并输出冷却液，所述旋转机构带动所述底座旋转以使冷却液均匀冷却所有所述工件孔。由此，在进行冷却处理时，与底座相连的旋转电机能够带动底座旋转，以使工件旋转，使得冷却液能够均匀冷却工件孔周围的被加热表面，改善工件中间层硬度偏低和工件孔轮廓和/或垂直度超差严重的现象，使每个工件孔硬度均匀。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述旋转机构带动所述底座旋转预设角度以使冷却液均匀冷却所有所述工件孔。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述预设角度范围为90°～360°。以此，可以使得工件表面的每个位置和每个位置的对面位置都能够接触冷却液，进一步使得工件冷却均匀。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述冷却机构包括至少两个冷却喷头，用于向所述工件喷洒冷却液，沿垂直于所述加热工位旋转面的方向，所述冷却喷头分布于所述加热工位的两侧。由此，位于底座的工件的两侧都能够被冷却，进一步使得工件孔的冷却全面均匀，进而改善工件孔轮廓和/或垂直度超差严重的现象。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，每个所述冷却喷头的喷孔均向所述底座方向倾斜设置。进一步增加工件表面接触冷却液的面积。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，沿垂直于所述加热工位旋转面的方向，所述感应部分布于所述加热工位的两侧。由此，能够通过同时对工件孔两侧的周围表面进行热处理，提高工件孔的热处理均匀度，有效地避免工件孔中间层出现夹层，且降低工件孔发生开裂的可能性，且提高热处理效率。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述感应部的轮廓形状与所述工件孔的轮廓形状对应。由此，工件孔周围受热处理的表面的轮廓形状与工件孔的轮廓形状相对应，既保证热处理效果，又能够减少能量损失，且保证了热处理位置准确度。工件孔周围受热处理的表面的轮廓形状与工件孔的轮廓形状相对应，能够使工件孔受热平衡，减小工件孔开裂的可能性。

作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，所述工件具有多个突出部，每个所述突出部开有两个所述工件孔，将相邻两个所述突出部上距离最近的两个所述工件孔设为为一组；当所述工件固定于所述加热工位时，沿所述加热工位的旋转面，所述感应部依次对每组所述工件孔周围的表面进行电磁感应加热。由此，每次都会对相邻突出部上相邻的工件孔进行热处理以补偿不同突出部上工件孔的平面度差异。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本申请一种实施例中旋转加工装置的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中工件的结构示意图。

图中：

1.工件；11.工件孔；12.突出部；

2.底座；21.加热工位；

3.旋转机构；

4.定位件；41.第一夹杆；42.第二夹杆；43.支撑杆；

5.加热机构；51.感应部；

6.冷却机构；61.冷却喷头。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

针对本申请所提出的技术问题，本申请提出一种工件孔热处理旋转加工装置，图1为本申请一种实施例中旋转加工装置的结构示意图；图2为本申请一种实施例中工件的结构示意图。

参照图1和图2，一种工件孔热处理旋转加工装置，工件孔11围绕工件1设置，旋转加工装置包括底座2、旋转机构3、定位件4和加热机构5，其中，底座2具有加热工位21，底座2用于承载工件1；旋转机构3与底座2相连，旋转机构3能够带动底座2旋转以使加热工位21旋转；定位件4将工件1固定在加热工位21，定位件4沿垂直于加热工位21旋转面的方向移动以使工件1与底座2抵靠从而夹持工件1；加热机构5包括感应部51，沿加热工位21的旋转面，感应部51位于加热工位21一侧，感应部51绕有感应线圈；当工件1固定于加热工位21时，向感应线圈通入电流，并且旋转机构3带动加热工位21旋转，使得感应部51依次对所有工件孔11周围的表面进行电磁感应加热。

由上，在对工件1进行热处理时，首先通过定位件4将工件1固定在热处理工位上，减小工件1在热处理过程中由于定位不可靠造成热处理位置存在偏差的可能性，为工件孔11的位置能够对准提供保障，保证工件1质量；然后，通过旋转机构3(例如：旋转电机)带动底座2旋转，以使定位于加热工位21的工件1旋转，使得工件孔11与感应部51互相对应；最后，向感应线圈通入电流，并且通过旋转机构3带动加热工位21旋转，使得感应部51依次对所有工件孔11周围的表面进行电磁感应加热，提高热处理效率，使得加热工作安全方便，提高产品一致性。

本领域技术人员应当明白，本申请利用电磁感应原理，具体地，通过在感应线圈的线路中产生高速变化的交变磁场，当磁场磁力线通过金属时，会在金属体内产生交变的电流(即涡流)，涡流使金属原子高速无规则运动，从而金属原子之间相互碰撞、摩擦而产生热能，使得含有金属的被加热体自行高速发热，由此可对工件1进行高频淬火热处理，迅速加热工件孔11周围的表面，提高热处理效率。

为了提高定位件4固定工件1的可靠性，参照图1，防止旋转加热过程中因工件1定位不稳出现偏差，定位件4可以包括第一夹杆41、第二夹杆42和支撑杆43，第一夹杆41与第二夹杆42铰接，第二夹杆42中部位置还与支撑杆43铰接，第一夹杆41与动力装置固定连接，能够沿垂直于加热工位21旋转面的方向移动，支撑杆43与底座2固定连接，由此当第一夹杆41在动力装置的带动下向底座2具有加热工位21的方向移动时，在支撑杆43的限位支撑下，第二夹杆42沿与支撑杆43铰接的铰接点旋转，第二夹杆42远离与第一夹杆41铰接的一端能够与第一夹杆41做反向运动，使得第二夹杆42接近位于加热工位21的工件1表面，以将工件1抵靠在加热工位21上，从而实现稳固地夹持工件1，防止工件1沿轴向或者径向窜动。

为了对旋转机构3的具体结构进行说明，参照图1和图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，旋转机构3包括旋转电机和与旋转电机的输出轴相连的减速器，减速器的输出轴与底座2远离加热工位21的一端连接。由此，旋转机构3通过电力驱动带动加热工位21旋转，使得旋转加工安全可靠，效率高，提高旋转加工的自动化，且结构简单可靠。

本领域技术人员应当明白，工件1进行加热后需要进行冷却退火处理以加强硬度，冷却处理方式可以包括空冷、炉冷、水淬、油淬等冷却处理方式，其中，通过冷却液冷却工件1时的冷却面积大，冷却液廉价且冷却能力强，成本低。并且，当工件1在进行冷却处理时，若冷却不均匀，可能会造成工件孔11轮廓和/或垂直度超差严重，可能会造成工件孔11硬度不均匀，参照图1和图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，还包括冷却机构6，沿加热工位21的旋转面，冷却机构6位于加热工位21的一侧，冷却机构6用于冷却并输出冷却液，旋转机构3带动底座2旋转以使冷却液均匀冷却所有工件孔11。作为示例性的实施例，在进行冷却处理时，与底座2相连的旋转电机能够带动底座2旋转，以使工件1旋转，使得冷却液能够均匀冷却工件孔11周围的被加热表面，改善工件1中间层硬度偏低和工件孔11轮廓和/或垂直度超差严重的现象，使每个工件孔11硬度均匀。

本领域技术人员应当明白，通过控制冷却液的温度、压力、流速均可改善冷却效果，减小变形和开裂，获得理想的淬火效果，例如在进行冷却处理时，冷却时间至少为6s，冷却液中淬火液浓度为10％，冷却液温度为30℃，冷却液流量为每分钟5升。以上说明中，冷却时间、淬火液浓度、冷却液流量均为方便理解而做出的举例说明，并不代表本申请的范围，不能以此限制本申请的保护范围。

为了使工件1表面能够全面接触冷却液，提高冷却均匀效果，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，旋转机构3带动底座2旋转预设角度以使冷却液均匀冷却所有工件孔11。旋转机构3转动预设角度，使得冷却液能够接触到全部的工件孔11，以增加冷却面积，提高冷却均匀效果。具体的，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，预设角度范围可以是90°～360°。以此，可以使得工件1表面的每个位置和每个位置的对面位置都能够接触冷却液，进一步使得工件1冷却均匀。

为了进一步增加工件1表面接触冷却液的面积，提高工件孔11的冷却效果，参照图1和图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，冷却机构6包括至少两个冷却喷头61，用于向工件1喷洒冷却液，沿垂直于加热工位21旋转面的方向，冷却喷头61分布于加热工位21的两侧。由此，位于底座2的工件1的两侧都能够被冷却，进一步使得工件孔11的冷却全面均匀，进而改善工件孔11轮廓和/或垂直度超差严重的现象。

为了进一步增加工件1表面接触冷却液的面积，参照图1和图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，每个冷却喷头61的喷孔均向底座2方向倾斜设置。

经过实用新型人多次实验研究，实用新型人发现在进行热处理后，工件孔11的硬度中间层可能会出现夹生层，并且工件1的两面受热不均时可能会造成工件孔11开裂，尤其是在仅进行单面热处理的温度过大时，也可能会造成工件孔11容易开裂，因此，为了提高工件1进行热处理时的受热均匀性，减少出现工件孔11中间层出现夹生层的可能性，参照图1和图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，沿垂直于加热工位21旋转面的方向，感应部51分布于加热工位21的两侧。由此，能够通过同时对工件孔11两侧的周围表面进行热处理，提高工件孔11的热处理均匀度，有效地避免工件孔11中间层出现夹层，且降低工件孔11发生开裂的可能性，且提高热处理效率。

为了减少能量损失，提高热处理效果，且保证对工件孔11周围表面进行热处理的位置准确度，避免热处理时出现额外的应力和应变，减少工件孔11开裂的可能性，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，感应部51的轮廓形状与工件孔11的轮廓形状对应。由此，工件孔11周围受热处理的表面的轮廓形状与工件孔11的轮廓形状相对应，既保证热处理效果，又能够减少能量损失，且保证了热处理位置准确度。工件孔11周围受热处理的表面的轮廓形状与工件孔11的轮廓形状相对应，能够使工件孔11受热平衡，减小工件孔11开裂的可能性。

本领域的技术人员应当明白，由于不同工件1的制造精度、工件孔11的数量、工件孔11的排布等结构特征可能不同，并且一次性对工件1的全部工件孔11的周围表面同时进行加热对旋转加工装置的制造精度要求较高，由此，本申请可以对工件1的工件孔11进行分组，以组为单位对工件孔11进行高频淬火，降低旋转加工装置的制造精度，降低旋转加工装置的制造成本，并且可以避免对工件1的全部表面进行热处理，减少能量损失。然而经过实用新型人多次实验研究，实用新型人发现工件1较薄时，在进行对工件孔11进行局部的热处理后，容易造成工件1平面度变形大，实用新型人发现原因之一在于工件1的整体结构设计，因工件1的整体结构设计，若工件孔11分组不当可能也会引起每组工件孔11的平面度之间存在差异，为了补偿平面度，参照图2，作为本实用新型的一种优选方案，示例性的，工件1具有多个突出部12，每个突出部12开有两个工件孔11，将相邻两个突出部12上距离最近的两个工件孔11设为为一组；当工件1固定于加热工位21时，沿加热工位21的旋转面，感应部51依次对每组工件孔11周围的表面进行电磁感应加热。由此，每次都会对相邻突出部12上相邻的工件孔11进行热处理以补偿不同突出部12上工件孔11的平面度差异，以图2为例，热处理顺序可以依次是工件孔A和工件孔B、工件孔C和工件孔D、工件孔E和工件孔F、工件孔G和工件孔H。

本领域的技术人员应当明白，图2中工件1的结构形式仅为本申请中工件1的结构形式之一，图2中工件1的结构形式仅为为方便理解而作出的举例，本申请的工及工件孔11包括但不局限于图2中工件1和工件孔11的结构设计以及工件孔11的数量和排布方式。

本领域技术人员应当明白，在进行退火冷却处理后，需要对工件1的硬度进行检测，硬度检测方法可以包括维氏硬度法、显微组织法、显微硬度法、硬度法、金相法等方法，示例性的，硬度测量位置可以为每个工件孔11测量多个位置，每个位置测量多层，每层按照梯度法检测硬化层深度，例如，工件1厚度为4mm，每个工件孔11检测3个位置，参照图2，分别为MP1、MP2、MP3，每个检测位置测量3层，每层按照梯度法检测硬化层深度，每个工件孔11热处理后表面硬度大于720HV1，并且层深达到0.5mm～4mm时，工件1合格。示例性的，可以通过对工件孔11进行抽样检测以检测硬度，还可以对工件孔11进行逐个检测。

本领域技术人员应当明白，进行热处理后，对工件孔11的检测还可以包括对工件孔11平面度、垂直度、位置度等指标的检测，并且工件孔11不能开裂，例如，工件孔11整个平面度应小于0.25mm，垂直度应小于0.025mm，位置度基准为0.04mm位置度带，位置度应为0.12mm。

本领域技术人员应当明白，以上说明中的工件孔11平面度、垂直度、位置度等指标的具体数值均为便于理解而进行的示例性的举例，本实施例中保护范围包括但并不限于上述例举的数值和数值范围。

本领域技术人员应当明白，上述所有示例中的数值和数值范围，只是为了便于理解而进行的示例性的举例，本实施例中保护范围并不限于上述例举的所有示例中的数值和数值范围。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种工件孔热处理旋转加工装置，所述工件孔围绕工件设置，其特征在于，所述旋转加工装置包括：

底座，所述底座具有加热工位，所述底座用于承载所述工件；

旋转机构，所述旋转机构与所述底座相连，所述旋转机构能够带动所述底座旋转以使所述加热工位旋转；

定位件，所述定位件将所述工件固定在所述加热工位，所述定位件沿垂直于所述加热工位旋转面的方向移动以使所述工件与所述底座抵靠从而夹持所述工件；

加热机构，所述加热机构包括感应部，沿所述加热工位的旋转面，所述感应部位于所述加热工位一侧，所述感应部绕有感应线圈；当所述工件固定于所述加热工位时，向所述感应线圈通入电流，并且所述旋转机构带动所述加热工位旋转，使得所述感应部依次对所有所述工件孔周围的表面进行电磁感应加热。

2.根据权利要求1所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转电机和与所述旋转电机的输出轴相连的减速器，所述减速器的输出轴与所述底座远离所述加热工位的一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，还包括冷却机构，沿所述加热工位的旋转面，所述冷却机构位于所述加热工位的一侧，所述冷却机构用于冷却并输出冷却液，所述旋转机构带动所述底座旋转以使冷却液均匀冷却所有所述工件孔。

4.根据权利要求3所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述旋转机构带动所述底座旋转预设角度以使冷却液均匀冷却所有所述工件孔。

5.根据权利要求4所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述预设角度范围为90°～360°。

6.根据权利要求3所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述冷却机构包括至少两个冷却喷头，用于向所述工件喷洒冷却液，沿垂直于所述加热工位旋转面的方向，所述冷却喷头分布于所述加热工位的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，每个所述冷却喷头的喷孔均向所述底座方向倾斜设置。

8.根据权利要求1所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，沿垂直于所述加热工位旋转面的方向，所述感应部分布于所述加热工位的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述感应部的轮廓形状与所述工件孔的轮廓形状对应。

10.根据权利要求1所述的一种工件孔热处理旋转加工装置，其特征在于，所述工件具有多个突出部，每个所述突出部开有两个所述工件孔，将相邻两个所述突出部上距离最近的两个所述工件孔设为为一组；当所述工件固定于所述加热工位时，沿所述加热工位的旋转面，所述感应部依次对每组所述工件孔周围的表面进行电磁感应加热。

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