CN219174557U - 一种立式高频感应淬火自动化热处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成；冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组和冷却水管；安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现工件的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强。

Description

一种立式高频感应淬火自动化热处理设备

技术领域

本实用新型涉及淬火设备技术领域，具体涉及一种立式高频感应淬火自动化热处理设备。

背景技术

高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

内燃机用凸轮轴的主要作用是通过摇臂和滚子驱动控制气门的开启和闭合，进而控制燃油燃烧，凸轮轴的转速很大，所以凸轮轴必须有足够高的要求，比如硬度、有效淬硬层深度和强度等，因此需要进行淬火处理，内燃机用凸轮轴的结构如图1所示，由A-F等多个凸轮结构组成，实际淬火过程中，需要针对A-F等不同位置进行淬火，其过程为当凸轮轴被夹持后，淬火感应器先与A位置接触，加热3秒，冷却3秒，然后将淬火感应器移动至B位置与A位置接触，对B位置加热3秒，冷却3秒，依次类推，直到F位置淬火完成后，才能下料。要满足上述淬火工艺主要存在如下几个难点：

(1)如何实现凸轮轴的自动上下夹持，确保凸轮轴的夹持及高速旋转过程中的稳定性；

(2)如何保证凸轮轴从A-F位置的精确移动及高频淬火；

(3)如何提高淬火的效率；

(4)如何提高设备的适用性，以便适应不同长度，不同型号凸轮轴的淬火要求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，可以实现工件的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强。

本实用新型提供了一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括：高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成，所述上夹持机构包括上顶尖定位驱动装置和上顶尖总成，所述上顶尖总成安装在上顶尖定位驱动装置上，所述上顶尖定位驱动装置用于驱动上顶尖总成上下垂直移动；所述下夹持机构安装在上顶尖总成的下方，所述下夹持机构包括下顶尖，所述下顶尖由下顶尖驱动电机驱动；工件抓手安装在下顶尖的一侧；所述淬火总成包括高频淬火驱动装置和高频淬火机构，所述高频淬火机构安装在高频淬火驱动装置上，所述高频淬火驱动装置用于驱动高频淬火机构上下垂直移动，所述高频淬火机构安装在上夹持机构与下夹持机构之间；冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组、冷却水管和热交换器，其中集水槽安装在下顶尖的下方，回水槽安装在高频感应淬火装置的后方，集水槽和回水槽之间通过管道连接，热交换器与回水槽之间通过回水泵连接，热交换器与制冷机组之间通过管道连接，制冷机组通过冷却水管与安装在高频感应淬火装置工件淬火位的喷头连接；安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。

在上述技术方案中，实际工作时，首先通过机械手将需要进行淬火的凸轮轴放置在下夹持机构的下顶尖上，为了确保凸轮轴稳定竖立在下顶尖上，特在下顶尖的一侧对应设置一个工件抓手，然后通过工件抓手将凸轮轴定位抓稳，上料机械手就可以复位抓取下一个凸轮轴，然后通过高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构向下移动使得高频淬火机构与凸轮轴A位置的表面接触，然后再通过上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成向下移动到位，使得上顶尖总成中的上顶尖顶住凸轮轴的顶部，从而将凸轮轴夹持在上顶尖和下顶尖之间，实现工件的自动夹持，然后工件抓手松开凸轮轴，下顶尖驱动电机驱动凸轮轴高速旋转，凸轮轴在高速旋转的过程中，高频淬火机构工作，使凸轮轴A位置表面迅速加热，加热后向工件喷射冷却液体，实现对凸轮轴A位置的淬火处理，然后，当需要对凸轮轴B位置进行淬火时，通过高频淬火驱动装置再次驱动高频淬火机构向下移动至凸轮轴B位置，然后重复淬火工艺，直至凸轮轴F位置完成后，高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构上升，通过工件抓手再次将凸轮轴定位抓稳，上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成上升，机械手对淬火后的凸轮轴进行下料。淬火过程中，喷射的冷却水通过集水槽收集后回流至回水槽，回水槽内的冷却水通过回水泵输送热交换器进行热交换后，再输送至制冷机组制冷，最后通过冷却水管输送至冷却喷头，可以实现冷却水的循环使用，节约用水。通过人机交互系统可以实现对设备工作参数的设定及控制。通过人机交互系统可以实现对设备工作参数的设定及控制。

优选的，所述上顶尖总成包括滑动座，所述滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置上，所述滑动座的前侧面上安装有支板，支板上安装有横向调节气缸，所述横向调节气缸水平向前设置，上顶尖安装板安装在横向调节气缸的伸缩轴上，两并排间隔设置的上顶尖组件竖直向下固定在所述上顶尖安装板上。实际工作时，首先可以通过安装在支板上的横向调节气缸驱动安装在上顶尖安装板上的上顶尖组件在水平方向上的移动，从而可以增强上顶尖组件适应不同型号的工件夹持的要求，具有良好的适应性。

优选的，所述上顶尖定位驱动装置包括机架，所述机架上沿纵向安装有两条并行间隔设置的Z向导轨，机架的顶部安装有上顶尖升降驱动电机，所述上顶尖升降驱动电机的输出轴上安装有减速箱，所述减速箱的输出轴沿纵向设置，所述减速箱的输出轴上安装有与Z向导轨平行且纵向设置的丝杆，所述丝杆上对应安装有与丝杆相匹配的丝杆副，上顶尖总中的滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置的Z向导轨上，且滑动座的背面还与上顶尖定位驱动装置中的丝杆副固定连接。实际工作时，上顶尖升降驱动电机经过减速箱的减速后可以驱动丝杆正向或者反向旋转，然后再通过丝杆与丝杆副之间的配合，可以精确驱动滑动座沿Z向导轨上下移动，实现对上顶尖总成在纵向位置上的精确驱动。

优选的，所述上顶尖组件包括法兰管，所述法兰管沿纵向固定在上顶尖安装板上，纵向压紧气缸固定在法兰管的顶部且竖直向下设置，所述纵向压紧气缸的伸缩轴纵向贯穿法兰管后向下延伸，外轴套固定在法兰管的底部，轴座安装在外轴套的底部，压轴沿纵向安装在所述轴座内，所述压轴位于纵向压紧气缸的伸缩轴的正下方，所述压轴顶部套接安装有上轴套，压轴上套接有弹簧，所述轴座的下方安装有转轴安装座，所述转轴安装座内安装有轴承，转轴沿纵向贯穿安装在所述轴承上，上顶尖竖直向下设置且与转轴的底部固定连接。实际工作时，当上顶尖升降驱动电机驱动上顶尖总成到合适的纵向位置后，横向调节气缸驱动上顶尖组件移动到工件位置的上方后，纵向压紧气缸推动压轴下压，压轴克服弹簧的弹力下压转轴，使得转轴下方的上顶尖下压，并配合安装在上顶尖下方的下顶尖实现对工件的自动夹持。

优选的，所述下夹持机构包括下顶尖安装座，所述下顶尖安装座上并排间隔安装有两个并排间隔设置的转盘，每个转盘上均安装有分别与上顶尖总成中上顶尖组件相对应的下顶尖，下顶尖的底部安装有纵向贯穿转盘的下顶尖转轴，下顶尖转轴底部安装同步皮带轮，下顶尖驱动电机与其中的一个下顶尖转轴连接，两个下顶尖转轴之间通过同步皮带连接。实际工作时，下顶尖驱动电机驱动两个下顶尖转轴同时旋转，可以同时带动两个工件高速旋转，从而实现工件的自动夹持，而且每次可以同时夹持两个工件，夹持效率高。

优选的，所述工件抓手包括安装在下顶尖安装座上且位于下顶尖一侧的抓手安装支架，所述抓手安装支架上安装有横向水平分布且正对下顶尖设置的抓手气缸，所述抓手气缸的伸缩轴上安装有磁铁抓手。实际工作时，首先将需要进行淬火的工件通过机械手将放置在下顶尖上，然后抓手气缸向前伸展，使得磁铁抓手与工件接触，利用磁铁抓手将工件定位抓稳，然后再通过上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成向下移动到位，使得上顶尖顶住工件的顶部，从而将工件夹持在上顶尖和下顶尖之间，然后抓手气缸驱动磁铁抓手复位，使得磁铁抓手与工件分离。

优选的，所述高频淬火驱动装置包括竖直向下安装在机架上的Z向驱动电机，所述Z向驱动电机的输出轴上安装有与Z向导轨平行设置的Z向驱动丝杆，Z向滑动座安装在Z向导轨上，且Z向滑动座的背面与Z向驱动丝杆之间通丝杆副连接。实际工作时，首先可以通过Z向驱动电机驱动Z向驱动丝杆正向或者反向旋转，通过Z向驱动丝杆与丝杆副之间的配合，可以精确驱动Z向滑动座沿Z向导轨上下移动，实现对高频淬火机构在纵向位置上的精确驱动。

优选的，所述高频淬火机构包括底板，所述底板固定在Z向滑动座上，所述底板上安装有X和Y向驱动组件，高频变压器固定在所述X和Y向驱动组件上，所述高频变压器的输出端安装有传导杆，传导杆的前端安装有淬火座，淬火座的前端安装有淬火支架，淬火支架上安装有淬火感应器，所述淬火座上位于淬火支架的下方安装有套筒支撑座，所述套筒支撑座上安装有定位套筒，所述定位套筒位于淬火感应器的下方。实际工作时，可以通过X和Y向驱动组件可以驱动淬火感应器和定位套筒在X向和Y向上的精确移动，实现淬火感应器在X、Y、Z三个方向上的精确调节，以便适应相同工件不同淬火位置或者不同型号工件的淬火要求，而且通过在淬火感应器的下方设置定位套筒，有利于淬火过程中对工件的定位保护。

优选的，所述X和Y向驱动组件包括X向导轨，所述X向导轨安装在底板上，X向滑动座安装在所述X向导轨上，X向驱动电机安装在底板上，X向驱动电机输出轴上安装有X向驱动丝杆，所述X向驱动丝杆与X向滑动座的底面之间通过丝杆副连接，所述X向滑动座上安装有Y向导轨，Y向滑动座安装在所述Y向导轨上，Y向驱动电机安装在X向滑动座上，Y向驱动电机输出轴上安装有Y向驱动丝杆，所述Y向驱动丝杆与Y向滑动座的底面之间通过丝杆副连接，高频变压器固定在所述Y向滑动座上。在实际工作时，通过X向驱动电机和X向驱动丝杆之间的配合可以驱动X向滑动座在X向导轨上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器在X向上的位置，通过Y向驱动电机和Y向驱动丝杆之间的配合可以驱动Y向滑动座在Y向导轨上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器在Y向上的位置。

优选的，所述Z向滑动座包括滑板座，所述滑板座的背面设置有多个滑块，滑板座通过滑块安装在Z向导轨上，所述滑板座的背面还安装有丝杆副安装座，丝杆副安装在所述丝杆副安装座内并与Z向驱动丝杆连接，所述滑板座的前侧面安装有两向前延伸的淬火机构支架，底板固定在所述淬火机构支架上。通过上述结构设计，可以使得Z向滑动座可以沿Z向导轨精确、平稳移动。

本实用新型提供的一种立式高频感应淬火自动化热处理设备的有益效果在于：

(1)本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现工件的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强。实际工作时，首先通过机械手将需要进行淬火的凸轮轴放置在下夹持机构的下顶尖上，为了确保凸轮轴稳定竖立在下顶尖上，特在下顶尖的一侧对应设置一个工件抓手，然后通过工件抓手将凸轮轴定位抓稳，上料机械手就可以复位抓取下一个凸轮轴，然后通过高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构向下移动使得高频淬火机构与凸轮轴A位置的表面接触，然后再通过上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成向下移动到位，使得上顶尖总成中的上顶尖顶住凸轮轴的顶部，从而将凸轮轴夹持在上顶尖和下顶尖之间，实现工件的自动夹持，然后工件抓手松开凸轮轴，下顶尖驱动电机驱动凸轮轴高速旋转，凸轮轴在高速旋转的过程中，高频淬火机构工作，使凸轮轴A位置表面迅速加热，加热后向工件喷射冷却液体，实现对凸轮轴A位置的淬火处理，然后，当需要对凸轮轴B位置进行淬火时，通过高频淬火驱动装置再次驱动高频淬火机构向下移动至凸轮轴B位置，然后重复淬火工艺，直至凸轮轴F位置完成后，高频淬火驱动装置驱动高频淬火机构上升，通过工件抓手再次将凸轮轴定位抓稳，上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成上升，机械手对淬火后的凸轮轴进行下料；

(2)本立式高频感应淬火自动化热处理设备自动化程度高，可以实现工件的自动夹持，而且每次可以同时夹持两个工件，上夹持部的位置可以进行多方位调节，适应性强，夹持效率高。实际工作时，首先可以通过安装在支板上的横向调节气缸驱动安装在上顶尖安装板上的上顶尖组件在水平方向上的移动，从而可以增强上顶尖组件适应不同型号的工件夹持的要求，具有良好的适应性。当上顶尖组件的横向位置调整好以后，只需将需要进行淬火的工件通过机械手放置在下顶尖上，然后抓手气缸向前伸展，使得磁铁抓手与工件接触，利用磁铁抓手将工件定位抓稳，然后再通过上顶尖定位驱动装置驱动上顶尖总成向下移动到位，使得上顶尖顶住工件的顶部，从而将工件夹持在上顶尖和下顶尖之间，然后抓手气缸驱动磁铁抓手复位，使得磁铁抓手与工件分离，方便下顶尖对工件的旋转驱动，然后下顶尖驱动电机驱动两个下顶尖转轴带动下顶尖同时旋转，进而可以同时带动两个工件高速旋转，从而实现工件的自动夹持，而且每次可以同时夹持两个工件，夹持效率高；

(3)本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现淬火感应器在X、Y、Z三个方向上的精确调节，以便适应相同工件不同淬火位置或者不同型号工件的淬火要求，适应性强。实际工作时，通过Z向驱动电机驱动Z向驱动丝杆正向或者反向旋转，通过Z向驱动丝杆与丝杆副之间的配合，可以精确驱动Z向滑动座沿Z向导轨上下移动，实现对高频淬火机构在纵向位置上的精确驱动，然后通过X向驱动电机和X向驱动丝杆之间的配合可以驱动X向滑动座在X向导轨上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器在X向上的位置，通过Y向驱动电机和Y向驱动丝杆之间的配合可以驱动Y向滑动座在Y向导轨上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器在Y向上的位置，从而实现淬火感应器在X、Y、Z三个方向上的精确调节，以便适应相同工件不同淬火位置或者不同型号工件的淬火要求，而且通过在淬火感应器的下方设置定位套筒，有利于淬火过程中对工件的定位保护。

附图说明

图1是凸轮轴的结构示意图；

图2是本实用新型的立体结构示意图Ⅰ；

图3是本实用新型的立体结构示意图Ⅱ；

图4是本实用新型中高频感应淬火装置、冷却水循环系统、电控箱、人机交互系统的安装结构示意图Ⅰ；

图5是本实用新型中高频感应淬火装置、冷却水循环系统、电控箱、人机交互系统的安装结构示意图Ⅱ；

图6是本实用新型中高频感应淬火装置的立体结构示意图Ⅰ；

图7是本实用新型中高频感应淬火装置的立体结构示意图Ⅱ；

图8是本实用新型中上夹持机构、下夹持机构、工件抓手的装配立体结构示意图Ⅰ；

图9是本实用新型中上夹持机构、下夹持机构、工件抓手的装配立体结构示意图Ⅱ；

图10是本实用新型中上夹持机构的立体结构示意图；

图11是本实用新型中上顶尖组件的立体结构示意图；

图12是本实用新型中上顶尖组件的立体结构爆炸示意图；

图13是本实用新型中下夹持机构的立体结构示意图Ⅰ；

图14是本实用新型中下夹持机构的立体结构示意图Ⅱ；

图15是本实用新型中下夹持机构的立体结构示意图Ⅲ；

图16是本实用新型中淬火总成的立体结构示意图；

图17是本实用新型中高频淬火机构的立体结构示意图Ⅰ；

图18是本实用新型中高频淬火机构的立体结构示意图Ⅱ。

图中：1、高频感应淬火装置；

11、上夹持机构；111、上顶尖定位驱动装置；1111、机架；1112、Z向导轨；1113、丝杆副；1114、丝杆；1115、上顶尖升降驱动电机；1116、减速箱；112、上顶尖总成；1121、滑动座；1122、支板；1123、横向调节气缸；1124、上顶尖安装板；1125、上顶尖组件；11251、纵向压紧气缸；11252、法兰管；11253、外轴套；11254、上轴套；11255、压轴；11256、弹簧；11257、轴座；11258、轴承1；11259、转轴安装座；112510、转轴；112511、上顶尖；

12、下夹持机构；121、下顶尖安装座；122、下顶尖驱动电机；123、转盘；124、下顶尖；125、下顶尖转轴；126、同步皮带轮；127、皮带张紧轮；

13、工件抓手；131、抓手安装支架；132、抓手气缸；133、磁铁抓手；

14、淬火总成；141、高频淬火驱动装置；1411、Z向驱动电机；1412、Z向驱动丝杆；1413、Z向滑动座；14131、滑板座；14132、滑块；14133、丝杆副安装座；14134、淬火机构支架；142、高频淬火机构；1420、底板；1421、X向驱动电机；1422、X向驱动丝杆；1423、X向导轨；1424、X向滑动座；1425、Y向导轨；1426、Y向滑动座；1427、Y向驱动电机；1428、Y向驱动丝杆；1429、高频变压器；14210、传导杆；14211、淬火座；14212、淬火支架；14213、淬火感应器；14214、套筒支撑座；14215、定位套筒；

2、冷却水循环系统；21、集水槽；22、回水槽；23、回水泵；24、制冷机组；25、冷却水管；26、热交换器；3、电控箱；4、外罩；5、人机交互系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种立式高频感应淬火自动化热处理设备。

参照图1至图18所示，一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括：

参照图1至图18所示，一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，包括：

高频感应淬火装置1，所述高频感应淬火装置1包括上夹持机构11、下夹持机构12、工件抓手13和淬火总成14；

所述上夹持机构11包括上顶尖定位驱动装置111和上顶尖总成112，所述上顶尖总成112安装在上顶尖定位驱动装置111上，所述上顶尖定位驱动装置111用于驱动上顶尖总成112上下垂直移动；所述上顶尖定位驱动装置111包括机架1111，所述机架1111上沿纵向安装有两条并行间隔设置的Z向导轨1112，机架1111的顶部安装有上顶尖升降驱动电机1115，所述上顶尖升降驱动电机1115为伺服电机，以方便对上顶尖总成112纵向位置的精确调节，所述上顶尖升降驱动电机1115的输出轴上安装有减速箱1116，所述减速箱1116的输出轴沿纵向设置，所述减速箱1116的输出轴上安装有与Z向导轨1112平行且纵向设置的丝杆1114，所述丝杆1114上对应安装有与丝杆1114相匹配的丝杆副1113；实际工作时，通过上顶尖升降驱动电机1115经过减速箱1116的减速后可以驱动丝杆1114正向或者反向旋转，然后再通过丝杆1114与丝杆副1113之间的配合，可以精确驱动上顶尖总成112沿Z向导轨1112上下移动，实现对上顶尖总成112纵向位置的精确调节；

所述上顶尖总成112包括滑动座1121，所述滑动座1121的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置111的Z向导轨1112上，且滑动座1121的背面还与上顶尖定位驱动装置111中的丝杆副1113固定连接，实际工作时，可以通过丝杆1114与丝杆副1113之间的配合，精确驱动滑动座1121沿Z向导轨1112上下移动，所述滑动座1121的前侧面上安装有支板1122，支板1122上安装有横向调节气缸1123，所述横向调节气缸1123水平向前设置，上顶尖安装板1124安装在横向调节气缸1123的伸缩轴上，两并排间隔设置的上顶尖组件1125竖直向下固定在所述上顶尖安装板1124上，所述上顶尖组件1125包括法兰管11252，所述法兰管11252沿纵向固定在上顶尖安装板1124上，纵向压紧气缸11251固定在法兰管11252的顶部且竖直向下设置，所述纵向压紧气缸11251的伸缩轴纵向贯穿法兰管11252后向下延伸，外轴套11253固定在法兰管11252的底部，轴座11257安装在外轴套11253的底部，压轴11255沿纵向安装在所述轴座11257内，所述压轴11255位于纵向压紧气缸11251的伸缩轴的正下方，压轴11255顶部套接安装有上轴套11254，以方便纵向压紧气缸11251对压轴11255的下压，压轴11255上套接有弹簧11256，所述轴座11257的下方安装有转轴安装座11259，所述转轴安装座11259内安装有轴承11258，转轴112510沿纵向贯穿安装在所述轴承11258上，上顶尖112511竖直向下设置且与转轴112510的底部固定连接。实际工作时，当上顶尖升降驱动电机1115驱动上顶尖总成112到合适的纵向位置后，横向调节气缸1123驱动上顶尖组件1125移动到工件位置的上方，然后纵向压紧气缸11251推动压轴11255下压，压轴11255克服弹簧11256的弹力下压转轴112510，使得转轴112510下方的上顶尖112511下压，并配合安装在上顶尖112511下方的下顶尖124实现对凸轮轴的自动夹持；

所述下夹持机构2安装在上顶尖总成112的下方，所述下夹持机构12包括下顶尖安装座121，所述下顶尖安装座121上并排间隔安装有两个并排间隔设置的转盘123，每个转盘123上均安装有分别与上顶尖总成112中上顶尖组件1125相对应的下顶尖124，下顶尖124的底部安装有纵向贯穿转盘的下顶尖转轴125，下顶尖转轴125底部安装同步皮带轮126，下顶尖驱动电机122与其中的一个下顶尖转轴125连接，两个下顶尖转轴125之间通过同步皮带连接，两个下顶尖转轴125之间还安装有皮带张紧轮127，用于张紧两个下顶尖转轴125之间的同步皮带；实际工作时，下顶尖驱动电机122驱动两个下顶尖转轴125带动下顶尖124同时旋转，进而可以同时带动两个工件高速旋转；

每个下顶尖124一侧均对应安装有工件抓手13，所述工件抓手13包括安装在下顶尖安装座121上且位于下顶尖124一侧的抓手安装支架131，所述抓手安装支架131上安装有横向水平分布且正对下顶尖124设置的抓手气缸132，所述抓手气缸132的伸缩轴上安装有磁铁抓手133。实际工作时，首先将需要进行淬火的工件通过机械手将放置在下顶尖124上，然后抓手气缸132向前伸展，使得磁铁抓手133与工件接触，利用磁铁抓手133将工件定位抓稳，然后再通过上顶尖定位驱动装置111驱动上顶尖总成112向下移动到位，使得上顶尖112511顶住工件的顶部，从而将工件夹持在上顶尖112511和下顶尖124之间，然后抓手气缸132驱动磁铁抓手133复位，使得磁铁抓手133与工件分离，方便下顶尖124对工件的旋转驱动；

高频淬火驱动装置141，所述高频淬火驱动装置包括竖直向下安装在机架1111上的Z向驱动电机1411，所述Z向驱动电机1411的输出轴上安装有与Z向导轨1112平行设置的Z向驱动丝杆1412，Z向滑动座1413安装在Z向导轨1112上，且Z向滑动座1413的背面与Z向驱动丝杆1412之间通丝杆副连接；实际工作时，可以通过Z向驱动电机1411驱动Z向驱动丝杆1412正向或者反向旋转，通过Z向驱动丝杆1412与丝杆副之间的配合，可以精确驱动Z向滑动座1413沿Z向导轨1112上下移动，实现对高频淬火机构142在纵向位置上的精确驱动；所述Z向滑动座1413包括滑板座14131，所述滑板座14131的背面设置有多个滑块14132，滑板座14131通过滑块14132安装在Z向导轨1112上，所述滑板座14131的背面还安装有丝杆副安装座14133，丝杆副安装在所述丝杆副安装座14133内并与Z向驱动丝杆1412连接，所述滑板座14131的前侧面安装有两向前延伸的淬火机构支架14134，高频淬火机构142固定在所述淬火机构支架14134上；通过上述结构设计，可以使得Z向滑动座1413可以沿Z向导轨1112精确、平稳移动；

高频淬火机构142，所述高频淬火机构142包括底板1420，所述底板1420固定在Z向滑动座1413的淬火机构支架14134上，所述底板1420上安装有X和Y向驱动组件，所述X和Y向驱动组件包括X向导轨1423，所述X向导轨1423安装在底板1420上，X向滑动座1424安装在所述X向导轨1423上，X向驱动电机1421安装在底板1420上，X向驱动电机1421输出轴上安装有X向驱动丝杆1422，所述X向驱动丝杆1422与X向滑动座1424的底面之间通过丝杆副连接，所述X向滑动座1424上安装有Y向导轨1425，Y向滑动座1426安装在所述Y向导轨1425上，Y向驱动电机1427安装在X向滑动座1424上，Y向驱动电机1427输出轴上安装有Y向驱动丝杆1428，所述Y向驱动丝杆1428与Y向滑动座1426的底面之间通过丝杆副连接，高频变压器1429固定在所述Y向滑动座1426上；在实际工作时，通过X向驱动电机1421和X向驱动丝杆1422之间的配合可以驱动X向滑动座1424在X向导轨1423上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器14213在X向上的位置，通过Y向驱动电机1427和Y向驱动丝杆1428之间的配合可以驱动Y向滑动座1426在Y向导轨1425上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器14213在Y向上的位置；所述X向驱动电机1421和Y向驱动电机1427均为伺服电机，以方便对淬火感应器14213在X、Y三个方向上的精确调节；

高频变压器1429的输出端安装有传导杆14210，传导杆14210的前端安装有淬火座14211，淬火座14211的前端安装有淬火支架14212，淬火支架14212上安装有淬火感应器14213，实际工作时，外部电流经过高频变压器1429进行升压后，通过传导杆14210进行高压电流的输出，并通过淬火感应器14213在工件表面产生感应电流，迅速加热工件表面；

所述淬火座14211上位于淬火支架14212的下方安装有套筒支撑座14214，所述套筒支撑座14214上安装有定位套筒14215，所述定位套筒14215位于淬火感应器14213的下方，通过在淬火感应器14213的下方设置定位套筒14215，有利于淬火过程中对工件的定位保护；

冷却水循环系统2，所述冷却水循环系统2包括集水槽21、回水槽22、回水泵23、制冷机组24和冷却水管25，其中集水槽21安装在下顶尖124的下方，回水槽22安装在高频感应淬火装置1的后方，集水槽21和回水槽22之间通过管道连接，制冷机组24与回水槽22之间通过回水泵23连接，制冷机组24通过冷却水管25与安装在高频感应淬火装置1工件淬火位的喷头连接；淬火过程中，喷射的冷却水通过集水槽21收集后回流至回水槽22，回水槽22内的冷却水通过回水泵23输送至热交换器26进行热交换，再输送至制冷机组24进行制冷，最后通过冷却水管25输送至冷却喷头，通过喷头对淬火位置进行冷却，同时可以实现冷却水和热能的循环使用，节约用水，降低能耗；

安装在高频感应淬火装置1外侧的外罩4，外罩4后侧安装有电控箱3，所述外罩4上安装有与高频感应淬火装置1电性连接的人机交互系统5，通过人机交互系统5可以实现对设备工作参数的设定及控制。

本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现凸轮轴的自动夹持、不同位置的高频淬火和冷却，淬火效率高，适应性强，自动化程度高。实际工作时，首先通过机械手将需要进行淬火的凸轮轴放置在下夹持机构12的下顶尖124上，为了确保凸轮轴稳定竖立在下顶尖124上，特在下顶尖124的一侧对应设置一个工件抓手13，通过工件抓手13中的抓手气缸132驱动磁铁抓手133将凸轮轴定位抓稳，上料机械手就可以复位抓取下一个凸轮轴，然后通过高频淬火驱动装置141驱动高频淬火机构142向下移动使得高频淬火机构142与凸轮轴A位置的表面接触，然后再通过上顶尖定位驱动装置111驱动上顶尖总成112向下移动到位，使得上顶尖总成112中的上顶尖112511顶住凸轮轴的顶部，从而将凸轮轴夹持在上顶尖112511和下顶尖124之间，实现工件的自动夹持，然后抓手气缸132驱动磁铁抓手133复位，使得磁铁抓手133与凸轮轴分离，然后下顶尖驱动电机122驱动凸轮轴高速旋转，凸轮轴在高速旋转的过程中，高频淬火机构142工作，使凸轮轴A位置表面迅速加热，加热后向工件喷射冷却液体，实现对凸轮轴A位置的淬火处理，然后，当需要对凸轮轴B位置进行淬火时，通过高频淬火驱动装置141再次驱动高频淬火机构142向下移动至凸轮轴B位置，然后重复淬火工艺，直至凸轮轴F位置完成后，高频淬火驱动装置141驱动高频淬火机构142上升，通过工件抓手13再次将凸轮轴定位抓稳，上顶尖定位驱动装置111驱动上顶尖总成112上升，机械手对淬火后的凸轮轴进行下料；淬火过程中，喷射的冷却水通过集水槽21收集后回流至回水槽22，回水槽22内的冷却水通过回水泵23输送至制冷机组24制冷后，最后通过冷却水管25输送至冷却喷头，通过喷头对淬火位置进行冷却，同时可以实现冷却水的循环使用，节约用水。

本立式高频感应淬火自动化热处理设备自动化程度高，可以实现工件的自动夹持，而且每次可以同时夹持两个工件，上夹持部的位置可以进行多方位调节，适应性强，夹持效率高。实际工作时，首先可以通过安装在支板1122上的横向调节气缸1123驱动安装在上顶尖安装板1124上的上顶尖组件1125在水平方向上的移动，从而可以增强上顶尖组件1125适应不同型号的工件夹持的要求，具有良好的适应性。当上顶尖组件1125的横向位置调整好以后，只需将需要进行淬火的凸轮轴通过机械手将放置在下顶尖124上，然后抓手气缸132向前伸展，使得磁铁抓手133与工件接触，利用磁铁抓手133将凸轮轴定位抓稳，然后再通过上顶尖定位驱动装置111驱动上顶尖总成112向下移动到位，使得上顶尖112511顶住工件的顶部，从而将工件夹持在上顶尖112511和下顶尖124之间，然后抓手气缸132驱动磁铁抓手133复位，使得磁铁抓手133与工件分离，方便下顶尖124对工件的旋转驱动，然后下顶尖驱动电机122驱动两个下顶尖转轴125带动下顶尖124同时旋转，进而可以同时带动两个工件高速旋转，从而实现工件的自动夹持，而且每次可以同时夹持两个工件，夹持效率高。

本立式高频感应淬火自动化热处理设备可以实现淬火感应器在X、Y、Z三个方向上的精确调节，以便适应相同工件不同淬火位置或者不同型号工件的淬火要求，适应性强。实际工作时，通过Z向驱动电机1411驱动Z向驱动丝杆1412正向或者反向旋转，通过Z向驱动丝杆1412与丝杆副之间的配合，可以精确驱动Z向滑动座1413沿Z向导轨1112上下移动，实现对高频淬火机构142在纵向位置上的精确驱动，然后通过X向驱动电机1421和X向驱动丝杆1422之间的配合可以驱动X向滑动座1424在X向导轨1423上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器14213在X向上的位置，通过Y向驱动电机1427和Y向驱动丝杆1428之间的配合可以驱动Y向滑动座1426在Y向导轨1425上左右移动，从而可以精确调节淬火感应器14213在Y向上的位置，从而实现淬火感应器14213在X、Y、Z三个方向上的精确调节，以便适应相同工件不同淬火位置或者不同型号工件的淬火要求，而且通过在淬火感应器14213的下方设置定位套筒14215，有利于淬火过程中对工件的定位保护。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于包括：

高频感应淬火装置，所述高频感应淬火装置包括上夹持机构、下夹持机构、工件抓手和淬火总成，所述上夹持机构包括上顶尖定位驱动装置和上顶尖总成，所述上顶尖总成安装在上顶尖定位驱动装置上，所述上顶尖定位驱动装置用于驱动上顶尖总成上下垂直移动；所述下夹持机构安装在上顶尖总成的下方，所述下夹持机构包括下顶尖，所述下顶尖由下顶尖驱动电机驱动；工件抓手安装在下顶尖的一侧；所述淬火总成包括高频淬火驱动装置和高频淬火机构，所述高频淬火机构安装在高频淬火驱动装置上，所述高频淬火驱动装置用于驱动高频淬火机构上下垂直移动，所述高频淬火机构安装在上夹持机构与下夹持机构之间；

冷却水循环系统，所述冷却水循环系统包括集水槽、回水槽、回水泵、制冷机组、冷却水管和热交换器，其中集水槽安装在下顶尖的下方，回水槽安装在高频感应淬火装置的后方，集水槽和回水槽之间通过管道连接，热交换器与回水槽之间通过回水泵连接，热交换器与制冷机组之间通过管道连接，制冷机组通过冷却水管与安装在高频感应淬火装置工件淬火位的喷头连接；

安装在高频感应淬火装置外侧的外罩，所述外罩上安装有与高频感应淬火装置电性连接的人机交互系统。

2.如权利要求1所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖总成包括滑动座，所述滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置上，所述滑动座的前侧面上安装有支板，支板上安装有横向调节气缸，所述横向调节气缸水平向前设置，上顶尖安装板安装在横向调节气缸的伸缩轴上，两并排间隔设置的上顶尖组件竖直向下固定在所述上顶尖安装板上。

3.如权利要求2所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖定位驱动装置包括机架，所述机架上沿纵向安装有两条并行间隔设置的Z向导轨，机架的顶部安装有上顶尖升降驱动电机，所述上顶尖升降驱动电机的输出轴上安装有减速箱，所述减速箱的输出轴沿纵向设置，所述减速箱的输出轴上安装有与Z向导轨平行且纵向设置的丝杆，所述丝杆上对应安装有与丝杆相匹配的丝杆副，上顶尖总中的滑动座的背面通过滑块安装在上顶尖定位驱动装置的Z向导轨上，且滑动座的背面还与上顶尖定位驱动装置中的丝杆副固定连接。

4.如权利要求2所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述上顶尖组件包括法兰管，所述法兰管沿纵向固定在上顶尖安装板上，纵向压紧气缸固定在法兰管的顶部且竖直向下设置，所述纵向压紧气缸的伸缩轴纵向贯穿法兰管后向下延伸，外轴套固定在法兰管的底部，轴座安装在外轴套的底部，压轴沿纵向安装在所述轴座内，所述压轴位于纵向压紧气缸的伸缩轴的正下方，所述压轴顶部套接安装有上轴套，压轴上套接有弹簧，所述轴座的下方安装有转轴安装座，所述转轴安装座内安装有轴承，转轴沿纵向贯穿安装在所述轴承上，上顶尖竖直向下设置且与转轴的底部固定连接。

5.如权利要求1所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述下夹持机构包括下顶尖安装座，所述下顶尖安装座上并排间隔安装有两个并排间隔设置的转盘，每个转盘上均安装有分别与上顶尖总成中上顶尖组件相对应的下顶尖，下顶尖的底部安装有纵向贯穿转盘的下顶尖转轴，下顶尖转轴底部安装同步皮带轮，下顶尖驱动电机与其中的一个下顶尖转轴连接，两个下顶尖转轴之间通过同步皮带连接。

6.如权利要求1所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述工件抓手包括安装在下顶尖安装座上且位于下顶尖一侧的抓手安装支架，所述抓手安装支架上安装有横向水平分布且正对下顶尖设置的抓手气缸，所述抓手气缸的伸缩轴上安装有磁铁抓手。

7.如权利要求1所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述高频淬火驱动装置包括竖直向下安装在机架上的Z向驱动电机，所述Z向驱动电机的输出轴上安装有与Z向导轨平行设置的Z向驱动丝杆，Z向滑动座安装在Z向导轨上，且Z向滑动座的背面与Z向驱动丝杆之间通丝杆副连接。

8.如权利要求7所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述高频淬火机构包括底板，所述底板固定在Z向滑动座上，所述底板上安装有X和Y向驱动组件，高频变压器固定在所述X和Y向驱动组件上，所述高频变压器的输出端安装有传导杆，传导杆的前端安装有淬火座，淬火座的前端安装有淬火支架，淬火支架上安装有淬火感应器，所述淬火座上位于淬火支架的下方安装有套筒支撑座，所述套筒支撑座上安装有定位套筒，所述定位套筒位于淬火感应器的下方。

9.如权利要求8所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述X和Y向驱动组件包括X向导轨，所述X向导轨安装在底板上，X向滑动座安装在所述X向导轨上，X向驱动电机安装在底板上，X向驱动电机输出轴上安装有X向驱动丝杆，所述X向驱动丝杆与X向滑动座的底面之间通过丝杆副连接，所述X向滑动座上安装有Y向导轨，Y向滑动座安装在所述Y向导轨上，Y向驱动电机安装在X向滑动座上，Y向驱动电机输出轴上安装有Y向驱动丝杆，所述Y向驱动丝杆与Y向滑动座的底面之间通过丝杆副连接，高频变压器固定在所述Y向滑动座上。

10.如权利要求9所述的立式高频感应淬火自动化热处理设备，其特征在于：所述Z向滑动座包括滑板座，所述滑板座的背面设置有多个滑块，滑板座通过滑块安装在Z向导轨上，所述滑板座的背面还安装有丝杆副安装座，丝杆副安装在所述丝杆副安装座内并与Z向驱动丝杆连接，所述滑板座的前侧面安装有两向前延伸的淬火机构支架，底板固定在所述淬火机构支架上。

Images